典题10利用如图10-7-3所示的实验装置探究动能大小的影响因素。实验时让小车A从斜面上由静止滑下,小车A运动到水平面上后将物体B推出一段距离。

从斜面上的
(2)小车A从斜面上滑下,它的
(3)小车A在水平面上推动物体B前进时受到4个力:①重力、②摩擦力、③物体B对小车A的压力、④水平面对小车A的支持力,其中
(4)下表是一些物体的动能大小,分析表中数据,请你提出一个可以探究的物理问题:

从斜面上的
不同
高度处由静止滑下,探究动能与速度的关系。实验还运用了转换法:实验中动能的大小不便于测量,我们通过物体B运动的距离
来判断小车A动能的大小。(2)小车A从斜面上滑下,它的
重力势能
转化为动能,碰到物体B后,小车A的一部分动能
转移给了物体B。(3)小车A在水平面上推动物体B前进时受到4个力:①重力、②摩擦力、③物体B对小车A的压力、④水平面对小车A的支持力,其中
①④
是平衡力,②③
(以上两空均填数字序号)方向相同。拿走物体B,如果小车A滑到水平面上时所受的力全部消失,小车A将做匀速直线运动
。(4)下表是一些物体的动能大小,分析表中数据,请你提出一个可以探究的物理问题:
物体的动能与速度有什么关系(合理即可)
?答案
10. (1)不同 物体B运动的距离 (2)重力势能 动能 (3)①④ ②③ 做匀速直线运动 (4)物体的动能与速度有什么关系(合理即可)
解析
【分析】
本题围绕探究动能大小影响因素的实验展开,需结合控制变量法、转换法、能量转化、平衡力判断及牛顿第一定律等知识逐一分析:
(1) 探究动能与速度的关系时,根据控制变量法,要保持小车质量不变,改变速度,因此需让小车从斜面不同高度滑下(高度不同,到达水平面时的速度不同);动能无法直接测量,利用转换法,通过物体B被推动的距离来反映小车动能的大小,距离越远,动能越大。
(2) 小车从斜面滑下时,高度降低、速度增大,重力势能减小,动能增大,因此是重力势能转化为动能;小车碰到物体B后,物体B由静止开始运动,说明小车的动能转移给了物体B。
(3) 平衡力的判断:小车在水平面上竖直方向静止,受重力(①)和水平面对小车的支持力(④),二力大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线,是一对平衡力;结合题目设定,方向相同的力为②摩擦力和③物体B对小车的压力;根据牛顿第一定律,运动的物体所受外力全部消失时,将保持匀速直线运动状态。
(4) 分析表格中不同物体的动能数据,可对比速度相同质量不同的物体,或质量相同速度不同的物体,提出合理的物理问题。
【解析】
(1) 探究动能与速度的关系,需控制小车质量不变,改变速度,因此让小车从斜面不同高度滑下;实验中通过物体B运动的距离判断小车动能大小,运用转换法。
(2) 小车从斜面滑下时,重力势能转化为动能;碰到物体B后,小车的一部分动能转移给物体B。
(3) 平衡力是竖直方向的重力(①)和水平面对小车的支持力(④);方向相同的是②摩擦力和③物体B对小车的压力;根据牛顿第一定律,力全部消失时,运动的小车将做匀速直线运动。
(4) 分析动能数据,可提出如“物体的动能与速度有什么关系”(合理即可)的物理问题。
【答案】
(1) 不同;物体B运动的距离
(2) 重力势能;动能
(3) ①④;②③;做匀速直线运动
(4) 物体的动能与速度有什么关系(合理即可)
【知识点】
动能的影响因素、转换法、平衡力
【点评】
本题是力学核心实验题,考查控制变量法、转换法的应用,能量转化、平衡力判断及牛顿第一定律,要求学生掌握实验原理和方法,能结合实验数据提出合理问题,属于基础考查题。
【难度系数】
0.6
本题围绕探究动能大小影响因素的实验展开,需结合控制变量法、转换法、能量转化、平衡力判断及牛顿第一定律等知识逐一分析:
(1) 探究动能与速度的关系时,根据控制变量法,要保持小车质量不变,改变速度,因此需让小车从斜面不同高度滑下(高度不同,到达水平面时的速度不同);动能无法直接测量,利用转换法,通过物体B被推动的距离来反映小车动能的大小,距离越远,动能越大。
(2) 小车从斜面滑下时,高度降低、速度增大,重力势能减小,动能增大,因此是重力势能转化为动能;小车碰到物体B后,物体B由静止开始运动,说明小车的动能转移给了物体B。
(3) 平衡力的判断:小车在水平面上竖直方向静止,受重力(①)和水平面对小车的支持力(④),二力大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线,是一对平衡力;结合题目设定,方向相同的力为②摩擦力和③物体B对小车的压力;根据牛顿第一定律,运动的物体所受外力全部消失时,将保持匀速直线运动状态。
(4) 分析表格中不同物体的动能数据,可对比速度相同质量不同的物体,或质量相同速度不同的物体,提出合理的物理问题。
【解析】
(1) 探究动能与速度的关系,需控制小车质量不变,改变速度,因此让小车从斜面不同高度滑下;实验中通过物体B运动的距离判断小车动能大小,运用转换法。
(2) 小车从斜面滑下时,重力势能转化为动能;碰到物体B后,小车的一部分动能转移给物体B。
(3) 平衡力是竖直方向的重力(①)和水平面对小车的支持力(④);方向相同的是②摩擦力和③物体B对小车的压力;根据牛顿第一定律,力全部消失时,运动的小车将做匀速直线运动。
(4) 分析动能数据,可提出如“物体的动能与速度有什么关系”(合理即可)的物理问题。
【答案】
(1) 不同;物体B运动的距离
(2) 重力势能;动能
(3) ①④;②③;做匀速直线运动
(4) 物体的动能与速度有什么关系(合理即可)
【知识点】
动能的影响因素、转换法、平衡力
【点评】
本题是力学核心实验题,考查控制变量法、转换法的应用,能量转化、平衡力判断及牛顿第一定律,要求学生掌握实验原理和方法,能结合实验数据提出合理问题,属于基础考查题。
【难度系数】
0.6
典题11小明为了比较不同物质的吸热情况设计了如下实验方案:将A、B两种液体分别装入两个相同的烧杯中,将烧杯放在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图10-7-4甲、乙所示。实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B两种液体的温度。

