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.docx
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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
104J2.1
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
[3]由图乙可知燃料质量
由
可得燃料放出热量
而
，故有
该燃料的热值
（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，与它的质量和升高的温度乘积的比值。
（3）[9][10]比较不同物质的吸热能力，还可以使质量相同的不同物质吸收相同的热量，比较升高的温度，因为相同质量的不同物质吸收相同热量时，温度升高一般不同。
6．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，
燃料燃烧的质量
此过程中燃料所放热量仅60%能被水吸收，根据
以及
可知燃料的热值
（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
可知两杯水的质量大小相等。
7．在研究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小阳用同一实验装置，让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒，如图甲、乙所示。
请完成以下实验。
（1）通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近，可得出：
质量相同时，物体的________越大，动能越大。
对比甲、乙两次实验还可以得出：
质量相同时，物体位置越高，重力势能________。
在甲、乙两次实验中，硬纸盒所受滑动摩擦力________（选填“相同＂或“不同”）。
（2）如果做图乙实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸盒损坏，改进图乙实验再与图甲实验对比。
在不改变木板长度的情况下，应采用以下________方法。
A．换用质量更小的钢球B．给水平木板铺上毛巾
C．适当降低钢球的高度D．换用一个较重的硬纸盒
（3）若要採究影响动能大小的另一因素，具体的操作方法是；选择两个不同的钢球，从同一斜面的________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滑下。
（4）小阳在原硬盒的上表面粘上砝码，设计了如图丙所示实验，採究影响滑动摩擦力大小的因素，通过比较甲、丙两次实验可得出：
滑动摩擦力大小与______有关。
【答案】速度越大相同C相同压力大小
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]通过比较甲、乙两次实验知道，两球质量相同，释放的高度不同，即达到水平面时的速度不同，根据硬纸盒被推的远近，可以得出结论是：
质量相同时物体的速度越大，动能越大。
[2]重力势能的大小与质量和高度有关；对比甲、乙两次实验还可以得出：
质量相同时，物体位置越高，重力势能越大。
[3]在甲、乙两次实验中，硬纸盒对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同，所以受滑动摩擦力相同。
（2）[4]做图乙实验时，为了防止造成硬纸盒掉落造成损坏，可适当降低钢球的高度，这样小球的动能减小，撞击纸盒后前进的距离变小，就不会掉落了，同时还控制了质量和接触面相同，故C正确，应选C。
（3）[5]物体的动能与物体的质量和速度有关，若要探究影响动能大小与质量的关系，需要控制小球的速度相同，具体操作方法是：
选择两个质量不同的钢球，从同一斜面相同高度由静止滑下。
（4）[6]摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码，改变了压力的大小，可以探究影响滑动摩擦力大小的因素，所以通过比较甲、丙两次实验可得出的结论是：
滑动摩擦力与压力大小有关。
8．水是生命之源，保护水资源和节约用水是每个公民应尽的义务。
小明同学在学习了密度知识后，想进一步了解家里的水质，为此他向老师借来实验器材来测家里自来水的密度：
（1）将天平放在水平桌面上，游码移到标尺左侧的零刻度线，然后调节_____使指针指在分度盘中央；
（2）实验正确操作，测出自来水和杯子总质量为118.8g，将部分水倒入量筒，如图甲所示，测出量筒中水的体积为_____cm3。
测出剩余自来水和杯子的质量，如图乙所示，为_____g；
（3）根据上述实验数据，计算出自来水的密度为_____kg/m3；
（4）在向量筒倒入自来水时，如果不慎有水溅出，则测出的自来水密度会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
（5）小明还了解到水的比热容较大，人们用它的这一特征为生产、生活服务。
下列与这个特征无关的是______
A．让热水流过散热器来取暖
B．在落差大的河流上建水电站，用水发电
C．内陆地区早晚温差比沿海地区大
D．汽车发动机用水循环冷却
【答案】平衡螺母6058.21.01×103偏大B
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]使用天平时，游码移到标尺左侧的零刻度线后，通过调节平衡螺母使指针指在分度盘中央。
（2）[2]由图甲知，量筒中水的体积为60cm3。
[3]如图乙知，剩余自来水和杯子的质量为58.2g。
（3）[4]量筒中的水的质量
m=118.8g-58.2g=60.6g
则自来水的密度
（4）[5]在向量筒倒入自来水时，如不慎有水溅出，则测出的自来水体积偏小，但测量的质量不变，那么测得的密度偏大。
（5）[6]因为水的比热容较大，所以可以用水来取暖、冷却，而且水也可调节气温，即沿海地区早晚温差较小，而在落差大的河流上建水电站，是利用水能发电，故B不是利用水的比热容较大来工作的。
