苏科版九年级上册物理第十二章机械能和内能（提升篇）（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．如图所示，甲、乙、丙图中装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。
(1)比较不同燃料的热值，应选择____两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择____两图进行实验；在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须___（填“相等”或“不相等”）；(2)在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：燃料加热前液体温度/℃燃料燃尽时液体温度/℃燃料的热值/（J/kg）12040 2.4×10622030根据表中数据计算：完全燃烧20g燃料1放出的热量为_____J，燃料2的热值是____J/kg；(3)比较不同物质的比热容实验时，记录数据如下表：加热时间/min0123456液体a25262728293031液体b25272932343638可知道：对液体a和液体b都加热6min，液体a吸收热量________（选填“大于”或“小于”或“等于”），比热容较大的是__________。
【答案】甲乙甲丙相等 4.8×104 1.2×106等于液体a【解析】【分析】【详解】(1)[1]比较不同燃料的热值，应用不同的燃料给相同的液体加热，所以应选择甲乙两图进行实验。
[2]比较不同物质的比热容，应用相同的燃料给不同的液体加热，所以应选择甲丙两图进行实验。
[3]在实验中用上控制变量法进行探究，所以要探究不同燃料的热值，除了燃料种类不同，其它物理量要控制相同，即液体的种类及其质量、初温要相同；同理要探究不同物质的比热容时，除了液体种类不同，其它物理量要相同，即热源、燃料的质量要相同。
(2)[4]由表格数据知，完全燃烧20g 燃料1放出的热量Q 放=m 1q 1=0.02kg×2.4×106J/kg=4.8×104J[5]完全燃烧10g 燃料1放出的热量441 4.8101J 2J 122.410Q Q ===⨯⨯⨯放放而甲图中，液体a 吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量，设液体的质量为m ，据Q 吸=cm (t -t 0)得，液体a 的比热容()3041010J 22.4 1.210J()(0)40Q Q c m t t m t t m m⨯====--⋅⨯-吸放℃℃乙图中，燃料燃烧放出的热量Q 放2 =Q 吸2=cm (t ＇-t 0＇)=341.210J(3020) 1.210J m m⋅-=⨯⨯⋅℃℃则燃料2的热值462 1.210J 1.210J/kg 0.01kgQ q m ⨯===⨯放2燃料(3)[6][7]在甲和丙中，用相同的热源给液体加热，在相同的时间内放出的热量相同，则a 、b 液体吸收的热量相同。
分析表格数据知，吸收相同的热量，液体a 升温慢，其比热容较大。
2．（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。
3．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。
4．为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验．(1)图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．该方案是为了探究动能大小与_________关系，若木块被撞后移动的距离越远，说明小球对木块的推力______越多，小球撞击木块时的动能________．(2)图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．据此，你能得出的结论是_____．(3)本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？ ____，理由是___________．(4)若质量不同的小球分别从斜面的不同高度静止自由释放推动同位置的木块，则_______(选填“能”或“不能”)根据木块被推动的距离来判断小球初始重力势能的大小．【答案】质量做功越大当质量相同时，物体的速度越大动能越大不能小球与木块会做匀速直线运动能【解析】【分析】【详解】(1)[1][2][3]图甲两个小球质量不一样，下落时高度一样，到达斜面底部时速度一样．该方案是为了探究动能大小与质量的关系；若木块被撞后移动的距离越远，说明小球对木块的推力做功越多，小球撞击木块时的动能越大；(2)[4]图乙的情景能得到的结论是，质量相同时，物体的运动速度越大，动能越大；(3)[5][6]本实验装置的水平面如果绝对光滑，那么木块就会一直运动下去，不能比较谁的动能大，不能得出结论；(4)[7]木块被推动的距离越远，证明小球的动能越大，斜面光滑，没有能量损失，那么动能大小等于重力势能，重力势能也大，故能判断小球初始重力势能的大小．5．如图甲是探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验装置，得出温度随时间变化的图像如图乙。
(1)由图乙图像可知，冰熔化时的特点是：持续吸热，______；(2)第8min时，试管内的物质为______ (选填“固”､“固液共存”或“液”)态，AB段与CD段倾斜程度不同的原因是______；(3)实验中冰熔化共用了______min，第6min时的内能______ (选填“大于”､“小于”或“等于)第8min时的内能；(4)待冰完全熔化后，对烧杯中的水继续加热，试管中的水最终______ (选填“会”或“不会”)沸腾。
【答案】温度保持不变固液共存水和冰的比热容不同 6 小于不会【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图乙可知，冰熔化时持续吸热，温度不变。
(2)[2]由图乙可知第8min时，冰处于熔化过程中，试管内的物质是固液共存状态。
[3]由于水的比热容比冰的比热容大，吸收相同热量下，水的升温要不冰小，所以AB段与CD段倾斜程度不同。
(3)[4]由图乙可知，冰第4min时开始熔化，第10min时熔化完，所以熔化时间持续了10min-4min=6min[5]第6min时和第8min时虽然温度相同，但在持续吸收热量，所以第6min时的内能小于第8min时的内能。
(4)[6]采用水浴法加热，烧杯中的水能够沸腾，冰完全熔化后全部变成水，此时对烧杯中的水继续加热，试管中的水和烧杯的水温度一致，试管力的水无法吸收热量，不会沸腾。