第十二章 机械能和内能单元达标训练题Word版 含答案.docx
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第十二章机械能和内能单元达标训练题Word版含答案
第十二章机械能和内能单元达标训练题（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．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。
2．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。
3．用如图甲所示装置进行实验，比较A、B两种不同物质的吸热能力。
在两个相同的烧瓶中分别装入初温、质量相同的A、B两种液体，分别接入甲、乙两段电阻丝，实验中记录下A、B两种液体的温度。
（1）要完成该实验探究，除了图甲中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和______。
（2）为保证A、B两物质能吸收相同的热量，对甲、乙两段电阻丝的阻值要求
______
（选填“
”、“
”或“
”）。
（3）小明根据实验测得的数据分别描绘出了A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图乙所示。
若加热过程中无热量损失，由乙图分析可知______（选填“A”或“B”）液体的吸热能力强。
（4）若A的比热容为
，则B的比热容为______
。
【答案】秒表
A
【解析】
【分析】
（1）实验中需要测量通电的时间；
（2）电流产生的热量与电流的大小、通电时间和电阻的大小有关；
（3）比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
（4）根据两种液体的温度随加热时间变化的图象得出加热5分钟A、B升高的温度，根据
，在质量和吸热相同的情况下升高的温度与比热容成反比，从而求出B的比热容。
【详解】
（1）[1]实验中需要测量导体通电的时间，所以需要用到秒表。
（2）[2]为保证A、B两物质能吸收相同的热量，根据控制变量法可知，实验中甲、乙两段电阻丝的阻值要相同。
（3）[3]根据描绘出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象知，加热相同时间，A液体升温小，根据比较吸热能力的第2种方法，A的吸热能力强；
（4）[4]根据描绘出的A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象知，加热5分钟（吸热相同），B液体升高的温度为
A液体升高的温度为
根据
可知，在质量和吸热相同的情况下，升高的温度与比热容成反比，故B的比热容
4．回顾实验和探究：
比热容概念的建构
器材
烧杯、______相等的水和煤油、两个规格相同的电加热器、温度计、______。
装置
过程
两只烧杯中盛有______相同的水和煤油，用电加热器加热2分钟，我们发现______温度升高的高，若升高相同的温度，______加热时间长，______吸收的热量多。
结论
一定质量的某种物质，温度升高时吸收的热量与______之比，叫做这种物质的比热容，在数值上等于______质量的某种物质温度升高______所吸收的热量。
方法
实验中用______来反映物质吸收的热量，这种研究方法是______。
讨论
电加热器工作时，将______能转化为内能；水吸收热量，温度升高，内能发生了______。
【答案】质量秒表质量煤油水水质量和升高温度之积单位1℃加热时间转换法电转移
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]所用到的器材除烧杯、质量相等的水和煤油、两个规格相同的电加热器温度计以外，还要记录测量时间用的秒表。
[3][4][5][6]两个烧杯中盛有质量相同的水和油，用电加热器加热两分钟，会发现煤油温度升高的高，如果升高相同的温度，水加热的时间长，那么可以得知水吸收的热量最多。
[7][8][9]一定质量的物质，温度升高时吸收的热量与质量和升高温度乘积之比叫做比热容，在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。
[10][11]实验中用加热时间来反应物质吸收的热量，这种研究方法是转换法。
[12][13]电加热器工作时消耗了电能，将电能转化为内能，水吸收热量，温度升高，内能发生了转移。
5．在“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示：
（1）实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和______；
（2）实验中必须要选取初温相同且______（选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体______相同；
（3）根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，则______的吸热能力更强；
（4）若甲液体的比热容为2.1×103J/（kg•°C），则乙液体的比热容为______J/（kg•°C）。
【答案】电加热丝质量吸收的热量乙4.2×103
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和电加热丝。
（2）[2]根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体。
[3]选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，根据转换法，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体吸收的热量相同。
（3）[4]根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像，由图知，加热5分钟，甲升高的温度为
60°C−20°C=40°C
乙升高的温度为
40°C−20°C=20°C
即乙升温小，故乙的吸热能力更强。
（4）[5]根据
在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，结合（3）[4]，故乙液体的比热容为
6．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。
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
【解析】
【分析】
【详解】
（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。
由此推理得出：
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．利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。
将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度
的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块就会在水平面上滑行一定距离后停止。
