第十二章机械能和内能单元练习（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．某实验小组用图所示的装置粗略测量蜡的热值q，图中A桶内装有水，B为下部开了许多通气孔的罩子(1)要完成本实验，还需要的测量工具是天平、砝码和______；(2)罩子B的主要作用是______；(3)实验收集的数据为：A桶中水的质量为m水，水的初温为t1，末温为t2，蜡烛燃烧前的质量为m1，燃烧后的质量为m2。
则蜡的热值q=______（水的比热容为c水）；(4)实验测出的热值会比真实值偏小，造成这一偏差的原因可能是______（至少有一个选项正确，将正确选项的字母填在横线上）。
A．蜡烛没有完全燃烧B．桶A中水的质量太多C．桶A吸收了部分热量D．蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中【答案】温度计防止热散失2112()c m t tm m--水水 ACD【解析】【分析】【详解】(1)[1]测量蜡的热值时，根据Qqm=放的原理进行实验，而蜡的质量用天平进行测量，燃烧焟放出的热量Q放在忽略热散失的情况下，等于A桶中内水吸收的热量，而Q吸=c水m(t-t0)，所以还需要温度计来测量温度。
(2)[2]罩子B的作用是防止蜡燃烧放出的热量散失到空气中。
(3)[3]由题意知，水吸收的热量Q吸=c水m水(t2-t1)而Q吸=Q放，那么蜡的热值211212()c m t tQqm m m m-==--水水放(4)[4]据Qqm=放，实验中造成测量的热值比实际值偏小的原因有：蜡烛没有完全燃烧，造成放出的热量偏少，则热值偏小；桶A 中吸收了部分热量造成水吸收的热量比实际放出的热量少，则热值偏小；蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中，造成测量的热量偏少，则热值偏小。
故ACD 选项都有可能。
2．小明利用如图装置研究做功与能量的转化关系。
重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长，AQ 为水平面，AP 段长为L ，表面光滑；PQ 段粗糙，实验开始时，木块的细绳拉直，质量为M 的木块位于P 点，质量为m 的重物恰好置于地面，将木块从P 向右拉至A ，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，重物的重力做功为（用字母表示）___________；木块经过PB 段内能______________（选填“不变”、“增大”或“减小”）；(2)观察实验并联系生活实际，小明提出猜想：重物和木块获得的总动能与重物重力做功多少有关。
他提出猜想的生活依据是：________________ ；(3)为了验证猜想，小明做了以下实验，重物100g m =，木块900g M =，改变木块从P 点右移的距离L ，测得一组数据，记录如下：（g 取10N/kg ） 序号1 2 3 4 5 6 PA 的长/m L0.10.150.20.350.450.5木块在P 点的速度平方()221/m sv -⋅0.2 0.3 0.4 0.7 0.9 1.0①已知物体动能的表达式为212mv ，分析重物和木块获得的总动能与重物的重力做功的多少，可知猜想是____________（选填“正确”或“错误”）的，得出的结论是__________。
在AP 段滑行的过程中，该系统（重物和木块）的机械能____________（选填“守恒”或“不守恒”）；②利用实验信息分析，当0.7m L =时，木块M 在P 点获得的动能是___________________J ；(4)如果上述结论具有普遍性，则一个物体从高为h 的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度v =_____________（用字母表示）。
【答案】mgL 增大 物体下落过程中速度越来越快 正确 重物和木块获得的总动能与重物重力做功的多少相等 守恒 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]由题意可知，重物的重力是G mg =，木块在AB 段运动过程中，重物下降的高度是L ，那么重物的重力做功大小是W mgL =重[2]木块经过PB 段由于受到摩擦力的作用，内能会增大。
(2)[3]重物和木块获得的总动能与重物重力做功多少有关，随着重物重力做功越来越大，速度也越来越大，所以这个依据是物体下落过程中速度越来越快。
(3)[4]由表中数据可看到，PA 的数值越大，木块在P 点的速度越大，动能越大，所以猜想是正确的。
