第十二章 机械能和内能单元培优测试卷

第十二章机械能和内能单元培优测试卷一、初三物理第十二章机械能和内能易错压轴题提优（难）1．小明用三根材料和厚度相同但长宽不同的橡皮条、一个弹珠，探究“影响橡皮条弹性势能的因素”。

他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性限度范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：次数橡皮条橡皮条宽（cm）橡皮条长（cm）弹射的水平距离/m1a0.52010.12b0.5308.23c 1.02014.0请回答以下问题：（1）实验中是通过比较________________来间接反映橡皮条的弹性势能大小，下列实验中采取的方法与这一方法不同的是________（填字母）。

A．在研究影响电热大小的因素时，我们可以将电热的多少转换成液柱上升的高度B．判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定C．研究电流时，将它比作水流（2）比较第1、2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的________有关；比较第1、3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的________有关；你猜想影响橡皮条弹性势能的因素可能还有______________。

（3）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是________。

A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的（4）请你对小明的实验做出评价_________（写出一条即可）。

【答案】弹珠被弹射的水平距离C长度宽度橡皮条的厚度D多做几次实验，使实验结果具有普遍性【解析】【分析】【详解】(1)[1]实验通过弹珠被弹射的水平距离反映橡皮条的弹性势能大小，弹珠弹射的越远，说明皮条的弹性势能转化为弹珠的动能越多，说明皮条具有的弹性势能越多。

[2]AB．电热的多少转化为液柱上升的高度，是否有电流转化为灯泡是否发光，应用的转化法与实验中的方法相同，故AB不符合题意；C．研究电流时，将它比作水流，是类比法，与实验中的方法不同，故C符合题意。

故选C。

(2)[3]比较第1、2次实验，橡皮条宽相同，橡皮条长不同，弹射的水平距离不同，说明拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。

[4]比较第1、3次实验，橡皮条长相同，橡皮条宽不同，弹射的水平距离也不同，说明拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关。

[5]影响橡皮条弹性势能的因素除橡皮条的长度和厚度外，可能还与橡皮的厚度有关。

(3)[6]由实验数据可知，橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度和宽度有关，在伸长量相同时，长度越短弹性势能越大，宽度越宽弹性势能越大，所以弹性势能最大的橡皮条应当选短而宽的橡皮条，故选D。

(4)[7]实验设计应用了控制变量法和转化法，但实验次数太少，使实验结论得出具有偶然性，应当多做几次实验，使实验结果具有普遍性。

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．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。

他实验时组装了如图8所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录一次杯中水的温度（见下表）。

加热的时0123456间/min甲杯水温25272932343638 /℃乙杯水温25262728293031 /℃(1)在安装､调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定______的位置，再调整固定______的位置（均选填“A”或“B”）。

(2)为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的______；(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______；(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量并记录了数据，利用=∆计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜公式Q c m t籽油的热值。

你认为他的计算结果可靠吗?______，为什么?________。

【答案】B A质量、初温煤油不可靠燃料燃烧的热量有损失（或煤油菜籽油不能完全燃烧）【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]在安装、调整实验器材时，需要先根据酒精灯外焰调整B的高度，再根据温度计调整A的高度，所以要先固定B的位置，再调整固定A的位置。

(2)[3]为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：加热时间和水的质量、水的初温。

(3)[4]通过表中记录的数据可知，加热时间相同，甲杯水温上升快，故甲杯水吸收的热量多，由Q qm =放知，相同时间内煤油燃烧放出的热量多，所以煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是煤油。

(4)[5][6]不可靠。

煤油、菜籽油不可能完全燃烧，且伴有热量损失，故结果不准确。

4．用如图甲所示装置进行实验，比较A 、B 两种不同物质的吸热能力。

在两个相同的烧瓶中分别装入初温、质量相同的A 、B 两种液体，分别接入甲、乙两段电阻丝，实验中记录下A 、B 两种液体的温度。

(1)要完成该实验探究，除了图甲中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和______。

(2)为保证A 、B 两物质能吸收相同的热量，对甲、乙两段电阻丝的阻值要求R 甲______R 乙（选填“>”、“=”或“<”）。

(3)小明根据实验测得的数据分别描绘出了A 、B 两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图乙所示。

