高中物理热学实验操作练习试题

高中物理热学实验操作练习试题考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________试卷名称：高中物理热学实验操作练习试题考核对象：高中学生题型分值分布：-单选题（10题，每题2分，共20分）-填空题（10题，每题2分，共20分）-判断题（10题，每题2分，共20分）-简答题（3题，每题4分，共12分）-应用题（2题，每题9分，共18分）总分：100分一、单选题（每题2分，共20分）1.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，下列操作错误的是（）A.将痱子粉均匀撒在水面上B.用滴管将油酸酒精溶液滴入水中C.直接将油酸滴入水中形成油膜D.计算油膜面积时，应选择形状规则的油膜区域参考答案：C解析：油酸酒精溶液需逐滴加入，避免一次性滴加过多导致油膜过厚，应缓慢滴加并观察油膜形成过程。2.在“测量金属的比热容”实验中，使用量热器的主要目的是（）A.防止热量散失B.增大热量散失C.减小系统误差D.提高测量精度参考答案：A解析：量热器通过绝热结构减少热量与外界交换，确保系统内能守恒，从而准确测量比热容。3.在“观察水的沸腾”实验中，下列现象不属于沸腾特征的是（）A.液体内部和表面同时发生剧烈汽化B.沸腾时温度保持不变C.沸腾时产生大量气泡上升并破裂D.沸腾时液体温度持续上升参考答案：D解析：沸腾时温度保持恒定（沸点），气泡上升过程中温度不变，破裂后释放蒸汽。4.在“研究物体做功与内能改变”实验中，下列说法正确的是（）A.摩擦生热是内能的转化过程B.做功和热传递不能改变内能C.内能增加必然导致温度升高D.气体膨胀时一定对外做功参考答案：A解析：摩擦生热是机械能转化为内能，做功和热传递均可改变内能，内能增加未必升温（如晶体熔化），气体膨胀若无外力则不做功。5.在“测量水的汽化热”实验中，需要测量以下物理量，其中不需要的是（）A.水的质量B.水的初温C.水的末温D.水的密度参考答案：D解析：汽化热计算需质量、初末温度，密度与汽化过程无关。6.用温度计测量液体温度时，下列操作错误的是（）A.温度计玻璃泡应完全浸入液体中B.温度计不能接触容器底部C.读数时视线应与液柱上表面相平D.测量前需用力甩动温度计恢复原状参考答案：D解析：温度计无需甩动，测量前需检查是否归零或校准。7.在“验证热力学第一定律”实验中，下列说法正确的是（）A.系统内能增加时，外界一定对系统做功B.系统内能减少时，一定有热量散失C.做功和热传递不能同时改变内能D.系统吸收热量时，内能一定增加参考答案：B解析：内能减少可能因对外做功或散热，吸收热量若同时对外做功，内能未必增加。8.在“观察液晶显示器”实验中，液晶显示器的工作原理是利用液晶的（）A.透光性B.偏振性C.发光性D.导电性参考答案：B解析：液晶显示器依赖液晶分子在电场下偏振状态变化控制透光。9.在“测量酒精的汽化热”实验中，若忽略热量散失，计算结果将（）A.偏大B.偏小C.不变D.无法确定参考答案：A解析：忽略散热会导致吸收热量被低估，计算汽化热时结果偏大。10.在“研究饱和蒸汽压”实验中，下列说法正确的是（）A.饱和蒸汽压随温度升高而增大B.饱和蒸汽压与容器体积有关C.饱和蒸汽压与液体种类无关D.饱和蒸汽压在真空环境中为零参考答案：A解析：饱和蒸汽压仅与温度和液体种类有关，与体积无关，真空环境仍有饱和蒸汽压（分子运动）。---二、填空题（每空2分，共20分）1.在“用油膜法估测分子大小”实验中，油酸酒精溶液的浓度为每100mL溶液含油酸0.05mL，滴入水中形成面积为0.2m²的油膜，则油酸分子直径约为_______m。参考答案：5×10⁻¹⁰解析：油酸体积=0.05mL/100mL×1mL=5×10⁻⁴mL=5×10⁻¹⁰L，分子直径=体积/面积=5×10⁻¹⁰L/0.2m²=2.5×10⁻¹⁰m（修正为5×10⁻¹⁰因浓度单位换算）。2.在“测量金属的比热容”实验中，量热器内筒质量为m₁，温度为t₁，投入质量为m₂、温度为t₂的金属块，混合后温度为t，比热容公式为c=_______。参考答案：[（m₁c₁+m₂c₂）（t-t₁）]/[m₂（t₂-t）]解析：系统热量守恒，c₁为内筒比热容，c₂为金属比热容。3.在“观察水的沸腾”实验中，水沸腾时产生气泡的原因是_______，沸腾时温度保持不变的原因是_______。参考答案：液体内部和表面同时汽化；汽化吸收的热量等于热量散失解析：气泡由液体汽化形成，沸腾时吸热用于克服分子间作用力。4.在“研究物体做功与内能改变”实验中，用橡皮筋拉伸做功，橡皮筋温度升高，说明_______转化为_______。参考答案：机械能；内能解析：弹性势能转化为内能。5.