根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能-优题课

根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验，在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连，当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热计算出水中增加的内能。以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。

（1）为了完成此实验，除已提供质量的电子天平外，还需要的测量工具有　　。

（2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因　　。

（3）改进实验后，获得那如表数据，规律得到验证。

实验序号	重物质量（千克）	下降高度（米 $)$	升高温度 $(^{°} C)$
1	20	5	0.5
2	20	10	1.0
3	20	15	1.5
4	10	10	0.5
5	30	10	1.5
6	40	10	2.0

若使容器内相同质量水的温度升高 ${2.5}^{°} C$ ，则25千克的重物需下降　　米。

科目物理题型实验题难度中等

知识点：能量守恒定律功的计算公式的应用热量的计算

用力将端面已锉平的两块铅柱紧压在一起，然后将它们悬挂起来，并在下方挂一重物，发现两铅柱不分开（如图甲）．对此现象，小金有疑惑：两铅柱不分开的原因是大气压力造成还是其他引力造成？于是小金将图甲所示的铅柱与重物固定在一个玻璃钟罩内（如图乙），逐渐抽出钟罩内的空气．

（1）在抽气的过程中钟罩内气体的压强　　（选填“逐渐变小”“一直不变”或“逐渐变大” $)$ ．

（2）如果在抽气的过程中，钟罩内两铅柱分开了，则　　（选填“能”或“不

能” $)$ 确定图甲所示的两铅柱间有其他引力存在．

（3）如果在抽成真空时，钟罩内两铅柱也不分开，则　　（选填“能”或“不能” $)$ 确定图甲所示的两铅柱间有其他引力存在．

小金用如图甲所示的电路来研究滑动变阻器消耗的电功率与变阻器接入电路电阻之间的关系。已知电源电压恒为 $3 V$ ，定值电阻 $R_{0}$ 的阻值为 $3 Ω$ ，滑动变阻器 $R_{1}$ 上标有“ $2 A 5 Ω$ ”字样。实验数据如表所示。

实验次数	1	2	3	4	5	6
电流表示数 $/ A$	0.38	0.43	0.50	0.60	0.75	①
电压表示数 $/ V$	1.86	1.71	1.50	1.20	0.75	0.00
变阻器电功率 $/ W$	0.71	0.74	0.75	0.72	0.56	0.00

（1）用笔画线代替导线，完成图乙的电路连接。

（2）表中第6次实验时，电流表示数如图丙所示，则表中数据①是　　。

（3）根据实验数据可知，此电路中，滑动变阻器消耗的电功率随着变阻器接入电路电阻的变化的规律是　　。

如图是一种可以自由飞行、悬停的无人相机。如表为该相机的部分参数，请回答下列问题：

质量	0.24千克	机翼外壳材料	碳纤维
额定功律	40瓦	额定电压	5伏

（1）已知该相机镜头的焦距为 $f$ ，在正常拍射时，镜头与被拍摄物体间的距离 $u$ 应满足　　（选填“ $u > 2 f$ ”、“ $f < u < 2 f$ ” $)$

（2）该相机在一定时间内升离了50米，计算该相机在此过程中克服自身重力做的功。

（3）计算该相机正常工作时的电流。

人们都说：“被 $100^{°} C$ 的水蒸气烫伤，要比被 $100^{°} C$ 的热水烫伤严重得多”。小柯认为这是因为 $100^{°} C$ 的水蒸气和 $100^{°} C$ 的热水温度虽然一样，但 $100^{°} C$ 的水蒸气变成 $100^{°} C$ 的热水时，还需放出热量。对此，小柯设计了以下实验证明自己的观点。

【实验过程】（实验中的热损失及热胀冷缩对实验的影响忽略不计）

①将一定置量温度为 $t_{1}$ 的冷水装入一个双层玻璃真空保温杯中，液面如图甲所示位置，标记为 $A$ ．②向杯中插入导管，将 $100^{°} C$ 的水蒸气通入保温杯的冷水中（水蒸气全部被圾收），发现杯中水面明显上升。

③一段时间后，停止通入水蒸气，移出导管后，杯中液面位置如图乙所示，标记为 $B$ ，再测出此时杯中水的温度为 $t_{2}$ ，比较发现 $t_{2}$ 高于 $t_{l}$ ．（1）杯中水面上升是通入的水蒸气发生　　（填物态变化名称）的结果。

（2） $t_{2}$ 高于 $t_{l}$ 的原因是　　。

（3）小江认为因未设置对照，小柯的实验还不足以证明他的观点，请你帮助小柯设计后续实验方案（要求简要叙述实验过程和证明小柯观点的应有实验结果） $:$ 　　。

为探究“电流通过导体产热的多少与导体电阻的关系”，小柯用如图甲所示装置进行实验，图中两个 $250 mL$ 的同规格烧瓶内装有等体积的煤油，瓶塞上各插一根同规格的玻璃管，瓶内连接的电阻丝的阻值分期为 $5 Ω$ 和 $10 Ω$ 。

【实验步骤】

①连接好电路，将滑动变阻器的滑片移至　　端（填字母），分别标记两烧瓶内玻璃管中液面的起始位置。②闭合开关，通电 $t 0$ 时间后，分别标记此时两烧瓶内玻璃管内液面的位置。③比较发现 $10 Ω$ 电阻丝所在烧瓶内玻璃管中液面上升更高。

【推测结论】在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量　　。

【交流反思】

方案一：在前一次实验后，待玻璃管中的液面将回到起始高度后，按小柯的实验步骤②再次进行实验，比较两玻璃管内液面上升情况，得出结论。

方案二：用乙图所示装置替换甲图中对应装置（乙图中两个烧瓶规格相同，容积都为 $500 mL)$ ，按小柯的实验步骤①②进行实验，得出结论。

以上两种方案，你认为可行的有　　。