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苏科版九年级全册第十二章 机械能和内能综合与测试优质课件ppt
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这是一份苏科版九年级全册第十二章 机械能和内能综合与测试优质课件ppt，文件包含第十二章机械能和内能单元测试基础过关作业解析版docx、第十二章机械能和内能单元测试基础过关作业原卷版docx等2份课件配套教学资源，其中PPT共0页， 欢迎下载使用。
第十二章 机械能和内能 单元测试（基础过关）
一、单选题
1．关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体内能一定多
B．运动快的物体内能一定多
C．太阳下曝晒的物体内能会增加
D．温度为0°C的物体内能为零
【答案】C
【解析】
A．内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，所以内能不仅和物体的温度有关，还与组成分子的多少有关，即与物体的质量有关，温度高的物体内能不一定大，故A错误；
B．物体的运动速度越大，动能越大，但内能不一定大，故B错误；
C．太阳下曝晒的物体是通过热传递的方式来使物体内能增加的，故C正确；
D．一切物体的分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体都有内能，温度为0ºC的物体也有内能，故D错误。
故选C。
2．下列实例中，既具有动能又具有重力势能的是 ( )
A．水平赛道上飞驰的赛车 B．戏水者从高处飞速滑下
C．打桩机将重锤举在高处 D．张弓待发时被拉开的弦
【答案】B
【解析】
A、水平赛道上飞驰的车只具有动能，无势能，故A错误；
B、戏水者从高处落下，高处说明有势能，落下来说明有动能，故B正确；
C、打桩机将重锤举在高处，重锤被举高具有势能，没有下落所以不具有动能，故C错误
D、张弓待发时被拉开的弦具有弹性势能，故D错误．
故选B．
【点睛】本题考查动能和势能定义，解题时要紧扣定义，只有同时符合两个定义的选项才是正确的．
3．关于的理解,下列说法中正确的是
A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B．若燃料燃烧不充分时，热值将减小
C．当燃料未燃烧时,其热值为零
D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
【答案】D
【解析】
A. 热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，不符合题意；B. 热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，不符合题意；C. 热值是燃料的一种特性，与燃料是否燃烧无关，不符合题意；D. 热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，符合题意；故选D.
【点睛】
热值是燃料的一种特性，它代表燃料性能的优劣，热值的大小与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关．
4．小红发现自己关于热传递、热量、温度的笔记有些错乱，请你帮助她把正确的挑选出来
A．温度高的物体所含的热量多，温度低的物体所含的热量少
B．热传递过程中传递的是温度
C．热传递过程中传递的是能量，改变的是温度
D．热量总是从含有热量多的物体传递给含有热量少的物体
【答案】C
【分析】
热传递是改变物体内能的方式之一，能量从高温物体传递给低温物体的过程叫热传递；热传递的条件：两个物体之间存在温度差；热传递的结果是两个物体的温度相同；在热传递过程中，传递能量的多少叫热量；高温物体在热传递过程中，温度降低内能减小，低温物体在热传递过程中，温度升高内能增加．
【解析】
A.热量是热传递过程中，传递能量的多少，是一个过程量，不是状态量，故A错误；
B.热传递过程中传递的是能量，而不是温度，故B错误；
C.热传递过程中传递的能量，高温物体放出热量，温度降低内能减小，低温物体吸收热量温度升高内能增加，故C正确；
D.热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，故D错误；
故选C．
5．如图所示的四个实例中，主要是利用热传递方式改变物体内能的是（ ）
A．锯木头锯条发热
B．划火柴点火
C．烧水时水温升高
D．铁丝来回弯折温度升高
【答案】C
【解析】
A．用锯锯木板，克服摩擦做功，使锯条发热，是通过做功的方式改变物体内能，故A不符合题意；
B．划火柴点火，火柴克服摩擦力做功，是通过做功的方式改变物体内能，故B不符合题意；
C．烧水时水温升高，是通过热传递的方式改变物体内能的，故C符合题意；
D．铁丝来回弯折温度升高，手对铁丝做功，使得铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功的方式改变物体内能，故D不符合题意。
故选C。
6．质量相等、温度相同的铜块和水放出相同的热量后，再把铜块放入水中后它们之间（ ）
A．不发生热传递 B．热量由水传给铜
C．温度由铜传给水 D．热量由铜传给水
【答案】B
【解析】
质量和初温都相同的水和铜块，当它们放出相同的热量后，根据Q＝cm△t可知：当Q和m一定的情况下，c越大，△t越小，根据c铜
物体间发生热传递的条件是有温度差，先结合热量公式Q＝cm△t分析铁块和水的温度关系，判断出铁块和水的末温大小后，再判断热传递的方向．
7．如图所示，是四冲程汽油机的剖面图，以下说法正确的是（ ）
A．完成1个冲程，活塞往复运动1次
B．吸气冲程，活塞向上运动
C．压缩冲程，气缸内气体内能减少
D．做功冲程，内能转化为机械能
【答案】D
【解析】
A．内燃机活塞在往复运动中从气缸的一端运动到另一端叫冲程；因为一个工作循环飞轮转2圈，曲轴转动2周，完成四个工作冲程，活塞往复两次，故A错误；
B．汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故B错误；
C．在压缩冲程中，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故C错误；
D．在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故D正确；
故选D。
8．.经常下厨的小关发现，同时用相同的煤和燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油，油的温度总是升高得快些．这是因为
A．水的比热容小，吸热后温度升高得慢
B．油的比热容小，吸热后温度升高得快
C．在相同的时间内，水吸收的热量较多
D．在相同的时间内，油吸收的热量较多
【答案】B
【解析】
用相同的燃气灶加热，相同时间内水和食用油吸收的热量相同，故CD错误；
质量相等、初温相同的水和食用油，相同时间内吸收的热量相同，因为水的比热容大于食用油的比热容，根据Q=cm△t知，油的温度升高得快些，故A错误、B正确．
9．用如图所示的装置，先后加热初温、质量均相同的水和煤油，比较两种液体比热容的大小，多次实验表明；要让水和煤油升高相同的温度，水需要的加热时间更长，以下关于该实验的操作及分析错误的是（ ）
A．水比煤油的比热容大
B．加热时用玻璃棒不断搅拌，是为了水和煤油受热均匀
C．实验中可以不使用温度计，让水和煤油都沸腾后再比较加热时间
D．相同质量的水和煤油，若吸收相同热量后，煤油比水升高的温度大
【答案】C
【分析】
(1)相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
(2)用搅拌器搅拌，目的是使得液体受热均匀；
(3)水和煤油的沸点不同，加热时间也不同，无法比较比热容的大小；
(4)根据，相同质量的水和煤油，若吸收相同热量后，煤油比水升高的温度大。
【解析】
A．相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化大的吸热能力弱，比热容小，水的比热容大于煤油的比热容，故A正确，不符合题意；
B．实验中搅拌器的作用是：使液体受热均匀，故B正确，不符合题意；
C．水和煤油的沸点不同，加热时间也不同无法比较比热容的大小，故C错误，符合题意；
D．由于煤油的比热容小，根据，质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，煤油的温度比水的温度升高得大，故D正确，不符合题意。
故选C。
10．在下面一些常见物质的比热容表中，分析归纳出几个结论，正确的是
一些常见物质的比热容/[J/(kg]
水4.2×103
水银0.14×103
玻璃0.84×103
钢、铁0.46×103
冰2.1×103
酒精2.4×103
木材2.4×103
铜0.39×103
煤油2.1×103
沙石约0.92×103
铝0.88×103
铅0.13×103
A．同一种物质的比热容都一样
B．不同物质的比热容都不一样
