专题12 机械能和内能-中考物理实验与探究专题训练（全国通用）

专题12机械能和内能（原卷版）

一．实验探究题（共18小题）

1．如图，用小球和木块来探究“动能大小与哪些因素有关”。

（1）实验中是通过比较　   　来比较动能大小。

（2）本实验研究的动能是指　   　（填序号）

A．小球在斜面上时的动能

B．小球撞击木块时的动能

C．小球撞击木块后木块的动能

（3）比较图A、B是为了研究动能大小与　   　的关系。

（4）小赵在实验时，先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击的距离为S1，接着他立即让同一小球从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击的距离为S2，如图所示，则S1　   　S2（大于/小于/等于），你判断的依据是　   　（从能量角度解释）。

2．为了杜绝2.21特大交通事故在我县重演，祁阳县交警大队全员出动，在我县开展了交通大整治工作，严查车辆超速、超载。爱动脑筋的刘依蝶同学想通过实验方法得出超速、超载车辆发生碰撞时带来的危害，于是她在家里设计了如图实验，请你帮助她一起完成实验方案：

（1）她用小球代替了车辆，实验中通过观察　   　的大小，来判断车辆碰撞时造成危害的大小

（2）实验中为了要探究超载的危害要选用上述图　   　，具体的操作方法是让小球从　   　（选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下。

（3）实验中为了要探究超速的危害要选用上述图　   　，具体的操作方法是让小球从　   　（选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下。

（4）通过比较分析可以得出的结论是：车辆超速、超载时　   　能越大，发生碰撞事故时造成的伤害更大。因此请广大司机朋友自觉遵守交通规则，严禁超速、超载。

3．为探究“动能大小的影响因素”，科学小组利用斜面、钢球、木块等器材开展了如图所示的活动。

（1）实验中通过比较木块　   　来判断钢球动能的大小。

（2）比较甲、乙两图，得到的结论是　   　。

（3）由实验中钢球撞击木块做功，同学们联想到汽车撞击行人出现交通事故的情景，并猜想到交通事故的危害程度与“超载”、“超速”有关。进一步探究，获得了表格内的数：

分析表格内的数据可知，利用甲、丙两次实验可验证危害程度与　   　有关（选填“超载”或“超速”）；在质量和速度两个因素中，对动能影响较大的因素是　   　，理由是　   　。

4．为比较不同燃料的热值，小明利用图示两套完全相同的装置做实验。他分别在燃烧皿中放入相同　   　（质量/体积）的不同燃料，同时点燃后对质量和初温相等的液体加热，直至燃料完全燃烧。

（1）小明通过　   　（加热时间/温度计上升的示数）来比较不同燃料完全燃烧产生热量的多少。

（2）小明设计的方案存在明显的缺陷，请你指出并改正。

答：　   　。

（3）表是小明设计记录实验数据的表格，请你在①处帮他补充完整。答：　   　。

（4）小明按正确方法进行实验，发现用燃料2作为燃料的水升高的温度△t1是用燃料1作为燃料的水升高的温度△t2的2倍。由此，他能否得出“燃料2的热值是燃料1的2倍”的结论。

答：　   　（能/不能）；简要说明理由：　   　。

5．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择　   　两图进行实验；燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过　   　来反映的。

（2）比较不同物质吸热升温的特点：

①应选择　   　两图进行实验；

②不同物质吸热的多少是通过　   　来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。

③关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是　   　

A、采用相同的加热方法

B、烧杯中分别装入相同体积的不同液体

C、使用相同的烧杯

④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出，　   　液体的温度升高得较快，　   　液体的比热容较大。

6．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如下图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度。

（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定　   　的位置，再调整固定　   　的位置（选填“A”或“B”）。

（2）为保证实验结论的可靠，实验时两套装置中应控制加热时间、水的　   　和水的　   　相同。

（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热传值较大的是　   　。

（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？　   　，原因是：　   　。

7．为了比较水和煤油的吸热能力，进行了如下的实验：

（1）提出问题：同样的日照条件，为什么不同物质的温度不一样呢？

（2）设计实验（实验装置如图所示）：除了图中所给的实验器材外，还需要的测量工具 　   　。

（3）进行实验，该兴趣小组设计了如下实验步骤，其中存在错误的是 　   　。

A.在两个同样的试管中分别装入等体积的水和煤油

B.用温度计测量这两种液体的初温，发现温度计示数相同

C.把两个试管同时放入同一烧杯中加热（如图所示），且加热相同的时间

D.用温度计测出两种液体的末温，发现两温度计的示数不相同

（4）数据分析：改正错误后，下图是该兴趣小组绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象，能正确描述这两种液体真实情况的图象是 　   　。

