第十二章 机械能和内能(培优篇)(Word版 含解析)

第十二章机械能和内能（培优篇）（Word版含解析）一、初三物理第十二章机械能和内能易错压轴题提优（难）1．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2112()c m t tm m--水水 ACD【解析】【分析】【详解】(1)[1]测量蜡的热值时，根据Qqm=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211212()c m t tQqm m m m-==--水水放(4)[4]据Qqm=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．小华骑自行车下坡时，想到一个问题：“从斜面下滑物体的快慢与哪些因素有关呢？”回家后她找来了小车、停表、刻度尺和充当斜面的木板进行探究，如图所示。

首先对影响小车下滑快慢的因素做出以下猜想，猜想一：与小车的质量有关；猜想二：与斜面的高度有关；猜想三：与斜面的长度有关。

（1）根据所学知识，物体下滑时的动能是由重力势能转化而来的，而同一物体质量不变，高度越大势能越大，下滑速度________（选填越大或越小），断定猜想二是正确的。

（2）为了验证猜想一，小华设计的方案是在小车内放置不同数量的钩码，分别从高度相同的同一斜面的顶端由静止释放，用停表测出小车由顶端下滑到底端的时间．小华测量的结果如下表，她怀疑第三次测量错误，这时她想起释放时推了一下小车，对此她进行了反思：释放时推了一下小车，小车的动能________，下滑时间缩短．于是修正了这一错误并进行了重新测量，发现时间仍为2.5秒。

表中四个数据的下滑路程和时间都相同，即速度相同，说明从斜面下滑物体的快慢跟质量________（选填有关或无关），猜想一是________（选填正确或错误）的。

实验次数1234小车内放置钩码的质量m/g050100150时间t/s 2.5 2.5 2.0 2.5（3）为了验证猜想三，小华设计的方案是将同一小车分别从高度相同、长度不同的不同斜面的顶端由静止释放，用停表测出下滑到底端的时间。

她通过测量发现下滑的时间不同，于是得出速度不同、猜想三是正确的结论。

请对小华这一探究作出评价，指出她“速度不同”判断错误的原因是路程________（选填“相同”或“不同”），不能只比较时间。

正确的方法是计算出每次下滑的速度，才能下结论。

（4）小华又作出：“小车下滑的快慢还与斜面倾角有关”的猜想，你认为在斜面长度相同的条件下，她________（选填“需”或“不需”）要对这一猜想进行探究，原因是倾角是指斜面与水平面之间的夹角，夹角大小代表斜面陡与平的程度，倾角越大高度____________。

【答案】越大增大无关错误不同不需越大【解析】【分析】【详解】(1)[1]同一物体质量不变，高度越大势能越大，下滑时转化的动能越大，速度越大。

(2)[2]释放时推了一下小车，使小车的初速度增大，增大了物体的动能。

[3][4]由表中数据可知，当质量不同时，小车滑到低端的时间相同，速度相同，说明从斜面下滑物体的快慢跟质量无关，所以猜想一是错误的。

(3)[5]小华设计的方案中，小车运动的路程不同，不能通过相同路程比时间的方法来比较运动的快慢。

(3)[6][7]倾角是斜面与水平面之间的夹角，夹角大小代表斜面倾斜程度，倾角越大高度越大，所以不需要探究小车下滑的快慢还与斜面倾角的关系。

3．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】(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。

4．某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示）。

为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了以下猜想：A．与卡片的质量有关B．与橡皮筋的形变量有关C．与橡皮筋的条数有关为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同的卡片进行实验。

（1）小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是________，这个现象说明：发生弹性形变的橡皮筋能对卡片________，因此它具有________能。

（2）为了探究卡片跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，控制其他实验条件相同，操作中将卡片反过来，每次把它在桌面上用手压平的目的是____________________________，实验中若观察到不同质量的卡片跳起的高度不同，则说明跳起高度与质量________（选填有关或无关）。

（3）探究卡片跳起高度与橡皮筋形变量是否有关，请你为该小组提供使橡皮筋的形变量不同的两种方法：①____________；②____________。

【答案】卡片跳起做功弹性势使每次橡皮筋的形变量相同有关分别压两个卡片时将一个卡片压平，另一个不压平使小豁口A、B的间距不相同【分析】 【详解】(1)[1]橡皮筋伸长说明橡皮筋发生了弹性形变，发生弹性形变的物体想要恢复原状，就会对使它发生形变的物体施加力的作用，所以橡皮筋对硬卡片施加力，使它弹起。

[2]橡皮筋对卡片施加力，卡片弹起即在力的方向上运动了，所以橡皮筋对卡片做功。

[3]做功会引起能量的转化，橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能，因此橡皮筋具有弹性势能。

(2)[4]探究跳起的高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，控制其它的实验条件相同，操作中将卡片反过来，根据控制变量法，每次把它在桌面上用手压平的目的是控制橡皮筋的形变量相同。

[5]实验中若观察到不同质量的卡片跳起的高度不同，则说明跳起高度与质量有关。

(3)[6][7]使橡皮筋的形变量，可以压两个卡片时将一个卡片压平，另一个不压平或者使小豁口A 、B 的间距不相同。

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Qc 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。