快速骑自行车时,我们会感到空气阻力,而且骑车速度越大,感觉空气阻力越大。由此小强同学猜想:物体所受空气阻力大小与物体运动的速度大小有关。
在一个无风的周末,小强和爸爸开汽车来到郊外一段人车稀少的平直公路上,将如图甲所示装置固定住,爸爸依次以20km/h~80km/h的不同速度在平直公路上各匀速行驶一段距离,小强将汽车在几个不同行驶速度时的弹簧测力计的示数记录在下表中。
汽车速度v/(km·h-1) |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
弹簧测力计示数F/N |
0.2 |
0.3 |
0.6 |
1.0 |
1.4 |
2.4 |
3.1 |
(1)实验装置中用小车而不是木块,并将其放在表面平滑的木板上,目的是为了减小 对实验结果的影响。根据二力平衡,弹簧测力计的示数大小近似等于小车及挡板受到的阻力大小;
(2)请根据表格中的数据在图乙的坐标轴中描绘出空气阻力跟速度的关系曲线。根据图像,某同学得出:“物体所受空气阻力与运动速度成正比”的结论,你认为他的说法是_____的(选填“正确”或“错误”)。
(3)实验完毕后,小强又进行了思考:从足够高的高空下落的雨滴速度会不会一直增大,其所受的空气阻力会不会也一直增大?
与同学讨论后,小强知道了:若雨滴所受空气阻力小于重力,则雨滴下落速度继续增大,若下落雨滴所受空气阻力大于重力,则雨滴下落速度减小。请你结合所学物理知识分析:一滴质量为5g的雨滴从高空下落时(假设在无风天气,雨滴下落高度足够大),所受到的最大阻力f= N,此后雨滴将做 运动。
中国是礼仪之邦,接待客人时常常会泡上一杯热茶。某同学用热水泡茶时发现茶叶很快就会沉入水底,他想如果用冷水来泡茶情况又是怎样的呢?为此他做了用不同温度的水泡茶的实验,并测出了茶叶从加水到下沉所需的时间,结果如表所示。
温度(℃) |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
时间(min) |
220 |
130 |
25 |
10 |
4 |
【现象分析】茶叶吸水膨胀,它的重力增大,浮力________,由于重力大于浮力,所以下沉。
【原因解释】由上表可知,温度越高,茶叶从加水到下沉的时间越短,请从微观角度解释其可能的原因:________________________________________________________________。
【实际应用】夏季到了,又是电蚊香大显身手的时候。使用时,接上电源,使蚊香片温度升高,香味很快散发到空气中。请你再举出一个上述原理在生活中应用的例子:________________________________________________________________________。
用如图所示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是________(选填“A”或“B”)瓶。根据________________________________现象可知气体发生了扩散。扩散现象说明气体分子________________________________。若实验温度分别为①0℃,②4℃,③20℃,④30℃,则在________温度下(填序号)气体扩散最快。
请你亲历下述实验,回答后面的问题:
(1)提出问题:物质是由大量分子构成的,这些又小又轻的分子是一个紧挨一个还是彼此间有间距呢?
猜热:________________________________________________________________________。
(2)验证:为了验证汶个问题,设计了如图所示的实验,并记录了测量数据。
混合前水的体积(V/cm3) |
50 |
混合前酒精的体积(V/cm3) |
50 |
水和酒精混合后的总体积(V/cm3) |
94 |
(3)结论:由以上实验可知________________。
实验探究和推理都是科学研究的基本方法。比如科学猜想,往往是以一定的事实和已有知识为依据,通过推理而提出来的:
(1)用放大镜观察素描炭笔的笔迹,观察到微小的颗粒;麦粒碾成面粉,面粉揉成面团……大量类似事实,为我们想象物质的结构模型提供了依据,终于认识到:物质是由大量分子构成的。向冷、热不同的清水中各滴一滴墨水,观察到墨水扩散的快慢不一样……大量类似现象使我们推想到分子无规则运动的快慢与________有关。
(2)物理学把“物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能”,请你根据这个意思,结合所学知识,就“影响物体内能大小的因素”这一合理命题提出合理猜想、给出推理性结论、说明推理依据(参照示例):
示例:物体内能的大小可能与物体的温度有关。
推理性结论:一个物体的温度越高,内能越大。
推理依据:温度越高,分子运动越快,分子动能越大。
物体内能的大小还可能与物体的________有关。
推理性结论:________________________________________。
推理依据:________________________________________。
(3)由于推理性结论具有一定的事实和理论依据,所以在科学研究中,有时就运用它来初步解释相关问题——同学们也来尝试一下。
在图中,(a)杯中水量较少,(b)、(c)、(d)的水量相同。根据问题(2)中所得的推理性结论,比较各杯中水的内能的大小:
①________杯中水的内能最大,因为________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________两杯中水的内能不好比较,因为________________________________________________________________________。
小刚班的同学准备用图所示的实验装置探究“在升高相同温度的情况下,一定质量的液体吸收热量的多少与物质的种类是否有关”。
(1)在准备实验器材时,应选择________________________的两个酒精灯。
(2)在此实验中,液体吸收的热量的多少是通过________________________来比较的。
(3)其中两个小组记录的实验数据如下表:
实验 组别 |
液体 |
质量 /g |
初温 /℃ |
末温 /℃ |
加热时间 /min |
1 |
水 |
200 |
25 |
40 |
13′30" |
煤油 |
200 |
25 |
40 |
6′30" |
|
2 |
水 |
200 |
25 |
40 |
12′10" |
煤油 |
200 |
25 |
40 |
5′45" |
通过分析实验数据,他们得出的结论是:________。
(4)使质量相同的同种物质升高相同的温度,加热时间应该相同。但1、2两组的同学在交流实验数据时却发现,第1组的加热时间明显偏长。其原因可能是:________________________________。