考题1探究动能定理
例1(2014·天津·9(2))某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等．组装的实验装置如图1所示．
图1
①若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些________．
②实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是下列的哪个________(填字母代号)．
A．避免小车在运动过程中发生抖动
B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰
C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动
D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
③平衡摩擦力后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车速度，在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：______________________________________________
________________________________________________________________________.
④他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情况可能是下列哪些原因造成的________(填字母代号)．
A．在接通电源的同时释放了小车
B．小车释放时离打点计时器太近
C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉
D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力
解析 ①本实验需要知道小车的动能，因此还需要用天平测出小车的质量，用刻度尺测量纸带上点迹之间的长度，求出小车的瞬时速度．
②牵引小车的细绳与木板平行的目的是在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力，选项D 正确．
③在保证所挂钩码数目不变的条件下要减小小车加速度可以增加小车的质量，故可在小车上加适量砝码(或钩码)．
④当小车在运动过程中存在阻力时，拉力做正功和阻力做负功之和等于小车动能的增量，故拉力做功总是要比小车动能增量大一些；当钩码加速运动时，钩码重力大于细绳拉力，此同学将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，则拉力做功要比小车动能增量大，故只有C 、D 正确．
答案 ①刻度尺、天平(包括砝码) ②D ③可在小车上加适量砝码(或钩码) ④CD
1．某实验小组同学利用气垫导轨和光电门计时器等装置探究动能定理．如图2所示，他们通过改变滑轮下端的小沙盘中沙子的质量来改变滑块所受水平方向的拉力；滑块上安有宽度为d 的挡光片，实验中，用天平称出小盘和沙子的总质量为m ，滑块(带挡光片)的质量为M ，用最小分度为1 mm 的刻度尺测量出光电门1和2之间的距离s ，计时器显示挡光片经过光电门的时间分别为t 1和t 2.
图2
(1)用最小分度为1 mm 的刻度尺测量出光电门1和2之间的距离s ，以下数据合理的是________
A ．50 cm
B ．50.00 cm
C ．50.0 cm
D ．50.000 cm
(2)小组的某位同学探究得出结论的表达式为mgs ＝12(M ＋m )[(d t 2)2－(d
t 1)2]，请问在这位同学的
实验操作过程中是否需要满足“小沙盘和沙子的总质量m 远远小于滑块(带挡光片)的质量M ”这个条件________(填“是”或“否”)． (3)为减小实验误差可采取的方法是________． A ．适当增大挡光片的宽度d B ．适当减小挡光片的宽度d C ．适当增大两光电门之间的距离s D ．适当减小两光电门之间的距离s
答案(1)B(2)否(3)BC
解析(1)刻度尺的最小分度是1 mm，所以用cm做单位时小数点后保留两位，所以B正确，A、C、D错误；(2)通过表达式可以看出此同学的研究对象是系统，所以并不需要满足“小盘和沙子的总质量m远远小于滑块(带挡光片)的质量M”这个条件；(3)适当减小挡光片的宽度，或适当增大光电门间的距离可减小误差．
2．在探究动能定理的实验中，某实验小组组装了一套如图3所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T，实验的部分步骤如下：
图3
(1)平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列________的点．
(2)测量小车和拉力传感器的总质量M，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后__________，打出一条纸带，关闭电源．
(3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图4所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O、
A、B、C、D、E等
多个计数点，各个计数点到O点间的距离分别用h A、h B、h C、h D、h E、……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D点时的动能表达式为____________________，若拉力传感器的读数为F，计时器打下A点到打下D点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为______________．
图4
(4)某同学以A点为起始点，以A点到各个计数点动能的增量ΔE k为纵坐标，以A点到各个计数点拉力对小车所做的功W为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是______________________________________________________________．
答案(1)间距相等(2)释放小车(3)M(h E－h C)2
8T2F(h D－h A)(4)外力所做的功等于物体动
能的变化量
解析(1)当打点计时器能在纸带上打出一系列间隔均匀的点时，小车做匀速直线运动，受力平衡．
(2)在组装好实验装置的基础上，进行实验时应先接通电源，再释放小车．
(3)D 点的瞬时速度等于CE 段的平均速度，即v D ＝h E －h C 2T ，故打下D 点时的动能为E k D ＝1
2
M v 2
D ＝M (h
E －h C )2
8T 2；拉力对小车做的功为W ＝F (h D －h A )．
(4)因图线是一条过原点的直线且直线的倾角为45°，可得出方程式ΔE k ＝W ，故可得结论：外力所做的功等于物体动能的变化量．
考题2 验证机械能守恒定律
例2 为了探究机械能守恒定律，岳口高中的金金设计了如图5所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：
图5
A ．小车
B ．钩码
C ．一端带滑轮的木板
D ．细线
E ．电火花计时器
F ．纸带
G ．毫米刻度尺
H ．低压交流电源
I ．220 V 的交流电源
(1)根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是________(填写器材序号)，还应补充的器材是________．
(2)实验中得到了一条纸带如图6所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0～6)，测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d 1、d 2、d 3、d 4、d 5、d 6，打点周期为T .则打点2时小车的速度v 2＝________；若测得小车质量为M 、钩码质量为m ，打点1和点5时小车的速度分别用v 1、v 5表示，已知重力加速度为g ，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为________________．
图6
(3)在实验数据处理时，如果以v 2
2为纵轴，以d 为横轴，根据实验数据绘出v 2
2－d 图象，其图
线的斜率表示的物理量的表达式为________________．
解析 (1)电火花计时器需接通220 V 交流电源，因此低压交流电源用不着；另外还需要用到天平测出小车的质量M .
(2)打点2时的速度等于点1到点3之间的平均速度，即v 2＝d 3－d 12T 或d 4
4T
；根据机械能守恒，
整个系统减少的重力势能等于整个系统增加的动能，即mg (d 5－d 1)＝12
(M ＋m )(v 2
5－v 21)．
(3)根据v 2＝2ad ，因此v
2
－d 图线的斜率就是加速度，而对钩码进行受力分析可知：mg －F T
＝ma ，而对小车F T ＝Ma ，因此可得a ＝m
M ＋m
g .
答案 (1)H 天平 (2)d 3－d 12T 或d 4
4T
mg (d 5－d 1)＝12(M ＋m )(v 25－v 2
1
) (3)m M ＋m
g
3．(单选)在“验证机械能守恒定律”的实验中，要验证重锤下落时重力势能的减少量等于它动能的增加量，以下操作步骤中必要而且正确的是( ) A ．用天平称出重锤的质量
B ．把电火花打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它与低压交流电源连接起来
C ．把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度
D ．用秒表测出重锤下落的时间 答案 C
解析 由于本实验中需要验证：mgh ＝12m v 2，整理后为：gh ＝1
2v 2，即重锤的质量不用测量，
选项A 中操作不必要；电火花计时器用220 V 交流电源，故选项B 错误；将重锤提升一定高度，然后释放，故选项C 正确；重锤下落时间可以通过纸带上的点计算，所以不用测量时间，故选项D 中操作不必要．
4．某实验小组利用图7所示装置验证机械能守恒定律．实验中先接通电磁打点计时器的低压交流电源，然后释放纸带．打出的纸带如图8所示，选取纸带上打出的连续五个点A 、B 、C 、D 、E ，测出A 点距起点O 的距离为x 0，点A 、C 间的距离为x 1，点C 、E 间的距离为x 2.已知重物的质量为m ，交流电的频率为f ，从 释放纸带到打出点C ：
图7
图8
(1)重物减少的重力势能ΔE p ＝________，增加的动能为ΔE k ＝________.若算得的ΔE p 和ΔE k 值很接近，则说明：________.
