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。

[3]由于水的比热容比冰的比热容大，吸收相同热量下，水的升温要不冰小，所以AB段与CD段倾斜程度不同。

(3)[4]由图乙可知，冰第4min时开始熔化，第10min时熔化完，所以熔化时间持续了

10min-4min=6min

[5]第6min时和第8min时虽然温度相同，但在持续吸收热量，所以第6min时的内能小于第8min时的内能。

(4)[6]采用水浴法加热，烧杯中的水能够沸腾，冰完全熔化后全部变成水，此时对烧杯中的水继续加热，试管中的水和烧杯的水温度一致，试管力的水无法吸收热量，不会沸腾。

4．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1=h3>h2，m A=m B

(1)本实验探究的是_______（选填“钢球”或“木块”）的动能与哪些因素有关；

(2)甲、乙两图中，改变小球出发的高度是为了探究________对动能的影响；

(3)乙、丙实验中木块滑动时受到的摩擦力_______（选填“乙大”、“丙大”或“一样大”）；

(4)ABC三个小球从斜面滚下时，_______球重力做功最多。

【答案】钢球速度一样大 C

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]本实验探究的是钢球的动能与哪些因素有关，因为钢球从斜面冲下的情况不同，其动能不同。

(2)[2]甲乙图中，两小球的质量相同，在斜面上的高度不同，是为了让小球冲下的速度不同，所以是探究速度对动能的影响。

(3)[3]乙、丙实验中，木块滑动时受到的摩擦力一样大，因为同一木块在同一接触面上滑动，其压力和接触面的粗糙程度相同。

(4)[4]据题意知

m A=m Bh2

据W =Gh 得

W C >W A >W B

所以C 球从斜面滚下重力做功最多。

5．小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力，g 取10N/kg ）：

让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s 。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度≤和弹簧缩短的长度△x 之间的关系如图丁所示，其中A 为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.1N 的压力就缩短1cm ，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。

（1）从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是_________，小球机械能的变化情况是______________。

（2）实验中所用小球的质量为_____kg ，全过程中，弹簧中弹力的最大值为_____N 。 （3）由图可知，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于______态（选填“平衡”或“非平衡”）。

（4）已知物体的重力势能表达式为E P =mgh ，动能表达式为：2

k 12

E mv =

；其中m 为物体的质量，h 为物体距离水平地面的高度，v 为物体的运动速度，g 为常量，取10N/kg 。若本题中弹簧的原长为1m ，则本题的小球是从距离地面________m 的位置下落的。 【答案】先增加后减小 减小 0.1 6.1 非平衡 2.25 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1][2]小球刚接触弹簧时，弹簧发生形变，产生弹力，此时小球的重力大于弹力，小球做加速运动，这一过程小球动能增大，随着弹簧的形变程度越来越大，弹力增加，当弹力等于小球重力时，小球所受合力为0，小球停止加速，此时速度最大，动能最大，下一时刻，小球由于惯性继续向下运动，弹力大于球的重力，小球做减速运动，动能减小，弹性势能增加，最低点时，小球的动能为0，重力势能最小，弹性势能最大。故小球动能的变化情况是先增大后减小，小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能，故小球的机械能减小。

(2)[3]弹簧每受到0.1N 的压力就缩短1cm ，由丁图可知速度最大时，弹簧的弹力和重力相

等，此时弹簧缩短了0.1m ，合10cm 则此时受到弹力

F =10×0.1N=1N

由G mg =得出小球的质量

1N 0.1kg 10N kg

G F m g g =

=== [4]小球在最低点时，弹簧的弹力最大，由丁图知此时弹簧被压缩0.61m ，合61cm 则弹力最大为

610.1N=6.1N F '=?

(3)[5]小球在最低点时，受到竖直向下的重力，竖直向上的弹力，此时弹力大于重力，小球受力不平衡，处于非平衡状态。

(4)[6]由能量守恒定律可知，小球从最高处下落，到小球刚接触弹簧，弹簧还未发生形变那一刻，不考虑空气阻力时，机械能守恒，即

212

mgh mv '=

由丁图可知此时小球速度为5.0m/s ，代入式中有

()2

2

5m s 1.25m 2210N kg

v h g '==

=? 弹簧原长1m ，所以小球距离底面的高度

=1.25m+1m=2.25m h h L '=+弹

6．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A,铁球B 和塑料球C ，球A,C 离沙地高度相同.现让三个球同时从图示位置由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示.