C．固体的比热容都比液体的小
D．相同质量的水和煤油，升高相同的温度，煤油吸收的热量少
【答案】D
【解析】
A．分析表中数据可知，水和冰是水的两种状态，比热容并不相同，故选项 A不符合题意：
B．在表中，冰和煤油的比热容相同，故 选项B 不符合题意；
C．在表中，木材是固体，木材的比热容比煤油、水银的比热容都大，故选项 C 不符合题意；
D．根据Q=cm∆t分析可知，质量相同的不同物质，升高相同的温度，比热容大的吸收热量多，故选项D符合题意．
11．如图所示，有一小球沿粗糙的曲面从A点出发运动到C点，再从D点抛出，虚线DEF为小球在空中的运动轨迹。其中B、D、F等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球在E点的动能为0
B．小球在B、D、F三点的重力势能相等
C．从A运动到C的过程，小球的动能转化为重力势能
D．从A运动到D的过程，小球的机械能不变
【答案】B
【解析】
A．小球在E点时，还有水平向右的速度，故动能不为0，故A错误；
B．小球在B、D、F三点的高度相等，故重力势能相等，故B正确；
C．从A运动到C的过程中，是小球的重力势能转化为动能，故C错误；
D．从A运动到D的过程，因为曲面是粗糙的，故机械能的一部分克服摩擦力做功，机械能减小，故D错误。
故选B。
12．根据表格中数据，下列说法不正确的是（ ）
物质
铁
铝
铜
煤油
ρ/（kg•m-3）
7.9×103
2.7×103
8.9×103
0.8×103
c/（J（kg•℃））
0.46×103
0.88×103
0.39×103
2.1×103
A．质量、初温都相同的铁块和铜块，放出相同的热量后，将两个金属块靠在一起，铁块会向铜块传热
B．体积、初温都相同的铁块和铝块，吸收相同的热量后，将两个金属块靠在-起，铁块会向铝块传热
C．煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5，则升高温度之比为3:1
D．给等质量的铜块和铝块加热，它们吸收热量多少与升高的温度的关系可用图象表示（如图），其中图象b表示的是铜块
【答案】B
【解析】
A．由知道，铜块和铁块质量相同，放出的热量相同，比热容大的物体，降低的温度少；由于c铜
即铁块的末温低，二者接触，热量将从铝块向铁块传递，故B错误，符合题意；
C．煤油和水体积之比为2:1，吸收热量之比为12:5，由知道，升高温度之比
故C正确，不符合题意；
D．由知道，物质吸收热量多少与升高的温度比值
等质量的铜块和铝块，由于c铝>c铜，则
所以，其中图象b表示的是铜块，图象a表示的是铝块，故D正确，不符合题意。
故选B。
二、填空题
13．在日常生活中，我们经常用“热”字，但它们的含义往往不同。例如，“今天的天气很热”，这里的“热”字表示是______；“摩擦生热”，这里的“热”字表示的是______；“物体吸热升温”，这里的“热”字表示的是______。可见，同一个“热”字含义不同。（均选填“温度”“内能”“热量”）
【答案】温度 内能 热量
【解析】
[1]今天天气很热说明气温高，这里的“热”是指温度。
[2]摩擦生热是指通过做功的方式使物体的内能增大，这里的“热”是指内能。
[3]物体吸热升温，即物体吸收热量、温度升高，这里的“热”是指热量。
14．质量相等、温度不同的两个铁块，温度______的具有的内能大；温度相等、质量不等两个铁块，质量______的内能大。
【答案】高 大
【解析】
[1]质量相同、温度不同的铁块，质量和状态一定，所以温度高的内能大。
[2]温度相等、质量不同的铁块，温度和状态一定，所以质量大的内能大。
15．2019年1月3日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆．嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆．从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能_______，机械能______．（选填“增加”或“不变”或“减少”）
【答案】减少 减少
【解析】
从距离月球表面100米高处到着陆在月球表面，此过程重探测器质量不变，高度降低为零，则其重力势能减少为零；着陆后探测器的速度减为零，则其动能也减少为零．因机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能减少．
16．家用轿车常用汽油机驱动，四冲程汽油机在__________冲程将一部分内能转化为机械能，其余的内能会使轿车发动机周围温度急剧升高，影响发动机正常工作。汽车中常利用水来散热，因为水的___________较大，这是利用____________的方式降低发动机的温度。
【答案】做功 比热容 热传递
【解析】
[1]汽油机工作时，在做功冲程中，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能。
[2][3]因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用水来冷却，这是通过的热传递的方式来改变发动机的内能。
17．2020年12月17日，“嫦娥五号”圆满完成月球采样返回地球。搭载“嫦娥五号”的长征号运载火箭选择液氢作为燃料，主要是因为液氢的______（比热容/热值）大，发射台下面的大水池装满水是利用水剧烈汽化时能______（放出/吸收）大量的热量来降低发射台温度。
【答案】热值 吸收
【解析】
[1]由于液氢的热值比较大，相同质量的液氢比其他燃料放出的热量多，因此选择液氢作为燃料。
[2]汽化吸热，大水池装满水是利用水汽化时吸收热量来降低发射台温度。
18．工匠用钢铁打制工具时，有一个重要流程叫“淬火”，把刚打制成型的工具放到炉火中充分煅烧，然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢工具的质量为0.5kg，温度为28°C放入828°C的炉火中煅烧足够长时间，迅速取出放入5kg、20°C的水中冷却。最后与水达到共同的温度，此工具在火炉中吸收了 ___________ 的热量；淬火后水的温度为 ___________ °C。（不计热量损失，c水=4.2×103J/(kg·°C)，c合金=0.42×103J/(kg·°C)）
【答案】1.68×105J 28
【解析】
[1]合金钢工具在火炉中吸收的热量
[2]将合金钢工具从炉火中迅速取出放入水中冷却，最后与水达到共同的温度，此时的合金放出的热量与水吸收的热相等，即
假设最终的温度为t，根据有
代入数据
解得
t=28°C
即淬火后水的温度为28°C。
19．如图所示，是冷水与热水混合时，温度随时间变化的图象，假设在热传递过程中没有热量损失，那么，由图中所给的信息可知，冷水与热水的质量之比是_____，冷水吸收热量与热水放出的热量之比是_____．
【答案】2∶1 1∶1
【分析】
知道冷水与热水的比热容相同，冷水与热水混合时，热水放出热量、温度降低，冷水吸收热量、温度升高，直到二者温度相等，热传递停止；从图可以得出冷水与热水的初温和末温，根据热平衡方程解答本题。
【解析】
[1][2]由图可知：热水的初温为80℃、末温为40℃
t热=80℃﹣40℃=40℃
冷水的初温为20℃、末温为40℃
t冷=40℃﹣20℃=20℃
根据热平衡方程：Q吸=Q放，则
Q吸∶Q放=1∶1
所以
c冷m冷t冷=c热m热t热
即
4.2×103J/（kg•℃）×m冷×20℃=4.2×103J/（kg•℃）×m热×40℃．
所以
m冷∶m热=2∶1
20．给1kg某物质加热时温度随时间变化的图象如图所示，已知该物质在固态下的比热容c1=2.1×103J/（kg·℃），设物质相同时间内从热源吸收的热量恒定不变，根据图象解答下列问题：
（1）在最初2min内，物质温度升高了40℃，则吸收的热量为______J；
（2）该物质在熔化过程中吸收的热量是______J；
（3）该物质在液态下的比热容是______；
（4）该物质加热到第4min时的内能______第8min时的内能（选墳“大于”、“等于”或“小于”）。（整个过程不考虑能量和质量的损失）
【答案】8.4×104J 3.36×105J 4.2×103J/（kg·℃） 小于
【解析】
（1）[1]在最初2min内，物质温度升高了40℃，则吸收的热量为
Q=cmΔt=2.1×103J/（kg·℃）×1kg×40℃=8.4×104J
（2）[2]2min内，该物质吸收的热量为8.4×104J，由图可知，熔化过程持续了8min，吸收的热量为
（3）[3]由图可知，加热4min，该物质在液态下温度升高40℃，则吸收的热量为
液态比热容为
（4）[4]加热过程中该物质不断吸热，则第4min时的内能小于第8min时的内能。
三、作图题
21．请在图中坐标定性画出酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象．
（____）
【答案】
【分析】
热值是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关．