若加热过程中无热量损失，由乙图分析可知______（选填“A ”或“B ”）液体的吸热能力强。

(4)若A 的比热容为34.210J/(kg C)o ⨯⋅，则B 的比热容为______J/(kg C)o ⋅。

【答案】秒表 = A 32.110⨯【解析】【分析】(1)实验中需要测量通电的时间；(2)电流产生的热量与电流的大小、通电时间和电阻的大小有关；(3)比较物质吸热能力的2种方法：①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；(4)根据两种液体的温度随加热时间变化的图象得出加热5分钟A 、B 升高的温度，根据Q c m t =△，在质量和吸热相同的情况下升高的温度与比热容成反比，从而求出B 的比热容。

【详解】 (1)[1]实验中需要测量导体通电的时间，所以需要用到秒表。

(2)[2]为保证A 、B 两物质能吸收相同的热量，根据控制变量法可知，实验中甲、乙两段电阻丝的阻值要相同。

(3)[3]根据描绘出A 、B 两种液体的温度随加热时间变化的图象知，加热相同时间，A 液体升温小，根据比较吸热能力的第2种方法，A 的吸热能力强；(4)[4]根据描绘出的A 、B 两种液体的温度随加热时间变化的图象知，加热5分钟（吸热相同），B 液体升高的温度为B 50C 10C 40C t ︒︒︒∆=-=A 液体升高的温度为A 30C 10C 20C t ︒︒︒∆=-=根据Q c m t=△可知，在质量和吸热相同的情况下，升高的温度与比热容成反比，故B 的比热容 ()()33A B A B 20J 4.210 2.11040kg J kg t c c t =⨯=⨯⨯=⨯⋅⋅℃℃℃℃ 5．回顾实验和探究：比热容概念的建构器材 烧杯、______相等的水和煤油、两个规格相同的电加热器、温度计、______。

装置 过程 两只烧杯中盛有______相同的水和煤油，用电加热器加热2分钟，我们发现______温度升高的高，若升高相同的温度，______加热时间长，______吸收的热量多。

结论一定质量的某种物质，温度升高时吸收的热量与______之比，叫做这种物质的比热容，在数值上等于______质量的某种物质温度升高______所吸收的热量。

方法 实验中用______来反映物质吸收的热量，这种研究方法是______。

讨论 电加热器工作时，将______能转化为内能；水吸收热量，温度升高，内能发生了______。

【答案】质量秒表质量煤油水水质量和升高温度之积单位 1℃加热时间转换法电转移【解析】【分析】【详解】[1][2]所用到的器材除烧杯、质量相等的水和煤油、两个规格相同的电加热器温度计以外，还要记录测量时间用的秒表。

[3][4][5][6]两个烧杯中盛有质量相同的水和油，用电加热器加热两分钟，会发现煤油温度升高的高，如果升高相同的温度，水加热的时间长，那么可以得知水吸收的热量最多。

[7][8][9]一定质量的物质，温度升高时吸收的热量与质量和升高温度乘积之比叫做比热容，在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。

[10][11]实验中用加热时间来反应物质吸收的热量，这种研究方法是转换法。

[12][13]电加热器工作时消耗了电能，将电能转化为内能，水吸收热量，温度升高，内能发生了转移。

6．小明用相同的电加热器分别给水和食用油加热（如图甲），以探究水和食用油的吸热能力。

(1)本实验除了图甲中所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平和______；(2)加热5min，水吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）食用油吸收的热量；(3)比较不同物质的吸热能力，通常有两种方案方案一：取相同质量的两种物质，吸收相等的热量，比较温度的变化方案二：取相同质量的两种物质，升高相同的温度，比较吸收的热量下表是小明记录的部分实验数据①分析表中信息可知小明采用的是______（选填“方案一”或“方案二”）；②分析表中数据，可得出的结论______； (4)小明根据实验数据作出了水和食用油的温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可知，水沸腾时的特点是______，食用油的比热容是______J/（kg ⋅℃）。