九年级上册第十二章 机械能和内能单元测试卷 (word版,含解析)
九年级上册第十二章机械能和内能单元测试卷（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．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。
（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。
2．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：m a______m b；m b______m c。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4.2×103 J/（kg·℃），质量为200 g的水从30 ℃加热到80 ℃，水吸收的热量是________J。
【答案】47＜＞＜42000
【解析】
【分析】
【详解】
(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
a c
b m m m =<
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
()34.210J/(kg C)0.2kg 80C-30C =42000J Q c m t =?=???????
3．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示，实验中记录的数据如下表所示。 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/°C 30 34 38 42 46 乙的温度/°C
10
18
26
34
42
(1)实验中应量取______相等的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中；用相同的电加热器加热，吸热多少可以通过______来反映（选填“温度计示数”或“加热时间”）； (2)如果甲物质是水，根据表格中的实验数据可知，乙物质的比热为_______J/(kg·°C)； (3)图中①是绘制的乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质，质量增加到原来的2倍，不考虑热损失，用相同的加热器加热，再绘制出一条温度随时间变化的曲线，则曲线为图中的第_______条。 【答案】质量 加热时间 32.110? ③ 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，需要利用控制变量法控制被加热物质的质量相同。
[2]在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，为了比较被加热物质吸收热量的多少，
利用转换法，通过加热时间长短来反应吸收热量多少。
(2)[3]由表格可知，加热1min 时，甲、乙吸收的热量相同，温度变化量分别为4°C 、8°C ，甲的温度变化量恰好是乙的一半；甲、乙质量相同，根据Q cm Δt =可知，乙的比热容为
甲的一半，甲为水，则乙的比热容为()3
2.110J/kg?
C ??。 (3)[4]由温度-时间图象可知，加热4min 时，乙的温度变化量为32°C ，不考虑热损失，用相同的加热器加热，将初温相同的乙物质，质量增加到原来的2倍，加热相同时间，它们吸收的热量相同，根据Q cm Δt =可知，质量大的温度变化量小一些，质量增加到原来的2倍，则温度变化量为原来的一半，故曲线为图中的第③条。
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．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/°C510152025
食用油的加热时间t/min12345
水的加热时间t/min246810
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．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热已知。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃煤油2544
菜籽油2534
(1)为了保证实验结论的可靠，小明同学应该选择两套完全相同的装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的______（质量/体积）相同，还要控制______相同；
(2)小明仔细观察发现：同一批次同一包装盒子中外形相同的温度计的读数不尽相同，为了选择两只完全相同的温度计小明应该在盒中先挑选多支读数______（相同/不同）的温度计，然后把它们一起放到一杯热水中，稍等一会儿后，再______；
(3)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______；
(4)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的测量工具是：______。
【答案】质量水的质量和初温相同挑选两支读数相同的温度计煤油天平
【解析】
【分析】 【详解】
(1)[1][2]根据Q c m t ?=吸水水、Q qm =放可知，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的质量相同，还要控制水的质量和初温相同。
(2)[3][4]为了选择两只完全相同的温度计，小明应该在盒中先挑选多支读数相同的温度计，然后把它们一起放到一杯热水中，稍等一会儿后，再挑选两支读数相同的温度计。 (3)[5]从表中数据可以看到，燃料燃尽后水温变化较大的是煤油，根据Q c m t ?=吸水水可知，煤油加热的水温度上升较高，那么煤油加热的水吸收热量较大，根据Q qm =放可知，煤油放出的热量较大，煤油和菜籽油的质量相同，则煤油的热值较大。
(4)[6]要计算出煤油和菜籽油的热值，从Q c m t ?=吸水水、Q qm =放可知，水的比热容、初温、末温都是知道的，但是水的质量和燃料的质量不知道，那么需要天平来测量质量。
7．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θ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，12θθ<，球A 、B 的质量分别为A m 、B m （A B m m <）。
(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，A B m m <，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，12θθ<，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。
8．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
()
2
21/-?v m s
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v 2的图像。已知物体动能的表达式为
1
2
mv 2，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，v 2越大，由动能的表达式
2
12
mv 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v 2与L 知，两者成正比，即有
v 2 =L
且当L= 0.1m 时
v 2 = 0.2m 2/s 2
即
220.2m /s 0.1m k =?
解得
k=2m /s 2
所以
222m /s v L =?
所以当L=0.8m 时
22222m /s 0.8m 1.6m /s v =?=
则木块在P 点获得的动能
222k 11
0.9kg 1.6m /s 0.72J 22
E mv =
=??=
9．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： 猜想一：可能与笔杆受到的压力有关：
猜想二：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①②③④⑤⑥
笔杆形状（未膨胀）（膨胀）
沙子质量m/g300400500300400500
能吊起的最大物重G/N0.3 3.6 5.0 1.27.423.8
【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
【解析】
【分析】
【详解】
(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。
10．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A,铁球B和塑料球C，球A,C离沙地高度相同.现让三个球同时从图示位置由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示.
