九年级第十二章机械能和内能单元试卷（word版含答案）
一、初三物理第十二章机械能和内能易错压轴题提优（难）
1．某实验小组用图所示的装置粗略测量蜡的热值q，图中A桶内装有水，B为下部开了许多通气孔的罩子
(1)要完成本实验，还需要的测量工具是天平、砝码和______；
(2)罩子B的主要作用是______；
(3)实验收集的数据为：A桶中水的质量为m水，水的初温为t1，末温为t2，蜡烛燃烧前的质量为m1，燃烧后的质量为m2。则蜡的热值q=______（水的比热容为c水）；
(4)实验测出的热值会比真实值偏小，造成这一偏差的原因可能是______（至少有一个选项正确，将正确选项的字母填在横线上）。
A．蜡烛没有完全燃烧
B．桶A中水的质量太多
C．桶A吸收了部分热量
D．蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中
【答案】温度计防止热散失21
12
()
c m t t
m m
-
-
水水 ACD
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]测量蜡的热值时，根据
Q
q
m
=放的原理进行实验，而蜡的质量用天平进行测量，燃烧焟放出的热量Q放在忽略热散失的情况下，等于A桶中内水吸收的热量，而Q吸=c水m(t-
t0)，所以还需要温度计来测量温度。
(2)[2]罩子B的作用是防止蜡燃烧放出的热量散失到空气中。
(3)[3]由题意知，水吸收的热量
Q吸=c水m水(t2-t1)
而Q吸=Q放，那么蜡的热值
21
1212
()
c m t t
Q
q
m m m m
-
==
--
水水
放
(4)[4]据
Q
q
m
=放，实验中造成测量的热值比实际值偏小的原因有：蜡烛没有完全燃烧，造
成放出的热量偏少，则热值偏小；桶A中吸收了部分热量造成水吸收的热量比实际放出的热量少，则热值偏小；蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中，造成测量的热量偏少，则热值偏小。故ACD选项都有可能。
2．（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。
3．小明家买了一台太阳能热水器，他发现真空管是太阳能热水器的核心部件，那热水器内水吸收热量的多少与什么因素有关呢？他把问题告诉物理小组的成员，大家一起做出了如下猜想：
猜想一：热水器内水吸收的热量多少与环境温度有关；
猜想二：热水器内水吸收的热量多少与光照强度有关；
猜想三：热水器内水吸收的热量多少与真空管的材料有关。
（1）经查阅资料发现，真空管在内玻璃管的表面上涂有吸收涂层，用来吸收太阳辐射，其中太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。经阳光照射，太阳能转化成内能，水从涂层吸收热量，水温升高，质量________，密度________（后两空均选填“变大”“变小”或“不变”），热水向上运动。
（2）实验小组在两根完全相同的真空管内装入初温、质量________的水，分别面对太阳光放入光照强度相同但温度不同的环境中，经过相同时间后测量水温，发现水温几乎相等。由此得出猜想一是______（选填正确或错误）的。
（3）小组成员联系实际，想到夏天如果没有阳光，热水器的水温就较低，而冬天如果有太阳，热水器内水温就很热，于是他们得出结论：热水器内水吸收热量的多少与光照强度
________（选填“无关”或“有关”）。
（4）在探究猜想三的实验中，该小组找到了三根外形相同但材料不同的真空管，给管内灌满水，面对阳光，每隔相同的时间检测罐内水的温度，得到的实验数据如下表所示，为了更好地利用太阳能，你建议他家应选择________制成的热水器。
【答案】可再生不变变小相同错误有关紫金管
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]再生能源是不需人为参与，可以循环再生的能源，如太阳能、水能、风能、潮汐能、地热能等。
[2][3]水从涂层吸收热量，水温升高，水的多少没有变化，所以睡得质量不变，但由于水吸收热量，水的体积会增大，所以水的密度会变小。
(2)[4]实验要探究热水器内水吸收的热量多少与光照强度、环境温度、真空管的材料等因素的关系，要控制真空管内水的初温、质量相同。
[5]其它条件相同，而环境温度不同时，经过相同时间后水温几乎相等，说明热水器内水吸收的热量多少与环境温度无关。说明“猜想一”是错误的。
(3)[6]夏天如果没有阳光，热水器的水温就较低，而冬天如果有太阳，热水器内水温就很热，说明热水器内水吸收热量的多少与光照强度有关。
(3)[7]通过实验数据可知，在日照时间相同时，紫金管温度变化量大，所以应选择紫金管制成的热水器。
