Question

5．按要求完成以下實驗探究題：

（1）京京在做“觀察水沸騰”的實驗，水開始沸騰時，溫度計的示數(shù)如圖1所示．由此可知，此時水面上方的大氣壓小于（填“大于”、“等于”或“小于”）標準大氣壓，繼續(xù)給水加熱，水的溫度將保持不變（填“升高”、“降低”或“保持不變”）．
（2）如圖2所示是探究“物體動能的大小跟哪些因素有關”的實驗．實驗步驟如下：
I．讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，觀察木塊被撞擊后移動的距離；
Ⅱ．讓不同質(zhì)量的鋼球從斜面上相同的高度由靜止?jié)L下，觀察木塊被撞擊后移動的距離．
步驟I是為了研究動能大小與速度的關系；木塊的作用是為了比較鋼球動能的大�。�
 （3）如圖3和圖4所示為研究定滑輪和動滑輪特點的裝置和實驗操作．實驗證明：使用定滑輪可以改變動力方向，但不能省力；
使用動滑輪可以省力，但不能改變力的方向省力；分析可知甲的機械效率較高．
（4）在測量某種未知液體密度的實驗中，稱燒杯和液體的質(zhì)量時使用的砝碼個數(shù)和游碼位置如圖5所示，則所稱的質(zhì)量為49g，已知空燒杯的質(zhì)量為25g，該液體的體積為30mL，則該液體的密度為0.8g/cm³；
（5）如圖6是探究“平面鏡成像的特點”的實驗裝置：
（A）在實驗中用透明的玻璃板代替平面鏡，主要是利用玻璃透明的特點，便于找到像的位置；
（B）在豎立的玻璃板前放一支點燃的蠟燭M，可以看到玻璃板后面出現(xiàn)蠟燭的像，拿另一支大小相同的蠟燭N在玻璃板后面移動，直到它跟蠟燭M的像完全重合．由此可以得出的結論是像與物大小相等．

Answer 1

分析 （1）①溫度計的讀數(shù)：首先確定零上還是零下，確定每一個大格和每一個小格代表的示數(shù)；1標準大氣壓下水的沸點是100℃，液體的沸點跟氣壓有關，氣壓越高，沸點越高；
②液體沸騰的特點：不斷吸收熱量，溫度保持不變．
（2）①讓同一小球從不同的高度由靜止?jié)L下，高度不同，小球到達水平面速度不同，所以同一小球從不同高度滾下，是為了在質(zhì)量相同時，改變速度，來探究動能和速度的關系；
②小球推動木塊運動越遠，小球的動能越大，用木塊運動的距離來反映小球的動能大�。�
（3）觀察甲圖三次彈簧測力計示數(shù)與物重，可得出拉力與物重相等，但改變了用力的方向，給做功帶來了方便；觀察乙圖彈簧測力計示數(shù)與物重，可得出拉力小于物重，即使用動滑輪時省力；分別求出動滑輪和定滑輪的機械效率，進行比較即可；
（4）天平平衡時物體的質(zhì)量等于砝碼質(zhì)量與游碼在標尺上所對的刻度值．而測量液體質(zhì)量時，液體的質(zhì)量等于液體和燒杯的總質(zhì)量與燒杯質(zhì)量之差．
密度計算公式ρ=$\frac{m}{V}$；
（5）利用玻璃板透明的特點，可以觀察到玻璃板的另一側，便于找到像的位置．
另外一支相同的蠟燭與豎立在玻璃板前面點燃的蠟燭的像能完全重合，可知蠟燭和他成的像大小相等．

解答 解：（1）圖中溫度計，每一個大格代表10℃，每一個小格代表1℃，示數(shù)是98℃；
1標準大氣壓下水的沸點是100℃．此時水的沸點是98℃，因為氣壓越低，沸點越低，所以此時水面上方的大氣壓小于標準大氣壓；
水沸騰之后，繼續(xù)給水加熱，水的溫度保持不變．
（2）讓同一鋼球從斜面不同的高度由靜止?jié)L下，控制了鋼球的質(zhì)量，改變的是鋼球到達水平面的速度，因此探究的是動能大小與速度的關系；
該實驗中通過鋼球推動木塊運動的距離，來比較鋼球動能大小，這里采用了轉換法的思想．
（3）從甲圖中可看出，三次拉力的方向都不相同．在實驗過程中不斷改變拉力的方向；觀察測力計的示數(shù)都為1N，等于物重，故可得出結論：定滑輪可以改變力的方向，但不能省力；
在圖乙中，拉力F=0.6N＜G=1N，故使用動滑輪時省力，但不能改變力的方向；
根據(jù)甲中數(shù)據(jù)，定滑輪的機械效率為η_定=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{1N×h}{1N×h}$×100%=100%，
根據(jù)乙中數(shù)據(jù)，動滑輪的機械效率為η_動=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{1N×h}{0.6N×h}$×100%≈83.3%，
由此可知，定滑輪和動滑輪的機械效率的大小關系是：η_定＞η_動，即甲的機械效率高．
（4）由乙圖知，標尺的分度值為0.2g，所以液體和燒杯的總質(zhì)量等于20g+20g+5g+4g=49g
又因為燒杯的質(zhì)量為25g，所以液體的質(zhì)量為49g-25g=24g．
該液體的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{24g}{30c{m}^{3}}$=0.8g/cm³．
（5）在實驗中用平板玻璃代替平面鏡，主要是利用玻璃透明的特點，便于確定像的位置（或比較像和物的大�。�；
未點燃的蠟燭與點燃的蠟燭的像完全重合，能說明平面鏡所成的像的大小與原物體等大．
故答案為：（1）小于；保持不變；（2）速度；動能；（3）改變動力方向，但不能省力；省力，但不能改變力的方向；甲； （4）49；0.8；（5）找到像的位置； 像與物大小相等．

點評 （1）考查了水沸騰的實驗，定滑輪和動滑輪的特點、以及機械效率的推斷，平面鏡成像特點，探究速度、質(zhì)量對動能的影響，是一道較綜合的實驗題；
（2）考查學生動手操作實驗的能力并能根據(jù)實驗現(xiàn)象得出正確結論，動手操作實驗時，能根據(jù)實驗現(xiàn)象得出正確的結論，提高實驗能力．實驗充分顯示了控制變量法和轉換法的重要性，我們要學會熟練應用．