上海田林第三中学物理第十二章 机械能和内能单元培优测试卷
一、初三物理第十二章 机械能和内能 易错压轴题提优（难）
1．某实验小组用图所示的装置粗略测量蜡的热值q，图中A桶内装有水，B为下部开了许多通气孔的罩子
(1)要完成本实验，还需要的测量工具是天平、砝码和______； (2)罩子B的主要作用是______；
(3)实验收集的数据为：A桶中水的质量为m水，水的初温为t1，末温为t2，蜡烛燃烧前的质量为m1，燃烧后的质量为m2。则蜡的热值q=______（水的比热容为c水）； (4)实验测出的热值会比真实值偏小，造成这一偏差的原因可能是______（至少有一个选项正确，将正确选项的字母填在横线上）。 A．蜡烛没有完全燃烧 B．桶A中水的质量太多 C．桶A吸收了部分热量
D．蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中 【答案】温度计 防止热散失 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]测量蜡的热值时，根据q?c水m水(t2?t1)m1?m2 ACD
Q放m的原理进行实验，而蜡的质量用天平进行测量，燃烧
焟放出的热量Q放在忽略热散失的情况下，等于A桶中内水吸收的热量，而Q吸=c水m(t-t0)，所以还需要温度计来测量温度。
(2)[2]罩子B的作用是防止蜡燃烧放出的热量散失到空气中。 (3)[3]由题意知，水吸收的热量
Q吸=c水m水(t2-t1)
而Q吸=Q放，那么蜡的热值
q?(4)[4]据q?Q放m1?m2?c水m水(t2?t1)m1?m2
Q放m，实验中造成测量的热值比实际值偏小的原因有：蜡烛没有完全燃烧，造
成放出的热量偏少，则热值偏小；桶A中吸收了部分热量造成水吸收的热量比实际放出的热量少，则热值偏小；蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中，造成测量的热量偏少，则热值偏小。故ACD选项都有可能。
2．用如图甲所示装置进行实验，比较A、B两种不同物质的吸热能力。在两个相同的烧瓶中分别装入初温、质量相同的A、B两种液体，分别接入甲、乙两段电阻丝，实验中记录下A、B两种液体的温度。
(1)要完成该实验探究，除了图甲中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和______。 (2)为保证A、B两物质能吸收相同的热量，对甲、乙两段电阻丝的阻值要求R甲______R乙（选填“?”、“?”或“?”）。
(3)小明根据实验测得的数据分别描绘出了A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图乙所示。若加热过程中无热量损失，由乙图分析可知______（选填“A”或“B”）液体的吸热能力强。
(4)若A的比热容为4.2?103J/(kg?oC)，则B的比热容为______J/(kg?oC)。
【答案】秒表 ? A 2.1?103 【解析】 【分析】
(1)实验中需要测量通电的时间；
(2)电流产生的热量与电流的大小、通电时间和电阻的大小有关； (3)比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
(4)根据两种液体的温度随加热时间变化的图象得出加热5分钟A、B升高的温度，根据
c?Q，在质量和吸热相同的情况下升高的温度与比热容成反比，从而求出B的比热m△t容。
【详解】
(1)[1]实验中需要测量导体通电的时间，所以需要用到秒表。
(2)[2]为保证A、B两物质能吸收相同的热量，根据控制变量法可知，实验中甲、乙两段电阻丝的阻值要相同。
(3)[3]根据描绘出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象知，加热相同时间，A液体升温小，根据比较吸热能力的第2种方法，A的吸热能力强；
(4)[4]根据描绘出的A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象知，加热5分钟（吸热相同），B液体升高的温度为
?tB?50?C?10?C?40?C
A液体升高的温度为
?tA?30?C?10?C?20?C
根据c?比热容
Q可知，在质量和吸热相同的情况下，升高的温度与比热容成反比，故B的m△tcB?
tA20℃?cA??4.2?103J?kg?℃??2.1?103J?kg?℃? tB40℃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．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，
Q吸?2Q吸??2?cm?t?2?4.2?103J/?kg?C??0.1kg??99?C?96?C??5.04?104J
燃料燃烧的质量
m??30g?25.8g?4.2g?4.2?10?3kg
此过程中燃料所放热量仅60%能被水吸收，根据??的热值
Q吸?100%以及Q放?mq可知燃料Q放Q吸5.04?104J6q???2?10J/kg ?3?m?60%4.2?10kg?60%(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?cmΔt可知两杯水的质量大小相等。
5．《民法典》要求物业服务企业等建筑物管理人员应采取必要的安全保障措施，防止高空抛物现象发生。小明对物体从高空落到地面的破坏力进行模拟探究： 实验器材：几张大小相同的普通白纸、表面涂有黑色粉末的篮球、刻度尺
实验过程：将同一个篮球从不同高度由静止释放，落到铺在地面的白纸上，实验记录如下表
(1)实验中，蓝球从高空坠落的破坏力可以通过__________反映出来，这种研究物理的方法是_________ 法；
(2)根据实验现象，可以得出的结论是_____________；
(3)在建筑高层楼房时，为了避免高空施工建筑物坠落砸伤地面上的人，请你为工程队提一条预防措施________________________（合理即可）
【答案】篮球在白纸上留下的圆斑大小 转换 质量相等的物体，所处的高度越高，落到地面破坏力越大 在主通道顶部装设安全防护棚（安装防护棚网或封闭作业） 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2]实验中，为了能够比较物体从高空坠落的破坏力大小，我们可以通过篮球在在白纸上留下的圆斑大小来反映，这种方法称之为转换法。
(2)[3]根据表中数据可知，同一个物体，由静止释放的高度越大，在白纸上留下的圆斑越大，即质量相等的物体，所处的高度越高，落到地面破坏力越大。
(3)[4]为了避免高空施工建筑物坠落砸伤地面上的人，在建筑高层楼房时，在主通道顶部装设安全防护棚、安装防护棚网或封闭作业。
上海田林第三中学物理第十二章 机械能和内能单元培优测试卷