4．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，利用公式Q c m t =?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。
5．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 50
C 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 =
?=??=???℃℃
℃℃ 6．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。
7．阅读资料，完成下面问题。
（1）现象一：如图甲所示，将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放，鸡蛋甲落到地板上，摔烂了；而鸡蛋乙落到一块海绵上，完好无损。此现象说明鸡蛋________（填“P”或“Q”）受到的撞击力较小；
现象二：如图乙中a所示，一根细线拴着一个重物，把重物拿到一定高度，然后释放，重物可以把细线拉断；如图b，如果在细线上端拴段橡皮筋，再从同样的高度释放该重物，细线就不会被拉断。此现象说明图__________中细线的拉力较小；
这就是典型的“软着陆”或“缓冲”现象，这种现象背后的物理原因是什么呢？
①现象一中，鸡蛋P从接触地板到摔烂的时间为t1，鸡蛋Q从接触海绵到抵达最低点的时间为t2，则t1______（填“＜”、“=”或“＞”）t2；
②现象二：图a中，细线从刚好拉直到它断开的时间为t3；图b中，细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间为t4，则t3小于t4；
（2）综上分析，导致上述现象中两个力变小的可能原因是_________；
（3）为了进一步探究这种现象，兴趣小组的同学做了一个实验：先后三次让同一个同学骑同一辆自行车，从斜坡上的同一位置由静止开始滑下，每次到达坡底进入同一水路面时用大小不同的力捏刹车，实验数据如下表所示：
实验次数捏刹车的用力情况在水平面上滑行时间
1较小的力40s
2较大的力17s
3更大的力4s
由以上实验数据可以得出的结论是：在质量和速度相同的情况下，要使物体停下来，作用______越长，作用力越__________；
（4）下列现象中没有利用缓冲知识的是_______。
A．自行车坐垫上装减震弹簧 B．运动员跳远时跳到沙坑里
C．装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤 D．用撬杠撬石头
【答案】Q b ＜力作用时间变长时间小 D
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]现象一：力可以改变物体的形状，当将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放，鸡蛋甲落到地板上，摔烂了，受到的力为1F ；而鸡蛋乙落到一块海绵上，完好无损，乙的形变小，受到的力为2F ，说明乙受到的作用力小，即
12F F >
[2]现象二：当在细线上端拴一段橡皮筋后，再从同样的高度释放该重物，细线不会被拉断，说明细线受力较小，故此现象说明细线中的拉力是栓有一段橡皮筋的b 较小。
[3]①地板比较硬，鸡蛋从接触地面到摔烂的时间比较长，海绵比较软，鸡蛋从接触到抵达最低点的时间比较长，即
12t t <
②图a 中,细线从刚好拉直到它断开的时间为3t ，作用力为3F ；图b 中，细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间为4t ，作用力为4F ，图b 中的橡皮筋起到一个缓冲的作用，使得图b 中细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间较长，作用力小，即
43t t <
34F F >
(2)[4]综上分析，根据
12t t <，12F F >
43t t <，34F F >
可知：作用时间越长，作用力越小。
(3)[5][6]由表格实验数据可知：捏刹车的用力越小，车在水平面上滑行时间越长，越不容易停下来，故可以得出的结论是：在质量和速度相同的情况下，要使物体停下来作用时间越长，作用力越小。
(4)[7] A ．自行车坐垫上装减震弹簧，是通过弹簧的缓冲延长了作用时间，减小了人受到的缓冲力，故A 不符合题意；
B ．运动员跳远时跳到沙坑里，沙坑里的沙对运动员有一个缓冲力，避免对运动员造成伤害，故B 不符合题意；