(1)根据____________________可以判断出球________释放前的重力势能最大. (2)比较球A,C 可得出影响重力势能大小的因素是_____________. (3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为______________. 【答案】小球陷入沙的深度 A 质量 动能 【解析】 【详解】

(1).三个小球砸到地面沙坑时具有的能量转化为球陷入沙中的深度，根据图中信息可知A 球陷入深度大于其它俩个球的，所以A 球释放前重力势能最大；（2）高度相同时，比较球A 、C 可得出影响重力势能大小的因素是质量（3）球在空中下落过程中，重力势能主要转

化为动能．

7．小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精灯加热，测得它们升高的温度如表，并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线．

（1）用温度计测量水的初温如图甲所示，其读数为__________℃。

（2）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子__________相同．（3）请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线。

（4）沙子在1.0～1.5min内升高的温度有明显异常，其主要原因是__________。

（5）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水和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值与对应水的__________之比相等。

【答案】（1）18 （2）吸收的热量（3）答案如图所示（4）没有及时用玻璃棒搅拌，使沙子受热均匀（5）质量

【解析】

试题分析：物体吸热升温快慢与物质的种类、物体的质量、吸热的多少等因素有关。在实验中要比较水和沙子吸热升温快慢就需要选择相同质量的水和沙子；采用相同的加热器，可以使水和沙子在相等时间内吸收热量相等。在实验器材中还需要搅拌棒，沙子是固体，加热时间/min0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

升高的

温度/℃

水 2.0 4.0 6.08.010.0

沙子 4.37.915.218.421.5

加热时上下沙子受热不均匀，需要不断搅拌；水是液体，加热时通过对流使其受热均匀的。吸收热量的多少可以利用Q=cm△t计算，水的比热是相同的，Q与△t是正比关系，所以画出来的是过原点的直线，利用Q=k△t表示它们的关系时，k=cm，c是比热容，是一个定值，实验中改变水的质量m，就是改变了k的值。

考点：比较质量相等的不同物质吸热升温快慢

8．探究物体的动能：

（1）如图甲所示，小明先探究动能大小与速度关系，他控制小车的____保持不变，让小车从斜面的____（同一/不同）高度下滑，目的是____．通过比较____，可以比较小车具有的动能．

（2）小明在操作中发现，不用斜面而直接通过人手推小车，也可以使小车在水平木板上运动．若采用此方法来推同一辆小车，____（能/不能）探究动能大小与质量的关系，理由是：____．

（3）小华去掉木块，做了如图乙所示的实验，两次实验中小车克服所有阻力所做的功____（第①次大/第②次大/一样大）．

【答案】质量不同改变小车碰撞木块时的速度小车推动木块的距离不能用手推小车的速度难以控制相等第2次大

【解析】

【分析】

【详解】

（1）让同一小车从斜面不同高度滑下，是为了控制质量不变，研究动能大小与速度的关系；因此实验中他控制小车的质量保持不变，让小车从斜面的不同高度下滑，目的是改变小车刚到水平面时的速度．通过比较小车推动木块距离的远近，来比较小车具有的动能；（2）不用斜面而直接通过人手推小车，也可以使小车在水平木板上运动．但不能保证用手推小车的速度与小车从斜面落下的速度相同，不能控制好变量．所以采用此方法不能探究动能大小与质量的关系；

（3）第二次小车上放了砝码，相同高度质量更大，重力势能更大，小车克服所有阻力所做的功更多．

9．为了研究不同物质的吸热能力是否相同，小雨和小风用了同样的酒精灯分别加热水和煤油，他们所用的实验装置如图所示：

(1)小雨刚要开始做实验，细心的小风质疑道：“两个烧杯中的液体体积不一样多，你没有控制变量！”，你认为小风的说法是_____（填“正确”或“不正确”）的。

(2)在达成一致后，他们迅速完成了实验，并将测得的数据填入下表。在实验中，水和煤油吸热的多少是通过_____来反映的，这种方法叫做_____法。 t/s 0 20 40 60 80 100 120 … △t 水/℃ 0 1 2 3 4 5 6 … △t 煤油/℃