(2)一般来说，实验中测得的ΔE p ________ΔE k (填“大于”、“等于”或“小于”)，这是因为__________________．
答案 (1)mg (x 0＋x 1) mf 2(x 1＋x 2)2
32 在误差允许的范围内，重物下落过程中机械能守恒 (2)
大于 重物克服阻力做功
解析 (1)打出点C 时的速度为v C ＝x 1＋x 24T ＝f (x 1＋x 2)4，所以ΔE k ＝12m v 2C ＝mf 2(x 1＋x 2)2
32
. (2)由于阻力的存在，所以重物减少的重力势能一般大于增加的动能．
考题3 验证动量守恒定律
例3 在实验室里为了验证动量守恒动定律，一般采用如图9甲、乙所示的两种装置：
图9
(1)若入射小球质量为m 1，半径为r 1；被碰小球质量为m 2，半径为r 2，则________． A ．m 1>m 2，r 1>r 2 B ．m 1>m 2，r 1 (2)若采用图乙所示装置进行实验，以下所提供的测量工具中必需的是________． A ．直尺 B ．游标卡尺 C ．天平 D ．弹簧测力计 E ．秒表 (3)设入射小球的质量为m 1，被碰小球的质量为m 2，则在用图甲所示装置进行实验时(P 为碰前入射小球落点的平均位置)，所得“验证动量守恒定律”的结论为______________．(用装置图中的字母表示) 解析 (1)实验中必须用半径相等的小球，以满足对心碰撞；入射球的质量必须大于被碰撞球的质量，防止两球碰撞时入射球反弹．答案选C.(2)若采用图乙所示装置进行实验，只需要用直尺测量小球落地点到O 点的距离和小球的质量，所以测量工具选择A 、C 即可．(3)用图甲所示装置进行实验时，所得“验证动量守恒定律”的结论为m 1OP ＝m 1OM ＋m 2O ′N . 答案 (1)C (2)AC (3)m 1OP ＝m 1OM ＋m 2O ′N 5．某同学用如图10所示的(a)图装置来探究碰撞中的守恒量，图中PQ 是斜槽，QR 为水平 槽，(b)图是多次实验中某球落到位于水平地面记录纸上得到的10个落点痕迹，有关该实验的一些说法，不正确的有() 图10 A．入射球和被碰球必须是弹性好的，且要求两球的质量相等，大小相同 B．被碰球静止放在槽口，入射球必须每次从轨道的同一位置由静止释放 C．小球碰撞前后的速度不易测量，所以通过测小球“平抛运动的射程”间接地解决 D．图(b)可测出碰撞后某球的水平射程为64.7 cm(或取64.2 cm～65.2 cm之间某值) 答案 A 解析为防止两球碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，为发生对心碰撞，两球半径应相等，故A错误；为保证小球的速度相等，被碰球静止放在槽口，入射球必须每次从轨道的同一位置由静止释放，故B正确；小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间相等，小球的水平位移与小球的初速度成正比，小球碰撞前后的速度不易测量，所以通过测小球“平抛运动的射程”间接地解决，故C正确；由图示刻度尺可知，图(b)可测出碰撞后某球的水平射程为64.7 cm(64.2 cm－65.2 cm均正确)，故D正确． 6．气垫导轨是常用的一种实验仪器．它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦．现用带竖直挡板C和 D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图11所示，采用的实验步骤如下(弹簧的长度忽略不计)： 图11 a．用天平分别测出滑块A、B的质量m A、m B. b．调整气垫导轨，使导轨处于水平． c．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止放置在气垫导轨上．d．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1. e．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作．当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2. (1)实验中还应测量的物理量是______________________________________________． (2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是_____________________ ___________________________________________________． (3)被压缩弹簧的弹性势能的表达式为________________________________________． 答案 (1)B 的右端至D 板的距离L 2 (2)m A L 1t 1－m B L 2 t 2 ＝0 (3)E p ＝12(m A L 2 1 t 21＋m B L 22t 22) 解析 (1)还应测量出B 的右端至D 板的距离L 2，这样才能算出滑块B 的速度；(2)A 滑块的 速度为v A ＝L 1t 1，同样B 滑块的速度为v B ＝L 2t 2，因此m A v A －m B v B ＝0，用已知量代入就是m A L 1 t 1 －m B L 2t 2＝0；(3)弹性势能就等于A 、B 两个滑块的动能之和，即E p ＝12m A v 2A ＋12m B v 2B ＝12(m A L 2 1t 21＋m B L 22t 22 )． 考题4 用油膜法估测分子的大小 例4 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： a ．往边长约为40 cm 的浅盘里倒入约2 cm 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上． b ．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定． c ．将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小． d ．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积． e ．将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上． 完成下列填空： (1)上述步骤中，正确的顺序是____________．(填写步骤前面的字母) (2)实验时，所用的油酸酒精溶液的浓度为A ，测得体积为V 的油酸酒精溶液共有N 滴，将一滴该溶液滴入盛水的浅盘内，稳定后形成的油膜形状如图12所示，测得油膜占有的小正方形个数为X ，每一个小方格的边长为a . 图12 ①用以上字母表示油酸分子直径的大小d ＝__________. ②从图中数得油膜占有的小正方形个数为X ＝________. (3)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，则对出现这种结果的原因，下列说法中可能不正确的是____________． A ．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B ．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C ．计算油膜面积时，只数了完整的方格数 D ．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开 答案 (1)dabec (2)①VA NXa 2 ②57 (3)B 解析 (1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为： 配制酒精油酸溶液(教师完成，记下配制比例)→测定一滴酒精油酸溶液的体积V N (题中的d)→ 准备浅水盘(a)→形成油膜(b)→描绘油膜边缘(e)→测量油膜面积(c)→计算分子直径(c)． (2)①计算步骤：先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积＝一滴酒精油酸溶液的体积×配制比 例．得：V 0＝V ·A N ， 再计算油膜面积S ＝X ·a 2 最后计算分子直径d ＝V 0S ＝VA NXa 2 ① ②按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜占有的小正方形个数为57个． (3)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，发现自己所测数据偏大，根据公式①可知出现这种结果的原因可能是公式中的体积偏大或计算的油膜的面积偏小的原因： A ．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，V 偏大，故A 正确； B ．计算油膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则油膜的面积偏大，故B 错误； C ．计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则油膜的面积偏小，故C 正确； D ．水面上痱子粉撒得较多，油膜没有充分展开，则油膜的面积偏小，故D 正确． 本题要求选择不正确的，故选：B 7．在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图13所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm ，该油酸膜的面积是________ m 2；若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10－ 6 mL ，则油酸分子的直径 是________ m ．(上述结果均保留1位有效数字) 图13 答案 8×10－ 3 5×10 －10 解析 由于小方格的个数为80个，故油酸膜的面积是S ＝80×100×10－ 6 m 2＝8×10－ 3 m 2； 油酸分子直径为d ＝V S ＝4×10－6×10－6 8×10 －3 m ＝5×10－ 10 m ． 考题5 力学创新实验的分析技巧 例5 一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系． (1)首先，让一砝码在一个比较光滑的平面上做半径r 为0.08 m 的圆周运动，数字实验系统得到若干组向心力F 和对应的角速度ω，他们根据实验数据绘出了F －ω的关系图象如图14中B 图线所示，兴趣小组的同学猜测r 一定时，F 可能与ω2成正比．你认为，可以通过进一步转换，做出________关系图象来确定他们的猜测是否正确． (2)将同一砝码做圆周运动的半径r 再分别调整为0.04 m 、0.12 m ，又得到了两条F －ω图象，如图中A 、C 图线所示．通过对三条图线的比较、分析、讨论，他们得出ω一定时，F ∝r 的结论，你认为他们的依据是____________． (3)通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力F 与角速度ω、半径r 的数学关系式是F ＝kω2r ，其中比例系数k 的单位是________． 