[5]由表中数据可知，第1次实验中重物和木块获得的总动能是()()2-1110.1kg 0.9kg 0.2m s 0.1J 2W =⨯+⨯⋅=总动能重物的重力做功是110.1kg 10N/kg 0.1m 0.1J W mgL ==⨯⨯=重力第2次实验中重物和木块获得的总动能是()()2-1210.1kg 0.9kg 0.3m s 0.15J 2W =⨯+⨯⋅=总动能重物的重力做功是220.1kg 10N/kg 0.15m 0.15J W mgL ==⨯⨯=重力同理，第3、4、5、6次实验也可以得到这样的数据，所以可得出结论：重物和木块获得的总动能与重物重力做功的多少相等。
[6]AP 段是光滑的，所以势能完全转化为动能，系统机械能守恒。
[7]比较表中数据可知，2v 与L 成正比，当0.1m L =时，()22-10.2m s v =⋅，那么()2-10.2m s 0.1m k ⋅=⨯解得22m/s k =，可得到222m/s v L =⨯，当0.7m L =时22222m/s 0.7m 1.4m /s v =⨯=所以可知木块M 在P 点获得的动能是222110.9kg 1.4m /s 0.63J 22W Mv ==⨯⨯= (4)[8]一个物体从高为h 的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，则机械能是守恒的，物体重力所做的功转化为动能，可以得到关系式212mgh mv =解得2v gh =。
3．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 cb 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 =∆=⨯⋅︒⨯⨯︒︒4．水是生命之源，保护水资源和节约用水是每个公民应尽的义务。
小明同学在学习了密度知识后，想进一步了解家里的水质，为此他向老师借来实验器材来测家里自来水的密度： (1)将天平放在水平桌面上，游码移到标尺左侧的零刻度线，然后调节_____使指针指在分度盘中央；(2)实验正确操作，测出自来水和杯子总质量为118.8g ，将部分水倒入量筒，如图甲所示，测出量筒中水的体积为_____cm 3。
测出剩余自来水和杯子的质量，如图乙所示，为_____g ；(3)根据上述实验数据，计算出自来水的密度为_____kg/m 3；(4)在向量筒倒入自来水时，如果不慎有水溅出，则测出的自来水密度会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；(5)小明还了解到水的比热容较大，人们用它的这一特征为生产、生活服务。
下列与这个特征无关的是______A ．让热水流过散热器来取暖B ．在落差大的河流上建水电站，用水发电C ．内陆地区早晚温差比沿海地区大D ．汽车发动机用水循环冷却【答案】平衡螺母 60 58.2 1.01×103 偏大 B 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]使用天平时，游码移到标尺左侧的零刻度线后，通过调节平衡螺母使指针指在分度盘中央。
(2)[2]由图甲知，量筒中水的体积为60cm 3。
[3]如图乙知，剩余自来水和杯子的质量为58.2g 。
(3)[4]量筒中的水的质量m =118.8g-58.2g=60.6g则自来水的密度333360.6g 1.01g/cm 1.0110kg/m 60cmm V ρ====⨯ (4)[5]在向量筒倒入自来水时，如不慎有水溅出，则测出的自来水体积偏小，但测量的质量不变，那么测得的密度偏大。
(5)[6]因为水的比热容较大，所以可以用水来取暖、冷却，而且水也可调节气温，即沿海地区早晚温差较小，而在落差大的河流上建水电站，是利用水能发电，故B不是利用水的比热容较大来工作的。
5．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。
完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1=h3>h2，m A=m B<m C。
(1)本实验探究的是_______（选填“钢球”或“木块”）的动能与哪些因素有关；(2)甲、乙两图中，改变小球出发的高度是为了探究________对动能的影响；(3)乙、丙实验中木块滑动时受到的摩擦力_______（选填“乙大”、“丙大”或“一样大”）；(4)ABC三个小球从斜面滚下时，_______球重力做功最多。
【答案】钢球速度一样大 C【解析】【分析】【详解】(1)[1]本实验探究的是钢球的动能与哪些因素有关，因为钢球从斜面冲下的情况不同，其动能不同。
(2)[2]甲乙图中，两小球的质量相同，在斜面上的高度不同，是为了让小球冲下的速度不同，所以是探究速度对动能的影响。
(3)[3]乙、丙实验中，木块滑动时受到的摩擦力一样大，因为同一木块在同一接触面上滑动，其压力和接触面的粗糙程度相同。