2

4

6

8

10

12

…

(3)分析上表数据：如果使水和煤油都升高10℃，他们发现给_____加热的时间长，这表明_____相等的不同物质升高相同温度时，吸收的热量一般_____。正因为如此，物理学中引入比热容这个物理量。

(4)若已知水的比热容为()3

4J .210kg ??℃ ，则根据小雨实验所得的数据可知：煤油的比

热容为_____()J kg ?℃。

【答案】不正确 加热时间 转换法 水 质量 不同 2.1×103 【解析】 【详解】

(1)[1] 研究不同物质的吸热能力实验时，需要控制不同物质的质量相同，故小风的说法不正确；

(2)[2][3]因为用了相同的加热器，相同时间物质吸收热量相同，物质吸热多少可以通过加热时间来反映，这种方法叫做转换法；

(3)[4][5][6] 由表中实验数据可知，质量相同的水与煤油，升高相同的温度，水需要的加热时间长，水吸收的热量多，由此可知，如果使水和煤油都升高10℃，给水加热的时间长，这表明质量相等的不同物质升高相同温度时，吸收的热量一般是不同的。由此引入比热容这个物理量；

(4)[7] 用相同的酒精灯对水与煤油进行加热，在相等时间内吸收的热量相等，由表中实验数据可知，加热20s ，它们吸收的热量Q 相等，水升高的温度为1℃，煤油升高的温度为2℃，

水与煤油的质量m 相等，由热量公式Q cm Δt =可知：

c m t c m t ?=?水水油油

煤油的比热容：

3

3

4.210J/(kg1

=2.110J/

)

()

kg

2

c t

c

t

????

==??

?

水水

油

油

℃℃

℃

℃

10．在观察如图小球摆动时动能和势能转化的实验中，小明发现小球每摆一个来回的时间似乎都相同，于是他产生了猜想，小球每摆动一次所用的时间t

（a）可能跟小球的质量m有关：

（b）可能跟绳子的长度L有关；

（c）可能跟小球移开的距离s有关。

为验证自己的猜想，他在竖起的木板上画出方格，用瓶子代替小球，并在瓶内装大米来改变质量，则：

（1）除图中所示的器材外，还需要的测量器材有____________，____________．

（2）在测出不同条件下，瓶子来同摆动一次所用的时间后，得到表中的数据，则：为了研究与L关系，需选择序号为____________的三组实验数据进行分析；

序号瓶子质量m/g移开距离s/格悬线长度L/格来回时间t/s 120312 2.1

240312 2.1

360312 2.1

460212 2.1

560112 2.1

66039 1.9

（3）通过分析表中的数据可以得出初步的结论：t与_______无关而与_______有关．（均填字母）

（4）实验中发现，瓶子摆动一次的时间很难测准，请你帮他想个更准确的测量方法

____________．

【答案】秒表天平 3、6、7 m、s L测出摆动n次的时间t，则摆一次的时间为t n

【解析】

【分析】

(1)还需要测量质量和时间的仪器。

(2)研究t与L关系，必须保持质量不变，悬线长度不同，根据以上条件从表中可以选取。

(3)通过分析可以看出，当质量不同时，来回时间可能相同，当s不同时，来回时间可能相同，当悬线长度不同时，来回时间一定不同，从而得出结论。

(4)我们可以测量瓶子摆动多次所用的时间，从而算出摆动一次的时间。

【详解】

(1)[1][2]除如图所示的器材外还需要测量时间的秒表和测量质量的天平。

(2)[3]研究t与L关系，必须保持质量不变，悬线长度不同，应选择序号为3、6、7。

(3)[4][5]由1、2、3知，s与L相同，质量不同，但来回时间相同；3、4、5知，质量m、L 相同，s不同，来回时间相同，所以小球每摆一个来回的时间与m、s无关，当悬线长度不同不同时，来回时间一定不同，所以与L有关。

