深圳宝安区冠华学校物理第十二章 机械能和内能专题练习(解析版)

深圳宝安区冠华学校物理第十二章机械能和内能专题练习（解析版）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．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0123456间/min甲杯水温25272932343638 /℃乙杯水温25262728293031 /℃(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Q c m t =∆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】B A 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Q qm =放知，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。

3．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⨯104J 2.1⨯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()()()0433=2=2-2 4.210J kg 10010J k 9 5.90g 93410Q Q cm t t -'=⨯⨯⋅⨯⨯⨯⨯-=吸吸℃℃℃ [3]由图乙可知燃料质量30g 25.8g 4.2g m =-=由=Q Q η吸放可得燃料放出热量 Q Q η=吸放而Q mq =放，故有=Q mq η吸该燃料的热值 64-3===2.110J kg 4.21.0kg 60%50410J Q q m η⨯⨯⨯⨯吸 (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。

4．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Q c m t=∆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()()3340C 2.110J/kg C 4.210J/kg C 20Cc ︒=⨯⨯︒=⨯︒︒5．(1)在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，如图甲所示。

①小宇选用质量不同的两个钢球A 、B(m A >m B )从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，分析钢球两次推动水平面上的木块移动的距离，可以探究动能大小与__________的关系； ②实验中，钢球在水平面上推动木块移动的距离__________(选填“相同”或“不同”)。

比较实验现象，可以得出动能较小的是__________钢球；③实验中，若让同一钢球从斜面相同高度处滚下，推动木块在粗糙程度不同的水平面上移动，他发现水平面越光滑，木块移动的距离越__________(选填“远”或“近”)，若水平面绝对光滑，木块将____________________；(2)他还想“探究滑动摩擦力与压力大小的关系”，进行了如图乙所示的实验；①在实验操作中他发现，弹簧测力计斜向上拉动物块时，也可使物块在长木板上沿水平方向做匀速直线运动，此过程中，物块处于__________(选填“平衡”或“非平衡”)状态；弹簧测力计对物块的拉力和物块受到的滑动摩擦力__________(选填“是”或“不是”)一对平衡力，理由是__________；②保持接触面粗糙程度不变，沿水平方向拉物块做匀速直线运动，通过实验得到了表格中的相关数据，请帮他分析，此次试验中，滑动摩擦力的大小与压力之间的表达式为：__________。

【答案】质量 不同 B 远 永远做匀速直线运动 平衡 不是 拉力与摩擦力不在同一条直线上、大小也不相等 10.3f F F ==压【解析】【分析】【详解】(1)[1]让质量不同的两个钢球A 、B(m A >m B )从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，控制到达水平面的速度相同，可以探究动能大小与质量的关系。

[2][3]让质量不同的两个钢球A 、B(m A >m B )从同一斜面上相同的高度处由静止滚下，可以通过比较钢球在水平面上推动木块移动的距离远近来判断动能大小，质量不同的两个钢球到达水平面速度相同时，钢球在水平面上推动木块移动的距离，质量小的钢球在水平面上推动木块移动的距离小，则动能小，即B 的动能小。

[4]水平面越光滑，对木块的阻力越小，则木块移动的距离越远。

[5]因为钢球撞击木块使木块具备一定的初始速度，若水平面绝对光滑，木块将永远做匀速直线运动。