【解析】
热值是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关，所以酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象是与热量Q平行的直线，如图所示：
22．海陆风是出现于近海和海岸地区的，具有日周期的地方性风。请在图中虚线框内用箭头表示出日间海陆风的吹拂方向。
【答案】
【分析】
根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点来分析炎热的天气里空气的流动方向。
【解析】
日间气温上升，水的比热容比泥土、沙石的比热容大，陆地和海水放出相同的热量，海水温度上升慢，陆地温度上升快，陆地上热空气上升，所以空气从海面吹向陆地形成风，如图所示：
。
23．如图为某同学正在投铅球过程，请画出铅球离开手后在空中运行直到落地过程其动能随时间变化的关系图像。（设铅球刚离开手时动能为E0）
【答案】
【解析】
铅球离开手后斜向上运动速度越来越小，达到最高点时，仍向前运动，速度不为0，所以动能变小，但不为0；过最高点后斜向下运动，速度越来越大，落地时速度大于离开手时的速度，所以动能越来越大，落地时动能大于离开手时动能E0，在空中运行直到落地过程其动能随时间变化的关系图像如下图所示：
四、实验题
24．在做功可以改变物体内能的实验中，老师演示了两个实验。
(1)实验一：如图甲所示把活塞迅速压下去，观察到硝化棉燃烧，这是因为活塞压缩气体做功，空气的内能______（选填“增加”或“减少”），温度______（选填“升高”或“降低”），达到棉花着火点的缘故。这个过程中是把机械能转化为______能，这与四冲程汽油机的______冲程相同；
(2)实验二：向装有少量水的瓶子内不断打气，使得瓶内的气压增大，当瓶塞跳起来时，可以看到瓶内出现白雾，这是因为水蒸气对瓶塞做功，内能______（填“增加”或“减少”），温度______（填“升高”或“降低”），水蒸气______（填一种物态变化）而成小液滴。
【答案】增加 升高 内 压缩 减少 降低 液化
【解析】
(1)[1][2]把活塞迅速压下去，活塞对筒内的气体做功，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，空气的内能增大，温度升高，当温度达到了硝化棉的燃点时，硝化棉便会燃烧。
[3][4]因为这个过程是将活塞的机械能转化为空气的内能，而汽油机的压缩冲程也是将机械能转化为内能，所以这个过程与汽油机的压缩冲程相同。
(2)[5][6][7]向装有少量水的瓶子内不断打气，使得瓶内的气压增大，当瓶内气压大到一定程度，瓶内空气对瓶塞做功，瓶内空气的内能转化为瓶塞的机械能，瓶内空气内能减小，温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化形成一些小水滴，这些小水滴就是看到的“白雾”。
25．现有图所示两套完全相同的装置。
①小华同学想验证：“液体吸收的热量跟液体的种类有关”。实验时两个烧杯中分别放温度相等的甲液体与乙液体，那么应该采用下表实验序号______（填字母）来做实验，用两个供热情况相同的酒精灯分别加热甲、乙液体（液体不沸腾），分别观察______。当液体达到某一温度时，就停止对它们加热。如果______不同，那么上述结论得到验证；
②小芳同学想验证：“液体吸收的热量跟液体的质量有关”，应该选用______（填字母）来做实验。
实验序号
甲液体
乙液体
甲乙液体质量
甲乙液体温度升高
A
水
水
不相同
相同
B
水
水
相同
不相同
C
煤油
水
相同
相同
D
煤油
水
相同
不相同
【答案】C 温度计的示数 加热时间 A
【解析】
①[1]在验证：“液体吸收的热量跟液体的种类有关”的实验中。应该根据控制变量法使液体的质量、升高的温度相同，液体的种类不同，所以应该采用下表实验序号C来做实验。
[2][3]用两个供热情况相同的酒精灯分别加热甲、乙液体（液体不沸腾），则通过加热时间长短就可以反应吸收热量的多少，所以只需要分别观察温度计的示数，当液体达到某一温度时（加热前后温度差相同时），就停止对它们加热。如果加热时间不同，那么上述结论得到验证。
②[4]验证：“液体吸收的热量跟液体的质量有关” 的实验中。应该根据控制变量法使液体的种类、升高的温度相同，液体的质量不同，所以应该采用下表实验序号A来做实验。
26．为了研究运动物体对其他物体做功本领的强弱与哪些因素有关，某物理学习小组利用原长为的弹簧、光滑轨道等器材进行实验，如图1所示。他们将不同物体从轨道的同一位置静止释放，使物体在水平面上以一定的速度冲向同一弹簧，弹簧压缩程度最大时如图2（a）、（b）、（c）所示，此时弹簧的长度分别为、、。（已知，）
（1）图2中运动物体对其他物体做功本领最弱的物体是______，理由是______ ；
（2）比较图2_______实验过程及相关条件，可得出的结论是______ 。
【答案】甲 图2（a）图弹簧被压缩的程度最小，具有的弹性势能最小 甲、乙 物体的动能越大，做功的本领就越强
【解析】
（1）[1][2]图2中，物体对弹簧做功，将物体的动能转化成弹性势能，由可知，图2（a）图弹簧被压缩的程度最小，具有的弹性势能最小，说明图2中运动物体对其他物体做功本领最弱的物体是甲。
（2）[3][4]比较甲、乙实验过程，质量不同的物体从同一高度滑下，滑到底端时动能不同，对弹簧做的功也不同，由此可得结论：物体的动能越大，做功的本领就越强。
27．在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小红让质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，撞击同一木块，如图甲所示（忽略小球与接触面的滚动摩擦以及撞击过程中的能量损失）。
（1）该实验是通过观察________来反映小球的动能大小；
（2）该实验可以得出结论：________，由此结论可以联想到：交通事故的危害程度与________（选填“超载”或“超速”）有很大关系；
（3）小李觉得利用图乙的装置，能探究“小球的动能大小与质量的关系”。只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块；小华觉得将质量不同的小球从同一高度静止释放（图丙）撞击同一木块，也能探究“小球的动能大小与质量的关系”。_______的设计方案不可行（选填“小李”或“小华”），如果用该方案，你将观察到的现象是_______。
【答案】木块移动的距离 速度一定时，质量越大动能就越大 超载 小李 木块移动的距离相同
【解析】
（1）[1]在同样的平面上木块被撞得越远，小球的动能就越大，实验采用转换法，通过比较滚下的小球撞击木块移动的距离，来比较小球动能的大小。
（2）[2]小球从同一斜面的同一高度静止释放，到达水平面时，小球的速度相同，质量越大，木块被撞得越远，由此可得速度一定时，质量越大动能就越大。
[3]当汽车超载时，在速度一定的情况下，由于汽车的质量变大了，其动能越大，越容易发生危害较大的事故。
（3）[4][5]小李的方案：若用质量不同的铁球将同弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验目的。
小华的方案：将质量不同的小球从同一高度静止释撞击同一木块，小球的速度相同，质量不同，故能探究小球的动能大小与质量的关系。
28．小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能可能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能可能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验序号
铁块质量m/g
铁块距桌高度H/cm
桌腿进入沙子的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
3.8
（1）实验中通过比较______来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中______（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：______。
【答案】桌腿陷入沙子的深度 ①④⑤ 质量一定，高度越高，其重力势能越大
【解析】
（1）[1]实验通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大。
（2）[2]要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验，故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。
（3）[3]比较表中①②③的实验数据，可以发现，质量相同，③中桌腿进入沙子的深度更深，所以，③中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