(4)[6]测出摆动n次的时间t，则摆一次的时间为t

n

。

【点睛】

本题考查的是我们对于物理实验探究方法的掌握，我们学习物理，不仅仅时学习知识，更重要的是学习探究方法，这也是现在中考考查的一个侧重点，需要掌握。

11．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．

（1）“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，汽油是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，用水冷却发动机是因为水的_________大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会______，这是通过________方式来改变内能的．

（2）下列四个实验中，其能量转化方式与图示汽油机对应冲程类似的是_______．

（3）轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是___________

A ．安全

B ．省油

C ．减小行驶时的阻力

D ．增大爬坡的牵引力

（4）小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示： 速度

()1v /km h -

40 60 80 100 120

制动距离s /m 8 18 50 72

根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为80/km h 时对应的制动距离是_____________m ．

（5）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100/km h ，发动机转速为

2000r /min ，平均油耗为9L /100km ，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行

驶时，发动机的效率为___________%．（已知汽油的热值为7

4.610J /kg ?，密度为

330.810/kg m ?）．

（6）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为26m ，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为321.210W /m ?，如将太阳能转化为电能的效率为15%，则电池的输出功率为_________W ，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N ，则汽车的行驶速度为___________/km h ． 【答案】不可再生 比热容 增大 热传递 A D 32 32.6% 1080 38.88 【解析】

解答：(1)从能源可否再生的角度看，汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成

的，汽油是从石油中提炼出来的，属于不可再生能源；汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作．由公式Q ＝cm △t 知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热容最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好．发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增大．这是通过热传递的方式改变内能的．(2)A 、电火花发生器点火后将盒盖顶出，此时燃气的内能转化机械能，故与题目中的情境相同，故A 正确；B. 滚摆向下运动，动能增加，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能的过程，故B 错误；C. 向下压缩空气引火仪，即将机械能转化为仪器内部空气的内能，所以是将机械能转化为内能的过程，故C 错误；D. 酒精灯加热杯中冷水，这是通过热传递的方式改变内能的，故D 错误；故选A.(3)由P ＝

W Fs t t ＝＝Fv 的变形式F ＝P

v

可知，汽车的最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力，故选D.(4)通过对1、2、4、5的分析可知，速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系，故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比，所以有

22

40km /h 80km /h 8s

（）（）

＝

，解得：80km/h 的制动距离为32m ；(5)由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min 时，其输出功率约为30kW ，每小时对外所做的有用功：W ＝Pt ＝30×103W×3600s ＝1.08×108J ；行驶100km 消耗的汽油是9L ＝9dm 3＝9×10?3m 3，则完全燃烧释放的热量：Q ＝mq ＝ρVq ＝0.8×103kg/m 3×9×10?3m 3×4.6×107J/kg ＝3.312×108J ，发

动机的效率：η＝881.08103.31210W J

Q J

??＝

≈32.6%.(6)太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m 2,如将太阳能转化为电能的效率为15%,则电池的输出功率为P ＝P 太阳能η＝1.2×103W/m 2×6m 2×15%＝1080W ；因为电能最终转化为机械能的效率为80%,所以P 机械＝P×η′＝1080W×80%＝864W ；由公式P ＝Fv 可得汽车的行驶速度：v ＝

86480P W

F

N

机械＝

＝10.8m/s ＝38.88km/h.

12．学过比热容知识后，小红为了比较铝和铜这两种物质的比热容，设计了如下实验。她将质量相等的铝块和铜块放入沸水中煮相当长一段时间，取出后迅速放在足够多的等质量的0℃的两块冰上，热传递中止后，称取剩余冰的质量，来判断铝和铜的比热容。 （1）在该实验设计中，放入沸水中煮相当长一段时间的目的是

________________________，此操作是否需要在标准大气压下进行____________（选填“需要”或“不需要”）。

（2）在该实验设计中，选用足量等质量的冰的目的是________________________，热熔化生成的水均流走，则冰块的温度____________，内能____________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