图14 解析 (1)通过对图象的观察，兴趣小组的同学猜测F 与ω2成正比．可以通过进一步的转换，通过绘出F 与ω2关系图象来确定他们的猜测是否正确，如果猜测正确，做出的F 与ω2的关系式应当是一条过原点的倾斜直线． (2)在证实了F ∝ω2之后，他们将砝码做圆周运动的半径r 再分别调整为0.04 m 、0.12 m ，又 得到了两条F—ω图象，取任意相同ω，A、B、C三图线对应向心力之比均约为3∶2∶1，与其对应半径之比相同．如果比例成立则说明向心力与物体做圆周运动的半径成正比．(3)表达式F＝kω2r中F、ω、r的单位分别是N、rad/s、m，又由v＝ωr有：1 m/s＝1(rad/s)·m，由F＝ma，有1 N＝1 kg·m/s2，则得：1 N＝k×(1 rad/s)2×1 m＝k·m/s2；则得k的单位是kg. 答案(1)F与ω2(2)取任意相同ω，A、B、C三图线对应向心力之比均约为3∶2∶1，与其对应半径之比相同(3)kg 8．(2014·广东·34(2))某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系． ①如图15(a)所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表，由数据算得劲度系数k＝________ N/m.(g取9.8 m/s2) ②取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图(b)所示，调整导轨使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小________． ③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v，释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为________． ④重复③中的操作，得到v与x的关系如图(c)，由图可知，v与x成________关系．由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的________成正比． 答案①50②相等③滑块的动能④正比压缩量的二次方 解析①加50 g砝码时，弹簧弹力F1＝mg＝k(l0－l1)，加100 g砝码时F2＝2mg＝k(l0－l2)， ΔF ＝F 2－F 1＝k (l 1－l 2)，则k ≈49.5 N /m ，同理由加100 g 砝码和加150 g 砝码的情况可求得 k ′≈50.5 N/m ，则劲度系数k ＝k ＋k ′ 2＝50 N/m. ②使滑块通过两个光电门时的速度大小相等，就可以认为滑块离开弹簧后做匀速直线运动． ③弹性势能转化为滑块的动能． ④图线是过原点的直线，所以v 与x 成正比，整个过程弹性势能转化为动能，即E 弹＝E k ＝ 1 2m v 2，弹性势能与速度的二次方成正比，则弹性势能与弹簧压缩量x 的二次方成正比． 9．研究性学习小组为“研究匀变速直线运动的规律”和“测当地的重力加速度”，采用了如图16所示的装置，其中m 1＝50 g 、m 2＝150 g ，开始时保持装置静止，然后释放物块m 2，m 2可以带动m 1拖着纸带打出一系列的点，只要对纸带上的点进行测量，即可研究匀变速直线运动．某次实验打出的纸带如图17所示，0是打下的第一个点，两相邻点间还有4个点没有标出，交流电频率为50 Hz. 图16 图17 (1)系统的加速度大小为________ m/s 2，在打点0～5的过程中，系统动能的增量ΔE k ＝________ J. (2)忽略一切阻力的情况下，某同学作出的v 2 2－h 图象如图18所示，则当地的重力加速度g ＝ ________ m/s 2. 图18 答案 (1)4.8 0.576 (2)9.6 解析 (1)据题意，从纸带可以求出系统的加速度：s 56－s 45＝aT 2，而相邻计数点之间时间间 隔为：T ＝0.1 s ，则加速度为：a ＝4.8 m/s 2，在打点0～5的过程中，系统动能的增量为：ΔE k ＝12(m 1＋m 2)v 25，计数点5的瞬时速度为：v 5＝s 462T ＝2.4 m/s ，则ΔE k ＝0.576 J. (2)据(m 2－m 1)gh ＝1 2(m 1＋m 2)v 25，整理得：v 252＝(m 2－m 1)gh m 1＋m 2，则图象斜率为：k ＝(m 2－m 1)g m 1＋m 2 ＝ 7.2 1.5 ＝4.8，重力加速度为：g ＝9.6 m/s 2. 知识专题练 训练13 题组1 探究动能定理 1．如图1甲是利用滑块验证动能定理的装置，除图示器材外，还有学生电源、导线、复写纸、天平和细沙． (1)本实验还需要的实验器材有________________． (2)实验前，需要____________，此步骤中________(填“需要”或“不需要”)挂着小沙桶． (3)设滑块质量为M ，沙与沙桶的总质量为m ，本实验中要求M 和m 满足的条件是：________________. (4)图乙是滑块做匀加速直线运动的纸带．测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T ，重力加速度为g .则本实验最终要验证的数学表达式为________________．(用题中所给的字母表示) 图1 答案 (1)刻度尺 (2)平衡摩擦力 不需要 (3)m 远远小于M (4)mgs AB ＝M 8T 2(s 2B －s 2 A ) 解析 (1)因需测量纸带上的点间距离，故还需要刻度尺；(2)滑块在运动的过程中受摩擦力作用，为使拉力等于合外力，故应平衡摩擦力，平衡时，把木板的左端抬高，使重力的分力等于摩擦力，故不需要挂小沙桶；(3)平衡摩擦力后，对系统有：mg ＝(m ＋M )a ，对M ：F T ＝ Ma ，联立解得F T ＝Mm M ＋m g ＝m 1＋m M g ，为使F T 约等于mg ，需满足m 远远小于M ；(4)根据匀 变速运动的规律可求打A 点的速度v A ＝s A 2T ，打B 点速度v B ＝s B 2T ，从A 到B ，验证的表达式 为mgs AB ＝12M v 2B －12M v 2A ，代入得mgs AB ＝M 8T 2(s 2B －s 2 A )． 2．某同学利用如图2所示的装置验证动能定理．将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸．将小球从不同的标记点由静止释放，记录小球到 达斜槽底端时下落的高度H ，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y .改变小球在斜槽上的释放位置，进行多次测量，记录数据如下： 图 (1)在安装斜槽时，应注意________； (2)已知斜槽倾角为θ，小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ，木板与斜槽末端的水平距离为x ，小球在离开斜槽后的竖直位移为y ，不计小球与水平槽之间的摩擦，小球从斜槽上滑下的过程中，若动能定理成立则应满足的关系式是________． (3)若想利用图象直观得到实验结论，最好应以H 为横坐标，以________为纵坐标，描点作图． 答案 (1)使斜槽末端O 点的切线水平 (2)H (1－μtan θ)＝x 2 4y (3)1 y 解析 (1)本实验根据平抛运动的规律测量小球离开斜槽的速度，为保持小球做平抛运动，应使斜槽末端O 点的切线水平． (2)设小球离开斜槽时的速度为v ，根据平抛运动的规律得： x ＝v t ，y ＝1 2 gt 2 联立得：v ＝x g 2y 小球在斜槽上滑下过程中，重力和摩擦力做功，则合力做的功为： W ＝mgH －μmg cos θ·H sin θ＝mgH (1－μ tan θ ) 小球动能的变化量ΔE k ＝12m v 2＝12m (x g 2y )2＝mx 2g 4y 则小球从斜槽上滑下的过程中，动能定理若成立应满足的关系式是：H (1－μtan θ)＝x 2 4y 或Hy ＝ x 2 4－4μ 1 tan θ . (3)根据上式可知：最好应以H 为横坐标，以1 y 为纵坐标，描点作图． 题组2 验证机械能守恒定律 3．为了验证机械能守恒定律，某研究性学习小组的同学利用透明直尺和光电计时器设计了一套实验装置，如图3所示．当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间，所用的光电门传感器可测的最短时间为0.01 ms.将具有很好挡光效果的宽度为d ＝3.8×10－ 3 m 的黑色磁带贴在透明直尺上．实验时，将直尺从一定高度由静止释放，并使其 竖直通过光电门．某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间Δt i与图中所示的高度差Δh i，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示(表格中M为直尺质量，取g＝9.8 m/s2)． (1)从表格中数据可知，直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用v i＝d Δt i求出的，请你简要分析该同学这样做的理由是：________________________________________________. (2)请将表格中的数据填写完整． (3)通过实验得出的结论是：________________________________________________. (4)根据该实验，请你判断下列ΔE k－Δh图象中正确的是________ 答案(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度 (2)4.22 4.01M 4.02M (3)在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量 (4)C 解析(1)瞬时速度等于极短时间或极短位移内的平均速度，故直尺上磁带通过光电门的瞬时 速度可利用v i ＝d Δt i 求出． (2)第5点速度为v 5＝d Δt 5＝3.8×10－3 m 0.90×10－3 s ≈4.22 m/s. 从第5点到第1点间动能的增加量为ΔE k ＝12M v 25－12M v 2 1 ＝12×M ×(4.222－3.132)≈4.01M . 从第5点到第1点间重力势能的减少量为ΔE p ＝Mg Δh 5＝M ×9.8×0.41≈4.02M . (3)从表中数据可知，在误差允许的范围内，重力势能的减少量等于动能的增加量． (4)根据动能定理可知：Mg Δh ＝ΔE k ，故ΔE k －Δh 的图象是一条过原点的直线，故C 正确． 4．如图4甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德(G·Atwood 1746～1807)创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律．某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示． 图4 (1)实验时，该同学进行了如下操作： ①将质量均为M (A 的含挡光片、B 的含挂钩)的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态．