南京市南京市宁海中学 物理第十二章 机械能和内能单元综合测试（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m?100g，木块M?900g，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 0.1 2 0.15 3 0.2 4 0.35 5 0.45 6 0.5 PA的长L/m 木块在P点的速度平方v/m?s2??12? 0.2 0.3 0.4 0.7 0.9 1.0
①已知物体动能的表达式为
12
mv，分析重物和木块获得的总动能与重物的重力做功的多2
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L?0.7m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 0.63 2gh 【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重?mgL
[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
21W总动能1???0.1kg?0.9kg??0.2?m?s-1??0.1J
2重物的重力做功是
W重力1?mgL1?0.1kg?10N/kg?0.1m?0.1J
第2次实验中重物和木块获得的总动能是
W总动能2重物的重力做功是
1-12???0.1kg?0.9kg??0.3?m?s??0.15J 2W重力2?mgL2?0.1kg?10N/kg?0.15m?0.15J
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，v2与L成正比，当L?0.1m时，v2?0.2m?s-1??，那么
20.2?m?s-1??k?0.1m
2解得k?2m/s2，可得到v2?2m/s2?L，当L?0.7m时
v2?2m/s2?0.7m?1.4m2/s2
所以可知木块M在P点获得的动能是
W?11Mv2??0.9kg?1.4m2/s2?0.63J 22(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
mgh?12mv 2
解得v?2gh。
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。
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。
3．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。
4．甲同学用如图所示的实验装置探究阻力对小车运动的影响。他在水平桌面上分别铺上毛巾、棉布、木板，让小车从斜面上的同一位置由静止滑下，在水平面上分别标记出小车停下的位置。
(1)标记③是小车在_______表面上停下的位置；
(2)分析可知：水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越_______。（选填“快”或“慢”）推理可知：运动小车如果不受阻力作用，它将_______；
(3)乙同学用此装置让同一小车从不同高度处滑下，均在铺有木板的水平面上滑行，发现高度越高，小车在水平面上滑行距离_______，由此可知：小车重力势能的大小与小车所处_______有关。
【答案】木板 慢 一直做匀速直线运动 越远 高度 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]小车在水平桌面上所受的阻力越小，移动的距离越大，而水平桌面上铺上毛巾、棉布、木板时，小车在木板上受到的阻力最小，则移动的距离最大，故标记③是小车在木板表面上停下的位置。
(2)[2]水平表面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。
[3]由以上实验探究知，小车在水平桌面上受到的阻力越小，移动的距离就越小，由此可知，运动小车如果不受阻力作用，它将一直做匀速直线运动。
(3)[4]小车从此装置的不同高度滑下，则到达水平面时的速度不同，而小车与水平面接触的粗糙程度相同，即小车所受的阻力相同，那么小车所处的高度越高，到达水平面的速度就越大，小车在水平面上滑行的距离越远。
[5]小车在斜面上的高度越高，到达水平面时的速度就越大，即动能就越大，而动能是由重力势能转化来的，那么小车的动能越大，其重力势能也越大，所以小车重力势能的大小与小车所处的高度有关。
5．(1)甲实验：研究“阻力对物体运动的影响”，提供的铺垫材料分别是毛巾、棉布、木板，为了在实验的基础上进一步科学推理出物体不受力时的运动状态，在水平桌面上铺垫实验材料的顺序应是______；
A．毛巾、棉布、木板 B．木板、毛巾、棉布 C．毛巾、木板、棉布 D．棉布、木板、毛巾
南京市南京市宁海中学 物理第十二章 机械能和内能单元综合测试(Word版 含答案)
