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根据能量转化与守恒定律,在与外界没有热传递的条件下,物体内能的增加量与外界对物体...

根据能量转化与守恒定律,在与外界没有热传递的条件下,物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律,某兴趣小组设计了如图所示的实验:在容器里装一定质量的水,中间装上带有叶片的转轴,转轴上绕上绳子,绳子另一端通过滑轮与一重物相连;当重物下降时,绳子拉动转轴转动,带动叶片旋转,使容器里的水温度升高,结合水的比热计算出水增加的内能,以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。

(1)为了完成此实验,除已提供测质量的电子天平外,还需要的测量工具有:____________

(2)兴趣小组在实验过程中发现,水内能的增加量小于重物做功的大小,请写出造成这种现象的一种原因:______

(3)改进实验后,获得了如下数据,规律得到验证。

实验

序号

重物质量

kg

下降高度

m

升高温度

(℃)

 

实验

序号

重物质量

kg

下降高度

m

升高温度

(℃)

1

20

5

0.5

4

10

10

0.5

2

20

10

1.0

5

30

10

1.5

3

20

15

1.5

6

40

10

2.0

 

 

若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃,则25kg的重物需下降______m

(4)若已知容器中水的质量是0.2kg,计算第二次实验中,当重物下降,重物的重力做功转化为水的内能增加的效率______

 

刻度尺 温度计 滑轮存在摩擦 20 42% 【解析】 (1)实验中应需要用刻度尺测量重物下降的高度,用温度计测水升高的温度; (2)在实验的过程中,由于滑轮存在摩擦,液体会散热等情况,使得水内能的增加量小于重物做功的大小; (3)由2次实验可知:20kg的重物下降10m,升高的温度为1℃,则每千克的重物下降1m,升高的温度为: ,使容器内相同质量水的温度升高2.5℃,则需要的高度为:; (3)重物的重力: ,重物的重力做功: ;水增加的内能为: ,重物的重力做功转化为水的内能增加的效率:.  
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考点分析:
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探究平面镜成像特点的实验中,我们一般选用玻璃板代替平面镜,这样既能看见物体的像,也能透过玻璃板看见另一侧的物体,便于确定物体像的位置但在实验中,由于玻璃板前后两个面都能成像,并且玻璃板的厚度对研究成像规律也有影响。聪明的小明利用生活中梳洗用的两块小镜子(该平面镜的前表面为反射面)也完成了实验,小明的实验步骤如下:

(1)如图甲所示,将两块平面镜分开一定距离固定于不锈钢框架上,将铅笔A放在平面镜前,可以看见铅笔通过平面镜成上下两段不完整的_____像(选填),此像虽然不完整,但比玻璃板成像要_____

(2)小明用与铅笔A完全一样的铅笔B找到了铅笔A像的位置,他具体的操作是:_____

(3)为了消除平面镜厚度对物距和像距测量的影响,小明用图乙的方法测出了物距和像距,图丙为图乙的简化图,图丙中_____表示像距(选填“BD”“BC“)。

 

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学习小组用图1甲所示的圆柱形纸质套筒做“探究小孔成像规律”的实验,发现像的大小不同,亮度也不一样。

(1)关于像的亮度与哪些因素有关,他们提出以下猜想:

猜想1:与小孔到光屏的距离有关;

猜想2:与小孔的形状有关;

猜想3:与小孔的大小有关。

①类比利用太阳光测凸透镜焦距时,光屏从焦点处远离透镜过程中,光斑越大越暗的现象,可判断猜想1是______的。

②验证猜想2时,固定烛焰、纸筒和光屏的位置,更换使用如图乙所示的三个小孔进行实验,分别观察比较所成像的亮度。他们实验中存在的问题是______

③为验证猜想3,固定烛焰、小孔和光屏位置,只改变圆孔直径,观察到的现象如下表。

圆孔的直径/mm

小于1.0

1.0

1.5

2.0

2.5

4.0

像的清晰度

清晰

清晰

清晰

清晰

较模糊

模糊

像的明亮程度

-----逐渐变亮→

 

 

实验现象表明:在小孔成像清晰时,______

(2)学习小组对像的清晰度与亮度问题作进一步探究,如图2所示。

①在纸筒底部中心开一小孔a,又在a上下等距的位置再开两个小孔bc,光屏上观察到三个像。在bc两孔处放置两相同的三棱镜,移动光屏到图丙位置时,光屏上只出现一个清晰的更亮的像。则bc两小孔处三棱镜放置的方式可能是______

②他们设想在bc两孔之间再开若干个小孔,并在小孔处放置棱镜,所成的像都与bc两孔处三棱镜所成的像重合,则光线通过这些棱镜的偏折程度比通过bc两孔处三棱镜的要______(选填“大”或“小”)。

③若开一个大孔,并在大孔处放一合适的凸透镜替代上述所有棱镜后,恰能在图丙位置光屏上呈现清晰的像,则此像是______的倒立实像;若只用a孔替代凸透镜,在图丙位置光屏上所成的像与该透镜所成的像相比,像的亮度______,像的大小______

 

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小明在做“观察水的沸腾”实验时,用到的器材如下:铁架台、烧杯、温度计、秒表、硬纸板、石棉网等。

(1)组装器材时如何确定铁圈(石棉网)的高度?_____

(2)实验时用温度计测出不同时刻水的温度,并记录在如表中,其中第3min时温度计的示数如图甲所示,示数为_____

时间/min

0

1

2

3

4

5

6

7

温度/℃

80

84

88

 

96

98

98

98

 

(3)某时刻观察到烧杯中出现图乙所示的现象,表明水_____沸腾。

(4)请在图丙方格纸上画出水的温度随时间变化的图象。

___

(5)小明回家后发现妈妈正在炖汤,汤沸腾后妈妈将火调小,汤仍在沸腾。小明又把火调得更小,这时虽还在加热,汤却不沸腾了你觉得不沸腾的原因是_____

 

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如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置。两个相同的易拉罐中分别装有质量和初温都相同的ab两种液体,用相同的装置加热。根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示。

(1)加热相同时间,a液体吸收的热量______(选填“>”、“=”或“<”)b液体;

(2)液体a的比热容______(选填“>”、“=”或“<”)b液体的比热容;

(3)利用本实验装置比较不同燃料的热值,除了如图所示的器材外,还需要添加的测量器材是______

 

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如图所示为小斌同学“探究光的反射规律”的实验装置。把一个平面镜放在水平桌面上,再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上,纸板上的直线ON垂直于镜面。

(1)如果纸板没有与平面镜垂直放置,当光贴着纸板E入射时,在纸板F______(选填“能”或“不能”)看到反射光线;

(2)小斌想要探究反射光线与入射光线是否在同一平面内,接下来的操作是______

(3)他让一束光线沿着BO方向入射,发现反射光线沿着OA方向射出,说明光在反射时光路是______的。

 

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