洛阳市第一高级中学物理第十二章 机械能和内能达标检测（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。
2．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如图乙所示，并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像如图丙中a线所示。
(1)实验的第2-4min的过程中，水______（选填“吸”或“不吸”热）；
(2)已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放热量仅60%能被水吸收，4min 内水吸收的热量为______J，则该燃料的热值为 ______J/kg；（整个过程中忽略水的质量变化） (3)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，绘出了如图所示丙中b线，则这杯水的质量______（选填“大于”、“等于”、或“小于”）上一杯水质量。 【答案】吸 5.04?104J 2.1?106J/kg 相等 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由图象知，水沸腾时温度保持99℃，说明水的沸点为99℃，水沸腾的特点是：不断吸热，但温度不变；此时水面上方的气压小于一标准大气压；在第2～4min的过程中，水的温度不变，但内能增大。
(2)[2]水4min吸收的热量为2min吸收热量的2倍，水4min吸收热量
?=2cm?t-t0??2?4.2?103J?kg?℃??100?10?3kg??99℃?93℃??5.04?104J Q吸=2Q吸[3]由图乙可知燃料质量
m?30g?25.8g?4.2g
由?=Q吸可得燃料放出热量 Q放Q放?Q吸?
而Q放?mq，故有
Q吸?该燃料的热值
=mq
Q吸5.04?104Jq===2.1?106Jkg -3m?4.2?10kg?60%(3)[4]由图丙可知，相同时间，两杯水吸收的热量相同，温度变化相同，根据Q=cm△t可知质量的大小相等。
3．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。
4．回顾实验和探究：比热容概念的建构
器材 烧杯、______相等的水和煤油、两个规格相同的电加热器、温度计、______。 装置 过程 两只烧杯中盛有______相同的水和煤油，用电加热器加热2分钟，我们发现______温度升高的高，若升高相同的温度，______加热时间长，______吸收的热量多。 一定质量的某种物质，温度升高时吸收的热量与______之比，叫做这种物质的比热容，在数值上等于______质量的某种物质温度升高______所吸收的热量。 结论 方法 实验中用______来反映物质吸收的热量，这种研究方法是______。 讨论 电加热器工作时，将______能转化为内能；水吸收热量，温度升高，内能发生了______。
【答案】质量 秒表 质量 煤油 水 水 质量和升高温度之积 单位 1℃ 加热时间 转换法 电 转移 【解析】 【分析】
【详解】
[1][2]所用到的器材除烧杯、质量相等的水和煤油、两个规格相同的电加热器温度计以外，还要记录测量时间用的秒表。
[3][4][5][6]两个烧杯中盛有质量相同的水和油，用电加热器加热两分钟，会发现煤油温度升高的高，如果升高相同的温度，水加热的时间长，那么可以得知水吸收的热量最多。 [7][8][9]一定质量的物质，温度升高时吸收的热量与质量和升高温度乘积之比叫做比热容，在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。
[10][11]实验中用加热时间来反应物质吸收的热量，这种研究方法是转换法。
[12][13]电加热器工作时消耗了电能，将电能转化为内能，水吸收热量，温度升高，内能发生了转移。
5．探究不同物质的吸热能力
(1)如图所示，在探究“不同物质的吸热能力”实验中，小雨同学在两只烧杯中装入______相同的食用油和水，用相同的酒精灯给它们加热，目的是使食用油和水在相同时间内______，从而通过______来反映吸收热量的多少；
(2)小雨同学进行实验时，每隔一分钟记录食用油和水的温度，记录的实验数据如下表： 升高的温度?t/°C 食用油的加热时间t/min 水的加热时间t/min 5 1 2 10 2 4 15 3 6 20 4 8 25 5 10
根据实验数据可以发现______相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是______的。为了表示物质的这种特性，物理学中引入物理量______，定义是：一定质量的某种物质在温度升高时所吸收的热量，与它的______和______的比值；
(3)小明同学认为比较不同物质的吸热能力，除了利用上述方法外，还可以使______相同的不同物质吸收相同的热量，比较______。
【答案】质量 吸收的热量相同 加热时间 质量 不同 比热容 质量 升高的温度乘积
洛阳市第一高级中学物理第十二章 机械能和内能达标检测(Word版 含解析)