29．如图为同学们探究水和沙石的吸热能力的实验装置图。
表一
次数
物质
质量/g
升高1℃所用的时间/s
1
水
200
55
2
沙石
400
26
表二
1kg某物质升高1℃吸收的热量
水
沙石
(1)实验中除了温度计之外，还需要的测量工具是_____。实验中能说明被加热的物体内能增加了的现象是_____。
(2)实验小组的同学决定采用比较加热时间的方法来判断水和沙石的吸热能力，他们应该收集的证据是_____。
(3)表一为某实验小组同学记录的部分实验数据。设酒精灯一秒内供给的热量为q（加热过程中能量损失不计），结合表一中的数据，分别计算出“lkg的水和沙石升高1℃吸收的热量”填在表二中（__________），并根据数据得出实验结论。（计算结果中含有q）
结论：_____。
【答案】停表和天平 温度计示数升高 质量（和初温）相同的水和沙石多次分别升高相同温度时对应的加热时间
1kg某物质升高1℃吸收的热量
水
沙石
275q
65q
水比沙子吸热能力强 【解析】
【解析】
(1)[1]根据表中数据，要记录加热的时间，故用到有停表；要称量一定质量的物质，用到天平。
[2]实验中能说明被加热的物体内能增加了的现象是温度计示数升高；
(2)[3]实验小组的同学决定采用比较加热时间的方法来判断水和沙石的吸热能力，他们应该收集的证据是：质量（和初温）相同的水和沙石升高相同温度时对应的加热时间；
(3)[4]酒精灯1秒内供给的热量为q，由表中数据可知，200g水升高1℃时用时间为55s，酒精灯提供的热量为55q，1kg水温度升高1℃吸收的热量为
400g沙石升高1℃时用时间为26s，酒精灯提供的热量为26q，1kg沙石度升高1℃吸收的热量为
如下表所示：
1kg某物质升高1℃吸收的热量
水
沙石
275q
65q
[5]比较得1kg的水和沙石升高1℃吸收的热量相比，水吸收的热量多，所以水的吸热能力更强。
五、综合题
30．阅读材料并回答问题
热传递
改变物体内能的两种方式之一是热传递，热传递是通过热传导、热对流和热辐射三种方式来实现的。只要在物体内部或物体间有温度差存在，内能就必然以以上三种方式中的一种或多种从高温到低温处传递。
热传导是指内能从温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分的方式。热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生。不同物质的传热本领不同，容易传热的物体，叫做热的良导体，不容易传热的物体，叫做热的不良导体。金属都是热的良导体。陶瓷、羊毛、皮革、棉花、水、空气等都是热的不良导体。
热对流是指在流体中依靠流体的热胀冷缩和流动性来传热的方式。对流是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流比液体明显。
热辐射是指物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领，物体之间不依靠介质，利用放射和吸收彼此的电磁波（主要是红外线）直接传递能量的方式。热辐射是远距离传递能量的主要方式。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)改变物体内能的两种方式之一是热传递，另一种方式为______。
(2)在热传递的三种方式中，_____是液体和气体特有的传递方式，只有_____可以在真空中传递。
(3)下列现象中，主要通过热辐射方式进行热传递的是_____。
A．钢勺放在热汤中，很快就烫手了
B．暖气片通入热水后，不久全屋都暖和了
C．夏天站在阳光下，一会就热得出汗了
(4)我们冬天通常穿的羽绒服为什么可以保暖？（________）
【答案】做功 热对流 热辐射 C 见解析
【解析】
(1)[1]改变内能有两种方法，热传递和做功。
(2)[2][3]根据短文知道，热传递是通过热传导、热对流和热辐射三种方式来实现的。其中热对流是液体和气体特有的传递方式，只有热辐射可以在真空中传递。
(3)[4] A．放在热汤中的钢勺，很快连勺把都变得烫手了，是用热传导的方法改变物体的内能，故A不符合题意；
B．暖气片通入热水后，不久全屋都暖和了是通过热对流的方式改变的，故B不符合题意；
C．冬天人站在阳光下感下暖和，是通过热辐射的方式使人暖和，故C符合题意。
故选C。
(4)[5]由于羽绒是热的不良导体，所以，不易发生热传导，故具有良好的保温效果。
六、计算题
31．一壶质量为2千克，温度为20℃的水，加热到70℃（已知c水=4.2×103焦/（千克·℃）。求：
（1）水升高的温度Δt；
（2）水吸收的热量Q；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了1.68×105焦的热量，求水的末温t末。
【答案】（1）50℃；（2）4.2×105J；（3）90℃
【解析】
解：（1）水升高的温度为
Δt=70℃-20℃=50℃
（2）水吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×105J
（3）接着再继续加热，若水又吸收了1.68×105焦的热量，水升高的温度为
水的末温为
t末=70℃+20℃=90℃
答：（1）水升高的温度为50℃；
（2）水吸收的热量为4.2×105J；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了1.68×105焦的热量，水的末温为90℃。
32．物理兴趣小组的同学在研究“砂石和某种液体谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯，分别给盛放在相同容器中质量都是100g的砂石和某种液体加热他们绘制出砂石与液体的温度随加热时间变化的图像分别如图a、b所示，己知酒精的热值是3×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗1g酒精，已知砂石的比热容是0.84×103J／（kg·℃），那么请问：
(1)加热2min时，砂石吸收的热量；
(2)求出该液体的比热容；
(3)酒精灯加热液体时的效率是多少。
【答案】(1)21000J；(2)4200J/（kg•℃）；(3)70%
【解析】
(1)加热2min时，砂石吸收的热量
(2) 加热2min时，酒精释放的热量相同，故该液体也在这两分钟内吸收了相同的热量，故其液体的比热容为
(3)酒精完全燃烧释放的热量为
酒精灯加热液体时的效率是
答：(1)加热2min时，砂石吸收的热量；
(2) 该液体的比热容；
(3) 酒精灯加热液体时的效率是70%。
第十二章 机械能和内能 单元测试（基础过关）
一、单选题
1．关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体内能一定多
B．运动快的物体内能一定多
C．太阳下曝晒的物体内能会增加
D．温度为0°C的物体内能为零
【答案】C
【解析】
A．内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，所以内能不仅和物体的温度有关，还与组成分子的多少有关，即与物体的质量有关，温度高的物体内能不一定大，故A错误；
B．物体的运动速度越大，动能越大，但内能不一定大，故B错误；
C．太阳下曝晒的物体是通过热传递的方式来使物体内能增加的，故C正确；
D．一切物体的分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体都有内能，温度为0ºC的物体也有内能，故D错误。
故选C。
2．下列实例中，既具有动能又具有重力势能的是 ( )
A．水平赛道上飞驰的赛车 B．戏水者从高处飞速滑下
C．打桩机将重锤举在高处 D．张弓待发时被拉开的弦
【答案】B
【解析】
A、水平赛道上飞驰的车只具有动能，无势能，故A错误；
B、戏水者从高处落下，高处说明有势能，落下来说明有动能，故B正确；
C、打桩机将重锤举在高处，重锤被举高具有势能，没有下落所以不具有动能，故C错误
D、张弓待发时被拉开的弦具有弹性势能，故D错误．
故选B．
【点睛】本题考查动能和势能定义，解题时要紧扣定义，只有同时符合两个定义的选项才是正确的．
3．关于的理解,下列说法中正确的是
A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B．若燃料燃烧不充分时，热值将减小
C．当燃料未燃烧时,其热值为零
D．某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
【答案】D
【解析】
A. 热值是质量为1kg的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，不符合题意；B. 热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无关，不符合题意；C. 热值是燃料的一种特性，与燃料是否燃烧无关，不符合题意；D. 热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，符合题意；故选D.
