九年级上册物理第十二章机械能和内能（培优篇）（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．小明家买了一台太阳能热水器，他发现真空管是太阳能热水器的核心部件，那热水器内水吸收热量的多少与什么因素有关呢？他把问题告诉物理小组的成员，大家一起做出了如下猜想：猜想一：热水器内水吸收的热量多少与环境温度有关； 猜想二：热水器内水吸收的热量多少与光照强度有关； 猜想三：热水器内水吸收的热量多少与真空管的材料有关。

（1）经查阅资料发现，真空管在内玻璃管的表面上涂有吸收涂层，用来吸收太阳辐射，其中太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。

经阳光照射，太阳能转化成内能，水从涂层吸收热量，水温升高，质量________，密度________（后两空均选填“变大”“变小”或“不变”），热水向上运动。

（2）实验小组在两根完全相同的真空管内装入初温、质量________的水，分别面对太阳光放入光照强度相同但温度不同的环境中，经过相同时间后测量水温，发现水温几乎相等。

由此得出猜想一是______（选填正确或错误）的。

（3）小组成员联系实际，想到夏天如果没有阳光，热水器的水温就较低，而冬天如果有太阳，热水器内水温就很热，于是他们得出结论：热水器内水吸收热量的多少与光照强度________（选填“无关”或“有关”）。

（4）在探究猜想三的实验中，该小组找到了三根外形相同但材料不同的真空管，给管内灌满水，面对阳光，每隔相同的时间检测罐内水的温度，得到的实验数据如下表所示，为了更好地利用太阳能，你建议他家应选择________制成的热水器。

【答案】可再生不变变小相同错误有关紫金管【解析】【分析】【详解】(1)[1]再生能源是不需人为参与，可以循环再生的能源，如太阳能、水能、风能、潮汐能、地热能等。

[2][3]水从涂层吸收热量，水温升高，水的多少没有变化，所以睡得质量不变，但由于水吸收热量，水的体积会增大，所以水的密度会变小。

(2)[4]实验要探究热水器内水吸收的热量多少与光照强度、环境温度、真空管的材料等因素的关系，要控制真空管内水的初温、质量相同。

[5]其它条件相同，而环境温度不同时，经过相同时间后水温几乎相等，说明热水器内水吸收的热量多少与环境温度无关。

说明“猜想一”是错误的。

(3)[6]夏天如果没有阳光，热水器的水温就较低，而冬天如果有太阳，热水器内水温就很热，说明热水器内水吸收热量的多少与光照强度有关。

(3)[7]通过实验数据可知，在日照时间相同时，紫金管温度变化量大，所以应选择紫金管制成的热水器。

3．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。

4．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，天平平衡时砝码数量和游码位置如图乙所示，并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象如图丙中a 线所示。

(1)如图甲所示，组装实验器材时为了能使温度计液泡与液体充分接触，应依次调节图中A 、B 两铁环，应先调节______（选填“A ”、“B ”）铁环；(2)实验时水面上方的气压______（选填“大于”、“等于”或“小于”）1标准大气压。

在第2~4min 的过程中，水______（选填“吸”或“不吸”）热；(3)此过程中燃料所放热量仅60%能被水吸收，则该燃料的热值为______J/kg ；[水的比热容为4.2×103J/(kg•°C)，整个过程中忽略水的质量变化](4)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丙中b 线，则另一杯水的质量______（选填“大于”、“等于”或“小于”）上一杯水质量。

【答案】B 小于 吸 2×106 等于 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]用酒精灯加热物体时，应使用酒精灯的外焰加热，且研究某燃料热值的实验装置组装时应由下往上，所以如图甲所示，组装实验器材时为了能使温度计液泡与液体充分接触，应先调节B 铁环。

(2)[2]1个标准气压下水的沸点是100°C ，由图丙可知实验中水的沸点是99°C ，可知实验时水面上方的气压小于1个标准大气压。

[3]水沸腾时，吸收热量，温度不变，由图丙可知：在2min 时沸腾，所以在第2~4min 的过程中，水持续吸热，温度不变。

(3)[4]水4min 吸收的热量等于2min 水吸收热量的两倍，()()34222 4.210J/kg C 0.1kg 99C 96C 5.0410J Q Q cm t '==⨯∆=⨯⨯︒⨯⨯︒-︒=⨯吸吸燃料燃烧的质量330g 25.8g 4.2g 4.210kg m -'=-==⨯此过程中燃料所放热量仅60%能被水吸收，根据100%Q Q η=⨯吸放以及Q mq =放可知燃料的热值4635.0410J 210J/kg 60% 4.210kg 60%Q q m -⨯===⨯'⨯⨯⨯吸 (4)[5]由图丙可知：在相同的时间内，两杯水吸收的热量相同，温度变化相同，根据Q cm Δt =可知两杯水的质量大小相等。

5．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。