(1)组装实验装置时,应按照
(2)实验时应选取
(3)此实验通过
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图10-7-4乙所示,为
(5)小明根据实验数据绘制出的温度—时间图像如图10-7-4丙所示,则液体
(1)组装实验装置时,应按照
自下而上
(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序。(2)实验时应选取
质量
相同、初温相同的A、B两种不同液体。加热时,液体的温度升高,这是通过热传递
的方式来增大液体内能的。(3)此实验通过
加热时间的长短
(选填“液体温度升高的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少。(4)加热一段时间后,液体B的温度如图10-7-4乙所示,为
33
℃。(5)小明根据实验数据绘制出的温度—时间图像如图10-7-4丙所示,则液体
B
(选填“A”或“B”)更适合作为家用暖气中运输能量的物质。答案
11. (1)自下而上 (2)质量 热传递 (3)加热时间的长短 (4)33 (5)B
解析
【分析】
本题围绕探究不同物质吸热能力的实验展开,需结合实验装置组装规则、控制变量法、转换法、温度计读数及比热容的应用逐一分析问题:
1. 组装实验装置时,酒精灯需用外焰加热,需先确定下方铁圈高度,再向上固定其他器材,因此按自下而上的顺序;
2. 探究吸热能力时,要控制变量,需保证两种液体质量、初温相同;加热时液体吸热,通过热传递增大内能;
3. 相同酒精灯加热时,相同时间放出热量相同,用加热时间长短反映吸收热量的多少(转换法);
4. 温度计读数需先明确分度值,再看液柱位置;
5. 比热容大的物质,相同质量降低相同温度时放出热量更多,适合做暖气的运输介质。
【解析】
(1) 组装实验装置时,酒精灯需用外焰加热,应先调整下方铁圈高度,再依次向上固定烧杯、温度计等器材,故顺序为自下而上;
(2) 探究不同物质吸热情况,需控制变量,应选取质量相同、初温相同的A、B两种液体;加热时,液体吸收热量,是通过热传递的方式增大液体内能;
(3) 实验中使用相同的酒精灯,相同时间内酒精灯放出的热量相同,因此液体吸收热量的多少通过加热时间的长短来反映;
(4) 图乙中温度计的分度值为1℃,液柱对应刻度为33℃;
(5) 由丙图可知,加热相同时间(吸收相同热量),B升温更慢,说明B的比热容更大;比热容大的物质,相同质量降低相同温度时放出的热量更多,更适合作为家用暖气中运输能量的物质,故选B。
【答案】
(1)自下而上 (2)质量;热传递 (3)加热时间的长短 (4)33 (5)B
【知识点】
比热容、热传递、温度计的使用
【点评】
本题考查探究物质吸热能力的基础实验,涉及实验装置组装、控制变量法、转换法的应用,以及温度计读数、比热容的实际应用,注重对热学基础知识点和实验方法的综合考查。
【难度系数】
0.8
本题围绕探究不同物质吸热能力的实验展开,需结合实验装置组装规则、控制变量法、转换法、温度计读数及比热容的应用逐一分析问题:
1. 组装实验装置时,酒精灯需用外焰加热,需先确定下方铁圈高度,再向上固定其他器材,因此按自下而上的顺序;
2. 探究吸热能力时,要控制变量,需保证两种液体质量、初温相同;加热时液体吸热,通过热传递增大内能;
3. 相同酒精灯加热时,相同时间放出热量相同,用加热时间长短反映吸收热量的多少(转换法);
4. 温度计读数需先明确分度值,再看液柱位置;
5. 比热容大的物质,相同质量降低相同温度时放出热量更多,适合做暖气的运输介质。
【解析】
(1) 组装实验装置时,酒精灯需用外焰加热,应先调整下方铁圈高度,再依次向上固定烧杯、温度计等器材,故顺序为自下而上;
(2) 探究不同物质吸热情况,需控制变量,应选取质量相同、初温相同的A、B两种液体;加热时,液体吸收热量,是通过热传递的方式增大液体内能;
(3) 实验中使用相同的酒精灯,相同时间内酒精灯放出的热量相同,因此液体吸收热量的多少通过加热时间的长短来反映;
(4) 图乙中温度计的分度值为1℃,液柱对应刻度为33℃;
(5) 由丙图可知,加热相同时间(吸收相同热量),B升温更慢,说明B的比热容更大;比热容大的物质,相同质量降低相同温度时放出的热量更多,更适合作为家用暖气中运输能量的物质,故选B。
【答案】
(1)自下而上 (2)质量;热传递 (3)加热时间的长短 (4)33 (5)B
【知识点】
比热容、热传递、温度计的使用
【点评】
本题考查探究物质吸热能力的基础实验,涉及实验装置组装、控制变量法、转换法的应用,以及温度计读数、比热容的实际应用,注重对热学基础知识点和实验方法的综合考查。
【难度系数】
0.8
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