【点睛】
热值是燃料的一种特性，它代表燃料性能的优劣，热值的大小与燃料的种类有关，与燃烧程度、质量的多少以及是否燃烧等均无关．
4．小红发现自己关于热传递、热量、温度的笔记有些错乱，请你帮助她把正确的挑选出来
A．温度高的物体所含的热量多，温度低的物体所含的热量少
B．热传递过程中传递的是温度
C．热传递过程中传递的是能量，改变的是温度
D．热量总是从含有热量多的物体传递给含有热量少的物体
【答案】C
【分析】
热传递是改变物体内能的方式之一，能量从高温物体传递给低温物体的过程叫热传递；热传递的条件：两个物体之间存在温度差；热传递的结果是两个物体的温度相同；在热传递过程中，传递能量的多少叫热量；高温物体在热传递过程中，温度降低内能减小，低温物体在热传递过程中，温度升高内能增加．
【解析】
A.热量是热传递过程中，传递能量的多少，是一个过程量，不是状态量，故A错误；
B.热传递过程中传递的是能量，而不是温度，故B错误；
C.热传递过程中传递的能量，高温物体放出热量，温度降低内能减小，低温物体吸收热量温度升高内能增加，故C正确；
D.热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，故D错误；
故选C．
5．如图所示的四个实例中，主要是利用热传递方式改变物体内能的是（ ）
A．锯木头锯条发热
B．划火柴点火
C．烧水时水温升高
D．铁丝来回弯折温度升高
【答案】C
【解析】
A．用锯锯木板，克服摩擦做功，使锯条发热，是通过做功的方式改变物体内能，故A不符合题意；
B．划火柴点火，火柴克服摩擦力做功，是通过做功的方式改变物体内能，故B不符合题意；
C．烧水时水温升高，是通过热传递的方式改变物体内能的，故C符合题意；
D．铁丝来回弯折温度升高，手对铁丝做功，使得铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功的方式改变物体内能，故D不符合题意。
故选C。
6．质量相等、温度相同的铜块和水放出相同的热量后，再把铜块放入水中后它们之间（ ）
A．不发生热传递 B．热量由水传给铜
C．温度由铜传给水 D．热量由铜传给水
【答案】B
【解析】
质量和初温都相同的水和铜块，当它们放出相同的热量后，根据Q＝cm△t可知：当Q和m一定的情况下，c越大，△t越小，根据c铜
物体间发生热传递的条件是有温度差，先结合热量公式Q＝cm△t分析铁块和水的温度关系，判断出铁块和水的末温大小后，再判断热传递的方向．
7．如图所示，是四冲程汽油机的剖面图，以下说法正确的是（ ）
A．完成1个冲程，活塞往复运动1次
B．吸气冲程，活塞向上运动
C．压缩冲程，气缸内气体内能减少
D．做功冲程，内能转化为机械能
【答案】D
【解析】
A．内燃机活塞在往复运动中从气缸的一端运动到另一端叫冲程；因为一个工作循环飞轮转2圈，曲轴转动2周，完成四个工作冲程，活塞往复两次，故A错误；
B．汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故B错误；
C．在压缩冲程中，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故C错误；
D．在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故D正确；
故选D。
8．.经常下厨的小关发现，同时用相同的煤和燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油，油的温度总是升高得快些．这是因为
A．水的比热容小，吸热后温度升高得慢
B．油的比热容小，吸热后温度升高得快
C．在相同的时间内，水吸收的热量较多
D．在相同的时间内，油吸收的热量较多
【答案】B
【解析】
用相同的燃气灶加热，相同时间内水和食用油吸收的热量相同，故CD错误；
质量相等、初温相同的水和食用油，相同时间内吸收的热量相同，因为水的比热容大于食用油的比热容，根据Q=cm△t知，油的温度升高得快些，故A错误、B正确．
9．用如图所示的装置，先后加热初温、质量均相同的水和煤油，比较两种液体比热容的大小，多次实验表明；要让水和煤油升高相同的温度，水需要的加热时间更长，以下关于该实验的操作及分析错误的是（ ）
A．水比煤油的比热容大
B．加热时用玻璃棒不断搅拌，是为了水和煤油受热均匀
C．实验中可以不使用温度计，让水和煤油都沸腾后再比较加热时间
D．相同质量的水和煤油，若吸收相同热量后，煤油比水升高的温度大
【答案】C
【分析】
(1)相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
(2)用搅拌器搅拌，目的是使得液体受热均匀；
(3)水和煤油的沸点不同，加热时间也不同，无法比较比热容的大小；
(4)根据，相同质量的水和煤油，若吸收相同热量后，煤油比水升高的温度大。
【解析】
A．相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化大的吸热能力弱，比热容小，水的比热容大于煤油的比热容，故A正确，不符合题意；
B．实验中搅拌器的作用是：使液体受热均匀，故B正确，不符合题意；
C．水和煤油的沸点不同，加热时间也不同无法比较比热容的大小，故C错误，符合题意；
D．由于煤油的比热容小，根据，质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，煤油的温度比水的温度升高得大，故D正确，不符合题意。
故选C。
10．在下面一些常见物质的比热容表中，分析归纳出几个结论，正确的是
一些常见物质的比热容/[J/(kg]
水4.2×103
水银0.14×103
玻璃0.84×103
钢、铁0.46×103
冰2.1×103
酒精2.4×103
木材2.4×103
铜0.39×103
煤油2.1×103
沙石约0.92×103
铝0.88×103
铅0.13×103
A．同一种物质的比热容都一样
B．不同物质的比热容都不一样
C．固体的比热容都比液体的小
D．相同质量的水和煤油，升高相同的温度，煤油吸收的热量少
【答案】D
【解析】
A．分析表中数据可知，水和冰是水的两种状态，比热容并不相同，故选项 A不符合题意：
B．在表中，冰和煤油的比热容相同，故 选项B 不符合题意；
C．在表中，木材是固体，木材的比热容比煤油、水银的比热容都大，故选项 C 不符合题意；
D．根据Q=cm∆t分析可知，质量相同的不同物质，升高相同的温度，比热容大的吸收热量多，故选项D符合题意．
11．如图所示，有一小球沿粗糙的曲面从A点出发运动到C点，再从D点抛出，虚线DEF为小球在空中的运动轨迹。其中B、D、F等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．小球在E点的动能为0
B．小球在B、D、F三点的重力势能相等
C．从A运动到C的过程，小球的动能转化为重力势能
D．从A运动到D的过程，小球的机械能不变
【答案】B
【解析】
A．小球在E点时，还有水平向右的速度，故动能不为0，故A错误；
B．小球在B、D、F三点的高度相等，故重力势能相等，故B正确；
C．从A运动到C的过程中，是小球的重力势能转化为动能，故C错误；
D．从A运动到D的过程，因为曲面是粗糙的，故机械能的一部分克服摩擦力做功，机械能减小，故D错误。
故选B。
12．根据表格中数据，下列说法不正确的是（ ）
物质
铁
铝
铜
煤油
ρ/（kg•m-3）
7.9×103
2.7×103
8.9×103
0.8×103
c/（J（kg•℃））
0.46×103
0.88×103
0.39×103
2.1×103
A．质量、初温都相同的铁块和铜块，放出相同的热量后，将两个金属块靠在一起，铁块会向铜块传热
