物理九年级上册 第十二章 机械能和内能易错题Word版 含答案.docx
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物理九年级上册第十二章机械能和内能易错题Word版含答案
物理九年级上册第十二章机械能和内能易错题（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．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
1
2
3
4
小车内放置钩码的质量m/g
0
50
100
150
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。
2．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
水泥样品
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
无
20
2
4
100
50
A纤维
0.1
80
3
4
100
50
A纤维
0.12
95
4
4
100
50
A纤维
0.15
100
5
4
100
50
B纤维
0.1
90
6
4
100
50
C纤维
0.1
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
【解析】
【分析】
【详解】
（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。
3．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。
他实验时组装了如图8所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录一次杯中水的温度（见下表）。
加热的时间/min
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
（1）在安装､调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：
先调整固定______的位置，再调整固定______的位置（均选填“A”或“B”）。
（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的______；
（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______；
（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量并记录了数据，利用公式
计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。
你认为他的计算结果可靠吗?
______，为什么?
________。
【答案】BA质量、初温煤油不可靠燃料燃烧的热量有损失（或煤油菜籽油不能完全燃烧）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]在安装、调整实验器材时，需要先根据酒精灯外焰调整B的高度，再根据温度计调整A的高度，所以要先固定B的位置，再调整固定A的位置。
（2）[3]为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：
加热时间和水的质量、水的初温。
（3）[4]通过表中记录的数据可知，加热时间相同，甲杯水温上升快，故甲杯水吸收的热量多，由
知，相同时间内煤油燃烧放出的热量多，所以煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是煤油。
（4）[5][6]不可靠。
煤油、菜籽油不可能完全燃烧，且伴有热量损失，故结果不准确。
4．小明用相同的电加热器分别给水和食用油加热（如图甲），以探究水和食用油的吸热能力。
（1）本实验除了图甲中所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平和______；
（2）加热5min，水吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）食用油吸收的热量；
（3）比较不同物质的吸热能力，通常有两种方案
方案一：
取相同质量的两种物质，吸收相等的热量，比较温度的变化
方案二：
取相同质量的两种物质，升高相同的温度，比较吸收的热量
下表是小明记录的部分实验数据
液体名称
液体质量m/g
液体初温t1/℃
液体末温t2/℃
加热时间t/min
水
10
68
98
20
食用油
10
68
98
10
①分析表中信息可知小明采用的是______（选填“方案一”或“方案二”）；
②分析表中数据，可得出的结论______；
（4）小明根据实验数据作出了水和食用油的温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可知，水沸腾时的特点是______，食用油的比热容是______J/（kg⋅℃）。
[c水=4.2×103J/（kg⋅℃）]
【答案】秒表等于方案二水的吸热能力强吸热，温度不变2.1×103
【解析】
【分析】
（1）
（2）物体吸收热量本领的大小，不仅与物体升高的温度多少有关，还与质量的大小有关，因此要保证两者质量相等，而物体吸收热量的多少通过加热时间的长短来体现，由此可以确定需要的测量工具。
（3）根据比较吸热能力的两种方法，由表中数据分析回答。
（4）加热时水保持不变的温度为沸点，根据如图乙水和食用油的温度随加热时间变化的图像可知水的沸点；由图可知，加热10min温度升高30℃水和食用油所用时间，根据转换法结合
在质量和升高温度相同的情况下，比热容c与Q成正比，据此求出食用油的比热容。
【详解】
（1）[1]实验中吸收热量的多少是由加热时间来反应的，所以还需用秒表记录时间。
（2）[2]加热相同的时间，酒精灯放出的热量相同，则水吸收的热量等于食用油吸收的热量。
（3）①[3]分析表中信息，质量相同，比较升高相同的温度所用加热时间，故小明采用的是方案二。
②[4]分析表中数据知，取相同质量的两种物质，升高相同的温度，水吸收的热量多，即水的吸热能力强。
（4）[5]根据如图乙水和食用油的温度随加热时间变化的图像可知，水的沸点是98℃，且继续加热但是温度保持不变，故水沸腾时的特点是吸热但温度保持不变。
[6]质量和初始温度均相同的两种液体，加热10min，温度升高：
98℃﹣68℃=30℃，水用20min，食用油用时10min，根据转换法，升高相同的温度，食用油吸收热量是水的一半，根据
，在质量和升高温度相同的情况下，比热容c与Q成正比，故食用油的比热容是
【点睛】
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和
的运用，为热学中的重要实验。
5．小明为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题：
（1）实验中通过______反映小球动能的大小；实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度______（选填“越大”或“越小”）时，观察到弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关。
（2）为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是______。
（3）实验中小明发现小球压缩弹簧后被弹簧弹回到斜面上，为了研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关，小明分别将玻璃板、木板和毛巾铺在接触面（含斜面和平面）上，进行实验，而保证小球质量和高度______（选填“相同”或“不同”），发现当小球在玻璃表面滚动时被弹回的高度最大，在毛巾表面滚动时被弹回的高度最小，因此小明认为小球被弹回的高度与接触面粗糙程度有关。
（4）小明在（3）实验所得结论基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面光滑到没有摩擦，那么小球将______
