兰州市树人中学物理第十二章 机械能和内能单元试卷（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．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。
20 min后的水温/℃ 14 16 18 40 min后的水温/℃ 17 19 23 60 min后的水温/℃ 19 22 28 材料 初温/℃ 普通管 三高管 紫金管 12 12 12
【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。
2．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。 实验 序号 1 2 3 4 5 6 水泥样品 厚度/cm 4 4 4 4 4 4 水泥样品 面积/cm2 100 100 100 100 100 100 铁锤高度 /cm 50 50 50 50 50 50 掺入纤维 种类 无 A纤维 A纤维 A纤维 B纤维 C纤维 纤维掺入 量/% 无 0.1 0.12 0.15 0.1 0.1 撞击 次数 20 80 95 100 90 98 （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。
3．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。
4．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示，实验中记录的数据如下表所示。 加热时间/min 0 甲的温度/°C 乙的温度/°C 30 10 1 34 18 2 38 26 3 42 34 4 46 42
(1)实验中应量取______相等的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中；用相同的电加热器加热，吸热多少可以通过______来反映（选填“温度计示数”或“加热时间”）； (2)如果甲物质是水，根据表格中的实验数据可知，乙物质的比热为_______J/(kg·°C)； (3)图中①是绘制的乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质，质量增加到原来的2倍，不考虑热损失，用相同的加热器加热，再绘制出一条温度随时间变化的曲线，则曲线为图中的第_______条。 【答案】质量 加热时间 2.1?103 ③ 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，需要利用控制变量法控制被加热物质的质量相同。
[2]在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，为了比较被加热物质吸收热量的多少，利用转换法，通过加热时间长短来反应吸收热量多少。
(2)[3]由表格可知，加热1min时，甲、乙吸收的热量相同，温度变化量分别为4°C、8°C，甲的温度变化量恰好是乙的一半；甲、乙质量相同，根据Q?cmΔt可知，乙的比热容为
?C?。 甲的一半，甲为水，则乙的比热容为2.1?10J/?kg?3(3)[4]由温度-时间图象可知，加热4min时，乙的温度变化量为32°C，不考虑热损失，用相同的加热器加热，将初温相同的乙物质，质量增加到原来的2倍，加热相同时间，它们吸收的热量相同，根据Q?cmΔt可知，质量大的温度变化量小一些，质量增加到原来的2倍，则温度变化量为原来的一半，故曲线为图中的第③条。
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，mA=mB (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。
兰州市树人中学物理第十二章 机械能和内能单元试卷(word版含答案)