B．体积、初温都相同的铁块和铝块，吸收相同的热量后，将两个金属块靠在-起，铁块会向铝块传热
C．煤油和水体积之比为2:1,吸收热量之比为12:5，则升高温度之比为3:1
D．给等质量的铜块和铝块加热，它们吸收热量多少与升高的温度的关系可用图象表示（如图），其中图象b表示的是铜块
【答案】B
【解析】
A．由知道，铜块和铁块质量相同，放出的热量相同，比热容大的物体，降低的温度少；由于c铜
即铁块的末温低，二者接触，热量将从铝块向铁块传递，故B错误，符合题意；
C．煤油和水体积之比为2:1，吸收热量之比为12:5，由知道，升高温度之比
故C正确，不符合题意；
D．由知道，物质吸收热量多少与升高的温度比值
等质量的铜块和铝块，由于c铝>c铜，则
所以，其中图象b表示的是铜块，图象a表示的是铝块，故D正确，不符合题意。
故选B。
二、填空题
13．在日常生活中，我们经常用“热”字，但它们的含义往往不同。例如，“今天的天气很热”，这里的“热”字表示是______；“摩擦生热”，这里的“热”字表示的是______；“物体吸热升温”，这里的“热”字表示的是______。可见，同一个“热”字含义不同。（均选填“温度”“内能”“热量”）
【答案】温度 内能 热量
【解析】
[1]今天天气很热说明气温高，这里的“热”是指温度。
[2]摩擦生热是指通过做功的方式使物体的内能增大，这里的“热”是指内能。
[3]物体吸热升温，即物体吸收热量、温度升高，这里的“热”是指热量。
14．质量相等、温度不同的两个铁块，温度______的具有的内能大；温度相等、质量不等两个铁块，质量______的内能大。
【答案】高 大
【解析】
[1]质量相同、温度不同的铁块，质量和状态一定，所以温度高的内能大。
[2]温度相等、质量不同的铁块，温度和状态一定，所以质量大的内能大。
15．2019年1月3日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆．嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆．从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能_______，机械能______．（选填“增加”或“不变”或“减少”）
【答案】减少 减少
【解析】
从距离月球表面100米高处到着陆在月球表面，此过程重探测器质量不变，高度降低为零，则其重力势能减少为零；着陆后探测器的速度减为零，则其动能也减少为零．因机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能减少．
16．家用轿车常用汽油机驱动，四冲程汽油机在__________冲程将一部分内能转化为机械能，其余的内能会使轿车发动机周围温度急剧升高，影响发动机正常工作。汽车中常利用水来散热，因为水的___________较大，这是利用____________的方式降低发动机的温度。
【答案】做功 比热容 热传递
【解析】
[1]汽油机工作时，在做功冲程中，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能。
[2][3]因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用水来冷却，这是通过的热传递的方式来改变发动机的内能。
17．2020年12月17日，“嫦娥五号”圆满完成月球采样返回地球。搭载“嫦娥五号”的长征号运载火箭选择液氢作为燃料，主要是因为液氢的______（比热容/热值）大，发射台下面的大水池装满水是利用水剧烈汽化时能______（放出/吸收）大量的热量来降低发射台温度。
【答案】热值 吸收
【解析】
[1]由于液氢的热值比较大，相同质量的液氢比其他燃料放出的热量多，因此选择液氢作为燃料。
[2]汽化吸热，大水池装满水是利用水汽化时吸收热量来降低发射台温度。
18．工匠用钢铁打制工具时，有一个重要流程叫“淬火”，把刚打制成型的工具放到炉火中充分煅烧，然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢工具的质量为0.5kg，温度为28°C放入828°C的炉火中煅烧足够长时间，迅速取出放入5kg、20°C的水中冷却。最后与水达到共同的温度，此工具在火炉中吸收了 ___________ 的热量；淬火后水的温度为 ___________ °C。（不计热量损失，c水=4.2×103J/(kg·°C)，c合金=0.42×103J/(kg·°C)）
【答案】1.68×105J 28
【解析】
[1]合金钢工具在火炉中吸收的热量
[2]将合金钢工具从炉火中迅速取出放入水中冷却，最后与水达到共同的温度，此时的合金放出的热量与水吸收的热相等，即
假设最终的温度为t，根据有
代入数据
解得
t=28°C
即淬火后水的温度为28°C。
19．如图所示，是冷水与热水混合时，温度随时间变化的图象，假设在热传递过程中没有热量损失，那么，由图中所给的信息可知，冷水与热水的质量之比是_____，冷水吸收热量与热水放出的热量之比是_____．
【答案】2∶1 1∶1
【分析】
知道冷水与热水的比热容相同，冷水与热水混合时，热水放出热量、温度降低，冷水吸收热量、温度升高，直到二者温度相等，热传递停止；从图可以得出冷水与热水的初温和末温，根据热平衡方程解答本题。
【解析】
[1][2]由图可知：热水的初温为80℃、末温为40℃
t热=80℃﹣40℃=40℃
冷水的初温为20℃、末温为40℃
t冷=40℃﹣20℃=20℃
根据热平衡方程：Q吸=Q放，则
Q吸∶Q放=1∶1
所以
c冷m冷t冷=c热m热t热
即
4.2×103J/（kg•℃）×m冷×20℃=4.2×103J/（kg•℃）×m热×40℃．
所以
m冷∶m热=2∶1
20．给1kg某物质加热时温度随时间变化的图象如图所示，已知该物质在固态下的比热容c1=2.1×103J/（kg·℃），设物质相同时间内从热源吸收的热量恒定不变，根据图象解答下列问题：
（1）在最初2min内，物质温度升高了40℃，则吸收的热量为______J；
（2）该物质在熔化过程中吸收的热量是______J；
（3）该物质在液态下的比热容是______；
（4）该物质加热到第4min时的内能______第8min时的内能（选墳“大于”、“等于”或“小于”）。（整个过程不考虑能量和质量的损失）
【答案】8.4×104J 3.36×105J 4.2×103J/（kg·℃） 小于
【解析】
（1）[1]在最初2min内，物质温度升高了40℃，则吸收的热量为
Q=cmΔt=2.1×103J/（kg·℃）×1kg×40℃=8.4×104J
（2）[2]2min内，该物质吸收的热量为8.4×104J，由图可知，熔化过程持续了8min，吸收的热量为
（3）[3]由图可知，加热4min，该物质在液态下温度升高40℃，则吸收的热量为
液态比热容为
（4）[4]加热过程中该物质不断吸热，则第4min时的内能小于第8min时的内能。
三、作图题
21．请在图中坐标定性画出酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象．
（____）
【答案】
【分析】
热值是指1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关．
【解析】
热值是燃料的一种特性，它和燃料的质量、放出热量的多少无关，所以酒精的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图象是与热量Q平行的直线，如图所示：
22．海陆风是出现于近海和海岸地区的，具有日周期的地方性风。请在图中虚线框内用箭头表示出日间海陆风的吹拂方向。