A．沿着斜面匀速直线运动B．不能上升到初始高度，最终静止在平面上
C．上升到初始高度后静止D．能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动
（5）小明在（4）中用到一种科学方法，下面哪个定律或原理的得出用到了同一种方法______
A．阿基米德原理B．杠杆原理C．牛顿第一定律。
【答案】弹簧被压缩的程度越大使小球到达水平面时速度相同相同DC
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]小球压缩弹簧，对弹簧做功，做功的多少反映了小球动能的多少，弹簧被压缩的程度越大，说明小球的动能越大。
所以，可以通过弹簧被压缩的程度来反映小球动能的多少。
[2]实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度越小时，小球达到水平面上的速度越小，弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关。
（2）[3]要研究动能大小与质量的关系，由控制变量法的应用可知：
就要控制速度不变，让质量变化；速度是通过起始点的高度来控制的，所以要控制两球从同一高度滚下。
（3）[4]斜面实验中，小球从同一斜面的同一高度滚下，可以让小球到达水平面上时保持相同的初速度。
（4）[5]接触面越光滑小球被弹回的越高，由此推理，如果接触面光滑到没有摩擦，只有动能和势能相互转化，机械能保持不变，那么小球将能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动。
（5）[6]牛顿第一定律：
水平面越光滑，对小车的阻力越小，小车运动得越远，小车的速度减小得越慢；由此推理，当水平面绝对光滑时，运动的小车受到的阻力为0，即小车在水平方向上不受力的作用时，小车将匀速直线运动下去；牛顿第一定律也是在实验和科学推理相结合的基础上得出的。
6．如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中mA=mBhB：
（1）实验中，探究的动能是指_____（填序号）；
A．小球在斜面上的动能B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能D．木块被小球撞击的动能
（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与_____的关系；
（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：
让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球_____（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的_____相等；
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
（4）如上表，完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：
让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离______（选填“相等”或“不相等”），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功_____（选填“相等”或“不相等”）。
【答案】B速度静止速度不相等相等
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；故选B。
（2）[2]使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系。
（3）[3][4]让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
（4）[5]根据表中信息可知到小车在三个不同表明受到的摩擦力大小不相同，在三个不同的表面上能滑行的距离不相等。
[6]让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等。
7．如图所示是研究做功与能量转化关系的装置。
重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长，AQ为水平面，AP段光滑，PQ段粗糙。
实验开始时，质量为M的重物恰好置于地面。
将质量为m的木块从P向右拉至A，PA长为L，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，重物的重力做的功为_________（用字母表示）；
（2）观察实验，小明提出猜想：
木块动能的变化与重物重力做功多少有关；
（3）为了验证猜想，小明做了以下实验。
重物M=0.1kg，木块m=0.9kg，改变木块从P点右移的距离L，测得一组数据，记录如下：
序号
1
2
3
4
5
6
PA的长L/m
0.1
0.15
0.2
0.35
0.43
0.5
木块在P点的速度平方
0.2
0.3
0.4
0.7
0.9
1.0
①根据表中数据，在图乙中作出L与v2的图像。
已知物体动能的表达式为
mv2，分析木块动能的变化及重物的重力做功的大小，可知猜想是_________（正确/错误）的，由此得到的结论是________；
②利用实验信息分析，当L=0.8m时，木块在P点获得的动能是_________J。
【答案】mgL正确木块动能的变化随重物重力做功的增加而增大0.72
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由题知，细绳不可伸长，实验开始时，质量为M的重物恰好置于地面。
将质量为m的木块从P向右拉至A，PA长为L，所以重物被提起高度h=L，所以木块在AB段运动过程中，重物的重力做的功为
W=Gh=mgh=mgL
（3）[2][3]因为重物和木块质量一定，由表中数据和W=MgL知，L越大，重力对重物做越多，v2越大，由动能的表达式
知木块动能越大，由此可知猜想是正确的，得到的结论是：
木块动能的变化随重物重力做功的增加而增大。
[4]由v2与L知，两者成正比，即有
v2=L
且当L=0.1m时
v2=0.2m2/s2
即
解得
k=2m/s2
所以
所以当L=0.8m时
则木块在P点获得的动能
8．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。
9．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/℃
水
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
沙子
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
【解析】
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；水是液体，加热时通过对流使其受热均匀的。
吸收热量的多少可以利用Q=cm△t计算，水的比热是相同的，Q与△t是正比关系，所以画出来的是过原点的直线，利用Q=k△t表示它们的关系时，k=cm，c是比热容，是一个定值，实验中改变水的质量m，就是改变了k的值。
考点：
比较质量相等的不同物质吸热升温快慢
10．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料a、b的质量都为10g，烧杯内液体的质量均为100g。
当燃料完全燃烧后，甲、乙、丙装置中温度计升高的示数分别为20℃、30℃、35℃。
（1）燃料a的热值__________燃料b的热值；液体a的比热容__________液体b比热容。
（两空均选填“＞”、“=”或“＜”）
（2）若液体a是水，则水吸收的热量是____________________
（拓展）实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计（玻
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