苏科版九年级上册物理 第十二章 机械能和内能同步单元检测Word版 含答案Word文档下载推荐.docx
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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
（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．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
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
20
2
A纤维
0.1
80
3
0.12
95
0.15
5
B纤维
90
6
C纤维
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
（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。
4．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
（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。
5．为了比较水和沙子吸热的规律，某小组做了如图所示的实验：
在两个相同的烧杯中，分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表：
质量/g
升温10°
C所需时间/s
升温20°
升温30°
沙子
30
64
92
124
水
163
220
（1）在此实验中用_____________表示水和沙子吸热的多少；
（2）分析表中的实验数据可知：
当物体温度变化量和____________相同时，水吸收的热量____________（选填“大于”或“小于”或“等于”）沙子吸收的热量；
（3）请你写出比较水和沙子吸热能力的另外一种方法：
__________。
【答案】酒精灯加热时间质量大于在两个相同的金属盒，加入质量相同的水和沙子，用酒精灯加热相同的时间，比较它们的末温，末温低的吸热能力大
（1）[1]采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量越多，因此实验中用酒精灯加热时间表示水和沙子吸热的多少。
（2）[2][3]分析表中的实验数据可知：
水和沙子质量相同，升高温度相同时，即温度变化量和质量相同时，水所需加热的时间比沙子更长，所以水吸收的热量大于沙子吸收的热量。
（3）[4]在两个相同的金属盒，加入质量和初温都相同的水和沙子，用酒精灯加热相同的时间，比较它们的末温，末温低的吸热能力大。
即使它们吸收相同的热量，比较它们的温度变化量，温度变化量小的吸热能力大，温度变化大的吸热能力小。
6．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×
103J/（kg·
℃），质量为200g的水从30℃加热到80℃，水吸收的热量是________J。
【答案】47＜＞＜42000
（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
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
7．在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中：
（1）如图甲所示，小明为了完成实验，应使小车在水平面刚开始运动时具有______（选填“相同”或“不同”）的速度，而让小车在不同的物体表面运动，目的是使小车运动过程中受到的阻力______（选填“相同”或“不同”）；
（2）实验中小明记录了三次实验小车运动的时间，发现实验①中小车运动运动时间最短，实验③中小车运动运动时间最长，可以得到小车受到的阻力越小，速度减小得越______（选填“慢”或“快”）。
由此推理得出：
运动物体不受力时，将保持______运动状态；
（3）完成上面的实验后，小明想探究动能的大小与速度的关系，实验过程如图乙：
在④、⑤两次实验中，小车的动能是由______能转化而来的；
通过④、⑤两次实验可以得出：
当______一定时，运动物体的速度越大，动能越大。
如果在实验④的木板上铺上毛巾，实验⑤的木板上铺上棉布，那么通过该实验______（选填“仍能”或“不能”）得到正确结论。
【答案】相同不同慢匀速直线重力势能质量不能
（1）[1]在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，为了能够完成实验，应该使小车到达水平面刚开始运动时的速度相同。
[2]在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，为了使小车运动过程中受到的阻力不同，应该让小车在不同的物体表面运动。
（2）[3][4]实验①中小车受到的阻力最大，运动运动时间最短，实验③中小车受到的阻力最小，运动运动时间最长，可以得到小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。
运动物体不受力时，将保持原有的速度沿直线一直运动下去，即匀速运动状态。
（3）[5]探究动能的大小与速度的关系实验中，是将小车的重力势能能转化为小车的动能。
[6]由图可知，小车在斜面上的高度不同，运动到水平面具备的速度不同，则获得的动能不同，由④、⑤两次实验可以得出：
当质量一定时，运动物体的速度越大，动能越大。