测量出________________(填“A 的上表面”、“A 的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h . ②在B 的下端挂上质量为m 的物块C ，让系统(重物A 、B 以及物块C )中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为Δt . ③测出挡光片的宽度d ，计算有关物理量，验证机械能守恒定律． (2)如果系统(重物A 、B 以及物块C )的机械能守恒，应满足的关系式为_________________(已知重力加速度为g )． (3)引起该实验系统误差的原因有_______________________________________(写一条即可)． (4)验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统(重物A 、B 以及物块C )的机械能守恒，不断增大物块C 的质量m ，重物B 的加速度a 也将不断增大，那么a 与m 之间有怎样的定量关系？a 随m 增大会趋于一个什么值？请你帮该同学解决： ①写出a 与m 之间的关系式：______________________________________(还要用到M 和g )． ②a 的值会趋于________． 答案 (1)①挡光片中心 (2)mgh ＝12(2M ＋m )(d Δt )2 (3)绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等 (4)①a ＝mg 2M ＋m ＝g 2M m ＋1 ②重力加速度g 解析 (1)、(2)需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的竖 直距离，系统的末速度为：v ＝d Δt ，则系统重力势能的减少量ΔE p ＝mgh ，系统动能的增加量 为：ΔE k ＝12(2M ＋m )v 2＝12(2M ＋m )(d Δt )2，若系统机械能守恒，则有：mgh ＝12(2M ＋m )(d Δt )2. (3)系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验系统误差的原因可能有：绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等． (4)根据牛顿第二定律得，系统所受的合力为mg ，则系统加速度为：a ＝mg 2M ＋m ＝g 2M m ＋1，当 m 不断增大，则a 趋于g . 题组3 验证动量守恒定律 5．如图5所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系． 图5 (1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的．但是，可以通过仅测量________(填选项前的序号)，间接地解决这个问题． A ．小球开始释放高度h B ．小球抛出点距地面的高度H C ．小球做平抛运动的射程 (2)图中O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射球m 1多次从斜轨上同一位置静止释放，找到其平均落地点的位置B ，测量平抛射程OB .然后把被碰小球m 2静止于轨道的水平部分，再将入射小球m 1从斜轨上相同位置静止释放，与小球m 2相撞，并多次重复．接下来要完成下一步的必要步骤是________(填选项的符号)． A ．用天平测量两个小球的质量m 1、m 2 B ．测量小球m 1开始释放高度h C ．测量抛出点距地面的高度H D ．分别找出m 1、m 2相碰后平均落地点的位置A 、C E．测量平抛射程OA、OC (3)若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为________________(用(2)中测量的量表示)；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为__________________(用(2)中测量的量表示)．(4)经测定，m1＝45.0 g，m2＝7.5 g，小球落地点的平均位置O点的距离如图6所示．碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′，则p1∶p1′＝________∶11；若碰撞结束时m2的动量为p2′， 则p1′∶p2′＝11∶________；所以，碰撞前、后总动量的比值 p1 p1′＋p2′ ＝________；实 验结果说明________________． 图6 答案(1)C(2)D(3)m1OB＝m1OA＋m2OC m1OB2＝m1OA2＋m2OC2 (4)14 2.9 14 13.9误差允许范围内，碰撞前、后的总动量不变 解析(1)设小球a没有和b球碰撞，抛出时速度为v1，球a和球b碰撞后抛出的速度分别为v2、v3，则我们要验证动量守恒即：m1v1＝m1v2＋m2v3，测速度是关键，平抛运动的初速度v ＝x t，即m1 OB t1＝m1 OA t2＋m2 OC t3，因为平抛运动的高度一定，所以t1＝t2＝t3，即m1OB＝ m1OA＋m2OC，只要测得小球做平抛运动的射程，即可替代速度． (2)碰撞完毕后，就要测数据验证了，所以我们由(1)知道可以通过测量它们的射程就可以替代不容易测量的速度． (3)见(1)，弹性碰撞没有机械能损失，所以还应满足机械能守恒，m1OB2＝m1OA2＋ m2OC2 (4)将数据代入(3)，因为存在实验误差，所以最后等式两边不会严格相等，所以在误差允许范围内，碰撞前、后的总动量不变． 题组4用油膜法估测分子的大小 6．“用油膜法估测分子的大小”实验的方法及步骤如下： ①向体积V油＝1 mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝500 mL； ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝100滴时，测得其体积恰好是V0＝1 mL； ③先往边长为30 cm～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，然后将_________均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图7所示，数出轮廓范围内小方格的个数N ，小方格的边长l ＝20 mm. 图7 根据以上信息，回答下列问题： (1)步骤③中应填写： ______________________________________________________； (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V ′是________ mL ； (3)油酸分子直径是________ m. 答案 (1)痱子粉或石膏粉 (2)2×10－ 5 (3)4.3×10 －10 解析 (1)为了显示单分子油膜的形状，需要在水面上撒痱子粉或石膏粉． (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 V ′＝V 0V 油nV 总＝1100×1500 mL ＝2×10－ 5 mL. (3)根据大于半个方格的算一个，小于半个方格的舍去，油膜形状占据的方格数大约为115个，故面积S ＝115×20×20 mm 2＝4.6×104 mm 2 油酸分子直径d ＝V ′S ＝2×10－ 5×103 4.6×104 mm ≈4.3×10－ 7 mm ＝4.3×10 －10 m. 题组5 力学创新实验 7．(2014·山东·21)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度． 实验步骤： ①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G ； ②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图8所示．在A 端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F ； 图8 ③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②； ④如图9所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h； 图9 ⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞)，测量C、D间的距离s. 完成下列作图和填空： (1)根据表中数据在如图10给定坐标纸上作出F—G图线． 图10 (2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ＝________(保留2位有效数字)． (3)滑块最大速度的大小v＝________(用h、s、μ和重力加速度g表示)． 答案(1)见解析图(2)0.40(0.38～0.42均正确)(3)2μg(s－h) 解析(1)在坐标系中描点，用平滑的曲线(直线)将各点连接起来，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧． (2)根据F＝μG，F—G图线的斜率反映了滑块与木板间的动摩擦因数，所以μ≈0.40. 初中物理热学专题训练试题 1:炒菜时，碘盐不宜与油同时加热.这是因为碘在高温下很容易（） A．凝华 B．汽化 C．升华D．熔化 2:我国幅员辽阔，相同纬度上内陆地区的昼夜温差比沿海地区大，其主要原因是（）A．地势的高低不同 B．水和陆地的比热容不同 C．日照的时间不同D．离太阳的远近不同 3:下列现象属于液化的是（） A、夏天，从冰箱中取出的鸡蛋会“冒汗” B、寒冷的冬天，室外冰冻的衣服也会干 C、盘子里的水，过一段时间会变少 D、杯子中的冰块，过一段时间也会变成水4:下列说法中正确的是（） A、萝卜放在泡菜坛里会变咸，这个现象说明分子是运动的 B两块表面干净铅块压紧后会结合在一起，说明分子间存在斥力 C锯木头时锯条会发热是通过热传递使锯条的内能发生了改变 D、太阳能热水器是通过做功把光能转化为内能的 5:一箱汽油用掉一半后，关于它的说法下列正确的是（） A、它的密度变为原来的一半 B、它的比热容变为原来的一半 C、它的热值变为原来的一半 D、它的质量变为原来的一半 6:关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（） A、物体的温度越高，所含热量越多 B、温度高的物体，内能一定大 C、0℃的冰块，内能一定为零 D、温度相同的两物体间不会发生热传递 7(简答)有些宾馆、饭店的洗手间里装有感应式热风干手器，洗手后把手放在它的下方，热烘烘的气体就会吹出来，一会儿手就被烘干了.它能很快把手烘干的理由是： 8:在下列过程中，利用热传递改变物体内能的是（） A. 钻木取火 B. 用锯锯木板，锯条发热 C. 用热水袋取暖 D. 两手互相搓搓，觉得暖和 9:下列物态变化过程中，属于吸热过程的是（） A. 春天来到，积雪熔化 B. 夏天的清晨，草地上出现露珠 C. 秋天的早晨，出现大雾 D. 初冬的清晨，地面上出现白霜 10:下列措施中，能使蒸发变快的是（） A. 给盛有水的杯子加盖 B. 把新鲜的蔬菜装入塑料袋中 C. 