九年级物理第十二章 机械能和内能单元测试卷(含答案解析)

九年级物理第十二章机械能和内能单元测试卷（含答案解析）

一、初三物理第十二章机械能和内能易错压轴题提优（难）

1．李华同学发现建筑工人在铺设水泥路时，有时要在水泥里面掺入少量纤维材料．他想通过实验来探究在水泥中掺入纤维材料是否会影响水泥路面的牢固程度．关于水泥路面的牢固程度与哪些因素有关，和同学们讨论后，他们提出了以下猜想：

猜想1：与是否掺入纤维有关；

猜想2：与纤维掺入量有关；

猜想3：与纤维材料的种类有关。

经过思考后，他们利用图中装置，将铁锤通过电磁铁从某一高度处由静止释放，对水泥样品进行连续撞击，直至水泥样品断裂，收集的数据记录在下表中。

（1）铁锤撞击水泥样品时的动能是由________转化来的。实验时通过__________________来比较水泥样品的牢固程度。

（2）比较实验序号1、2的两组数据，可得出的结论是：水泥路面的牢固程度与是否掺入纤维________（选填“有关”或“无关”）。

（3）比较序号2、3、4三组数据，可得出的结论是：在水泥中掺入适量纤维时，掺入纤维材料越多，水泥路面越________（选填“牢固”或“不牢固”）。

（4）比较序号2、5、6的三组数据，________（选填能或不能）比较得出：在水泥中掺入等量不同纤维材料，掺入C纤维材料水泥路面最牢固，你判断的理由是______

（5）为缩短上述样品的实验时间，需减少碰撞次数，可采用的方法是_____

【答案】重力势能水泥样品断裂时所承受的撞击次数有关牢固能在水泥中掺入C 纤维材料，水泥样品断裂时所承受的撞击次数最多，说明该水泥路面最牢固增加铁锤下落时的高度或增加铁锤质量

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]铁锤下落过程中，重力势能转化为动能，所以铁锤撞击水泥样品时的动能由重力势能

转化而来。

[2]实验通过水泥样品断裂时所承受的撞击次数反映水泥样品的牢固程度。断裂时承受的撞击次数越多水泥样品越牢固。

(2)[3]比较实验序号1、2的两组数据，水泥样品厚度、水泥样品面积、铁锤高度相同，但第一次实验不参入纤维，第二次实验参入纤维，第二次承受的撞击次数多，可知水泥路面的牢固程度与是否掺入纤维有关。

(3)[4]比较序号2、3、4三组数据，水泥样品厚度、水泥样品面积、参入纤维的种类、铁锤高度相同时，随着参入纤维的量增加，水泥样品承受的撞击次数多随之增加。说明在水泥中掺入适量纤维时，掺入纤维材料越多，水泥路面越牢固。

(4)[5][6]比较序号2、5、6的三组数据，水泥样品厚度、水泥样品面积、参入纤维的量、铁锤高度相同时，参入纤维的种类不同，水泥样品承受的撞击次数不同；参入C纤维时，水泥样品承受的撞击次数最多。所以能说明，在水泥中掺入等量C纤维材料水泥路面最牢固。

[7]为缩短上述样品的实验时间，需减少碰撞次数，可增加铁锤下落时的高度或增加铁锤质量，以增大撞击水泥样品时的动能。

2．小明利用图甲装置研究某燃料热值。他取少量燃料置于燃烧皿中，测出总质量为 30g，点燃后对100g的热水加热4min立即熄灭燃料，再测得燃料和燃烧皿总质量如图乙所示，并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像如图丙中a线所示。

(1)实验的第2-4min的过程中，水______（选填“吸”或“不吸”热）；

(2)已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放热量仅60%能被水吸收，4min 内水吸收的热量为______J，则该燃料的热值为 ______J/kg；（整个过程中忽略水的质量变化）

(3)若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水，绘出了如图所示丙中b 线，则这杯水的质量______（选填“大于”、“等于”、或“小于”）上一杯水质量。【答案】吸 5.04⨯104J 2.1⨯106J/kg 相等

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由图象知，水沸腾时温度保持99℃，说明水的沸点为99℃，水沸腾的特点是：不断吸热，但温度不变；此时水面上方的气压小于一标准大气压；在第2∼4min的过程中，水的温度不变，但内能增大。

(2)[2]水4min 吸收的热量为2min 吸收热量的2倍，水4min 吸收热量

()()()0433=2=2-2 4.210J kg 10010J k 9 5.90g 93410Q Q cm t t -'=⨯⨯⋅⨯⨯⨯⨯-=吸吸

℃℃℃ [3]由图乙可知燃料质量

30g 25.8g 4.2g m =-=

由=

Q Q η吸

放

可得燃料放出热量 Q Q η

=

吸

放

而Q mq =放，故有

=Q mq η

吸

该燃料的热值

64-3

===2.110J kg 4.21.0kg 60%

50410J Q q m η⨯⨯⨯⨯吸 (3)[4]由图丙可知，相同时间，两杯水吸收的热量相同，温度变化相同，根据Q=cm △t 可知质量的大小相等。

3．如图甲是探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验装置，得出温度随时间变化的图像如图乙。

(1)由图乙图像可知，冰熔化时的特点是：持续吸热，______；

(2)第8min 时，试管内的物质为______ (选填“固”､“固液共存”或“液”)态，AB 段与CD 段倾斜程度不同的原因是______；

(3)实验中冰熔化共用了______min ，第6min 时的内能______ (选填“大于”､“小于”或“等于)第8min 时的内能；

(4)待冰完全熔化后，对烧杯中的水继续加热，试管中的水最终______ (选填“会”或“不会”)沸腾。

【答案】温度保持不变 固液共存 水和冰的比热容不同 6 小于 不会 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]由图乙可知，冰熔化时持续吸热，温度不变。

(2)[2]由图乙可知第8min 时，冰处于熔化过程中，试管内的物质是固液共存状态。