初中物理内能实验题

一位同学在学习了滑动摩擦力之后，认为滑动摩擦力的大小可能与两物体接触面积的大小有关，于是他通过实验探究这个问题．
(1)为完成本实验，需要自己制作木块，他制作的木块应是下列选项中的    ．

A．各面粗糙程度相同的正方体

B．各面粗糙程度不同的正方体

C．各面粗糙程度相同，长宽高各不相同的长方体

D．各面粗糙程度不相同，长宽高各不相同的长方体

(2)本实验中，该同学设计了两种实验方安案：
方案一：木板水平固定，通过弹簧测力计水平拉动木块，如图甲所示，
方案二：木块与弹簧测力计相连，弹簧测力计水平固定，通过细绳水平拉动木板．
如图乙所示．

上述两种方案中，你认为更合理、更易于操作的是    （填“方案一”或“方案二”），因为在这一方案中，拉动时，并不一定要它作    ．

小明上初中了，妈妈总是很早就起床给小明做早餐。为了让妈妈多睡一会儿，小明就想找到一种让物体快速冷却的方法。为此小明进行了如下的探究：
小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的，而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水。水和空气哪个的导热性能好呢？为此小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个就放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上。如图所示，实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表：

时间/min	0	2	4	6	8	10	12	14	16	18
甲的示数/℃	70	60	53	47	42	39	37	35	34	33
乙的示数/℃	70	66	61	58	55	52	50	48	46	44

(1)对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明要控制它们的__________（填物理量）相同。
(2)小明通过实验，得到的正确结论是__________________________________________________
(3)进一步分析表中甲的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越_______的。小明想用“冷却速度”(用字母v代表)来定量表示冷却的快慢程度，请你给冷却速度下个定义：_____________________________叫做冷却速度。

小明利用弹簧测力计及相关器材进行实验，记录的实验数据如下表所示。请根据表中数据归纳出弹簧测力计所受拉力F和弹簧长度L的关系：F =               。

弹簧长度L／10^-2m	10.0	10.4	10.8	11.2	11.6	12.0
拉力F／N	0	1	2	3	4	5

 

在“探究水吸收的热量与哪些因素有关”的实验中，记录的实验数据如下表所示（在相同时间内物质吸收的热量相同）。

实验次数	质量m/kg	初温 t/℃	末温 t/℃	加热时间t/min
1	0.1	20	30	2
2	0.2	20	30	4
3	0.3	20	30	6
4	0.3	20	40	12
5	0.3	20	50	18

（1）该实验中，利用加热时间表示     。
（2）上表中     （填序号）三次实验，是探究水吸收的热量与水的质量是否有关。
（3）通过数据分析，水吸收的热量除了与质量有关，还与     有关。
（4）为了进一步探究，给一定质量的冰加热，利用实验数据描绘出冰的温度随时间变化的图像甲和乙，你认为正确的是    ；可见物质吸收热量的能力还与该物质的    有关。

（5）生活中人们利用水来取暖或制冷，就是利用了水的吸放热能力     （选填“强”或“弱”）的特点。

为了比较水和食用油的吸热能力，小杨用两个相同的装置做了如图所示的实验．用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值，并用钟表记录加热时间。

（1）常见温度计是根据液体的__________的性质制成，上右图是小杨用温度计测烧杯中液体初温的操作图，A为操作过程，B为示数稳定后的读数过程。
①A图中操作的错误是：___________________________________；
②B图中读数的错误是：___________________________________；
（2）小杨纠正错误后，将实验数据记录如下：

物质	质量/g	初始温度/℃	加热时间/min	最后温度/℃
水	60	20	6	45
食用油	60	20	6	68

在实验过程中控制加热时间相同，通过比较__________来研究水和食用油吸热能力的差异。
（3）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给__________加热更长的时间，此时水吸收的热量__________(选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量．
（4）通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用__________这个物理量来描述．

某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给液体甲和乙加热。

液体	次数	质量m/kg	升高的温度△t/℃	加热的时间t/min
甲	1	0.1	5	1
2	0.1	10	2
3	0.2	10	4
乙	4	0.1	10	1
5	0.1	20	2
6	0.2	20	4

（1）分析第1、4次，第2、5次或第3、6次实验数据，某同学认为：加热相同的时间时，乙升高的温度高一些，这说明乙吸收的热量多一些。这位同学的判断是否正确？         请说明理由：          
（2）分析第2、3次或第5、6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，物质的　     越大，吸收的热量就越　　。（选填：“多”或“少”）
（3）通过比较第2、4次实验数据可知，　        　的吸热能力更强（选填“甲”或“乙”）。

请阅读下列材料，回答相关问题。

2020年4月24日，中国国家航天局宣布，中国行星探索计划以屈原的长诗“天问”命名，表达了中华民族对于真理追求的坚韧与执着。我国首次火星飞行任务命名为“天问1号”，将开启中国人探索“星辰大海”的伟大征程！

火星在我国古代被称之为“荧惑星”，是太阳系八大行星之一，直径约为地球的 $53\%$，质量约为地球的 $11\%$，火星表面 $g$约为 $3.7N/\mathit{kg}$，火星地表沙丘、砾石遍布，非常干燥，南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖。火星表面的大气密度大约只有地球的 $1\%$．火星表面平均温度约为 $-{55}^{°}\text{C}$，从冬天的 $-{133}^{°}\text{C}$到夏日白天的将近 ${27}^{°}\text{C}$，温差很大。火星表面的平均大气压强约为 $700\mathit{Pa}$，比地球上的 $1\%$还小。

