在一次中某学生把一支无刻度的水银温度计.docx
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在一次中某学生把一支无刻度的水银温度计
中四物理課堂練習熱學
姓名：
（ ）
1溫度與能量
1.1在一次實驗中，某學生把一支無刻度的水銀溫度計。
放在正熔解的純冰時，水銀柱的長度=4.5cm
放在沸水中時，水銀柱的長度=22.0cm
放在一杯溫水中時，水銀柱的長度=11.5cm
問這杯溫水的溫度是多少？
_
1.2將一個1kW的電熱器浸在水中。
接通電源一小時後，問有多少能量轉移到水裡？
_
1.3試計算將5kg鋁的溫度從20°C升至100°C所需要的能量。
（鋁的比熱容量=900Jkg-1°C-1）
_
1.4
在實驗1b，我們得到以下數據：
水的質量=0.2kg
焦耳計初讀數=46000J
焦耳計末讀數=61000
水的初溫度=20°C
水的末溫度=37°C
（a）試找出水的比熱容量。
_
（b）試解釋實驗數值與標準數值4200Jkg-1°C-1之間的誤差。
_
1.5
在實驗1c，我們可得到以下數據：
鋁塊的質量=1.0kg
水的初溫度=28.5°C
水的末溫度=35°C
焦耳計初讀數=98300J
焦耳計末讀數=104900J
（a）試找出鋁的比熱容量。
_
（b）試解釋實驗數值與標準數值900Jkg1°C1之間的誤差。
_
1.6將0.4kg、80°C的水與0.3kg、10°C的水混合，問混合物的溫度是多少？
_
2熱的傳遞
2.1
婉儀如圖所示加熱兩枝金屬棒。
哪一枝金屬棒先變熱？
為甚麼？
_
2.2發生火警時，為甚麼我們應盡量貼近地面爬行？
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2.3夏季校服通常是淺色的，而冬季校服則是深色的。
你知道原因嗎？
_
3
物態改變
3.1在量度冰的熔解比潛熱的實驗中，得到以下結果：
水的質量
實驗杯：
m1=0.050kg
對照杯：
m2=0.014kg
焦耳計
初讀數：
j1=15000J
末讀數：
j2=29200J
（a）求冰的熔解比潛熱。
_
（b）解釋計算出的實驗數值與標準值，3.34´105Jkg–1之間出現誤差的原因。
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3.2若要將溫度為0°C、質量為0.5kg的冰熔解，並使它的溫度升高至80°C需要多少能量？
_
3.3在量度水的汽化比潛熱的實驗中，得到以下結果：
汽化的水的質量=0.10kg
千瓦時計的標度=600轉/kWh
轉盤轉動圈數=41
（a）求水的汽化比潛熱。
_
（b）解釋計算出的實驗數值與標準值2.26´106Jkg–1之間出現誤差的原因。
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3.4若要將0.5kg的水從0°C加熱到100°C，並使其全部汽化，需要多少能量？
_
3.5
杯中盛有質量為0.15kg、溫度為20°C冷咖啡。
用蒸餾咖啡壺噴入0.025kg、溫度為100°C的蒸汽。
求蒸餾咖啡的末溫度。
（咖啡的比熱容量為5800Jkg–1°C）
_
3.6一名質量為60kg的男士正在鍛煉身體，身上佈滿汗水。
（a）如果在一小昤內蒸發1L（1kg）的汗水，那麼所需能量是多少？
_
（b）如果上述（a）的能量不能以排汗的方法釋出體外那麼這人的體溫將升高多少？
（人體的平均比熱容量是3500Jkg-1°C-1）
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3.7這實驗裝置是用來量度水的汽化比潛熱。
（a）試指出本實驗一項需要注意的事項。
_
（b）一名學生提議蓋上聚苯乙烯杯，以減少能量流失。
你認為這個建議合宜嗎？
為甚麼？
_
