物理九年级上册 第十二章 机械能和内能单元综合测试(Word版 含答案)

物理九年级上册 第十二章 机械能和内能单元综合测试（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．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。

实验

序号 水泥样品

厚度/cm 水泥样品

面积/cm2 铁锤高度

/cm 掺入纤维

种类 纤维掺入

量/% 撞击

次数

1 4 100 50 无 无 20

2 4 100 50 A纤维 0.1 80

3 4 100 50 A纤维 0.12 95

4 4 100 50 A纤维 0.15 100

5 4 100 50 B纤维 0.1 90

6 4 100 50 C纤维 0.1 98

（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．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。

3．在做“观察水的沸腾”实验时，甲、乙、丙三个实验小组的同学用相同规格、酒精灯火焰大小一样的实验器材，如图A装置进行实验。

（1）图B中，温度计的示数为________℃；

（2）三组同学都根据自己的实验数据描绘了图象（如图C），不计能量损耗，则三烧杯中的水的质量：ma______mb；mb______mc。由图象还可以判断水面上方的气压________一个标准大气压（以上三空均选填“＞”“＝”或“＜”）；

（3）水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），质量为200 g的水从30 ℃加热到80 ℃，水吸收的热量是________J。

【答案】47 ＜ ＞ ＜ 42000

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]在温度计上，10℃之间有10个小格，一个小格代表1℃，所以此温度计的分度值为1℃；“50”在“40”以上，说明温度高于0℃，为47℃。

(2)[2][3][4]由图2可以看出，a、b、c的沸点相同，其中a、b初温相同，加热到沸腾所用的时间不同，则两条图线描绘的是“初温相同质量不同的水”的加热情况；初温相同，b的加热时间比a的长，故b的质量大与a的质量；a、c的温度随时间变化的图象是平行的，在相同时间内升高的温度相同，故a的质量等于c的质量，所以可得

acbmmm

由图象还可以得出，此时水的沸点是98℃，由液体的沸点跟气压的关系可知，此时水面上方的气压小于一个标准大气压。

(3)[5]水吸收的热量为

34.210J/(kgC)0.2kg80C-30C=42000JQcmt

4．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，天平平衡时砝码数量和游码位置如图乙所示，并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象如图丙中a线所示。

(1)如图甲所示，组装实验器材时为了能使温度计液泡与液体充分接触，应依次调节图中A、B两铁环，应先调节______（选填“A”、“B”）铁环；

(2)实验时水面上方的气压______（选填“大于”、“等于”或“小于”）1标准大气压。在第2~4min的过程中，水______（选填“吸”或“不吸”）热；

(3)此过程中燃料所放热量仅60%能被水吸收，则该燃料的热值为______J/kg；[水的比热容为4.2×103J/(kg•°C)，整个过程中忽略水的质量变化]

(4)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丙中b线，则另一杯水的质量______（选填“大于”、“等于”或“小于”）上一杯水质量。

【答案】B 小于 吸 2×106 等于

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]用酒精灯加热物体时，应使用酒精灯的外焰加热，且研究某燃料热值的实验装置组装时应由下往上，所以如图甲所示，组装实验器材时为了能使温度计液泡与液体充分接触，应先调节B铁环。

(2)[2]1个标准气压下水的沸点是100°C，由图丙可知实验中水的沸点是99°C，可知实验时水面上方的气压小于1个标准大气压。

[3]水沸腾时，吸收热量，温度不变，由图丙可知：在2min时沸腾，所以在第2~4min的过程中，水持续吸热，温度不变。

(3)[4]水4min吸收的热量等于2min水吸收热量的两倍，

342224.210J/kgC0.1kg99C96C5.0410JQQcmt吸吸

燃料燃烧的质量

330g25.8g4.2g4.210kgm

此过程中燃料所放热量仅60%能被水吸收，根据100%QQ吸放以及Qmq放可知燃料的热值

4635.0410J210J/kg60%4.210kg60%Qqm吸

(4)[5]由图丙可知：在相同的时间内，两杯水吸收的热量相同，温度变化相同，根据QcmΔt可知两杯水的质量大小相等。

5．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

液体名称 液体质量m/g 液体初温t1/℃ 液体末温t2/℃ 加热时间t/min

水 10 68 98 20

食用油 10 68 98 10

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⋅℃）。[c水=4.2×103J/（kg⋅℃）]

【答案】秒表 等于 方案二 水的吸热能力强 吸热，温度不变 2.1×103