（3）铝和铜在热传递过程中，放热的多少是通过____________反映出来，这种探究问题的方法是____________。

（4）若最终与铝块发生热传递的冰剩余较少，则可以判定c 铝____________ c 铜（选填“大

于”、“等于”或“小于”）。

【答案】让铝和铜这两种物质最终温度一样，和沸水温度一样不需要防止冰全部熔化成水和可以通过剩余冰的质量来对比铝和铜的比热容大小不变减小剩余冰的质量

转换法大于

【解析】

【详解】

(1)[1][2]在该实验设计中，放入沸水中煮相当长一段时间的目的是让铝和铜这两种物质最终温度一样，和沸水温度一样；此操作不需要在标准大气压下进行，只要让水沸腾，温度达到沸点即可；

(2)[3]选用足量的冰是为了防止冰全部熔化成水，选用等质量的冰目的是可以通过剩余冰的质量来对比铝和铜的比热容大小；

[4]热熔化生成的水均流走，这已经是冰水混合物状态，冰块的温度为0℃，冰块是晶体，继续熔化，温度不变；

[5]温度不变，热熔化生成的水均流走，冰的质量减小，那么内能减小；

(3)[6][7]铝和铜在热传递过程中，放热的多少是通过剩余冰的质量来反映的；这种探究问题的方法是转换法，把一个要研究的对象转换到另一个对象上；

(4)[8]若最终与铝块发生热传递的冰剩余较少，也就是与铝块接触的冰更多地转换为水，吸

，铝块和收了更多的热量，那么铝块放出的热量比铜块放出的热量更多，根据Q cmΔt

铜块质量相等，都是从同一温度下降到0℃，即温度变化量相同，铝块放出的热量Q较大，那么铝块的比热容较大。

13．阅读下面的短文，回答问题

小华在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，称之为速度“交换”，如图甲所示．

小华想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？

通过了解和初步实验，小华发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象．为进一步探究，她设计了下述实验方案：

将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2．通过比较h2与h1的大小关系即可做出判断．

请你回答以下问题：

（1）A球从斜面滑下的过程中，______能转化为动能．

（2）B 球由静止变为运动是因为B 球在碰撞中获得了______能． （3）已知重力势能的计算公式为E P =mgh ，动能的计算公式为E k =

12

mv 2

．若轨道光滑，则碰撞前瞬间A 球运动速度的表达式v A =______；若h 2=h 1，则说明B 球被撞后开始运动的速度v B ______v A （选填“＞”、“=”或“＜”）．

（4）在实际实验中，测出的h 2总小于h 1，导致这一现象的主要原因是______． （5）如图丙，将小球以一定的速度v 0沿水平方向抛出，不计空气阻力，小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化．在时间t 内小球在水平方向运动的距离为0x v t =，在竖直方向下落的高度为2

12

y gt =

，则y 与t 2的关系表示图线正确的是（__________）

A ．

B ．

C ．

D ．

【答案】重力势能 动12gh ＝ 轨道不光滑（或碰撞时有能量损失） A 【解析】 【详解】

(1)[1]A 球从斜面滑下的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能； (2)[2]B 球由静止变为运动是因为B 球在碰撞中获得了动能； (3)[3]动能的计算公式为2

12

k E mv = ；因轨道光滑时，A 球下滑的过程中重力势能全部转化为动能，所以，E p =E k ，即

211

2

A mgh mv =

， 解得：12A v gh =；

[4]若h 2=h 1，则最高点时A 和B 球的重力势能相等，由上面的匀速可知，B 球碰撞后的速度和A 球碰撞前的速度相等，即v B =v A ；

(4)[5]由于导轨不光滑，小球在滚动过程中及碰撞过程中具有能量损失，所以h 2总小于h 1； (5)[6]由2

12

y gt =

可知y 与t 2成正比关系，图像为过原点的直线，故选A 。

14．为了比较煤油和菜籽油热值的大小，小明制定了下列的实验方案：取质量相等的小量煤油和菜籽油，分别盛装在空的酒精灯中，制成油灯。点燃后分别给两个相同的烧杯（内装质量相等、初温都是20℃的水）加热，通过观察水温的变化，判断两种燃料热值的大小。请根据小明的设计方案回答下列有关的问题：

（1）如图是煤油燃烧完时，用煤油灯加热的烧杯中温度计的示数，此时水温是96℃。菜籽油燃烧完后，用菜籽油灯加热的烧杯中温度计的读数是87℃，由此判断___的热值比较大。