C ．装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤是因为橡胶锤有弹性，延长了作用时间，减小了作用力，故C 不符合题意；
D ．用撬棒撬石头利用了杠杆的原理，与缓冲没有关系，故D 符合题意。
故选D 。
8．如图甲，教科书上在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小钢球从高度为h 的同一斜面上由静止开始自由滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s 后停下。
(1)小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过______大小来反映的；
(2)让同一钢球分别从斜面的不同高度由静止开始自由滚下，是为了探究物体的动能与物体的______的关系。让不同的钢球分别从斜面同一高度由静止开始自由滚下，是为了探究物体的动能与物体的______的关系；
(3)结合实验结论，分析在图乙交通标志牌中，交通管理部门对于不同的车型要设定不同的最高车速行驶速度的理由是______；
(4)用此实验装置，只要改变______，就可以完成探究“阻力对物体运动的影响”实验；
(5)图丙的是教科书中“小资料”栏目中介绍的一些物体的动能。若要用图丙中的数据来说明“速度”对物体的动能影响较大，需要对比的三组物体是______。
【答案】木块移动的距离速度质量速度相同时，质量越大，动能越大，行驶时危险性越大水平面的粗糙程度牛与子弹（或牛与砖块、牛与运动员）
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]探究物体动能大小与哪些因素有关时，物体动能的大小无法直接体验，所以通过小球对木块外做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小，用到的是转换法。
(2)[2]动能与质量和速度有关，让同一钢球（质量一定）分别从斜面的不同高度由静止开始自由滚下，撞击木块的速度不同，所以是为了探究物体的动能与物体的速度的关系。
[3]让不同的钢球（质量不同）分别从斜面同一高度由静止开始自由滚下，撞击木块的速度相同，所以是为了探究物体的动能与物体的质量的关系。
(3)[4]机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶。
(4)[5]探究阻力对物体运动的影响，需要比较小车在不同表面上运动的距离，据此可知必须改变的是水平面的粗糙程度。
(5)[6]由生活经验知，牛与子弹比较，牛的质量大，速度小；子弹质量小，速度大；由表中
的数据知牛的动能小，子弹的动能大，说明速度对物体动能的影响更大；同理牛与砖块、牛与运动员比较都有相同的结论。
9．室内装修时，工人们常用到膨胀螺丝来安装家用电器或其他装饰物，如图甲所示。安装前需要用电钻在墙壁上打孔。
(1)膨胀螺丝利用楔形斜度来使螺钉拧入时发生膨胀，这是通过_____从而增大摩擦力，达到固定效果；用电钻在墙壁上打孔后，钻头发烫，这是通过_____（选填“做功”或“热传递”）方式改变了钻头的内能。
(2)目前我市城区的老旧居民小区正在进行改造，改造中用到了一种打孔工具一冲击钻，如图乙所示。冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔。关于冲击钻的说法中正确的是_____。
A．其能量转化关系是内能转化为机械能
B．其能量转化关系中，有电能、机械能和内能的转化
C．其内置电动机利用了通电线圈在磁场中受力转动
D．其内置电动机利用了电磁感应现象
(3)小明家准备用膨胀螺丝将吸顶灯固定在天花板上。如图丙所示，他用笔杆代替膨胀螺丝，探究插入沙子中的笔杆能吊起的物重与哪些因素有关？对此提出了以下猜想：
猜想一：可能与笔杆受到的压力有关：
猜想二：可能与笔杆的形状有关；
猜想三：可能与笔杆插入沙子中的深度有关。
A．为验证猜想一，小明用同一笔杆进行实验，保持笔杆_____不变，在瓶内装满沙子的情况下，通过夯实并增加沙子的质量，从而增大沙子对笔杆的挤压力。然后改变轻质小桶内的物重，用弹簧测力计分别测出不同挤压力下笔杆能吊起的最大物重并记入表中。
B．为验证猜想二，在其他条件不变的情况下，小明将原笔杆上端劈开使其膨胀，重复上述实验，并将实验数据记入表格。A分析比较①、②、③组数据，你得到的结论是_____；分析比较①④、②⑤或③⑥组数据你还可以得到的结论是_____（以上两空各写出一条即可）。
实验序号①②③④⑤⑥
笔杆形状（未膨胀）（膨胀）
沙子质量m/g300400500300400500
能吊起的最大物重G/N0.3 3.6 5.0 1.27.423.8