【答案】
【分析】
根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点来分析炎热的天气里空气的流动方向。
【解析】
日间气温上升，水的比热容比泥土、沙石的比热容大，陆地和海水放出相同的热量，海水温度上升慢，陆地温度上升快，陆地上热空气上升，所以空气从海面吹向陆地形成风，如图所示：
。
23．如图为某同学正在投铅球过程，请画出铅球离开手后在空中运行直到落地过程其动能随时间变化的关系图像。（设铅球刚离开手时动能为E0）
【答案】
【解析】
铅球离开手后斜向上运动速度越来越小，达到最高点时，仍向前运动，速度不为0，所以动能变小，但不为0；过最高点后斜向下运动，速度越来越大，落地时速度大于离开手时的速度，所以动能越来越大，落地时动能大于离开手时动能E0，在空中运行直到落地过程其动能随时间变化的关系图像如下图所示：
四、实验题
24．在做功可以改变物体内能的实验中，老师演示了两个实验。
(1)实验一：如图甲所示把活塞迅速压下去，观察到硝化棉燃烧，这是因为活塞压缩气体做功，空气的内能______（选填“增加”或“减少”），温度______（选填“升高”或“降低”），达到棉花着火点的缘故。这个过程中是把机械能转化为______能，这与四冲程汽油机的______冲程相同；
(2)实验二：向装有少量水的瓶子内不断打气，使得瓶内的气压增大，当瓶塞跳起来时，可以看到瓶内出现白雾，这是因为水蒸气对瓶塞做功，内能______（填“增加”或“减少”），温度______（填“升高”或“降低”），水蒸气______（填一种物态变化）而成小液滴。
【答案】增加 升高 内 压缩 减少 降低 液化
【解析】
(1)[1][2]把活塞迅速压下去，活塞对筒内的气体做功，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，空气的内能增大，温度升高，当温度达到了硝化棉的燃点时，硝化棉便会燃烧。
[3][4]因为这个过程是将活塞的机械能转化为空气的内能，而汽油机的压缩冲程也是将机械能转化为内能，所以这个过程与汽油机的压缩冲程相同。
(2)[5][6][7]向装有少量水的瓶子内不断打气，使得瓶内的气压增大，当瓶内气压大到一定程度，瓶内空气对瓶塞做功，瓶内空气的内能转化为瓶塞的机械能，瓶内空气内能减小，温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化形成一些小水滴，这些小水滴就是看到的“白雾”。
25．现有图所示两套完全相同的装置。
①小华同学想验证：“液体吸收的热量跟液体的种类有关”。实验时两个烧杯中分别放温度相等的甲液体与乙液体，那么应该采用下表实验序号______（填字母）来做实验，用两个供热情况相同的酒精灯分别加热甲、乙液体（液体不沸腾），分别观察______。当液体达到某一温度时，就停止对它们加热。如果______不同，那么上述结论得到验证；
②小芳同学想验证：“液体吸收的热量跟液体的质量有关”，应该选用______（填字母）来做实验。
实验序号
甲液体
乙液体
甲乙液体质量
甲乙液体温度升高
A
水
水
不相同
相同
B
水
水
相同
不相同
C
煤油
水
相同
相同
D
煤油
水
相同
不相同
【答案】C 温度计的示数 加热时间 A
【解析】
①[1]在验证：“液体吸收的热量跟液体的种类有关”的实验中。应该根据控制变量法使液体的质量、升高的温度相同，液体的种类不同，所以应该采用下表实验序号C来做实验。
[2][3]用两个供热情况相同的酒精灯分别加热甲、乙液体（液体不沸腾），则通过加热时间长短就可以反应吸收热量的多少，所以只需要分别观察温度计的示数，当液体达到某一温度时（加热前后温度差相同时），就停止对它们加热。如果加热时间不同，那么上述结论得到验证。
②[4]验证：“液体吸收的热量跟液体的质量有关” 的实验中。应该根据控制变量法使液体的种类、升高的温度相同，液体的质量不同，所以应该采用下表实验序号A来做实验。
26．为了研究运动物体对其他物体做功本领的强弱与哪些因素有关，某物理学习小组利用原长为的弹簧、光滑轨道等器材进行实验，如图1所示。他们将不同物体从轨道的同一位置静止释放，使物体在水平面上以一定的速度冲向同一弹簧，弹簧压缩程度最大时如图2（a）、（b）、（c）所示，此时弹簧的长度分别为、、。（已知，）
（1）图2中运动物体对其他物体做功本领最弱的物体是______，理由是______ ；
（2）比较图2_______实验过程及相关条件，可得出的结论是______ 。
【答案】甲 图2（a）图弹簧被压缩的程度最小，具有的弹性势能最小 甲、乙 物体的动能越大，做功的本领就越强
【解析】
（1）[1][2]图2中，物体对弹簧做功，将物体的动能转化成弹性势能，由可知，图2（a）图弹簧被压缩的程度最小，具有的弹性势能最小，说明图2中运动物体对其他物体做功本领最弱的物体是甲。
（2）[3][4]比较甲、乙实验过程，质量不同的物体从同一高度滑下，滑到底端时动能不同，对弹簧做的功也不同，由此可得结论：物体的动能越大，做功的本领就越强。
27．在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小红让质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，撞击同一木块，如图甲所示（忽略小球与接触面的滚动摩擦以及撞击过程中的能量损失）。
（1）该实验是通过观察________来反映小球的动能大小；
（2）该实验可以得出结论：________，由此结论可以联想到：交通事故的危害程度与________（选填“超载”或“超速”）有很大关系；
（3）小李觉得利用图乙的装置，能探究“小球的动能大小与质量的关系”。只需利用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块；小华觉得将质量不同的小球从同一高度静止释放（图丙）撞击同一木块，也能探究“小球的动能大小与质量的关系”。_______的设计方案不可行（选填“小李”或“小华”），如果用该方案，你将观察到的现象是_______。
【答案】木块移动的距离 速度一定时，质量越大动能就越大 超载 小李 木块移动的距离相同
【解析】
（1）[1]在同样的平面上木块被撞得越远，小球的动能就越大，实验采用转换法，通过比较滚下的小球撞击木块移动的距离，来比较小球动能的大小。
（2）[2]小球从同一斜面的同一高度静止释放，到达水平面时，小球的速度相同，质量越大，木块被撞得越远，由此可得速度一定时，质量越大动能就越大。
[3]当汽车超载时，在速度一定的情况下，由于汽车的质量变大了，其动能越大，越容易发生危害较大的事故。
（3）[4][5]小李的方案：若用质量不同的铁球将同弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验目的。
小华的方案：将质量不同的小球从同一高度静止释撞击同一木块，小球的速度相同，质量不同，故能探究小球的动能大小与质量的关系。
28．小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能可能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能可能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验序号
铁块质量m/g
铁块距桌高度H/cm
桌腿进入沙子的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
3.8
