第十二章机械能和内能（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=m1q1=0.02kg×2.4×106J/kg=4.8×104J[5]完全燃烧10g燃料1放出的热量4414.8101J2J122.410Q 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-t0)得，液体a的比热容()34110J22.4 1.210J()(0)40QQcm 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＇-t0＇)=341.210J(3020) 1.210Jmm⋅-=⨯⨯⋅℃℃则燃料2的热值4621.210J1.210J/kg0.01kgQqm⨯===⨯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．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．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。
5．为了比较水和沙子吸热的规律，某小组做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中，分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表：质量/g升温10°C所需时间/s升温20°C所需时间/s升温30°C所需时间/s沙子306492124水3092163220(1)在此实验中用_____________表示水和沙子吸热的多少；(2)分析表中的实验数据可知：当物体温度变化量和____________相同时，水吸收的热量____________（选填“大于”或“小于”或“等于”）沙子吸收的热量；(3)请你写出比较水和沙子吸热能力的另外一种方法：__________。
【答案】酒精灯加热时间质量大于在两个相同的金属盒，加入质量相同的水和沙子，用酒精灯加热相同的时间，比较它们的末温，末温低的吸热能力大【解析】【分析】【详解】(1)[1]采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量越多，因此实验中用酒精灯加热时间表示水和沙子吸热的多少。
(2)[2][3]分析表中的实验数据可知：水和沙子质量相同，升高温度相同时，即温度变化量和质量相同时，水所需加热的时间比沙子更长，所以水吸收的热量大于沙子吸收的热量。
(3)[4]在两个相同的金属盒，加入质量和初温都相同的水和沙子，用酒精灯加热相同的时间，比较它们的末温，末温低的吸热能力大。
即使它们吸收相同的热量，比较它们的温度变化量，温度变化量小的吸热能力大，温度变化大的吸热能力小。
6．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 /°C 5 10 15 20 25 食用油的加热时间t /min 1 2 3 4 5 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。