[7]实验④物体具备的初始动能比实验⑤的大，初始速度要大，动能的大小是通过木块移动的距离来反应的，所以要求木块所受摩擦力相同，即应该选择相同材料的接触面，而毛巾对物体的阻碍作用比棉布大，所以不能通过该实验得到正确结论。
8．为探究“动能大小的影响因素”，科学小组利用斜面、钢球，木块等器材开展了如图所示的活动。
（1）实验中通过比较木块_______来判断钢球动能的大小，这里运用的研究方法是_______（选填“转换法”、“控制变量法”）；
（2）用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的_______相同；
通过比较_______两次实验可知，在速度相同时，质量越大，动能越大；
（3）通过比较_______两次实验可知，在质量相同时，速度越大，动能越大；
（4）小球从斜面顶端由静止下落的过程中机械能转化是_______能转化为_______能，若水平面表面绝对光滑，本实验将_______（选填“能”或“不能”）达到实验探究目的。
【答案】移动的距离转换法速度甲、丙甲、乙重力势动不能
（1）[1][2]钢球动能的大小不能直接测量，而钢球在推动木块时，对木块做功，其动能不同对木块做功也不同，那么木块移动的距离也不同。
这种研究方法是转换法。
（2）[3]让质量不同的钢球在斜面上相同高度自由滚下的目的是让钢球到达水平面时有相同的初速度，于是撞击木块时的速度也相同。
[4]要探究动能与质量的关系，应让钢球的速度相同，质量不同，所以应选甲、丙两图。
（3）[5]要探究动能与速度的关系应比较甲、乙两图。
因为在甲、乙两图中，钢球的质量相同，但从斜面静止滚下的高度不同，于是到达水平面的速度也不同。
（4）[6][7]钢球从斜面滚下的过程中，动能增大，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能。
[8]若水平面表面绝对光滑，则本实验不能达到探究目的，因为钢球撞击木块后，两者一起做匀速直线运动，无法停下。
9．探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中。
（1）如图甲，该实验中所探究物体的动能是指_____（选填“小球A”或“木块B”）的动能。
该实验物体的速度是指小球A从斜面上由静止滚下，_____（选填“到达水平面时”或“即将碰撞木块B时”）的速度。
动能大小是通过_____来显示的。
（2）研究动能与质量的关系时，需不同质量的物体从斜面_____（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下。
如果水平面是光滑的，则_____（选填“能”或“不能”）完成本实验。
（3）如图甲，先让小球从斜面h高度处由静止滚下，测出木块被撞击后移动的距离s1；
在此基础上，如图乙，保持木块现在位置不动，让同一小球从斜面h高度处静止滚下，测出木块再次被撞击后移动了s2，则s1_____s2（选填“小于”或“等于”“或“大于”）。
这种操作_____（选填“能”或“不能”）得出动能与速度的关系。
【答案】小球A即将碰撞木块B时B物体移动距离的长短相同不能大于能
（1）[1][2][3]该实验中所探究物体的动能是指小球A的动能，该实验物体的速度是指小球A从斜面上由静止滚下，即将碰撞木块B时的速度，该实验中小球动能的大小是通过物体B移动的距离体现的，B被撞的越远，说明小球的动能越大，被撞的越近，说明小球的动能越小。
（2）[4]研究动能与质量的关系时，需要让不同质量的物体从斜面相同高度由静止滚下，控制小球的速度相同。
[5]若水平面光滑，木块不受摩擦力，由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去，木块通过的距离无法确定，做功的多少也无法确定，所以小车动能的大小就无法比较，不能完成本实验。
（3）[6][7]小球的动能大小不能直接观察，而是通过小球部分动能转化为木块的动能，推动木块运动距离来反映，影响动能大小的因素有物体的质量与速度；
由图甲、乙可知，小球在乙图中水平地面上滚动的距离变大，克服摩擦力消耗的能量变大，则小球即将碰撞木块B时的速度变小，即碰撞木块B时的动能变小，故S1大于S2，由于小球质量相同，这种操作与相同质量的小球从不同高度滚下以获得不同撞击速度类似，故能得出动能与速度的关系。
10．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：
可能与笔杆受到的压力有关：
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
①
②
③
④
⑤
⑥
笔杆形状
（未膨胀）
（膨胀）
沙子质量m/g
300
400
500
能吊起的最大物重G/N
0.3
3.6
5.0
1.2
7.4
23.8
【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
（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。
11．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/min
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
升高的温度/℃
4.0
6.0
8.0
10.0
4.3
7.9
15.2
18.4
21.5
（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
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
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