（5）在标准大气压下，水、煤油的沸点分别为100℃、90℃。如图所示烧杯中的水已沸腾，则两试管中液体的沸腾情况，下列判断正确的是 　   　

A.水、煤油都沸腾

B.水、煤油都不沸腾

C.水沸腾，煤油不沸腾

D.水不沸腾，煤油沸腾

8．实验一：小宇先用如图1所示装置进行“研究阻力对物体运动的影响”实验。

（1）实验时，需要控制小车到达水平面时具有的初始速度相同，为达到这一目的应进行的操作是：　   　。

（2）如图所示的三种情况中，根据 　   　的现象，可知小车在木板表面运动时速度减小得最慢。

（3）分析实验可知：小车受到的阻力越小，小车运动的路程越长；在此基础上推理：如果在水平面上运动的小车不受到阻力作用，它将 　   　。这一步所用方法和下列 　   　选项的方法相同。

A.探究平面镜成像规律时，用棋子B代替棋子A的像

B.如果将瓶内抽成真空，将听不到铃声

C.探究摩擦力大小与压力大小的关系时，控制接触面粗糙程度相同

D.用光线来研究光的直线传播

实验二：接着，小宇对实验器材进行改进，设计了如图2甲、乙所示的实验装置来探究“物体的动能大小与哪些因素有关？”，图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景；图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放然后分别撞击到放在是同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景。

（4）实验中所探究的“物体的动能”是指 　   　（填“小球”或“木块”）的动能；

（5）实验中通过小球推动木块的距离越远，可以间接反映小球具有的动能越大的原因是 　   　；

（6）图乙实验探究的是“物体的动能大小与 　   　的关系”。

9．如图甲所示是小明做“比较不同物质吸热情况”实验的装置，使用两个相同的容器分别装入质量相等的A、B两种液体，并用相同的装置加热。

（1）如图乙所示为B液体在第2分钟时温度计的示数，其示数为 　   　℃；液体吸收热量的多少可通过 　   　来比较；

（2）将实验数据记录在表格中，分析数据可知，质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，　   　（选填“A”或“B”）升高的温度较高； 　   　（选填“A”或“B”）的吸热能力强；

（3）停止加热后，　   　（选填“A”或“B”）物质的温度下降得快；此过程中A和B的内能 　   　（选填“变大”“变小”或“不变”）；

（4）分析表格数据可知，升高相同温度时，　   　物质吸收的热量更多，　   　物质更适合做汽车发动机的冷却液。（均选填“A”或“B”）

10．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同。

（1）比较不同燃料的热值应选择 　   　两个装置，比较不同物质的比热容应选择 　   　两个装置（选填装置序号甲、乙、丙），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法是 　   　法。

（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 　   　来反映的；在“比较不同物质的吸热能力强弱”实验中，通过 　   　间接反映不同物质吸热的多少（以上两空均选填“温度计示数的变化”或“加热时间的长短”），这种研究问题的方法叫做 　   　法。

（3）利用此实验方法计算出的热值跟真实值相比会 　   　（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）。

11．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]

（1）比较不同物质的比热容，应选择 　   　两图进行实验。

（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度﹣时间图像（如图丁），由图像可看出液体a的比热容 　   　（选填“大于”、“小于”或“等于”）液体b的比热容。

（3）若图甲烧杯中为50mL的水，若10g酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20℃，则酒精的热值是 　   　。实际由于酒精未完全燃烧及热量散失，这种方法测出的热值比“标准值”　   　（选填“偏大”“偏小”或“一样”）。

12．为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明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：

（1）在此实验中用 　   　（选填“加热时间”或“升高的温度”）表示水和沙子吸热的多少。

（2）分析上表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量 　   　（选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量。

（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，　   　（选填“水”或“沙子”）升高的温度更高，所以海边昼夜温度变化比沙漠中 　   　（选填“大”或“小”）。

（4）小明在研究表格内的实验数据发现：水和沙子温度升高第一个10℃所用的时间很长，其中的原因是石棉网、铁圈等也需要吸收热量，这样加热效率变 　   　（选填“高”或“低”）。