把湿衣服放在通风的地方 D把蔬菜用保鲜膜包好后放入冰箱 11::物态变化现象在一年四季中随处可见，下列关于这些现象说法正确的是 A．春天的早晨经常出现大雾，这是汽化现象，要吸收热量 B．夏天用干冰给运输中的食品降温，这是应用干冰熔化吸热 C．秋天的早晨花草上出现的小露珠这是液化现象要吸收热量 D．初冬的早晨地面上会出现白白的一层霜，这是凝华现象 12: 关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法中正确的是 ①在做功冲程中，是机械能转化为内能②在做功冲程中，是内能转化为机械能 ③只有做功冲程是燃气对外做功④汽油机和柴油机的点火方式相同 A．只有②③ B．只有①③ C．只有②④ D．只有 ②③④ 13: 木炭的热值是，完全燃烧500g木炭，能放出____________J的热量。做饭时，厨 房里弥漫着饭菜的香味，这是____________现象。 14．汽车急刹车时轮胎与地面摩擦常有冒烟现象，在此过程中_____能转化成___能。 15．甲乙两物体他们升高的温度之比是2：1，吸收的热量之比是4：1，若它们是用同 种材料制成，则甲乙两物体的质量之比是________。 16．把手放进冰水混合物中，手接触到冰时总感觉到比水凉，是因为______________。 17．对于某些高烧的病人，有时医生要在病人身上涂擦酒精，这是利用酒精___________ 时，要向人体_______的道理。 18．吸烟有害健康，在空气不流动的房间里，只要有一个人吸烟，整个房间都弥漫着 烟味，这是由于__________________的现象。所以为了保护环境，为了你和他人的健 康，请不要吸烟。 19．在我国实施的“西气东输”工程中，西部的优质天然气被输送到缺乏能源的东部 地区，天然气与煤相比，从热学的角度分析它的突出优点是______________；从环保 角度分析它突出的优点是__________________________________。 20．写出下列物态变化的名称： （1）深秋，夜间下霜：_______； （2）潮湿的天气，自来水管“出汗”________； （3）出炉的钢水变成钢锭：_________； （4）日光灯管用久两端变黑______________。 21．木炭的热值是3．4×107J/kg，6kg木炭完全燃烧可放出____________的热量。若 炉中的木炭只剩下0．1kg，它的热值是_______________。 22．一杯水将其到掉一半，则他的比热容__________________。 23．据报载，阿根廷科技人员发明了一项果蔬脱水新方法──升华脱水法。其原理很 简单：先将水果蔬菜冷冻后，放进低压的环境中，使冰直接从固态变为_______态。 24．火药在子弹壳里燃烧生成的高温。高压的燃气推出弹头后温度______，这是用 ________方法使燃气内能_________，将燃气的一部分内能转化为弹头的_____能。 24．设计一个简单实验，“验证蒸发的快慢与液体的表面积有关”，写出实验过程和观 察到的现象。 25．某校师生在学习了能量的转化与守恒以后，组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能 量利用效率。他们发现学校的一个老式锅炉烧水时，经常冒出大量的黑烟，且烧水时 锅炉周围的温度很高，锅炉的效率很低。 （1）请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因，并提出相应的改进措施。 （2）要减少烟气带走的热量，可以采用什么办法？ 26．物理兴趣小组设计一个实验：用500克20度的水放入烧杯中，用煤油炉给烧杯中 的水加热，并用温度计测量温度，当水温升至80度时，消耗10克煤油。 （1）计算水吸收了多少热量？ （2）能用水吸收的热量来计算煤油的热值吗？说明理由。 28.有两位同学制作了一台简易太阳能热水器。在夏天，这台热水器可将60kg水的温 度由20°C升高至70°C，如果由电热水器产生这些热量，则要消耗多少kW。h的电 能？ 29．用煤气灶既方便又环保。一般的煤气灶正常工作时，15分钟可使4千克、23℃ 的水沸腾，该城市水的沸点为93℃。求： (1)水吸收的热量； (2)若煤气灶放出的热量65％被水吸收，煤气灶实际放出的热量。 高考物理力学实验复习题及答案 48．在“研究平抛运动”的实验中 （1）如图（a）所示，实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查斜槽末端的切线是否水平，请简述你的检查方法把小球放在槽口末端，看小球能否处于静止状态。 （2）关于这个实验，下列选项中的会增大实验误差的有AC（填选项代号）。 A．斜槽末端不水平 B．斜槽轨道不光滑 C．实验小球为泡沫球 D．每次从同一高度无初速释放小球 （3）验证实验得到的轨迹是否准确的一般方法，如图（b）所示：在轨道上从起点O点起，沿水平方向取两段连续相等的位移△x与曲线交于两点A、B，过A、B作水平线交于y轴，则OA、AB两段的竖直位移大小之比y1：y2＝1：3。 【解答】解：（1）检查斜槽末端切线是否水平，将小球放在槽的末端看小球能否静止，如果小球静止则斜槽末端切线水平。 （2）A、当斜槽末端切线没有调整水平时，小球脱离槽口后不做平抛运动，但在实验中，仍按平抛运动分析处理数据，会造成较大误差，故斜槽末端切线不水平会造成误差，故A正确； B、只要让它从同一高度、无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦 力，仍能保证球做平抛运动的初速度相同，因此，斜槽轨道不必要光滑，所以不会引起实验误差，故B错误； C、实验小球为泡沫球，则受到的阻力较大，因此小球不是做平抛运动，故C正确； D、根据实验原理，则要求每次从同一高度无初速释放小球，确保以同一初速度平抛运动， 故D错误。 故选：AC。 （3）平抛运动水平方向做匀速直线运动，水平位移相等，则运动时间相等，而竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动的推论可知，从起点开始，连续两个相等时间内的位移之比为1：3； 故答案为：（1）把小球放在槽口末端，看小球能否处于静止状态；（2）AC；（3）1：3。 高中物理3-3《热学》计算题专项练习题(含 答案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 热学计算题（二） 1.如图所示，一根长L=100cm、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用h=25cm长的水银柱封闭了一段长L1=30cm的空气柱．已知大气压强为75cmHg，玻璃管周围环境温度为27℃．求： Ⅰ．若将玻璃管缓慢倒转至开口向下，玻璃管中气柱将变成多长？ Ⅱ．若使玻璃管开口水平放置，缓慢升高管内气体温度，温度最高升高到多少摄氏度时，管内水银不能溢出． 2.如图所示，两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱，气体温度为300K时，空气柱在U形管的左侧． （i）若保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱，管内的空气柱长为多少？ （ii）为了使空气柱的长度恢复到15cm，且回到原位置，可以向U形管内再注入一些水银，并改变气体的温度，应从哪一侧注入长度为多少的水银柱气体的温度变为多少（大气压强P0=75cmHg，图中标注的长度单位均为cm） 3.如图所示，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg。左端开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm。现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求： ①粗管中气体的最终压强；②活塞推动的距离。 4.如图所示，内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7℃的环境中，左侧管上端开口，并用轻质活塞封闭有长l1=14cm，的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长l2=24cm的理想气体，左右两管内水银面高度差h=6cm，若把该装置移至温度恒为27℃的房间中（依然竖直放置），大气压强恒为p0=76cmHg，不计活塞与管壁间的摩擦，分别求活塞再次平衡时左、右两侧管中气体的长度． 5.如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动且处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l0，温度为T0．设外界大气压强为P0保持不变，活塞横截面积为S，且mg=P0S，环境温度保持不变．求：在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞B下降的高度． 6.如图，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为S A：S B=1：2，两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动．两个气缸都不漏气．初始时，A、B 中气体的体积皆为V0，温度皆为T0=300K．A中气体压强P A=1.5P0，P0是气缸外的大气压强．现对A加热，使其中气体的体积增大V0/4，,温度升到某一温度T．同时保持B中气体的温度不变．求此时A中气体压强（用P 0表示结果）和温度（用热力学温标表达） 中考专题总复习：实验专题 一、初中阶段20个重点考查的实验 光学实验3个实验： 探究光的反射定律；探究平面镜成像的特点；探究凸透镜成像的规律。 热学实验1个： 实验液体温度计并探究水的沸腾过程 电学实验7个： 连接两个用电器组成的串联、并联电路；使用电流表并探究串、并联电路中电流规律；使用电压表并探究串、并联电路中电压的规律；探究欧姆定律；用伏安法测量小灯泡的电阻；用电流表和电压表测量小灯泡的电功率；探究影响电磁铁磁性强弱的因素。 力学实验9个： 用天平测量固体和液体的质量；建构密度的概念；用天平和量筒测量液体和固体的密度；探究牛顿第一定律；探究摩擦力大小的因素；探究杠杆的平衡条件；探究液体压强的规律；探究阿基米德原理；测量滑轮组和斜面的机械效率 二、实验题的特点 实验题是最能体现物理学科的学习能力的一种题型，它不仅能反映学生学习过程中的观察能力、动手动脑能力，而且还能反映学生对学习物理概念和物理规律的理解情况，重要的是它能再现学生的情感、态度、价值观。实验题的形式是多种多样的，它可以用选择题、填空题、问答题、作图题、计算题等不同方式展示，所以各种题型的解题思路、解题方法、以及解题步骤，都适用于对实验题的正确解答。 三、实验题解答过程中需要注意的问题 1、实验原理定方向 正确解答物理实验题必须坚持以实验原理为依据的操作过程，实验原理是整个实验的指导方向，而对实验原理的理解必须做到： （1）、要结合课本中学过的物理知识加深理解实验原理； （2）、要从实验原理中理解实验成立的条件； （3）、弄清一个实验原理可以做不同的类似实验； （4）、理解原理设计替代性实验。 2、实验步骤要有科学性 实验步骤是否合理、完善直接影响着物理实验的质量，因此在实验操作过程中弄懂，理解和熟悉实验步骤对做好实验题是非常重要的： （1）、保证实验步骤的完整性和合理性。 （2）、保证实验步骤的必要性。 3、间接测量物理量的等值性 这种方法常用于实验中无法直接测量的物理量的取值问题，一就是对于一个实验中不能直接测量的物理量。可以通过这个物理量对周围的影响或与别的物理量之间存在的某种关系确定这个物理量的大小， 限时规范训练(单独成册) [基础巩固题组](20分钟，50分) 1．(多选)下列说法中正确的是() A．热量可以从低温物体传递到高温物体 B．科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机 C．能源危机指能量的过度消耗导致自然界的能量不断减少 D．功可以全部转化为热量，热量也可以全部转化为功 E．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律 解析：选ADE.空调可以使热量从低温物体向高温物体传递，A 对；由热力学第二定律知不可能有单一热源的热机，B错；能量是守恒的，C错；功可以全部转化为热量，根据热力学第二定律可知，在外界的影响下，热量也可以全部转化为功，D对；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机违背热力学第二定律，但不违背能量守恒定律，E对． 2．(多选)关于气体的内能，下列说法正确的是() A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同 B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大 C．气体被压缩时，内能可能不变 D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加解析：选CDE.质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相 同，但是不同的气体，其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子总动能不一定相同，A 错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏 观运动速度大，内能不一定大，B 错误；根据pV T ＝C 可知，如果等温 压缩，则内能不变；等压膨胀，温度增大，内能一定增大，C 、E 正确；理想气体的分子势能为零，所以一定量的某种理想气体的内能只与分子平均动能有关，而分子平均动能和温度有关，D 正确． 3．(多选)根据热力学定律，下列说法正确的是( ) A ．第二类永动机违反能量守恒定律，因此不可能制成 B ．效率为100%的热机是不可能制成的 C ．电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递 D ．从单一热源吸收热量，使之完全变为功是提高机械效率的常用手段 E ．吸收了热量的物体，其内能也不一定增加 解析：选BCE.第二类永动机不可能制成，是因它违反了热力学第二定律，故A 错误；效率为100%的热机是不可能制成的，故B 正确；电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，故C 正确；在外界影响下从单一热源吸收热量，使之完全变为功是可能的，但机械效率并不一定提高．故D 错误；改变内能的方式有做功和热传递，吸收了热量的物体，其内能也不一定增加，E 正确． 4．(多选)夏天，小明同学把自行车轮胎上的气门芯拔出的时候， 热学实验题 一．探究改变内能的方法 探究不同物质的吸热能力 1．夏天中午海边的沙子热，海水却很凉；傍晚海边的沙子凉，海水却较暖和。对此， 同学们提出如下猜想：可能是沙子吸热升 温或放热降温都比水快，为了比较水和沙 子吸热本领的大小。他们在实验前准备了 火柴、酒精灯、烧杯、沙子、水、搅棒、 铁架台、石棉网，除此之外， （1）还需要___温度计___、___停表 ___；实验时使用搅棒的作用是 ___使沙子和水能均匀受热。 小明在两个相同的烧杯中分别装入等质量 的沙子和水，用相同的酒精灯对其加热， （如右图）实验数据记录如下。 （2）比较沙子和水吸热升温快慢的方法有二种： ①_升高相同的温度比较热量的多少_；②__吸收相同的热量比较升高的温度的多少___ 。 （3）探究过程中有部分同学提出猜想：可能是中午海水蒸发吸收热量，所以温度低； 而沙子不蒸发，所以温度高，你认为上 述猜想是否正确，请说明理由：______ ___不正确_ 如果按照海水蒸发吸收热量，所以温度 低；而沙子不蒸发，所以温度高的说法, 那么晚上海水温度低,沙子的温度高,这 与事实不符合.（标准答案） 当在傍晚时，海水仍在蒸发，仍在吸收 热量，而海水的温度却比沙子的温度高（4）分析上表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸 收的热量大于(大于／小于)沙子吸 收的热量。 （5）实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与(4)结论不符，你认为可能的原因 是：水的导热性能好或沙子的导热性 能不好。 （6）由于物体吸收热量的多少不便用仪器测量，本实验中把吸收热量的多少转换成 加热时间的长短。在探究活动中常用到 这种方法（转换法）。运用这种方法设 计一个方案来比较电磁铁磁性的强弱。 _把电源，滑动变阻器，电磁铁开关串联 起来，在不同的电流下，观察电磁铁吸 引大头针的数目，就可以知道电磁铁的 磁性强弱。__ （7）如上图是小明和小华同学探究沙子与水吸热升温快慢的实验装置．设计实验方案 时，他们确定以下需控制的变量，其中多余 的是（ D ） A.取相同质量的沙子和水 B.盛放沙 子和水的容器相同 C.采用完全相同的加热方式 D.酒精灯 里所加的酒精量相同 3.有四位同学。为了研究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，做了如下实验：在四个相同的烧杯中，分别盛有水和某 种液体A，用同样的加热器加热， 下表是他们的实验记录，根据实 验记录回答下列问题：（1）。请 将1号烧杯记录中漏的选项填 上。（2）。此液体的比热容为 _2100J/(千克.℃)___ (3).比较两杯的实验记录，得出的结论是__物体吸收热量的多少与其升高的温度有关。____ (4).为了研究吸收热量与物质种类的关系，应选进行比较 烧 杯 号 液 体 A 质量 （克） 初温 （℃） 末温 （℃） 加热 时间 （分） 1 A 200 10 14 2 2 A 200 10 18 4 3 水100 10 18 4 4 水200 10 18 8 08大连）在“比较两种液体比热容的大小”实验中，提供的装有液体、发热电阻丝和温度计的烧瓶(各烧瓶完全相同；各烧瓶中的液体种类不同、质量相同；各烧瓶中发热电阻丝完全相同)若干，其他器材任选。 (1)小明选用的两个烧瓶中分别装有A、B两种液体，选用的其他器材及实物连接图如图 14所示。给A、B两种液体加热时，小 明“先闭合S1和S2，后闭合S3，一段时 高中物理之热学专题复 习与练习 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 第七章热学 一、主要内容 本章内容包括两部分，一是微观的分子动理论部分，一是宏观的气体状态变化规律。其中分子动理论部分包括分子动理论的基本观点、分子热运动的动能、分子间相互作用的势能和物体的内能等概念，及分子间相互作用力的变化规律、物体内能变化的规律、能量转化和守恒定律等基本规律；气体状态变化规律中包括热力学温度、理想气体和气体状态参量等有关的概念，以及理想气体的等温、等容、等压过程的特点及规律（包括公式和图象两种描述方法）。 二、基本方法 本章中所涉及到的基本方法是理想化的模型方法，其中在分子动理论中将微观分子的形状视为理想的球体，这是通过阿伏伽德罗常数对微观量进行估算的基础；在气体状态变化规律中，将实际中的气体视为分子没有实际体积且不存在相互作用力的理想气体，从而使气体状态变化的规律在误差允许的范围内得以大大的简化。 三、错解分析 在本章知识应用的过程中，初学者常犯的错误主要表现在：对较为抽象的分子热运动的动能、分子相互作用的势能及分子间相互作用力的变化规律理解不到位，导致这些微观量及规律与宏观的温度、物体的体积之间关系不能建立起正确的关系。对于宏观的气体状态的分析，学生的问题通常表现在对气体压强的分析与计算方面存在着困难，由此导致对气体状态规律应用出现错误；另外，本章中涉及到用图象法描述气体状态变化规律，对于p—V，p—T，V—T图的理解，一些学生只观注图象的形状，不能很好地理解图象上的点、线、斜率等的物理意义，因此造成从图象上分析气体温度变化（内能变化）、体积变化（做功情况）时出现错误，从而导致利用图像分析气体内能变化等问题时的困难。 例1 设一氢气球可以自由膨胀以保持球内外的压强相等，则随着气球的不断升高，因大气压强随高度而减小，气球将不断膨胀。如果氢气和大气皆可视为理想气体，大气的温度、平均摩尔质量以及重力和速度随高度变化皆可忽略，则氢所球在上升过程中所受的浮力将______（填“变大”“变小”“不变”） 【错解】错解一：因为气球上升时体积膨胀，所以浮力变大。 错解二：因为高空空气稀薄，所以浮力减小。 课时作业(二十六)[第26讲本单元实验] 基础热身 1．在验证机械能守恒定律的实验中： (1)下列实验操作顺序正确合理的一项是________(填序号) A．先将固定在重物上的纸带穿过打点计时器，再将打点计时器固定在铁架台上 B．先用手提着纸带，使重物静止在打点计时器下方，再接通电源 C．先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源 D．先取下固定在重物上的打好点的纸带，再切断打点计时器的电源 (2)质量m＝1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图K26－1所示，相邻计数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2.则(保留3位有效数字)： ①打点计时器打下计数点B时，重锤的速度v B＝__________m/s； ②从点O到打下计数点B的过程中，重锤重力势能的减少量ΔE p＝______________J，动能的增加量ΔE k＝__________________J； ③实验结论是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 图K26－1 2.在用如图K26－2所示的装置做“探究动能定理”的实验时，下列说法正确的是() 图K26－2 A．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值 B．通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值 C．通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 D．通过打点计时器打下的纸速来测定小车加速过程中获得的平均速度 技能强化 3．2011·德州模拟关于“探究动能定理”的实验，下列叙述正确的是() A．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值 B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致 C．