（1）实验中通过比较______来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中______（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：______。
【答案】桌腿陷入沙子的深度 ①④⑤ 质量一定，高度越高，其重力势能越大
【解析】
（1）[1]实验通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大。
（2）[2]要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验，故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。
（3）[3]比较表中①②③的实验数据，可以发现，质量相同，③中桌腿进入沙子的深度更深，所以，③中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
29．如图为同学们探究水和沙石的吸热能力的实验装置图。
表一
次数
物质
质量/g
升高1℃所用的时间/s
1
水
200
55
2
沙石
400
26
表二
1kg某物质升高1℃吸收的热量
水
沙石
(1)实验中除了温度计之外，还需要的测量工具是_____。实验中能说明被加热的物体内能增加了的现象是_____。
(2)实验小组的同学决定采用比较加热时间的方法来判断水和沙石的吸热能力，他们应该收集的证据是_____。
(3)表一为某实验小组同学记录的部分实验数据。设酒精灯一秒内供给的热量为q（加热过程中能量损失不计），结合表一中的数据，分别计算出“lkg的水和沙石升高1℃吸收的热量”填在表二中（__________），并根据数据得出实验结论。（计算结果中含有q）
结论：_____。
【答案】停表和天平 温度计示数升高 质量（和初温）相同的水和沙石多次分别升高相同温度时对应的加热时间
1kg某物质升高1℃吸收的热量
水
沙石
275q
65q
水比沙子吸热能力强 【解析】
【解析】
(1)[1]根据表中数据，要记录加热的时间，故用到有停表；要称量一定质量的物质，用到天平。
[2]实验中能说明被加热的物体内能增加了的现象是温度计示数升高；
(2)[3]实验小组的同学决定采用比较加热时间的方法来判断水和沙石的吸热能力，他们应该收集的证据是：质量（和初温）相同的水和沙石升高相同温度时对应的加热时间；
(3)[4]酒精灯1秒内供给的热量为q，由表中数据可知，200g水升高1℃时用时间为55s，酒精灯提供的热量为55q，1kg水温度升高1℃吸收的热量为
400g沙石升高1℃时用时间为26s，酒精灯提供的热量为26q，1kg沙石度升高1℃吸收的热量为
如下表所示：
1kg某物质升高1℃吸收的热量
水
沙石
275q
65q
[5]比较得1kg的水和沙石升高1℃吸收的热量相比，水吸收的热量多，所以水的吸热能力更强。
五、综合题
30．阅读材料并回答问题
热传递
改变物体内能的两种方式之一是热传递，热传递是通过热传导、热对流和热辐射三种方式来实现的。只要在物体内部或物体间有温度差存在，内能就必然以以上三种方式中的一种或多种从高温到低温处传递。
热传导是指内能从温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分的方式。热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生。不同物质的传热本领不同，容易传热的物体，叫做热的良导体，不容易传热的物体，叫做热的不良导体。金属都是热的良导体。陶瓷、羊毛、皮革、棉花、水、空气等都是热的不良导体。
热对流是指在流体中依靠流体的热胀冷缩和流动性来传热的方式。对流是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流比液体明显。
热辐射是指物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领，物体之间不依靠介质，利用放射和吸收彼此的电磁波（主要是红外线）直接传递能量的方式。热辐射是远距离传递能量的主要方式。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)改变物体内能的两种方式之一是热传递，另一种方式为______。
(2)在热传递的三种方式中，_____是液体和气体特有的传递方式，只有_____可以在真空中传递。
(3)下列现象中，主要通过热辐射方式进行热传递的是_____。
A．钢勺放在热汤中，很快就烫手了
B．暖气片通入热水后，不久全屋都暖和了
C．夏天站在阳光下，一会就热得出汗了
(4)我们冬天通常穿的羽绒服为什么可以保暖？（________）
【答案】做功 热对流 热辐射 C 见解析
【解析】
(1)[1]改变内能有两种方法，热传递和做功。
(2)[2][3]根据短文知道，热传递是通过热传导、热对流和热辐射三种方式来实现的。其中热对流是液体和气体特有的传递方式，只有热辐射可以在真空中传递。
(3)[4] A．放在热汤中的钢勺，很快连勺把都变得烫手了，是用热传导的方法改变物体的内能，故A不符合题意；
B．暖气片通入热水后，不久全屋都暖和了是通过热对流的方式改变的，故B不符合题意；
C．冬天人站在阳光下感下暖和，是通过热辐射的方式使人暖和，故C符合题意。
故选C。
(4)[5]由于羽绒是热的不良导体，所以，不易发生热传导，故具有良好的保温效果。
六、计算题
31．一壶质量为2千克，温度为20℃的水，加热到70℃（已知c水=4.2×103焦/（千克·℃）。求：
（1）水升高的温度Δt；
（2）水吸收的热量Q；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了1.68×105焦的热量，求水的末温t末。
【答案】（1）50℃；（2）4.2×105J；（3）90℃
【解析】
解：（1）水升高的温度为
Δt=70℃-20℃=50℃
（2）水吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×105J
（3）接着再继续加热，若水又吸收了1.68×105焦的热量，水升高的温度为
水的末温为
t末=70℃+20℃=90℃
答：（1）水升高的温度为50℃；
（2）水吸收的热量为4.2×105J；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了1.68×105焦的热量，水的末温为90℃。
32．物理兴趣小组的同学在研究“砂石和某种液体谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯，分别给盛放在相同容器中质量都是100g的砂石和某种液体加热他们绘制出砂石与液体的温度随加热时间变化的图像分别如图a、b所示，己知酒精的热值是3×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗1g酒精，已知砂石的比热容是0.84×103J／（kg·℃），那么请问：
(1)加热2min时，砂石吸收的热量；
(2)求出该液体的比热容；
(3)酒精灯加热液体时的效率是多少。
【答案】(1)21000J；(2)4200J/（kg•℃）；(3)70%
【解析】
(1)加热2min时，砂石吸收的热量
(2) 加热2min时，酒精释放的热量相同，故该液体也在这两分钟内吸收了相同的热量，故其液体的比热容为
(3)酒精完全燃烧释放的热量为
酒精灯加热液体时的效率是
答：(1)加热2min时，砂石吸收的热量；
(2) 该液体的比热容；
(3) 酒精灯加热液体时的效率是70%。
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