（1）发射到火星的探测器，进入火星大气层后，若用降落伞减速，为保证减速效果，如果让你选择着陆点，应选择在地势　     　（选填“较高”或“较低”）的地方。火星探测器与地球之间是利用　        　来传递信息的。

（2）假如同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距离会比地球上　        　（选填“长”或“短”），原因是　        　。

（3）有人设想通过加热火星两极的冰盖获得液态水，从而减小地表温差这是利用了水的什么性质：　         　。

（4）在火星上水的沸点会比地球上液态水的沸点　         　（选填“高”或“低”）。

小红所在的实验小组，用如图甲、乙所示的装置探究比较“不同液体的吸热能力”。在两个相同烧杯中分别加入初温、质量均相同的水和食用油，用相同的电加热器加热直到它们各自沸腾（水的沸点为100℃，食用油的沸点为180℃）。

（1）在选择温度计时，有规格为“﹣2～102℃“和“0～200℃”的两种温度计，应选择量程为　       　的温度计，这样选择的原因是　                             　。

（2）实验中液体吸收的热量是由　           　（填“加热时间的长短”或“液体的种类”）来决定的。

（3）实验记录的数据如下表所示，分析实验数据可知　     　（填“液体1”或“液体2”）是水。

加热时间/min	0	1	2	3	4	5
液体1的温度/℃	20	26	32	38	44	50
液体2的温度/℃	20	24	28	32	36	40

（4）用图丙的装置也可以完成本实验，在图甲、乙和图丙两种装置中，你认为图　　（填“甲、乙”或“丙”）装置的效果更好，原因是　                                   　。

如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内液体的质量和初温也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择      、      两图进行实验；若酒精的热值为3.0×10⁷J/kg，完全燃烧10g酒精放出的热量为        J。）
（2）比较不同物质比热容，应选择      、      两图进行实验，图丁所示为液体A.b的温度随时间变化的图象，则液体       的比热容较大。

硬度是衡量材料软硬程度的物理量。硬度的大小可以用如图方法进行测试：

选择规定的淬火钢球，给它加载压力F，将它压到被测试的材料表面，保持规定的时间后卸载压力，就会在材料表面留下凹形压痕。如果用S_凹表示凹形压痕的面积，用H表示材料的硬度，某次实验中对一些材料的测试数据如下：
①硬度的定义为：在凹形压痕单位面积上所承受的    。可以用公式    来表示。
②请将表格内的数据填写完整
③a、b、c、d、e五种材料的F－S_凹图像如上图所示，其中表示材料 d硬度的图线是    。

小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精灯加热，测得它们升高的温度如表，并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线．

加热时间/min	0．5	1．0	1．5	2．0	2．5
温度/℃	水	2．0	4．0	6．0	8．0	10．0
沙子	4．3	7．9	15．2	18．4	21．5

（1）用温度计测量水的初温如图甲所示，其读数为      ℃．
（2）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子   相同．
（3）请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线．
（4）沙子在1.0～1.5min内升高的温度有明显异常，其主要原因是      ．
（5）小明再用50g水和100g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度△t为横坐标，分别画出50g水和100g水的Q﹣△t图象．它们都是过原点的直线，即Q=k△t．进一步分析，发现这两条直线的k值之比与对应水的      之比相等．

为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值，并用钟表记录加热时间。实验数据记录如下表。

物质	质量/g	初始温度/℃	加热时间/min	最后温度/℃
水	60	20	6	45
食用油	60	20	6	68

（1）在实验过程中控制加热时间相同，通过比较____________________来研究水和食用油吸热能力的差异。
（2）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给____________________加热更长的时间，此时水吸收的热量____________________(选填“大于”“或”“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。
（3）通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用______________这个物理量来描述。

如图所示．在一个饮料瓶内装有少量水，瓶口用一个带有橡胶管的塞子塞紧，然后向瓶内打气。当塞子被冲开时，可以看到的现象                         ，原因是                    ，这些现象说明了                                。

如下图甲所示是探究物质吸热本领大小的实验装置，除烧杯中液体外其他完全相同：

（1）本实验采用的主要实验方法是_________法。
（2）为达到实验目的，对水和液体B的要求是：初温相同和_________相同。
（3）一段时间后，水沸腾了，此时温度计的示数如图乙所示，则水的沸点是_______℃，大气压强_________（填“大于”“等于”或“小于”）1个标准大气压。
（4）用图丙的装置也可以完成本实验，在甲、丙两种装置中，你认为________装置效果更好。
（5）为研究不同物质的吸热能力，某同学用两个完全相同的酒精灯，分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，分别记录加热时问和升高的温度，并根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如上图丁所示。如果已知乙的比热容是，则甲的比热容是_________J／（kg·℃）。

在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面(二氧化氮的密度大于空气密度)，倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，两瓶口之间用一块玻璃板隔开(图9甲)．抽掉玻璃板后，最终发现两瓶内气体颜色基本相同(图9乙)。
请问：（1）这是一种什么现象? 答：______________________________。
(2)它说明了什么? 答：________________________________________。
(3)在丙、丁两图中，演示物体对外做功本身内能减少的实验是________（“丙”或“丁”），这个实验中容器内出现的现象是：______________________________。