放小车的长木板应该尽量水平 D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出 图K26－3 4．2010·安徽卷利用如图K26－3所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v0和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案． A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v0 B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过v＝2gh计算出瞬时速度v0 热学复习题 一、选择题 1．地球上的水在不停地循环着：阳光晒暖了海洋，水变成水蒸气升到空中，形成暖湿气流；暖湿气流遇到冷空气后，水蒸气变成了小水滴，形成雨降落到地面。以下说法中正确的是（） A. 水变成水蒸气是汽化现象，会放热 B. 水变成水蒸气是升华现象，需要吸热 C. 水蒸气变成小水滴是液化现象，会放热 D. 水蒸气变成小水滴是凝华现象，需要吸热 2．下列现象形成的过程中，吸收热量的一组是: ①春天，冰雪融化汇成溪流.②夏天，自来水管“出汗”③秋天，草丛上凝结出露珠.④冬天，冰冻的衣服晾干. A．①②B．②③C．①④D．③④ 3．在图示事例中，不属于做功改变物体内能的是（） 4．有一支用过后未甩的体温计，其示数为39℃。用这支体温计先后去测两个体温分别是38℃和40℃的病人的体温，体温计显示的示数分别是（） A．38℃，39℃ B．39℃，40℃ C．38℃，40℃ D． 39℃，39℃ 5．如下图所示的四种物态变化的实例中，属于汽化的是（） A.冰雪遇暖消融 B.水烧开时冒出“白汽” C.草叶上形成“白霜 D.用干手器将手烘干 6．关于热现象下列说法正确的是（） A．温度高的物体比温度低的物体内能多 B．热量只能由内能多的物体转移到内能少的物体 C．物体内所有分子都在不停地做无规则运动 D．分子间相互作用的引力和斥力不能同时存在 7.关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（） A. 温度相同的两个物体间也能发生热传递 B. 0℃的冰变成0℃的水，温度与质量不变，所以内能不变 C. 同一物体温度越高，含有的热量就越多 D. 任何物体都具有内能，通过摩擦可增大冰块的内能 8．在“观察水的沸腾”实验中，下列说法正确的是( ) A．当水温达到100℃时，水一定会沸腾B．水沸腾时，大量气泡上升、变大，至水面破裂 C．水沸腾时，停止对水加热，水仍能继续沸腾D．水沸腾时，继续对水加热，水的温度会升高 9．用同样的两个电加热器分别给相同质量的水和煤油加热相同的时间(均未沸腾)，下列说法中正确的是 A．水吸收的热量多 B．水和煤油吸收的热量一样多 C．水和煤油上升的温度相同 D．煤油上升的温度较高10．中央二台“是真的吗”探究，使刚从冰箱冷冻室里拿出的冰棍贴紧舌头，舌头会被“冻”在冰棍上，这时舌头上的水发生了某种物态变化，与其对应的图像是（） A B C D 11．一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（） A．30个冲程，做功30次B．60个冲程，做功60次C．120个冲程，做功30次D．60个冲程，做功15次12.一杯水，温度由30oC加热到50oC时吸收的热量为Q1，再由50oC加热到70oC时吸收的热量为Q2， Q1与Q2的大小关系为（） 实验题热学部分 1、一天小华在家中烧水，烧一会后他想测水在这个过程中的温度，于是他找到家里的温度计，如图所示，（1）他观察到该温度计的分度值为，目前其示数为。放入水中 后，小华便开始读数，如图。 （2）小华在此操作过程中有多处错误请指出其中两处： 错误①：； 错误②：。 改正错误后，为了研究水的沸腾，小华观察了水在加热过程中温度随加热 （4）根据图像可知，水的加热过程有以下特点： ①；②； 右图中给出的是小华在学校研究水沸腾时的实验情景， （5）请你用一句话描述此时水内气泡是如何变化？。 （6）水在沸腾时，温度计示数如图所示，此时水的沸点为_______；若继续加热2min，温度计的示数________（填“不变”、“降低”或者“升高”）；温度计周围的“白气”是高温水蒸气上升时，______ 形成的． 2．某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的酒精灯给水和煤油加热，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。完成该实验除酒精灯、天平、秒表外，还必需器材__________，他得到右表的数据： （1）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出 的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多 少与物质的有关。 （2）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出 的初步结论是： 。 3.（6分）下表是小京探究某种物质的凝固规律时记录的 实验数据，请根据要求完成下列问题。 （1）从表中的数据可以看出：这种物质在第2min时 是____________态。（选填“固”、“液”或“气”） （2）根据表中的数据可以判断出：该物质是____________。（选填“晶体”或“非晶体）（3）根据表中的数据可以判断出该物质的凝固点是____________℃。 4.（11分）为了研究水的沸腾，小文观察了水在加热过程中温度随加热时间的变化情况，并记录了有关数据如下表： 煤油 4 0．2 10 t min 热学 1.[多选]在“用油膜法估测分子大小”的实验中,下列做法正确的是() A.用注射器吸取配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,若100滴溶液的体积是1 mL,则1滴溶液中含有油酸10-2 mL B.往浅盘里倒入适量的水,再将痱子粉或细石膏粉均匀地撒在水面上 C.用注射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液,同时将玻璃板放在浅盘上,并立即在玻璃板上描下油酸膜的形状 D.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,计算轮廓范围内正方形的个数,并求得油膜的面积 E.根据1滴油酸酒精溶液中油酸的体积V和油膜面积S就可以算出油膜厚度d=,即油酸分子的大小 2.[多选]运用分子动理论的相关知识,判断下列说法正确的是() A.分子间距离增大时,可能存在分子势能相等的两个位置 B.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数仅与单位体积内的分子数有关 C.某气体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V0,则阿伏加德罗常数可表示为N A= D.阳光从缝隙射入教室,从阳光中看到的尘埃的运动不是布朗运动 E.生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素,这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成 3.[多选]下列说法正确的是() A.单晶体在不同方向上的导热性、导电性、机械强度等物理性质不一样 B.热量不可能从低温物体向高温物体传递 C.一定质量的理想气体,保持气体的压强不变,温度越高,体积越大 D.功可以完全转化为热量,而热量不能完全变为功,即不可能从单一热源吸热使之全部变为有用的功 E.若气体的温度不变,压强增大,说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多 4.[多选]如图所示,在一定质量的理想气体压强随体积变化的p-V图象中,气体先后经历了ab、bc、cd、da四个过程,其中ab垂直于cd,ab垂直于V轴且与p轴平行,bc、da是两条等温线.下列判断正确的是() 高中物理力学实验专题训练(有答案) 力学实验专题训练 2017、04 1.在“验证动量守恒定律”的实验中，气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A 、B ，遮光板的宽度相同，测得的质量分别为m 1和m 2．实验中，用细线将两个滑块拉近使轻弹簧压缩， 然后烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为t 1、t 2． （1）图22⑴为甲、乙两同学用螺旋测微器测遮光板宽度d 时所得的不同情景。由该图可知甲同学测得的示数为 mm ，乙同学测得的示数为 mm 。 （2）用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式： 被压缩弹簧开始贮存的弹性势能 P E 2.为验证“动能定理”，某同学设计实验装置如图5a 所示，木板倾斜构成固定斜面，斜面B 处装有图b 所示的光电门. (1)如图c 所示，用10分度的游标卡尺测得挡光条的宽度d ＝ (2)装有挡光条的物块由A 处静止释放后沿斜面加速下滑，读出挡光条通过光电门的挡光时间t ，则物块通过B 处时的速度为________ (用字母d 、t 表示)； (3)测得A 、B 两处的高度差为H 、水平距离L .已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ，当地的重力加速度为g ，为了完成实验，需要验证的表达式为_______________ _.(用题中所给物理量符号表示) 3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，小明同学利用传感器设计实验：如图10甲所示，将质量为m 、直径为d 的金属小球在一定高度h 由静止释放，小球正下方固定一台红外线计时 01234 01234 5 45 50 45 可动刻度固 定 刻 度 固定刻度 热学 1．(2019·石家庄一模)(1)(多选)下列说法正确的是________________．(填正确答案标号) A．图甲为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为T的理想气体，右侧为真空．现抽掉隔板，气体的最终温度仍为T B．图乙为布朗运动示意图，悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞的液体分子越多，撞击作用的不平衡性表现得越明显 C．图丙为同一气体在0 ℃和100 ℃两种不同情况下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线，两图线与横轴所围图形的面积不相等D．图丁中，液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，液体表面层中分子间的作用力表现为引力 E．