Question

【題目】根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，在與外界沒有熱傳遞的條件下，物體內(nèi)能的增加量與外界對物體做功多少相等。為了驗證此規(guī)律，某興趣小組設(shè)計了如圖所示的實驗：在容器里裝一定質(zhì)量的水，中間裝上帶有葉片的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上繞上繩子，繩子另一端通過滑輪與一重物相連；當(dāng)重物下降時，繩子拉動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，帶動葉片旋轉(zhuǎn)，使容器里的水溫度升高，結(jié)合水的比熱計算出水增加的內(nèi)能，以此驗證水的內(nèi)能增加量與重物的重力做功多少是否相等。

（1）為了完成此實驗，除已提供測質(zhì)量的電子天平外，還需要的測量工具有：______、______。

（2）興趣小組在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，水內(nèi)能的增加量小于重物做功的大小，請寫出造成這種現(xiàn)象的一種原因：______。

（3）改進(jìn)實驗后，獲得了如下數(shù)據(jù)，規(guī)律得到驗證。

實驗 序號	重物質(zhì)量 （kg）	下降高度 （m）	升高溫度 （℃）		實驗 序號	重物質(zhì)量 （kg）	下降高度 （m）	升高溫度 （℃）
1	20	5	0.5		4	10	10	0.5
2	20	10	1.0		5	30	10	1.5
3	20	15	1.5		6	40	10	2.0

若使容器內(nèi)相同質(zhì)量水的溫度升高2.5℃，則25kg的重物需下降______m。

（4）若已知容器中水的質(zhì)量是0.2kg，計算第二次實驗中，當(dāng)重物下降，重物的重力做功轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能增加的效率______。

Answer 1

【答案】刻度尺 溫度計 滑輪存在摩擦 20 42%

【解析】

（1）實驗中應(yīng)需要用刻度尺測量重物下降的高度，用溫度計測水升高的溫度；

（2）在實驗的過程中，由于滑輪存在摩擦，液體會散熱等情況，使得水內(nèi)能的增加量小于重物做功的大�。�

（3）由2次實驗可知：20kg的重物下降10m，升高的溫度為1℃，則每千克的重物下降1m，升高的溫度為： ，使容器內(nèi)相同質(zhì)量水的溫度升高2.5℃，則需要的高度為：；

（3）重物的重力： ，重物的重力做功： ；水增加的內(nèi)能為： ，重物的重力做功轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能增加的效率：.