上海市北初级中学物理第十二章 机械能和内能单元测试卷附答案

上海市北初级中学物理第十二章 机械能和内能单元测试卷附答案

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．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。

3．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 64 92 升温20°C所需时间/s 92 163 升温30°C所需时间/s 124 220 沙子 30 水 30

(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。

4．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热已知。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表： 燃料 煤油 菜籽油 加热前的水温/℃ 25 25 燃料燃尽后水温/℃ 44 34

(1)为了保证实验结论的可靠，小明同学应该选择两套完全相同的装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的______（质量/体积）相同，还要控制______相同；

(2)小明仔细观察发现：同一批次同一包装盒子中外形相同的温度计的读数不尽相同，为了选择两只完全相同的温度计小明应该在盒中先挑选多支读数______（相同/不同）的温度计，然后把它们一起放到一杯热水中，稍等一会儿后，再______； (3)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______；

(4)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的测量工具是：______。

【答案】质量 水的质量和初温 相同 挑选两支读数相同的温度计 煤油 天平 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1][2]根据Q吸?c水m水?t、Q放?qm可知，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的质量相同，还要控制水的质量和初温相同。

(2)[3][4]为了选择两只完全相同的温度计，小明应该在盒中先挑选多支读数相同的温度计，然后把它们一起放到一杯热水中，稍等一会儿后，再挑选两支读数相同的温度计。 (3)[5]从表中数据可以看到，燃料燃尽后水温变化较大的是煤油，根据Q吸?c水m水?t可知，煤油加热的水温度上升较高，那么煤油加热的水吸收热量较大，根据Q放?qm可知，煤油放出的热量较大，煤油和菜籽油的质量相同，则煤油的热值较大。

(4)[6]要计算出煤油和菜籽油的热值，从Q吸?c水m水?t、Q放?qm可知，水的比热容、初温、末温都是知道的，但是水的质量和燃料的质量不知道，那么需要天平来测量质量。

5．在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中：

(1)如图甲所示，小明为了完成实验，应使小车在水平面刚开始运动时具有______ （选填“相同”或“不同”）的速度，而让小车在不同的物体表面运动，目的是使小车运动过程中受到的阻力______（选填“相同”或“不同”）；

(2)实验中小明记录了三次实验小车运动的时间，发现实验①中小车运动运动时间最短， 实验③中小车运动运动时间最长，可以得到小车受到的阻力越小，速度减小得越______（选填“慢”或“快”）。由此推理得出：运动物体不受力时，将保持______运动状态； (3)完成上面的实验后，小明想探究动能的大小与速度的关系，实验过程如图乙：

在④、⑤两次实验中，小车的动能是由______能转化而来的；通过④、⑤两次实验可以得出：当______一定时，运动物体的速度越大，动能越大。如果在实验④的木板上铺上毛巾，实验⑤的木板上铺上棉布，那么通过该实验______（选填“仍能” 或“不能”）得到正确结论。

【答案】相同 不同 慢 匀速直线 重力势能 质量 不能 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，为了能够完成实验，应该使小车到达水平面刚开始运动时的速度相同。

[2]在“探究阻力对物体运动的影响”的实验中，为了使小车运动过程中受到的阻力不同，应该让小车在不同的物体表面运动。

(2)[3][4]实验①中小车受到的阻力最大，运动运动时间最短，实验③中小车受到的阻力最小，运动运动时间最长，可以得到小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。由此推理得出：运动物体不受力时，将保持原有的速度沿直线一直运动下去，即匀速运动状态。 (3)[5]探究动能的大小与速度的关系实验中，是将小车的重力势能能转化为小车的动能。 [6]由图可知，小车在斜面上的高度不同，运动到水平面具备的速度不同，则获得的动能不同，由④、⑤两次实验可以得出：当质量一定时，运动物体的速度越大，动能越大。 [7]实验④物体具备的初始动能比实验⑤的大，初始速度要大，动能的大小是通过木块移动的距离来反应的，所以要求木块所受摩擦力相同，即应该选择相同材料的接触面，而毛巾对物体的阻碍作用比棉布大，所以不能通过该实验得到正确结论。

6．相关资料表明，大部分重大交通事故是因为汽车超载超速造成的。兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象。如图，将小球从高度为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、丙三次实验，其中h1=h3>h2，mA=mB﹤mC：