(1)根据____________________可以判断出球________释放前的重力势能最大.
(2)比较球A,C可得出影响重力势能大小的因素是_____________.
(3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为______________.
【答案】小球陷入沙的深度A质量动能
【解析】
【详解】
(1).三个小球砸到地面沙坑时具有的能量转化为球陷入沙中的深度，根据图中信息可知A球陷入深度大于其它俩个球的，所以A球释放前重力势能最大；（2）高度相同时，比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是质量（3）球在空中下落过程中，重力势能主要转化为动能．
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．
（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。
加热时间/min0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
升高的
温度/℃
水 2.0 4.0 6.08.010.0
沙子 4.37.915.218.421.5
（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
12．为了比较水和煤油比热容，俊羽同学用两个相同的装置做了如图所示的实验。
物质水煤油
体积／ml100125
初始温度／℃2727
加热时间／min66
最后温度／℃4563
(1)实验过程中俊羽同学测出煤油的最后温度如图乙所示，为_____℃；但此数据比实际测量值________(选填“高”或“低”)，其原因是_________。
(2)更正错误后，测量数据记录表格中。水和煤油的质量__________(选填“相同”或“不相同”)，加热结束时，煤油的温度变化比水的温度变化_______ (选填“高”或“低”)，由此表明，_______(选填“水”或“煤油”)的比热容较大。(煤油：0.8×103kg/m3)
(3)在此实验中，如果要使水和煤油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量__________(选填“大于”或“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(4)从俊羽同学的实验设计上看，用到的主要实验方法是_______法，学习物理知识过程中，还用这种方法研究过的力学规律有：_________(举一例)。
【答案】（1）78℃；高；温度计的玻璃泡碰到了容器底部（2）相同；高；水（3）大于（4）控制变量；探究动能的大小与物体的质量和速度的关系；探究电流大小与电压和电阻的关系；探究液体压强与液体密度和深度的关系等
【解析】
试题分析：（1）使用温度计测量液体温度时，先要弄清楚温度计的量程和分度值，读数时视线与液柱最高处所对刻度相垂直，并注意区分温度是零上还是零下．温度计上10℃之间有10个小格，高于0℃，为78℃．温度计的玻璃泡虽然完全浸没在液体中，但是碰到了容器底部，而底部的温度稍高点，故测出的温度比实际值高．
（2）水的质量，煤油的质量
，故水和煤油的质量相等．煤油的温度变化
，水的温度变化，故煤油的温度变化比水的温度变化高．水和煤油的加热时间相同即吸收的热量相同，由
可知，水的比热容较大．
（3）要给水加热更长的时间，说明水吸收的热量更多，即水吸收的热量大于煤油吸收的热
量。
（4）物理学中对于多变量的问题，常常采用控制变量的方法，把多变量的问题变成多个单变量的问题；每一次只改变其中的某一个变量，而控制其余几个变量不变，从而研究被改变的这个变量对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法；从俊羽同学的实验设计上看，他控制了水和煤油的质量、吸收的热量相同，研究温度变化多少与比热容的关系，故主要是采用了控制变量法．控制变量法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一．探究动能的大小与物体的质量和速度的关系；探究电流大小与电压和电阻的关系；探究液体压强与液体密度和深度的关系等都用到控制变量法．故答案为：（1）78℃；高；温度计的玻璃泡碰到了容器底部（2）相同；高；水（3）大于（4）控制变量；探究动能的大小与物体的质量和速度的关系；探究电流大小与电压和电阻的关系；探究液体压强与液体密度和深度的关系等．
考点：探究物质的比热容
13．小明同学“探究不同物质吸热升温的现象”，同时又“探究不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如下图：
（1）你认为“探究不同燃料燃烧的放热能力”应选用_____（选填“甲”或“乙“）组器材．
（2）除了图中已经呈现的器材，还需要用到其他测量工具．你认为两个实验都还要用到的其他测量工具是_____；仅甲组实验还需要的测量工具是_____．
（3）甲组实验是通过_____来反映物质吸收热量的多少，乙组是通过_____来反映燃料放出热量的多少．
（4）小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为1.4×107J/kg，他又观察到包装盒上印有“质量：100g”，他据此算出了整盒薯片能提供的热量为_____．这个结果与包装盒上注明的“能量：2100kJ”不等，原因可能是_____．
