Question

19．物理老師用礦泉水瓶為同學們演示了以下實驗，請回答下列問題：

（1）在礦泉水瓶內裝半瓶沙子，擰緊瓶蓋，用厚毛巾包住，手握毛巾用力快速晃動瓶子約五分鐘后，沙子變熱，這是通過做功的方式使沙子內能增加的．
（2）用礦泉水瓶從飲水機接水的過程中，聽到瓶中傳出的聲音的音調越來越高．
（3）將礦泉水瓶中灌滿水，用一張紙覆蓋瓶口，壓緊后倒置，瓶中的水和紙都不會下落，是因為大氣壓的作用．若此時在瓶底用針扎一小孔，觀察到的現(xiàn)象是紙片掉下，水從礦泉水瓶中流出．
（4）如圖所示，將細線系在礦泉水瓶下部，沿水平方向拉動細線使其沿同一水平桌面勻速移動，發(fā)現(xiàn)拉滿瓶水比拉半瓶水需要的力大，此現(xiàn)象表面在接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大．

Answer 1

分析 （1）做功與熱傳遞是改變物體內能的兩種方式．
（2）先確定振動的物體，振動的物體質量越大，體積越大，越難振動，頻率越小音調越低；頻率越快，音調越高．
（3）杯中水不會下落，是因為紙片下部受到了大氣壓的作用，故說明了大氣壓強的存在；當瓶底被扎破時，瓶中水的上方也有了大氣壓．
（4）在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大，在接觸面粗糙程度一定時，壓力越大，滑動摩擦力越大．

解答 解：（1）用力快速晃動瓶子，人對瓶子、瓶內的沙做功，沙子變熱，這是通過做功的方式改變物體的內能；
（2）往礦泉水瓶中灌水時，瓶內空氣柱振動發(fā)出聲音，隨著水越來越多，空氣柱越來越短，越容易振動，因此振動的頻率越快，音調越高．
（3）一標準大氣壓大約是1.0×10⁵Pa，它相當于10m高的水產生的壓強；紙外受到大氣壓的作用，紙內受到瓶中水產生的壓強的作用，大氣壓遠大于瓶中的水產生的壓強，所以水和紙被大氣壓托著，不會下落．
當瓶底被扎破一個小孔時，瓶中水的上方大氣壓與瓶外大氣壓相等，瓶中的水和紙片在自身重力的作用下下降，所以現(xiàn)象是紙片掉下，水從礦泉水瓶中流出．
（4）此現(xiàn)象表明：在接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大．
故答案為：（1）做功；（2）高；（3）大氣壓；紙片掉下，水從礦泉水瓶中流出；（4）粗糙程度；壓力．

點評 本題利用生活中常見的礦泉水瓶考查了改變物體內能的方式、影響音調的因素、大氣壓的存在、影響摩擦力大小的因素，難度不大，是一道基礎題；音調是指聲音的高低，音調跟頻率有關，頻率越大，音調越高．