西安西工大附中分校物理第十二章 机械能和内能单元复习练习(Word版 含答案)

西安西工大附中分校物理第十二章 机械能和内能单元复习练习(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．（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。

2．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

【解析】

【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。

3．甲同学用如图所示的实验装置探究阻力对小车运动的影响。他在水平桌面上分别铺上毛巾、棉布、木板，让小车从斜面上的同一位置由静止滑下，在水平面上分别标记出小车停下的位置。

(1)标记③是小车在_______表面上停下的位置；

(2)分析可知：水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越_______。（选填“快”或“慢”）推理可知：运动小车如果不受阻力作用，它将_______；

(3)乙同学用此装置让同一小车从不同高度处滑下，均在铺有木板的水平面上滑行，发现高度越高，小车在水平面上滑行距离_______，由此可知：小车重力势能的大小与小车所处_______有关。

【答案】木板 慢 一直做匀速直线运动 越远 高度

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]小车在水平桌面上所受的阻力越小，移动的距离越大，而水平桌面上铺上毛巾、棉布、木板时，小车在木板上受到的阻力最小，则移动的距离最大，故标记③是小车在木板表面上停下的位置。

(2)[2]水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。

[3]由以上实验探究知，小车在水平桌面上受到的阻力越小，移动的距离就越小，由此可知，运动小车如果不受阻力作用，它将一直做匀速直线运动。

(3)[4]小车从此装置的不同高度滑下，则到达水平面时的速度不同，而小车与水平面接触的粗糙程度相同，即小车所受的阻力相同，那么小车所处的高度越高，到达水平面的速度就越大，小车在水平面上滑行的距离越远。

[5]小车在斜面上的高度越高，到达水平面时的速度就越大，即动能就越大，而动能是由重力势能转化来的，那么小车的动能越大，其重力势能也越大，所以小车重力势能的大小与小车所处的高度有关。

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=2-24.210Jkg10010Jk95.90g93410QQcmtt吸吸℃℃℃

[3]由图乙可知燃料质量

30g25.8g4.2gm

由=QQ吸放可得燃料放出热量

QQ吸放

而Qmq放，故有

=Qmq吸

该燃料的热值

64-3===2.110Jkg4.21.0kg60%50410JQqm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。

5．探究不同物质的吸热能力

(1)如图所示，在探究“不同物质的吸热能力”实验中，小雨同学在两只烧杯中装入______相同的食用油和水，用相同的酒精灯给它们加热，目的是使食用油和水在相同时间内______，从而通过______来反映吸收热量的多少；

(2)小雨同学进行实验时，每隔一分钟记录食用油和水的温度，记录的实验数据如下表：

升高的温度∆t/°C 5 10 15 20 25

食用油的加热时间t/min 1 2 3 4 5

水的加热时间t/min 2 4 6 8 10

根据实验数据可以发现______相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是______的。为了表示物质的这种特性，物理学中引入物理量______，定义是：一定质量的某种物质在温度升高时所吸收的热量，与它的______和______的比值；

(3)小明同学认为比较不同物质的吸热能力，除了利用上述方法外，还可以使______相同的不同物质吸收相同的热量，比较______。

【答案】质量 吸收的热量相同 加热时间 质量 不同 比热容 质量 升高的温度乘积

质量 升高的温度

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]在探究不同物质的吸热能力的实验中，烧杯中装入的食用油和水要质量相同，因为探究不同物质的的吸热能力，除了物质的种类不同外，其它物理量都必须相同。

[2][3]用相同的酒精灯加热，目的是让酒精灯在相同的时间内放出相同的热量，才能保证食用油和水在相同时间内吸收的热量相同，从而通过加热时间的长短来反映吸收热量的多少。

(2)[4][5]由表格数据知，质量相同的不同食物质，升高相同温度时，吸收的热量是不同的。

[6][7][8]为了表示不同物质的吸热能力不同的特性，物理学中引入比热容这个物理量，其定