九年级物理上册 第十二章 机械能和内能章末训练(Word版 含解析)

九年级物理上册 第十二章 机械能和内能章末训练（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()cmttmm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()cmttQqmmmm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．小明利用如图装置研究做功与能量的转化关系。重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长，AQ为水平面，AP段长为L，表面光滑；PQ段粗糙，实验开始时，木块的细绳拉直，质量为M的木块位于P点，质量为m的重物恰好置于地面，将木块从P向右拉至A，放手后木块向左运动，最终停在B点，PB长为x。不计空气阻力、滑轮摩擦。

(1)木块在AB段运动过程中，重物的重力做功为（用字母表示）___________；木块经过PB段内能______________（选填“不变”、“增大”或“减小”）；

(2)观察实验并联系生活实际，小明提出猜想：重物和木块获得的总动能与重物重力做功多少有关。他提出猜想的生活依据是：________________ ；

(3)为了验证猜想，小明做了以下实验，重物100gm，木块900gM，改变木块从P点右移的距离L，测得一组数据，记录如下：（g取10N/kg）

序号 1

2 3 4 5 6

PA的长/mL 0.1 0.15 0.2 0.35 0.45 0.5

木块在P点的速度平方221/msv 0.2 0.3 0.4 0.7 0.9 1.0

①已知物体动能的表达式为212mv，分析重物和木块获得的总动能与重物的重力做功的多少，可知猜想是____________（选填“正确”或“错误”）的，得出的结论是__________。在AP段滑行的过程中，该系统（重物和木块）的机械能____________（选填“守恒”或“不守恒”）；

②利用实验信息分析，当0.7mL时，木块M在P点获得的动能是___________________J；

(4)如果上述结论具有普遍性，则一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度v_____________（用字母表示）。

【答案】mgL 增大 物体下落过程中速度越来越快 正确 重物和木块获得的总动能与重物重力做功的多少相等 守恒 0.63 2gh

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由题意可知，重物的重力是Gmg，木块在AB段运动过程中，重物下降的高度是L，那么重物的重力做功大小是

WmgL重

[2]木块经过PB段由于受到摩擦力的作用，内能会增大。

(2)[3]重物和木块获得的总动能与重物重力做功多少有关，随着重物重力做功越来越大，速度也越来越大，所以这个依据是物体下落过程中速度越来越快。

(3)[4]由表中数据可看到，PA的数值越大，木块在P点的速度越大，动能越大，所以猜想是正确的。

[5]由表中数据可知，第1次实验中重物和木块获得的总动能是

2-1110.1kg0.9kg0.2ms0.1J2W总动能

重物的重力做功是

110.1kg10N/kg0.1m0.1JWmgL重力

第2次实验中重物和木块获得的总动能是

2-1210.1kg0.9kg0.3ms0.15J2W总动能

重物的重力做功是

220.1kg10N/kg0.15m0.15JWmgL重力

同理，第3、4、5、6次实验也可以得到这样的数据，所以可得出结论：重物和木块获得的总动能与重物重力做功的多少相等。

[6]AP段是光滑的，所以势能完全转化为动能，系统机械能守恒。

[7]比较表中数据可知，2v与L成正比，当0.1mL时，22-10.2msv，那么

2-10.2ms0.1mk

解得22m/sk，可得到222m/svL，当0.7mL时

22222m/s0.7m1.4m/sv

所以可知木块M在P点获得的动能是

222110.9kg1.4m/s0.63J22WMv

(4)[8]一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，则机械能是守恒的，物体重力所做的功转化为动能，可以得到关系式

212mghmv

解得2vgh。

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。

材料 初温/℃ 20 min后的水温/℃ 40 min后的水温/℃ 60 min后的水温/℃

普通管 12 14 17 19

三高管 12 16 19 22

紫金管 12 18 23 28

【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．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。