图戊中，由于液体浸润管壁，管中液体能上升到一定高度，利用此原理把地下的水分引上来，就用磙子压紧土壤 (2)如图所示，有一足够深的容器内装有密度ρ＝1.0×103 kg/m3的液体，现将一端开口、另一端封闭，质量m＝25 g、截面面积S＝2.5 cm2的圆柱形玻璃细管倒插入液体中(细管本身玻璃的体积可忽略不计)，稳定后用活塞将容器封闭，此时容器内液面上方的气体压强p0＝1.01×105 Pa，玻璃细管内空气柱的长度l1＝20 cm.已知所有装置导热良好，环境温度不变，重力加速度g取10 m/s2. ①求玻璃细管内空气柱的压强； ②若缓慢向下推动活塞，当玻璃细管底部与液面平齐时(活塞与细管不接触)，求容器液 面上方的气体压强． 2．(2019·武汉市毕业生调研)(1)如图是人教版教材3－5封面的插图，它是通过扫描隧道显微镜拍下的照片： 48个铁原子在铜的表面排列成圆圈，构成了“量子围栏”．为了估算铁原子直径，查到以下数据：铁的密度ρ＝7.8×103 kg/m3，摩尔质量M＝5.6×10－2 kg/mol，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol－1.若将铁原子简化为球体模型，铁原子直径的表达式D＝________________，铁原子直径约为________________m(结果保留一位有效数字)． (2)如图所示，总容积为3V0、内壁光滑的气缸水平放置，一横截面积为S的轻质薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞左侧由跨过光滑定滑轮的细绳与一质量为m的重物相连，气缸右侧封闭且留有抽气孔．活塞右侧气体的压强为p0，活塞左侧气体的体积为V0，温度为T0.将活塞右侧抽成真空并密封，整个抽气过程中缸内气体温度始终保持不变．然后将密封的气体缓慢加热．已知重物的质量满足关系式mg＝p0S，重力加速度为g.求： ①活塞刚碰到气缸右侧时气体的温度； ②当气体温度达到2T0时气体的压强． 3．(2019·全国卷Ⅰ)(1)某容器中的空气被光滑活塞封住，容器和活塞绝热性能良好，空气可视为理想气体．初始时容器中空气的温度与外界相同，压强大于外界压强．现使活塞缓慢移动，直至容器中的空气压强与外界相同．此时，容器中空气的温度________________(填“高于”“低于”或“等于”)外界温度，容器中空气的密度________________(填“大于”“小于”或“等于”)外界空气的密度． (2)热等静压设备广泛应用于材料加工中．该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能．一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中．已知每瓶氩气的容积为3.2×10－2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃.氩气可视为理想气体． (ⅰ)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强； 高考物理力学实验复习题及答案 27．在“验证力的平行四边形定则”实验中，某小组利用平木板、细绳套、橡皮条、弹簧测力计等装置完成实验。 （1）为了使实验能够顺利进行，且尽量减小误差，你认为下列说法或做法能够达到上述目的是ABDE。（填选项前的字母） A．使用弹簧测力计前应将测力计水平放置，然后检查并矫正零点 B．用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应沿弹簧的轴线，且与水平木板平行 C．两细绳套必须等长 D．用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程 E．同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置 （2）如图所示是甲和乙两位同学在做以上实验时得到的结果，其中一个实验比较符合实验事实的是甲。（力F′是用一只弹簧测力计拉时的图示） （3）在以上实验结果比较符合实验事实的一位同学中，若合力测量值F'是准确的，造成误差的主要原因是：（至少写出两种情况）①作图时两虚线分别与F1线和F2线不严格平行平行；②确定分力的方向不准确存在误差。。 【解答】解：（1）A、为了读数准确，在进行实验之前，使用弹簧测力计前应将测力计水平放置，然后检查并矫正零点，故A正确； B、为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近 并平行于木板，故B正确； C、为减小实验误差，细绳套应适当长些，两细绳套不必等长，故C错误； D、为减小实验误差，用弹簧测力计拉细绳套时，拉力应适当大些，但不能超过量程，故 D正确； E、为使力的作用效果相同，同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置，故E正确。 故选：ABDE。 （2）实验中F是由平行四边形得出的理论值，而F′是通过实验方法得出的实际值，其 热和能专题复习（一） 扩散、分子热运动、分子间作用力（多考简单填空或单选题目，重要度1） 用图的装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气 体，另一瓶装有空气．为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的 应（选填“A”或“B”）瓶．根据现象可知气体发生了扩散。 物质处于哪种状态决定于( )． A．物质的温度B．物体内分子无规则运动的剧烈程度 C．物质的分子结构D．物质内部分子作用力的大小 固态物质分子间排列比液态和气态分子间排列要紧密得多，所以分子间的作用力更（填“强”或“弱”），因而固体具有一定的和形状。 王安石在一首诗《梅花》中有“遥知不是雪，为有暗香来”的诗句．诗人根据远处飘来的淡淡的梅花香味判断出“是梅而非雪”，而他从远处就能闻到梅花的香味，是因为（） A．分子的体积是非常小的B．分子在不停地运动着 C．分子之间存在力的作用D．分子之间存在着空隙 下列现象中能用分子间存在间隙来解释的是（） A．酒香不怕巷子深 B．将10mL酒精与10mL水混合，总体积小于20mL C．一根细铁丝很难被拉断 D．从烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡 内能及其改变（多考单选和多选，概念模糊个别选项会比较困难，难度中等，重要度1） 下列有关热现象的说法中，正确的是（） A．分子间既有引力又有斥力，分子间的距离越大作用力也越大 B．机械能与整个物体的运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动有关 C．震后疾病防控消毒时空气中散发一股浓浓的药味，是药物分子的扩散现象 D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但功和热量是不同的物理量，单位也不同 关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（） A．物体的温度越高，分子运动越剧烈 B．物体温度越高，含有的热量越多 C．水沸腾时吸收热量，温度保持不变 D．物体的温度为0℃时，其内能为零 在下列现象中，是机械能转化为内能的是（） A．给自行车打气时打气筒变热 B．电炉丝通电后变热 C．晒太阳感到暖和 D．一壶水在煤气炉上加热，温度升高 中考物理热学实验专题训练 姓名班级得分 一、晶体熔化、凝固实验 1.如图甲所示，是“探究物质的熔化规律”的实验装置．实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再放入大烧杯的水中，观察固体的熔化过程． （1）试管内物质在熔化过程中，某时刻温度如图乙所示，读数方法正确的是（选填“A”、“B”或“C”），示数为℃，某同学根据实验记录的数据描绘出该物质的温度随时间变化的图象（如图丙ABCDE），则可知该物质是（选填“晶体”或“非晶体”），理由是。（2）在该物质熔化过程中，如果将试管从烧杯中拿出来，该物质将停止熔化．将试管放回烧杯后，该物质又继续熔化．说明固体熔化时需要（选填“吸收”或“放出”）热量，内能 . （3）该物质熔化总共用了分钟． （4）根据描绘的图线，该物质在第5min时处于态，该物质的熔点为℃，仔细观察图象发现，该物质熔化前（AB段）升温比熔化后（CD段）升温（选填“快“或“慢“）． （5）图象中DE段是过程． （6）把试管中的固体换成水，使用以上装置做水沸腾实验，试管中的水沸腾（选填“会“或“不会“），原因是．（7）在加热水的过程中，同学们发现烧杯口上方有“白气”，这是（空气中/烧杯中）的水蒸气（填物态变化名称）而形成．同时，靠近杯口的地方反而没有“白气”，这是为什么呢？理由是：．（8）该实验用水浴加热的好处是．2.有一杯渗有少量酒精的水，小涛同学想测出这杯混合液的凝固温度（已知水的凝固点为0℃，酒精的凝固点为-117℃）．他将这杯液体放入冰箱的冷冻室内，并将温度计正确插入混合液中，每隔2min把观察 （1）当实验进行到22min时，温度计示数如图所示，读数方法正确的是（选填“A”、“B”或“C”），此时混合液的温度是℃； （2）该混合液的凝固点是℃，该物质凝固总共用了分钟．当实验进行到17min时，该混合液体所处的状态是态； （3）由上表可知此混合液属于（选填“晶体”或“非晶体”）； （4）在水中渗入酒精，混合液的凝固点比水的凝固点（选填“高”或“低”）．由以上分析可推测，一定量的水中掺入酒精质量越大，混合液的凝固温度（选填“越高”、“越低”或“不变”）． 热学选择题专题训练（一） 班级________ 姓名________ 学号________ 得分________ 一、选择题【共20道小题，80分】 1、图中活塞将气缸分成甲、乙两气室，气缸、活塞（连同拉杆）是绝热的，且不漏气，以E甲、E乙分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中（） A. E甲不变，E乙减小 B. E甲增大，E乙不变 C. E甲增大，E乙减小 D. E甲不变，E乙不变 参考答案与解析：C 2、对于一定量的理想气体，下列四个论述中正确的是（） A.当分子热运动变剧烈时，压强必变大 B.当分子热运动变剧烈时，压强可以不变 C.当分子间的平均距离变大时，压强必变小 D.当分子间的平均距离变大时，压强必变大 参考答案与解析：B 3、一定质量的理想气体由状态A经过下图中所示过程变到状态B。在此过程中气体的密度（） A.一直变小 B.一直变大 C.先变小后变大 D.先变大后变小 参考答案与解析：A 4、一根粗细均匀长1.0 m的直玻璃管，上端封闭，下端开口，将它竖直地缓慢插入深水池中，直到管内水面距管上端0.50 m为止。已知水的密度为1.0×103 kg/m3，重力加速度为 10 m/s2，大气压强为1.0×105 Pa，则这时管内、外水面的高度差为……（） A.9 m B.9.5 m C.10 m D.10.5 m 参考答案与解析：C 5、如下图所示，固定容器及可动活塞P都是绝热的，中间有一导热的固定隔板B，B的两边分别盛有气体甲和乙。现将活塞P缓慢地向B移动一段距离，已知气体的温度随其内能的增加而升高，则在移动P的过程中（） A.外力对乙做功；甲的内能不变 B.外力对乙做功；乙的内能不变 C.乙传递热量给甲；乙的内能增加 D.乙的内能增加；甲的内能不变(完整word版)初中物理热学专题训练试题(完整版)
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