题目内容
5.在探究材料硬度的过程中,小丽等同学的装置如图甲所示,将被测材料置于一个空心竖直管的底部,从管的顶部由静止释放一钢钉,钢钉作用在该材料上,就会产生一个小小的凹痕.从凹痕的大小和深度,就可以判断材料的硬度并排序.(1)在用钢钉分别撞击不同材料时,它下落的高度保持不变(填“保持不变”、“每次应该不同”或“相同或不同都可以”).
(2)探究过程中,在几种样品上留下的凹痕大小如图乙所示,则这几种样品由软到硬的顺序是肥皂、奶糖、硬纸、塑料.
(3)竖直下落的物体与地面碰撞时对地面的作用力大小与哪些因素有关呢?某同学猜想与物体的质量、开始下落时离地面的高度有关.
①你猜想还与物体落地时的速度(或物体与地面的作用时间,物体的形状、物体及地面硬度、是否反弹、反弹速度大小等等均可)有关;
②该同学为验证他的猜想,设计了如下实验方案:在水平地面上平铺一些报纸:将涂满红色颜料的同一篮球从不同高度由静止释放,篮球会在报纸上留下大小不同的圆形红色印迹;通过比较印迹的大小即可比较篮球对地面作用力的大小.该方案所用到的实验方法有控制变量法和转换法.
③另一同学将留有红色印迹的报纸放在如图丙所示电子测力计上,再将篮球放在印迹中央,用力下压篮球,当篮球恰好将印迹覆盖时,此时测力计示数即为篮球留下该印迹时对地面作用力的大小.
分析 (1)研究每一个因素和反弹高度的关系,保证其它的量不变,采用的方法是控制变量法.
(2)凹痕越大,则材料的硬度越小;
(3)①结合已有的知识基础,我们猜想竖直下落的物体与地面碰撞时对地面的作用力大小与物体落地时的速度(填“物体的形状”、“物体及地面硬度”、“物体与地面作用时间”、“是否反弹”、“反弹速度大小”)等因素有关.
②在该实验中,我们选用同一篮球,其目的是为了控制其质量相等,故能判断该操作的目的和方法;同时由于篮球与地面间作用力的大小不好比较,于是我们通过比较印迹的大小即可比较篮球对地面作用力的大小,故能判断这里用到的研究方法.
③由于篮球下落时与地面间有作用力,所以才使得篮球上出现红色的印迹,故想判断该力的大小,即只需将篮球放在印迹中央,用力下压篮球,当篮球恰好将印迹覆盖时,即表明测力计示数即为篮球留下该印迹时对地面作用力的大小.
解答 解:(1)探究不同材料的硬度,应控制材料不同,钢钉下落的高度相同;
(2)由图可知:肥皂的凹痕最大,其次是奶糖、硬纸、塑料;凹痕越大,表明物质的硬度越小,所以这几种样品由软到硬的顺序是:肥皂、奶糖、硬纸、塑料;
(3)①据已有的生活经验可知,竖直下落的物体与地面碰撞时对地面的作用力大小与地面碰撞时对地面的作用力大小与物体落地时的速度(填“物体的形状”、“物体及地面硬度”、“物体与地面作用时间”、“是否反弹”、“反弹速度大小”)等因素有关.
②在该实验中,我们选用同一篮球,其目的是为了控制其质量相等,故能判断该操作中用到了控制变量的方法;同时由于篮球与地面间作用力的大小不好比较,于是我们通过比较印迹的大小即可比较篮球对地面作用力的大小,故能判断这里用到了转换的方法.
③由于篮球下落时与地面间有作用力,所以才使得篮球上出现红色的印迹,故想判断该力的大小,即只需将篮球放在印迹中央,用力下压篮球,当篮球恰好将印迹覆盖时,即表明测力计示数即为篮球留下该印迹时对地面作用力的大小.
故答案为:(1)保持不变;(2)肥皂、奶糖、硬纸、塑料;(3)①物体落地时的速度(或物体与地面的作用时间,物体的形状、物体及地面硬度、是否反弹、反弹速度大小等等均可);②控制变量法和转换法;③印迹.
点评 该题以探究重力势能大小的影响因素为实验的背景,考查了物理学中常用研究方法的理解和应用,该题是一道能力题,难度较大.
| A. | 正立、缩小的虚像 | B. | 正立、缩小的实像 | C. | 倒立、缩小的虚像 | D. | 倒立、放大的实像 |
| 蜂蜜 | 在冰箱中 | 在室内 | 经微波炉加热 |
| 温度 | 较低 | 一般 | 较高 |
| 流淌时间 | 较长 | 一般 | 较短 |
(2)在上述探究过程中,晓丽运用了“控制变量法”,她在实验时控制了蜂蜜的质量等不变,只改变了蜂蜜的温度;还运用了“转换法”,她将不能直接测量的“粘度”转换成可以测量的流淌时间来完成实验探究,在物理学习中还有哪些地方用到这两种方法,请各举一例:
“控制变量法”的例子:探究电流和电阻、电压的关系实验.“转换法”的例子:测不规则小石块的体积转换成测小石块排开水的体积.
| A. | 炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块不具有内能 | |
| B. | 汽油机的做功冲程把机械能转化为内能 | |
| C. | 一定质量的水凝固成冰,它具有的内能一定减少 | |
| D. | 温度高的物体含有的热量比温度低的物体多 |
| 加热的时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 甲杯水温/℃ | 25[ | 27 | 29 | 32 | 34 | 36 | 38 |
| 乙杯水温/℃ | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的质量.
(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是煤油.
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量,并根据记录的数据,利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值.你认为他的计算结果可靠吗?不可靠;为什么?燃料不可能完全燃烧,并且产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失.
(5)他又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,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图象,如图2所示.如果已知甲的比热容是1.8×103J/(kg•℃),则乙的比热容是2.4×103J/(kg•℃).
| A. | 力是物体对物体的作用 | |
| B. | 力的产生离不开物体 | |
| C. | 物体间力的作用是相互的 | |
| D. | 只有相互接触的物体才会产生力的作用 |