（5）实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 　   　（选填“变大”“变小”或“不变”）。

13．在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图甲、乙、丙所示，让质量为m、2m的两个钢球分别从斜面上由静止滚下，钢球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。

（1）实验通过观察 　   　来比较动能的大小；

（2）甲、乙两次实验中，将同一小球从斜面的不同高度由静止释放，这是为了探究动能大小与 　   　的关系；

（3）比较甲、丙两图进行的实验，得出的结论是 　   　。

（4）小磊在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丁所示，利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放，撞击回一木块，该实验方案是 　   　（选填“可行”或“不可行”），理由是：　   　。

14．某兴趣小组为了比较水和煤油的吸热能力，进行了如下的实验：

（1）提出问题：烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，但海水却仍然暖暖的。同样的日照条件，为什么不同物质的温度不一样呢？

（2）设计实验

实验装置如图所示：

①除了图中所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平（或量筒）和 　   　；

②本实验的主要探究方法是 　   　法和 　   　法；

①实验中，煤油和水吸热多少通过 　   　（填“温度升高的高低”或“加热时间长短”）来反映的；

（3）进行实验：该兴趣小组设计了如下实验步骤，其中存在错误的是 　   　；

A.在两个同样的试管中分别装入等体积的水和煤油

B.用温度计测量这两种液体的初温，发现温度计示数相同

C.把两个试管同时放入同一烧杯中加热（如图所示），且加热相同的时间

D.用温度计测出两种液体的末温，发现两温度计的示数不相同

（4）数据分析：改正错误后，如图是该兴趣小组绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象，能正确描述这两种液体真实情况的图象是 　   　。

15．在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，小明同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，让铁球从斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰。铁球推动木块在水平面上移动一段距离后静止，图中的s1、s2、s3分别是三次实验中木块在铁球推动下前进的距离，已知木块的质量m1＝m2≠m3。不计铁球受到的摩擦力。

（1）实验中应选用 　   　（选填“光滑”或“粗糙”）水平面。

（2）实验中是通过观察 　   　来判断 　   　（选填“木块”或“小球”）的动能大小，下列实验中也用到此种方法的是 　   　。

①比较质量相同的不同燃料燃烧时放出的热量；

②探究杠杆平衡的条件。

（3）对比甲、乙两次实验，可得出的结论是 　   　。

（4）分析乙、丙两次实验，小球从斜面滚落过程中重力做功 　   　（选填“乙大”、“丙大”或“相等”）；两次实验中s2＞s3，则m2　   　m3（选填“＞”或“＜”）。

16．如图所示是某物理实验小组完成热学实验时的装置图，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，甲、乙、丙烧杯内的液体质量也都相同。

（1）液体a沸腾图像如图丁所示，则a液体的沸点为 　   　℃；

（2）若要比较不同燃料的热值，应选择 　   　两图来进行实验；

（3）在比较不同液体的吸热能力实验中，通过比较 　   　（选填“升高温度”或“加热时间”）来比较物质吸收热量的多少；若已知液体a的吸热能力更强，则实验中a、b升高相同温度，　   　消耗的燃料更多（选填“a”或“b”）。

17．小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。

（1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、　   　相同的沙子和水。

（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌，搅拌的目的是：　   　。测得实验数据如表格所示。

（3）5min时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为 　   　℃。

（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点 　   　（选填“正确”或“错误”）。

（5）分析数据可得沙子的比热容 　   　（选填“小于”、“等于”或“大于”）水的比热容。

（6）上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和 　   　法。

18．某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。

（1）加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过 　   　来判断的。下列实验与此实验方法相同的是 　   　。

A.探究通过导体的电流和它两端电压的关系

B.探究影响电阻大小的因素时观察灯泡的亮度和电流表的示数

（2）实验中记录的实验数据如表。

通过分析实验数据，质量相同的水和煤油升高相同温度，　   　吸收的热量较多，则 　   　的比热容较大。

（3）如图所示是某同学绘制的“吸收热量﹣时间”和“温度﹣时间”图像，能正确描述该实验真实情况的图像是 　   　（选填序号）。

（4）图甲中实验器材的安装顺序是 　   　（选填“自上而下”或“自下而上”）。

（5）这组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，而不是用两个酒精灯分别加热，如图乙所示。这样做的好处是 　   　。