（c）從實驗所得的數值比標準數值大。
這是甚麼緣故？
試加以解釋。
_
（d）把電熱器關掉一段時間後，電子秤的讀數會輕微下降。
為甚麼？
_
3.8把質量0.1kg、溫度為100°C的蒸汽噴入質量0.5kg、溫度為0°C的冰。
求混合後的溫度。
_
3.9
有一質量為0.5kg的容器盛有0.1kg、溫度為0°C的冰。
使用一個300W的電熱器把冰加熱3分鐘。
求冰熔解後的溫度。
（容器的比熱容量=370Jkg-1°C-1）
_
3.10把質量1kg、溫度為100°C的蒸汽噴入1kg、0°C的冰。
該混合物是什麼？
求混合物的溫度。
_
有用資料
電熱器在某時間內所提供的能量
E=P´t
溫差導致的能量損失／吸收
E=mcDT（水的比熱容量c=4200Jkg-1°C-1）
熱容量與比熱容量
C=mc
水在汽化（凝結）時所吸收（釋出）的能量
E=mlv（水的汽化比潛熱lv=2.26´106Jkg-1）
冰在熔化（凝固）時所吸收（釋出）的能量
E=mlf,（水的汽化比潛熱lf=3.34´105Jkg-1）
數值答案
1.140°C
1.23.6MJ
1.3360kJ
1.44410Jkg-1°C-1
1.51020Jkg-1°C-1
1.650°C
3.13.94´105Jkg-1
3.23.35´105J
3.32.46´106Jkg-1
3.41.34´106J
3.586.6°C
3.62.26MJ,10.8°C
3.7
3.840.1°C
3.934.0°C
3.10100°C
中四物理課堂練習力學
姓名：
（ ）
4距離與位移
4.1小媚用秒錶來量度時間，發現單擺擺動一次需時1s。
假設她的反應時間是0.2s。
（a）如果小媚量度單擺擺動一次的時間，可能出現的百分誤差是多少？
（b）如果小媚量度單擺擺動十次的時間，然後以平均數作實驗結果，那麼可能出現的百分誤差是多少？
_
_
4.2美儀在一直徑為70m的圓形跑道上騎腳踏車，她繞了跑道一圈，回到起點後停下來。
（a）美儀騎腳踏車行走的距離是多少？
（b）總括而言，她的位置有沒有改變？
（c）她的位移是多少？
_
4.3一輛車子先向北行駛5km，再向東行駛4km。
（a）車子行駛過的總距離是多少？
（b）車子的位移是多少？
_
5
速率、速度和加速度
5.1地下鐵路機場快線從香港站到機場站的距離為34公里，整段車程需時0.35小時。
途中列車不斷地改變速率，平均速率是34km/0.35h=97kmh-1。
試完成下表其餘部分。
5.2寶權從A點以v1=1kmh–1的速率步行至B點，跟著以2kmh–1返回起點。
整個行程中的平均速率是多少？
5.3汽車先向東行3km，再向南行4km，整個車程維時10min。
試計算汽車的
（a）平均速率
（b）平均速度
5.4法拉利348型汽車可在5.6s內從靜止狀態加速至100kmh–1。
該車的平均加速度是多少？
5.5
圖中所示為兆輝在一直路上散步時的位移—時間關係線圖。
（a）試說明圖中所表示的運動。
（b）計算兆輝
（i）總位移。
（ii）在0-100s、100-200s、200-300s及300-400s四段時間內的平均速度；
（iii）整個行程的平均速度。
5.6圖中所示為兆輝在一直路上散步時的位移—時間關係線圖。
（a）在0-20s、20-50s和50-60s所代表的時距內，汽車的加速度分別是多少？
（b）在各時距內，汽車的位移分別是多少？
（c）在整段車程中，汽車的平均速度是多少？
5.7
圖中所示為電腦屏幕上顯示的詠欣的位移—時間關係線圖。
說明詠欣的運動情況。
5.8汽車以60kmh–1的速率行駛，然後緊急剎車。
試計算它的減速度。
5.9寶馬328Ci從靜止狀態以3.8ms–2加速7.3s。
試計算7.3s後跑車的速度及駛過的距離。
5.10
一石塊從374m高的中環廣場的天台掉下。
（a）石塊需要經過多少時間才著地？
（b）石塊撞到地面時的速率是多少？
忽略空氣阻力，取重力加速度為10ms-2。