【答案】增大压力做功 BC 形状和深度插入沙子中的笔杆能吊起的物重与沙子的质量有关插入沙子中的笔杆能吊起的物重与笔杆的形状有关
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]膨胀螺丝紧紧的固定在墙体内是依靠膨胀管与孔之间的摩擦力，这里是用增大压力的方法来增大摩擦，达到紧固的目的。
[2]钻头打完孔后发烫，这是通过做功改变了钻头的内能。
(2)[3]A．冲击钻内部有电动机，电动机是将电能转化为机械能，故A不符合题意；
B．当电流通过电动机时，电流做功，消耗电能转化为机械能和内能，打孔时将机械能转化为内能，故B符合题意；
C．电动机是根据通电线圈在磁场中受力运动的原理工作的，故C符合题意；
D．电动机最根本的原理是电流的磁效应，故D不符合题意。
故选BC。
(3) [4][5][6]为了探究可能与笔杆受到的压力有关，应改变压力的大小，保持笔杆的形状不变和深度不变；分析①、②、③组数据可知，在笔杆形状与插入沙子的深度一定时，沙子的质量越大，即笔杆受到的压力越大，能吊起的物重越大；分析①④（或②⑤或③⑥）组实验数据可知，在沙子质量相同（压力相同）、进入沙子的深度相同的情况下，粗细不同，其与沙子的接触面积不同，产生的摩擦力会不同，即笔杆能吊起的重物不同，即结论为：在深度、压力相同时，形状不同，提起的物重也不相同。
10．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．
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
（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
11．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．
12．物理兴趣小组成员想知道：质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是否相同呢？他们在相同的烧杯甲、乙中分别装上了100g的冰、萘，用同样的酒精灯(恒热源)加热，并用停表测出它们熔化过程所用的时间，记录的数据如下表所示。
物质熔化时间/min
冰10
萘4
（1）分析实验数据，可以得出结论：质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是_____的。
（2）通过查找资料，他们知道为了表示晶体的这种性质，物理学中引入了熔化热这个物理量。依照热值的定义可知：某种晶体熔化成同温度的液体时吸收的热量与其_____之比，叫做这种晶体的熔化热。用字母λ表示。公式：λ=_____。
（3）请你根据图中反映的甲烧杯中的物质温度随时间变化的图象回答：第10min 时，甲烧杯中的物质所处状态是_____；甲烧杯中这种物质从C 点加热到D 点吸热为_____J ；已知该物质从B 点到C 点吸热335J ，这种晶体的熔化热是_____J/kg 。
【答案】不同 质量
Q m 固液共存态 4200 33.3510? 【解析】
【详解】
(1)[1]根据题干中的提供的数据可知：冰和萘的质量相等，熔化时间不同（熔化时间不同也就说明了吸收热量是不同的），从而得出结论：质量相同的不同晶体熔化时吸收的热量是不同的；
(2)[2]仿照比热容的定义，可知：单位质量的某种晶体熔化成同温度的液体时吸收的热量，叫做这种晶体的熔化热；
[3]用字母λ表示熔化热，则公式为:Q m
λ= (3)[4]由图象可知第10min 时物体处于熔化过程，晶体未全部熔化，所以状态为固液共存状态；
[5]C 点后冰完全熔化成水，100g 的水从C 点加热到D 点（沸腾）需要吸收热量为：
()34.210J/kg C 0.1kg 10C 4200J Q cm t ==??????=吸 [6]这种晶体的熔化热为：
3335J 3.3510J /kg 0.1kg
Q m λ=
==? 13．铁板文蛤是南通的特色佳肴，由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成．在体积相同的条件下，餐馆会尽量选择热容量大的炊具．热容量的定义是：物体的温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量．查阅资料知道：物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关．由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想：
猜想1：物体的质量越大则物体的热容量越大；
猜想2：物质的比热容越大则物体的热容量越大．