【答案】乙天平秒表加热时间水升高的温度 1.4×106J 实验中存在热量的损失，或实验时薯片没有完全燃烧
【解析】
【分析】
【详解】
（1）研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料，加热相同的流体，因此选乙组器材．
（2）观察甲、乙两图，物质的质量都必须相等，因此还要用天平称量质量，即要用到相同的器材是天平；仅甲组实验来说，还需要测量加热时间，所用工具是秒表；
（3）甲组实验用相同的加热装置，所以是通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少，
因此秒表用在甲装置中；
乙组燃料放出热量的多少不易直接测量，所以是通过水温升高的度数或水温的变化来反映燃料放出热量的多少．
（4）质量为：100g0.1kg
m==，整盒薯片能提供的热量为：
76
0.1kg 1.410J/kg 1.410J1400kJ
Q mq
==??=?=
放
，
用试验中测得的薯片的热值计算出整盒薯片能提供的热量小于包装盒上注明的能量，原因可能是实验中有部分热量直接散发到了空气中，所以存在热量的损失，另外实验时薯片可能没有完全燃烧．
【点睛】
“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧的放热能力”两实验都用到了控制变量法和转换法，两种方法都是初中物理常用的研究方法，注意理解体会．
14．如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验。将质量相等的沙子和水分别装在烧杯中，并测出沙子和水的初温。然后用酒精灯加热并不断搅拌，每隔l min记录一次温度。
实验记录如下表
加热时间/min01234
温度/℃
沙
子
2025293438
水2021222324
（1）实验中，加热时间实质上反应了__________。
（2）根据实验数据，在如图中画出沙子和水的温度随时间变化的图象。
（______）
（3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等的热量，升温较快的是______；若使两者升高相同的温度，则______吸收的热量较多。通过大量类似实验，人们发现了物质的又一种物理属性，物理学将这种属性叫做__________。
（4）该实验用到的研究方法是__________。
【答案】物质吸收热量的多少见解析所示沙子水比热容转换法
【解析】
【详解】
（1）实验中，加热时间实质上反映了水和沙子吸收热量的多少，加热时间越长，说明吸收热量越多．
（2）根据实验数据，在图2中画出沙子和水的温度随时间变化的图象，如图所示：
。
（3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是沙子；若使两者升高相同的温度，水加热时间较长，说明吸收的热量较多，由上可知，水吸热能力较强，物理学将这种属性叫做比热容；
（4）由（1）可知，实验用加热时间反应吸收热量的多少，用的是转换法。
15．学过比热容知识后，小红为了比较铝和铜这两种物质的比热容，设计了如下实验。她将质量相等的铝块和铜块放入沸水中煮相当长一段时间，取出后迅速放在足够多的等质量的0℃的两块冰上，热传递中止后，称取剩余冰的质量，来判断铝和铜的比热容。
（1）在该实验设计中，放入沸水中煮相当长一段时间的目的是
________________________，此操作是否需要在标准大气压下进行____________（选填“需要”或“不需要”）。
（2）在该实验设计中，选用足量等质量的冰的目的是________________________，热熔化生成的水均流走，则冰块的温度____________，内能____________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）铝和铜在热传递过程中，放热的多少是通过____________反映出来，这种探究问题的方法是____________。
（4）若最终与铝块发生热传递的冰剩余较少，则可以判定c铝____________ c铜（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】让铝和铜这两种物质最终温度一样，和沸水温度一样不需要防止冰全部熔化成水和可以通过剩余冰的质量来对比铝和铜的比热容大小不变减小剩余冰的质量
转换法大于
【解析】
【详解】
(1)[1][2]在该实验设计中，放入沸水中煮相当长一段时间的目的是让铝和铜这两种物质最终温度一样，和沸水温度一样；此操作不需要在标准大气压下进行，只要让水沸腾，温度达到沸点即可；
(2)[3]选用足量的冰是为了防止冰全部熔化成水，选用等质量的冰目的是可以通过剩余冰的质量来对比铝和铜的比热容大小；
[4]热熔化生成的水均流走，这已经是冰水混合物状态，冰块的温度为0℃，冰块是晶体，继续熔化，温度不变；
[5]温度不变，热熔化生成的水均流走，冰的质量减小，那么内能减小；
(3)[6][7]铝和铜在热传递过程中，放热的多少是通过剩余冰的质量来反映的；这种探究问题的方法是转换法，把一个要研究的对象转换到另一个对象上；
(4)[8]若最终与铝块发生热传递的冰剩余较少，也就是与铝块接触的冰更多地转换为水，吸
，铝块和收了更多的热量，那么铝块放出的热量比铜块放出的热量更多，根据Q cmΔt
铜块质量相等，都是从同一温度下降到0℃，即温度变化量相同，铝块放出的热量Q较大，那么铝块的比热容较大。