9．阅读资料，完成下面问题。
（1）现象一：
如图甲所示，将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放，鸡蛋甲落到地板上，摔烂了；而鸡蛋乙落到一块海绵上，完好无损。
此现象说明鸡蛋________（填“P”或“Q”）受到的撞击力较小；
现象二：
如图乙中a所示，一根细线拴着一个重物，把重物拿到一定高度，然后释放，重物可以把细线拉断；如图b，如果在细线上端拴段橡皮筋，再从同样的高度释放该重物，细线就不会被拉断。
此现象说明图__________中细线的拉力较小；
这就是典型的“软着陆”或“缓冲”现象，这种现象背后的物理原因是什么呢？
①现象一中，鸡蛋P从接触地板到摔烂的时间为t1，鸡蛋Q从接触海绵到抵达最低点的时间为t2，则t1______（填“＜”、“=”或“＞”）t2；
②现象二：
图a中，细线从刚好拉直到它断开的时间为t3；图b中，细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间为t4，则t3小于t4；
（2）综上分析，导致上述现象中两个力变小的可能原因是_________；
（3）为了进一步探究这种现象，兴趣小组的同学做了一个实验：
先后三次让同一个同学骑同一辆自行车，从斜坡上的同一位置由静止开始滑下，每次到达坡底进入同一水路面时用大小不同的力捏刹车，实验数据如下表所示：
实验次数
捏刹车的用力情况
在水平面上滑行时间
1
较小的力
40s
2
较大的力
17s
3
更大的力
4s
由以上实验数据可以得出的结论是：
在质量和速度相同的情况下，要使物体停下来，作用______越长，作用力越__________；
（4）下列现象中没有利用缓冲知识的是_______。
A．自行车坐垫上装减震弹簧B．运动员跳远时跳到沙坑里
C．装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤D．用撬杠撬石头
【答案】Qb＜力作用时间变长时间小D
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]现象一：
力可以改变物体的形状，当将两个相同的鸡蛋先后从同一高度静止释放，鸡蛋甲落到地板上，摔烂了，受到的力为
；而鸡蛋乙落到一块海绵上，完好无损，乙的形变小，受到的力为
，说明乙受到的作用力小，即
[2]现象二：
当在细线上端拴一段橡皮筋后，再从同样的高度释放该重物，细线不会被拉断，说明细线受力较小，故此现象说明细线中的拉力是栓有一段橡皮筋的b较小。
[3]①地板比较硬，鸡蛋从接触地面到摔烂的时间比较长，海绵比较软，鸡蛋从接触到抵达最低点的时间比较长，即
②图a中,细线从刚好拉直到它断开的时间为
，作用力为
；图b中，细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间为
，作用力为
，图b中的橡皮筋起到一个缓冲的作用，使得图b中细线从刚好拉直到物体下落到最低点的时间较长，作用力小，即
（2）[4]综上分析，根据
，
，
可知：
作用时间越长，作用力越小。
（3）[5][6]由表格实验数据可知：
捏刹车的用力越小，车在水平面上滑行时间越长，越不容易停下来，故可以得出的结论是：
在质量和速度相同的情况下，要使物体停下来作用时间越长，作用力越小。
（4）[7]A．自行车坐垫上装减震弹簧，是通过弹簧的缓冲延长了作用时间，减小了人受到的缓冲力，故A不符合题意；
B．运动员跳远时跳到沙坑里，沙坑里的沙对运动员有一个缓冲力，避免对运动员造成伤害，故B不符合题意；
C．装修时用橡胶锤敲打地砖而不用铁锤是因为橡胶锤有弹性，延长了作用时间，减小了作用力，故C不符合题意；
D．用撬棒撬石头利用了杠杆的原理，与缓冲没有关系，故D符合题意。
故选D。
10．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
【解析】
【分析】
【详解】
（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。
11．在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中，小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验．
（1）小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后，若指针静止时位置如图甲所示，则他应将平衡螺母向_______端调节；图乙是正确测量所用碎纸片质量时的场景，此时游码所处位置如图丙所示，则他还应称量_____g的酒精；
（2）小林组装的实验装置如图丁所示，他在器材安装中的一处错误是_________；
（3）本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过_______来反映的；
（4）正确组装实验装置后，小林用
（1）中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验，正确采集的数据如下表所示．根据实验数据，小林却得出了与事实相反的实验结论：
质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后，碎纸片放出的热量较多．你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是_______．
温度
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽时的水温/℃
水温的变化/℃
酒精
20
65
45
碎纸片
20
80
60
【答案】左6.5温度计的玻璃泡不能接触杯底温度计的示数变化没有控制被加热水的质量相等
【解析】
【分析】
【详解】
由图甲可知，指针向右侧偏转，因此应向左调节平衡螺母
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