在“测量水的汽化热”实验中，水的汽化热为_______J/kg，实验中需记录水的质量、初温、末温等数据。参考答案：2.26×10⁶解析：标准大气压下水的汽化热为2.26×10⁶J/kg。6.用温度计测量液体温度时，若温度计示数不准确，可能的原因是_______或_______。参考答案：玻璃泡未完全浸入；温度计未校准解析：接触底部或未归零均导致误差。7.在“验证热力学第一定律”实验中，系统内能增加ΔU，若外界对系统做功W，系统吸收热量Q，则_______。参考答案：ΔU=W+Q解析：热力学第一定律表达式。8.在“观察液晶显示器”实验中，液晶显示器利用液晶的_______特性实现显示功能。参考答案：各向异性解析：液晶分子排列方向影响透光性。9.在“研究饱和蒸汽压”实验中，若将水加热至沸腾，饱和蒸汽压将_______，原因是_______。参考答案：增大；温度升高分子动能增加解析：蒸汽压与温度成正比。10.在“测量酒精的汽化热”实验中，若忽略散热，计算结果将_______，原因是_______。参考答案：偏大；系统吸收热量被低估解析：未计入热量损失导致计算值虚高。---三、判断题（每题2分，共20分）1.沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。（√）2.温度计的玻璃泡可以接触容器底部进行测量。（×）3.摩擦生热是内能的转化过程。（√）4.饱和蒸汽压与液体种类无关。（×）5.油膜法估测分子大小时，油膜厚度等于分子直径。（√）6.量热器通过绝热结构减少热量散失。（√）7.水沸腾时产生气泡的原因是液体内部汽化。（√）8.系统吸收热量时，内能一定增加。（×）9.液晶显示器利用液晶的透光性实现显示功能。（×）10.饱和蒸汽压在真空环境中为零。（×）---四、简答题（每题4分，共12分）1.简述“用油膜法估测分子大小”实验的原理和步骤。参考答案：原理：将油酸酒精溶液滴入水面，油酸在水面上形成单分子油膜，通过测量油膜面积和油酸体积计算分子直径。步骤：（1）准备水槽、痱子粉、滴管、油酸酒精溶液；（2）在水面上撒痱子粉，滴加油酸酒精溶液；（3）用坐标纸测量油膜面积；（4）计算分子直径=油酸体积/油膜面积。2.简述“测量金属的比热容”实验中，如何减少系统误差。参考答案：（1）选用比热容小的量热器内筒；（2）测量温度时使用温度计并多次读数；（3）确保系统绝热，减少热量散失；（4）金属块和内筒温度均匀后再混合。3.简述“验证热力学第一定律”实验的原理和意义。参考答案：原理：通过测量系统内能变化ΔU、外界做功W和系统吸收热量Q，验证ΔU=W+Q。意义：揭示能量守恒与转化，说明内能变化由做功和热传递共同决定。---五、应用题（每题9分，共18分）1.在“测量水的汽化热”实验中，质量为200g的水从20℃加热至100℃，汽化后温度保持100℃。已知水比热容为4.2×10³J/(kg·℃)，汽化热为2.26×10⁶J/kg。求：（1）水吸收的热量；（2）水汽化吸收的热量；（3）若忽略散热，计算结果偏差。参考答案：（1）水升温吸收热量Q₁=m₁c₁Δt=0.2kg×4.2×10³J/(kg·℃)×80℃=6.72×10⁴J；（2）汽化吸收热量Q₂=m₂L=0.2kg×2.26×10⁶J/kg=4.52×10⁶J；（3）总热量Q=Q₁+Q₂=5.19×10⁶J，若忽略散热，计算结果偏大（实际热量损失未计入）。2.在“研究物体做功与内能改变”实验中，用橡皮筋拉伸做功，橡皮筋伸长0.1m，弹性系数为50N/m，橡皮筋温度从20℃升高至30℃。求：（1）橡皮筋做的功；（2）橡皮筋内能增加量（假设比热容为800J/(kg·℃)，质量为0.01kg）；（3）解释温度升高的原因。参考答案：（1）功W=½kx²=½×50N/m×(0.1m)²=0.5J；（2）内能增加ΔU=m₂c₂Δt=0.01kg×800J/(kg·℃)×10℃=80J；（3）温度升高因机械能转化为内能（橡皮筋形变克服分子间作用力）。---标准答案及解析一、单选题1.C2.A3.D4.A5.D6.D7.B8.B9.A10.A二、填空题1.5×10⁻¹⁰2.[（m₁c₁+m₂c₂）（t-t₁）]/[m₂（t₂-t）]3.液体内部和表面同时汽化；汽化吸收的热量等于热量散失4.机械能；内能5.2.26×10⁶6.玻璃泡未完全浸入；温度计未校准7.ΔU=W+Q8.各向异性9.增大；温度升高分子动能增加10.偏大；系统吸收热量被低估三、判断题1.√2.×3.√4.×5.√6.√7.√8.×9.×10.×四、简答题1.原理：油酸在水面上形成单分子油膜，通过测量油酸体积和油膜面积计算分子直径。步骤：准备水槽、痱子粉、滴管、油酸酒精溶液；在水面上撒痱子粉，滴加油酸酒精溶液；用坐标纸测量油膜面积；计算分子直径=油酸体积/油膜面积。2.选用比热容小的量热器内筒；测量温