上海上海中学东校物理第十二章 机械能和内能（提升篇）（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．小华骑自行车下坡时，想到一个问题：“从斜面下滑物体的快慢与哪些因素有关呢？”回家后她找来了小车、停表、刻度尺和充当斜面的木板进行探究，如图所示。首先对影响小车下滑快慢的因素做出以下猜想，猜想一：与小车的质量有关；猜想二：与斜面的高度有关；猜想三：与斜面的长度有关。
（1）根据所学知识，物体下滑时的动能是由重力势能转化而来的，而同一物体质量不变，高度越大势能越大，下滑速度________（选填越大或越小），断定猜想二是正确的。 （2）为了验证猜想一，小华设计的方案是在小车内放置不同数量的钩码，分别从高度相同的同一斜面的顶端由静止释放，用停表测出小车由顶端下滑到底端的时间．小华测量的结果如下表，她怀疑第三次测量错误，这时她想起释放时推了一下小车，对此她进行了反思：释放时推了一下小车，小车的动能________，下滑时间缩短．于是修正了这一错误并进行了重新测量，发现时间仍为2.5秒。表中四个数据的下滑路程和时间都相同，即速度相同，说明从斜面下滑物体的快慢跟质量________（选填有关或无关），猜想一是________（选填正确或错误）的。 实验次数 小车内放置钩码的质量m/g 时间t/s 1 0 2.5 2 50 2.5 3 100 2.0 4 150 2.5 （3）为了验证猜想三，小华设计的方案是将同一小车分别从高度相同、长度不同的不同斜面的顶端由静止释放，用停表测出下滑到底端的时间。她通过测量发现下滑的时间不同，于是得出速度不同、猜想三是正确的结论。请对小华这一探究作出评价，指出她“速度不同”判断错误的原因是路程________（选填“相同”或“不同”），不能只比较时间。正确的方法是计算出每次下滑的速度，才能下结论。
（4）小华又作出：“小车下滑的快慢还与斜面倾角有关”的猜想，你认为在斜面长度相同的条件下，她________（选填“需”或“不需”）要对这一猜想进行探究，原因是倾角是指斜面与水平面之间的夹角，夹角大小代表斜面陡与平的程度，倾角越大高度____________。
【答案】越大 增大 无关 错误 不同 不需 越大 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]同一物体质量不变，高度越大势能越大，下滑时转化的动能越大，速度越大。 (2)[2]释放时推了一下小车，使小车的初速度增大，增大了物体的动能。
[3][4]由表中数据可知，当质量不同时，小车滑到低端的时间相同，速度相同，说明从斜面下滑物体的快慢跟质量无关，所以猜想一是错误的。
(3)[5]小华设计的方案中，小车运动的路程不同，不能通过相同路程比时间的方法来比较运动的快慢。
(3)[6][7]倾角是斜面与水平面之间的夹角，夹角大小代表斜面倾斜程度，倾角越大高度越大，所以不需要探究小车下滑的快慢还与斜面倾角的关系。
2．小明用三根材料和厚度相同但长宽不同的橡皮条、一个弹珠，探究“影响橡皮条弹性势能的因素”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性限度范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：
橡皮条宽（cm） 0.5 0.5 1.0 橡皮条长（cm） 20 30 20 次数 1 2 3 橡皮条 a b c 弹射的水平距离/m 10.1 8.2 14.0
请回答以下问题：
（1）实验中是通过比较________________来间接反映橡皮条的弹性势能大小，下列实验中采取的方法与这一方法不同的是________（填字母）。
A．在研究影响电热大小的因素时，我们可以将电热的多少转换成液柱上升的高度 B．判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定 C．研究电流时，将它比作水流
（2）比较第1、2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的________有关；比较第1、3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的________有关；你猜想影响橡皮条弹性势能的因素可能还有______________。 （3）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是________。
A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的 （4）请你对小明的实验做出评价_________（写出一条即可）。
【答案】弹珠被弹射的水平距离 C 长度 宽度 橡皮条的厚度 D 多做几次实验，使实验结果具有普遍性 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]实验通过弹珠被弹射的水平距离反映橡皮条的弹性势能大小，弹珠弹射的越远，说明皮条的弹性势能转化为弹珠的动能越多，说明皮条具有的弹性势能越多。
[2]AB．电热的多少转化为液柱上升的高度，是否有电流转化为灯泡是否发光，应用的转化法与实验中的方法相同，故AB不符合题意；
C．研究电流时，将它比作水流，是类比法，与实验中的方法不同，故C符合题意。 故选C。
(2)[3]比较第1、2次实验，橡皮条宽相同，橡皮条长不同，弹射的水平距离不同，说明拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。
[4]比较第1、3次实验，橡皮条长相同，橡皮条宽不同，弹射的水平距离也不同，说明拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关。
[5]影响橡皮条弹性势能的因素除橡皮条的长度和厚度外，可能还与橡皮的厚度有关。 (3)[6]由实验数据可知，橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度和宽度有关，在伸长量相同时，长度越短弹性势能越大，宽度越宽弹性势能越大，所以弹性势能最大的橡皮条应当选短而宽的橡皮条，故选D。
(4)[7]实验设计应用了控制变量法和转化法，但实验次数太少，使实验结论得出具有偶然性，应当多做几次实验，使实验结果具有普遍性。
3．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
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】 c?(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℃4．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。
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）
上海上海中学东校物理第十二章 机械能和内能(提升篇)(Word版 含解析)