图中的摆长L都相同，
，球A、B的质量分别为
、
（
）。
（1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置．说明两小球在摆动过程中的速度大小与小球的______无关。
（2）分析比较_______两次实验，可探究出的结论是：
速度相同的物体，质量越大，动能越大
（3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B到达竖直位置时的速度，如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：
_________________________________________。
（4）质量和速度谁对动能的影响较大呢？
小明所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示。
表一（钢球撞击速度v=8cm/s
序号
钢球质量
木块滑行距离
1
100
10
2
200
20
3
300
30
表二（钢球质量m=100g）
序号
钢球撞击速度
木块滑行距离
1
8
10
2
16
40
3
24
90
分析表一、二两组数据可以得出：
__________________对物体的动能影响较大。
【答案】质量甲、乙质量相同的物体，速度越大，动能越大速度
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]甲、乙两图中，A、B小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球相对静止，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关。
（2）[2]如图甲、乙所示，
，摆角相同，两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体的质量越大，动能越大。
（3）[3]乙、丙两图，小球的质量相同，
，所以乙图中小球B到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B到达竖直位置时的速度，图丙中木块C滑行得更远些，因此可得：
质量相同的物体，速度越大，动能越大。
（4）[4]对比分析表一、表二中三次实验数据发现，物体获得的动能跟物体的质量和速度有关，但是速度对物体的动能影响较大。
9．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。
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（玻璃泡中液体质量相等），小明查阅资料得到几种物质的数据如下表所示，则：
物质
酒精
煤油
水银
比热容[
]
2.4×103
2.1×103
0.14×103
标准气压下沸点（℃）
78
180〜310
356.7
（1）在探究水沸腾的特点时，不能选用____________温度计。
（2）在测量质量较小但温度较高的物体温度时，温度计吸收的热量就会影响被测物体温度，这种情况下为了使测量值更接近真实值，应选择____________温度计。
【答案】<>
酒精水银
【解析】
【详解】
（1）[1]通过对比乙、丙两个实验装置可知，根据比热容的公式
，液体的质量都相同，同种液体比热容也相同，丙中液体升高的温度较高，那么丙中液体吸收的热量较大，可知丙中燃料完全燃烧放出的热量较大，而乙、丙的燃料质量相同，根据
可知丙中燃料b热值较大；
[2]通过对比甲、乙两个实验装置可知，燃料的种类相同，燃料的质量也相同，那么当燃料完全燃烧后，放出的热量是相同的，两种液体吸收的热量也相同，根据
可知，乙的温度变化量较大，那么乙中的b液体比热容较小；
（2）[3]由题意可知，水吸收的热量是
（1）[4]标准气压下水的沸点是100℃，而酒精标准气压下沸点是78℃，用酒精温度计去测水沸腾时的温度，水还没沸腾，酒精就已经沸腾了，所以不能选用酒精温度计；
（2）[5]当被测物体温度较高质量较小时，该物体会和温度计发生热传递，被测物体的温度降低，这种情况下为了使测量值更接近真实值，应该选择水银温度计，水银的比热容相对比来说较小，在相同的情况下，升温较快。
11．物理兴趣小组成员想知道：
质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是否相同呢？
他们在相同的烧杯甲、乙中分别装上了100g的冰、萘，用同样的酒精灯（恒热源）加热，并用停表测出它们熔化过程所用的时间，记录的数据如下表所示。
物质
熔化时间/min
冰
10
萘
4
（1）分析实验数据，可以得出结论：
质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是_____的。
（2）通过查找资料，他们知道为了表示晶体的这种性质，物理学中引入了熔化热这个物理量。
依照热值的定义可知：
某种晶体熔化成同温度的液体时吸收的热量与其_____之比，叫做这种晶体的熔化热。
用字母
表示。
公式：
=_____。
（3）请你根据图中反映的甲烧杯中的物质温度随时间变化的图象回答：
第10min时，甲烧杯中的物质所处状态是_____；甲烧杯中这种物质从
点加热到
点吸热为_____J；已知该物质从
点到
点吸热
，这种晶体的熔化热是_____J/kg。
【答案】不同质量
固液共存态
【解析】
【详解】
（1）[1]根据题干中的提供的数据可知：
冰和萘的质量相等，熔化时间不同（熔化时间不同也就说明了吸收热量是不同的），从而得出结论：
质量相同的不同晶体熔化时吸收的热量是不同的；
（2）[2]仿照比热容的定义，可知：
单位质量的某种晶体熔化成同温度的液体时吸收的热量，叫做这种晶体的熔化热；
[3]用字母
表示熔化热，则公式为:
（3）[4]由图象可知第10min时物体处于熔化过程，晶体未全部熔化，所以状态为固液共存状态；
[5]C点后冰完全熔化成水，100g的水从C点加热到D点（沸腾）需要吸收热量为：
[6]这种晶体的熔化热为：
12．比较不同物质吸热升温的特点：
（1）小明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，实验记录的数据如下表所示．
①在此实验中，用____（选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）来表示物质吸收热量的多少．
②分析表中的实验数据可知：
质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量____（＞/＜）沙子吸收的热量．
③实验中小明发现：
刚开始加热时，情况与②结论不符，沙子升温反而比水慢，你认为可能的原因是__．
（2）小红进行了如下实验，将体积相同甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热．记录相关数据，
①小红实验设计错误之处是____________________________．
②改正错误后，小红继续实验加热并绘制出如图所示的图象．（不计热量损失）则甲液体的沸点是_______℃．要比较甲、乙两液体吸热本领，应分析_____
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