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．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。

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=∆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公式Q c m t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．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．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。

(1)本实验除了图甲中所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平和______；(2)加热5min，水吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）食用油吸收的热量；(3)比较不同物质的吸热能力，通常有两种方案方案一：取相同质量的两种物质，吸收相等的热量，比较温度的变化方案二：取相同质量的两种物质，升高相同的温度，比较吸收的热量下表是小明记录的部分实验数据液体名称液体质量m/g液体初温t1/℃液体末温t2/℃加热时间t/min 水10689820食用油10689810①分析表中信息可知小明采用的是______（选填“方案一”或“方案二”）；②分析表中数据，可得出的结论______；(4)小明根据实验数据作出了水和食用油的温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可知，水沸腾时的特点是______，食用油的比热容是______J/（kg⋅℃）。

[c水=4.2×103J/（kg⋅℃）]【答案】秒表等于方案二水的吸热能力强吸热，温度不变 2.1×103【解析】【分析】(1)(2)物体吸收热量本领的大小，不仅与物体升高的温度多少有关，还与质量的大小有关，因此要保证两者质量相等，而物体吸收热量的多少通过加热时间的长短来体现，由此可以确定需要的测量工具。

(3)根据比较吸热能力的两种方法，由表中数据分析回答。

(4)加热时水保持不变的温度为沸点，根据如图乙水和食用油的温度随加热时间变化的图像可知水的沸点；由图可知，加热10min 温度升高30℃水和食用油所用时间，根据转换法结合=c Q m t∆在质量和升高温度相同的情况下，比热容c 与Q 成正比，据此求出食用油的比热容。

【详解】 (1)[1]实验中吸收热量的多少是由加热时间来反应的，所以还需用秒表记录时间。

(2)[2]加热相同的时间，酒精灯放出的热量相同，则水吸收的热量等于食用油吸收的热量。

(3)①[3]分析表中信息，质量相同，比较升高相同的温度所用加热时间，故小明采用的是方案二。

②[4]分析表中数据知，取相同质量的两种物质，升高相同的温度，水吸收的热量多，即水的吸热能力强。