（2）小明用天平测出水和煤油的质量，并根据Q 吸=cm （t-t 0）计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与课本中给出的煤油热值相比______（偏大、偏小、相等）。分析原因：__________。

（3）小明设计的实验方案中，你认为两杯水的质量要大些好还是小些好？________；理由是_________。

【答案】煤油 偏小 燃料燃烧放出的热量没有完全被水吸收，存在热散失 质量大好些 质量小的水吸热升温，容易沸腾，水温变化相同，无法比较两种燃料的热值 【解析】 【详解】

(1)[1]根据热量的计算公式()0-Q cm t t =吸，水的质量相同、比热容相同、初温也相同，但是煤油灯加热的烧杯升高的温度比较高，那么它的Q 吸会比较大，也就是煤油灯放出的热量Q 放会比较大，根据热值公式Q qm =放，煤油和菜籽油的质量相同，那么煤油的热值会比较大；

(2)[2][3]燃料燃烧放出的热量没有完全被水吸收，即Q Q >吸放，根据热值公式变换式

Q

q m

=

，拿Q 吸去计算时，得出的热值是偏小的； (3)[4][5]根据热量的计算公式()0-Q cm t t =吸，质量小的水吸热升温，升高的温度比较大，很容易到达沸腾的温度，然后温度保持不变，无法比较两种燃料放出热量的多少，所以两杯水的质量要大些好。

15．某小组的同学为了研究“液体吸收热量的多少与哪些因素有关”，做了如下实验:他们在完全相同的烧杯中分别装入一定质量的甲 、乙两种液体。实验时，用完全相同的酒精灯分别对烧杯中的液体加热，并利用仪器测量液体的质量、升高的温度和加热时间，并将实验数据整理、记录分别如表一、 表二、表三所示。同一表格内液体的加热时间相等，表一内液体加热时间最短，表二次之，表三内液体加热时间最长。(设加热时间相等时，液体所吸

收的热量相等)

①分析比较实验序号_________的数据及相关条件，可得出的初步结论是:同种液体，质量相同时，升高的温度越多，吸收的热量越多。

②分析比较实验序号1与4或3与6的数据及相关条件，可得出的初步结论

是:_________。

③分析比较实验序号4与8或5与9的数据及相关条件，可得出的初步结论

是:__________，升高相同的温度，吸收的热量不同。

④请进一步综合分析比较表- 一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论。

(a)分析比较表一、表二或表三中的数据及相关条件，可初步得出:同种液体，质量与升高温度的乘积相等，吸收的热量相等。

(b)分析比较___________中的数据及相关条件，可初步得出:_________。

(c)分析比较______中的数据及相关条件，可初步得出:____________。

【答案】1与5或2与6同种液体，升高相同温度，质量越大，吸收的热量越多质量相同的不同液体表一和表二同种液体，质量与升高温度的乘积越大，吸收的热量越多

表二和表三不同液体，质量与升高温度的乘积相同，吸收的热量不同

【解析】

【详解】

①[1] 1与5或2与6，加热的都是甲液体，质量相同，加热时间不同，升高的温度不同，说明同种液体，质量一定时，升高的温度越多，吸收的热量越多；

②[2] 1与4或3与6，加热的都是甲液体，升高的温度相同，质量不相同，加热时间不同，说明同种液体，升高的温度相等时，质量越大，吸收的热量越多；

③[3] 4与8或5与9，加热的分别是甲液和乙液，质量相同，升高的温度相同，加热的时间不同，说明质量相同的不同液体，升高相同的温度，吸收的热量不同；

④(b) 表一和表二中加热的都是甲液体，表一中质量和升高的温度乘积小，加热时间短、吸热少，表二中质量和升高的温度乘积大，加热时间长、吸热多，说明：同种液体，质量与

升高温度的乘积越大，吸收的热量越多；

(c)表二加热的是甲液体，表三加热的是乙液体，两表中质量和升高的温度乘积相等，加热时间不同、吸热不同，说明：不同液体，质量与升高温度的乘积相等，吸收的热量不相等。