同学们先用图甲所示装置，将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中，将水加热至沸腾，用温度计测出水的温度，示数如图乙；将四个金属块同时从水中取出，快速放入四个相同的保温杯中，杯中盛有质量和初温(约20℃)均相同的水，过一段时间后分别测出保温杯内水的末温，收集记录的数据如下表．
金属块质量m/g比热容c/ J(kg·℃)-1末温/℃
铅5650.13×10334.3
铜4450.39×10347.2
铁3950.46×10348.1
铝1350.88×10340.9
(1)安装装置时应先固定铁夹_______(选填“A”或“B”)；图乙温度计示数为______℃．
(2)由表中数据可知：若金属块放出的热量完全被水吸收，则吸收热量最多的是放入了金属________的杯中的水；热容量最大的是_______金属块．
(3)分析数据可判断：猜想1、猜想2都是_______的．请选择猜想1或猜想2，说出你对该猜想作出上述判断的理由：_________．
(4)请用热容量这个物理量，给比热容下定义：________．
【答案】B 99 铁铁错误判断猜想1错误的理由：质量大的物体热容量不一定大，如实验中铁块的质量不是最大，但热容量却最大 (判断猜想2错误的理由：比热容大的物体热容量不一定大，如实验中铁的比热容不是最大，但铁块热容量却最大) 单位质量的热容量
【解析】
【详解】
(1)[1][2]安装装置时应该从下往上装，所以应先固定铁夹B；图乙温度计的分度值为1℃，它的读数为99℃；
(2)[3][4]水的比热容不变，质量相等，放入铁块的水温度升高比较大，根据热量的计算公式
=，那么放入了金属铁块的水吸收的热量最多；根据热容量的定义，铅的热容量Q cmΔt
为
()
30.5
?=
℃℃
?
0.1365kg
10J/kg73.4
·J5/
铜的热容量为
()
3
℃℃
???=
0.3910J/kg0.445kg173.55J/
铁的热容量为
()
3
℃℃
???=
0.4610J/kg0.395kg181.7J/
铝的热容量为
()
3
℃℃
0.8810J/kg0.135kg118.8J/
???=
由上述可知铁的热容量最大；
(3)[5][6]分析数据可判断：猜想1、猜想2都是错误的，质量大的物体热容量不一定大，如实验中铁块的质量不是最大，但热容量却最大；比热容大的物体热容量不一定大，如实验中铁的比热容不是最大，但铁块热容量却最大；
(4)[7]热容量的单位是J/℃，用它给比热容下定义，就是1kg的热容量，即单位质量的热容量。
14．某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图所示的装置．
（1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是____________．A．采用完全相同的加热方式 B．酒精灯里所加酒精量相同
C．取相同质量的水和另一种液体 D．盛放水和另一种液体的容器相同
（2）加热到一定时刻，水开始沸腾，此时的温度如图丙所示，则水的沸点是
____________℃，这表明实验时的大气压强____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）一个标准大气压．
（3）实验中，____________表示液体吸收热量的多少，加热水至沸腾时继续加热，水的温度不变，水的内能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）而另一种液体相应时刻并没有沸腾，但是温度计的示数比水温要高的多．请你就此现象进行分析，本实验的初步结论为：不同物质的吸热能力____________（选填“相同”或“不同”），未知液体的吸热能力____________（选填“大于”或“小于”）水的吸热能力．【答案】B 98 小于加热时间（长短）增大不同小于
【解析】
【详解】
(1)[1]在设计实验方案时，需要控制相关物理量不变，需要保证吸收的热量相同、质量也相同、加热时间和方式相同，但并不需要酒精灯里所加酒精量相同，故选B；
(2)[2][3]水的沸点就是这刻的温度，由图可以看到它的沸点是98℃；这个沸点低于1标准
大气压时的沸点，所以实验时的大气压强小于一个标准大气压；
(3)[4][5]实验过程，加热时间的长短表示液体吸收热量的多少；加热水至沸腾时继续加热，水的温度不变，但是水还在继续吸热，它的内能应该继续增大；
(4)[6][7]加热相同的时间，吸收的热量相同，但是另一种液体温度计的示数比水温要高得多，这说明了不同物质的吸热能力不同，未知液体的吸热能力比较小。
15．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。