上海阳光外国语学校物理第十二章 机械能和内能专题练习(解析版)

上海阳光外国语学校物理第十二章机械能和内能专题练习（解析版）

一、初三物理第十二章机械能和内能易错压轴题提优（难）

1．（提出问题）水和空气哪种物质的导热性能好？

（猜想与假设）小明进行了如下猜想：

猜想一：水的导热性能好；

猜想二：空气的导热性能好

（设计与进行实验）

小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上，如上图所示，实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表：

（实验结论）

（1）分析表中数据，可得出结论：_____

（评估与交流）

（2）对甲、乙两个瓶中的牛奶，除了要控制它们的初温相同外，还要控制它们的_____相同

（3）热牛奶放在水中温度下降是通过_____方式来_____（选填“增加”或“减少”）内能（4）进一步分析表中甲的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越___的

（实验拓展）

（5）如果有一天，你要喝一杯奶茶，下列两种冷却方法中，效果较好的是_____

A．将滚烫的热茶冷却5分钟，然后加适量冷牛奶

B．先将适量的冷牛奶加进滚烫的热茶中，然后冷却5min

（6）物理学中我们用速度来表示物体运动的快慢，若小明用“冷却速度”来表示物体冷却快慢，则“冷却速度”可定义为：质量为1千克的物体，_____叫做冷却速度

【答案】在水中冷却比在空气中冷却效果要好质量热传递减少慢A单位时间内降低的温度【解析】

【详解】

（1）分析可知，在相同时间内水中冷却速度更快，所以在水中比空气中冷却效果更好；（2）在研究空气和水的导热性时，应该保证其它条件相同，除了水的初温外还要保证水的

质量相等；（3）由于水与牛奶瓶有温度差，所以要发生热传递，即牛奶温度下降是由于热量传递减少其内能；（4）这是由于随着牛奶温度下降，周围水的温度在升高，使牛奶冷却的速度变慢，因此牛奶冷却的快慢还会受到温度的影响．所以当实验时间较长时，相同时间内牛奶降温的速度逐渐变慢，就是指冷却速率变慢．（5）根据（4）中的结论，物体冷却随时间推移是先快后慢，本质原因是温差逐渐缩小，奶茶热的时候温度下降得快，开始快后来越来越慢，开始先让它保持较高的温度，可以在五分钟内放出更多的热量，然后加入冷牛奶，利用热传递使其再次降温。故选A；（6）根据题意可定义冷却速度为：质量为1千克的物体在单位时间内降低的温度。

2．甲同学用如图所示的实验装置探究阻力对小车运动的影响。他在水平桌面上分别铺上毛巾、棉布、木板，让小车从斜面上的同一位置由静止滑下，在水平面上分别标记出小车停下的位置。

(1)标记③是小车在_______表面上停下的位置；

(2)分析可知：水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越_______。（选填“快”或“慢”）推理可知：运动小车如果不受阻力作用，它将_______；

(3)乙同学用此装置让同一小车从不同高度处滑下，均在铺有木板的水平面上滑行，发现高度越高，小车在水平面上滑行距离_______，由此可知：小车重力势能的大小与小车所处_______有关。

【答案】木板慢一直做匀速直线运动越远高度

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]小车在水平桌面上所受的阻力越小，移动的距离越大，而水平桌面上铺上毛巾、棉布、木板时，小车在木板上受到的阻力最小，则移动的距离最大，故标记③是小车在木板表面上停下的位置。

(2)[2]水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。

[3]由以上实验探究知，小车在水平桌面上受到的阻力越小，移动的距离就越小，由此可知，运动小车如果不受阻力作用，它将一直做匀速直线运动。

(3)[4]小车从此装置的不同高度滑下，则到达水平面时的速度不同，而小车与水平面接触的粗糙程度相同，即小车所受的阻力相同，那么小车所处的高度越高，到达水平面的速度就越大，小车在水平面上滑行的距离越远。

[5]小车在斜面上的高度越高，到达水平面时的速度就越大，即动能就越大，而动能是由重力势能转化来的，那么小车的动能越大，其重力势能也越大，所以小车重力势能的大小与小车所处的高度有关。

3．如图所示，甲、乙和丙三图中装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。

(1)在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中：

①如图丁是甲、丙装置中a 、b 两种液体吸热后温度随时间变化的图象，由图可以看出，______液体的比热容较大：

②小明再用50g 水和100g 水做实验，以吸收的热量Q 为纵坐标，升高的温度t ∆为横坐标，分别画出50g 和100g 水的-Q t ∆图象，它们都是过原点的直线，即Q k t =∆，进一步分析发现，这两条直线的k 值之比与对应水的______之比相等（选填“密度”或“质量”）；

(2)在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验中：

①应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过______（选填“温度”或“加热时间”）来反应的；

②若想利用上述装置估测燃料的热值，那么还需要补充的仪器是______，利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏______；

③该实验在取燃料和水时都要注意适量，否则不利于得出实验结论。当燃料质量一定时，所取水量不能过少的原因是：______。

【答案】b 质量 甲乙 温度 天平 小 水会沸腾，温度不变，不便于比较

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]质量和初始温度均相同的a 、b 两种液体，升高相同的温度，b 的加热时间长，则b 的吸热能力强，比热容大。

[2]根据Q cm Δt =可知，Q k t =∆中的k cm =，则有11k cm =，22k cm =，故

111222

k cm m k cm m == 即这两条直线的k 值与对应水的质量之比相等。

(2)[3][4]比较不同燃料的燃烧值，要用不同的燃料，加热质量相同的同一种液体，故应选择甲乙两图进行实验，通过温度的变化来反映的；温度计示数变化越大，表明吸收的热量越多，即该物质放出的热量多，热值大。

[5]利用上述装置估测燃料的热值，要控制燃料的质量相等，需要用天平来测量。

[6]由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q 吸小于Q 放，依此计算出燃料的热值比真实值要偏小些。

[7]当燃料质量一定时，如果所取水量过少，则水吸热后容易沸腾，沸腾时水的温度不变，