5.11
富恆在地面把石塊以2ms–1的速率垂直往上拋。
（a）石塊可以上升到多高？
（b）石塊需要多長時間到達最高點並落回地面？
（c）石塊撞到地面時的速率是多少？
（d）繪出石塊運動的（i）位移—時間關係線圖、（ii）速度—時間關係線圖、（iii）加速度—時間關係線圖。
6
力與運動
6.1試利用牛頓運動第一定律解釋以下現象：
（a）當太空船的火箭引擎全部關掉後，太空船以勻速直線運動。
（b）當火箭引擎啟動後，太空船運動的速率或方向會改變。
6.2在雨點下落的過程中，力A與B作用在雨點上。
（a）力A與B分別代表甚麼？
（b）試解釋為甚麼雨點以勻速下落而不是加速下落。
6.3太空穿梭機奮進號：
m=2000000kg最大a=1.05ms2。
求那三個引擎最大的推力。
6.4一司機在車速為72kms1時緊急剎停一輛1000kg的汽車。
路面上的剎車痕跡長40m。
汽車的平均制動力是多少？
6.5
馬先生和他的孩子在花園玩耍。
他的孩子耀榮和麗娟分別坐在兩輛玩具車上，馬先生拉著他們。
耀榮和玩具車的總質量為17kg，而麗娟和玩具車的總質量為15kg。
假設摩擦力可省略不計。
（a）繪畫耀榮連車子的隔離體圖。
（b）繪畫麗娟連車子的隔離體圖。
（c）如果連接兩輛玩具車的繩子上的張力為7.5N，求麗娟的加速度。
（d）求馬先生拉動車子的力。
6.6土星五號火箭在發射時的初始加速度是12ms–2。
如果它的質量是3×105kg，那麼火箭的推力是多少？
6.7凱詩的質量=50kg。
當升降機停在十樓時，磅的讀數=500N。
經過25s後，升降機下降到地下。
找出升降機在以下情況的加速度
（a）0-5s
（b）20-25s
6.8
兩艘拖船共同拖拉油井鑽探設備，每艘拖船的拉力為100000N，兩力之間的夾角為60°。
求作用在鑽探設備上的合力。
6.9兩個大小為3N和4N的力互成直角，求它們的合力的大小和方向。
6.10
質量為1kg的小車沿有補償摩擦作用的跑道以勻速下滑。
求小車沿跑道方向的重量分量，並由此找出小車與跑道之間的摩擦力。
6.11這三名滑水運動員作用於快艇的合力（大小與方向）是多少？
6.12
兩個彈簧秤支撐一質量為1kg的砝碼。
其中一個彈簧秤與水平方向成30°。
問兩個彈簧秤的讀數分別是多少？
6.13開動風扇車，使風扇向前方吹風。
（a）當風扇車放在實驗桌上時，它會向後運動。
為甚麼？
（b）用一塊卡紙當「帆」固定在風扇的前面，風扇車便不再運動。
為甚麼？
7
能量
7.1志華將重10kg的行李箱舉高1.5m至他的肩膊上。
（a）在他提起箱子的過程中，共做了多少功？
在這個過程中，有甚麼能量轉移？
（b）接著他扛著箱子走路。
在這過程中，他有沒有作功？
7.2在他提起箱子的過程中，共做了多少功？
在這個過程中，有甚麼能量轉移？
7.3私家車與貨車的動能
（a）計算一輛私家車的動能，它的質量為1000kg，並以下列速度行駛：
（i）70kmh–1，（ii）100kmh–1。
（b）計算一輛貨車的動能，它的質量為10噸（10000kg），以70kmh–1行駛。
7.4質量為1500kg的汽車以20ms–1（72kmh–1）行駛。
（a）汽車的動能是多少？
（b）當剎車時，如果汽車的制動力是7500N（相當於汽車重量的一半），制動距離是多少？
7.5
將2kg的盒子舉到離地面1m高的桌面上，然後又拿到離桌面1m高的架子上。
盒子被舉到下列位置時，能獲得多少重力勢能？
（a）
桌面上，
（b）架子上？
7.6一個質量為0.1kg的小球從離地面10m高處落下。
（a）求小球在下列情況下的動能、勢能和總能量：
下落之前，
（b）求小球在下列情況下的動能、勢能和總能量：
離地面5m高時，
（c）求小球在下列情況下的動能、勢能和總能量：
撞擊地面時，
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