第十二章 机械能和内能实验探究 练习 2021—2022学年苏科版九年级物理上册（有答案）

第十二章 专题训练 机械能和内能实验探究
1．如图1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。
（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．烧杯中分别加入相同体积的物质
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，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图2所示，由图可以看出，___________液体的比热容较大。
2．小明用相同的电加热器分别给水和食用油加热（如图甲），以探究水和食用油的吸热能力；
（1）加热5min，水吸收的热量 ______（选填“大于”、“小于”或“等于”）食用油吸收的热量；
（2）比较不同物质的吸热能力，通常有两种方案；
方案一：取相同质量的两种物质，吸收相等的热量，比较温度的变化；
方案二：取相同质量的两种物质，升高相同的温度，比较吸收的热量；
如表是小明记录的部分实验数据；
液体名称 液体质量m/g 液体初温t1/℃ 液体初温t2/℃ 加热时间t/min
水 10 68 98 20
食用油 10 68 98 10
①分析表中信息可知小明采用的是 ______（选填“方案一”或“方案二”）；
②分析表中数据，可得出的结论 ______；
（3）小明根据实验数据作出了水和食用油的温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可知，食用油的比热容是 ______J/（kg ℃）。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
3．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值，并用钟表记录加热时间。实验数据记录如下表。
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 68
（1）在实验过程中控制加热时间相同，通过比较___________来研究水和食用油吸热能力的差异；
（2）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给___________加热更长的时间，此时水吸收的热量___________（选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的热量；
（3）实验表明，___________（选填“水”或“食用油”）吸热的能力更强；
（4）不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用___________这个物理量来描述。
4．如图所示是“探究不同物质吸热能力”的实验，将质量相等的煤油和水分别装在两个完全相同的烧杯中，并测出煤油和水的初温，然后用两个完全相同的酒精灯加热，每隔 2 min 记录一次温度。实验记录如下表所示：
　　
加热时间min 0 2 4 6 8
煤油 20℃ 25℃ 29℃ 34℃ 38℃
水 20℃ 22℃ 24℃ 26℃ 28℃
（1） 水和煤油吸热的多少是通过______ 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）；
（2）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和煤油吸收的热量相同，由记录表可知， 对于质量相等的煤油和水：吸收相等热量，升温较快的是_____；若使两者升高相同的温度，则______吸收的热量较多。由此得出物质的吸热能力与物质的种类有关。为了描述不同物质的吸热能力，物理学中引入了______这个物理量。
5．为研究水和食用油的吸热能力，某实验小组同学用如图甲、乙所示两套完全相同的装置进行实验探究。
（1）实验前，小明同学应选取初温和 ______相等的水和食用油；
（2）检查装置时发现图乙中存在的一处错误是 ______；
时间/min 0 2 4 6 8 10
t水/℃ 5 10 15 25 30
t油/℃ 5 15 25 35 45 55
（3）改正错误后，小明每隔2min测量次水和食用油的温度，一段时间后，撤去酒精灯，将实验数据记录在上表中。其中第6min时水的温度如图丙所示，其示数 ______℃，分析表格数据可知，当质量相同的水和食用油升高相同温度时，______吸收的热量更多，由此可得 ______的吸热本领更强（均选填“水”或“食用油”）；
（4）小组同学讨论后将实验装置改进，觉得用相同规格电加热器作为热源更好，原因：______（写出一条即可）。
6．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华用两个相同的容器（图中用虚线形表示）分别装入质量相等的A、B两种液体，用相同的装置加热；
（1）实验前，按 ______（填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装器材；
（2）实验中两种液体吸热的多少可通过 ______（填“液体升高的温度”或“加热时间”）比较；
（3）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示，分析图象可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，______吸收的热量较多：质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，______升温较高；
（4）冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质，则应选择 ______液体。
7．在探究影响物体动能大小因素的实验中，小明设计了如图所示的实验，他将三个质量不同的小球A、B、C分别从光滑斜面的不同高度处由静止释放，使得小球到达斜面底端获得不同的速度，并立即与小木盒一起运动，再测出小球推动木盒移动的最大距离，实验记录如下表。已知三个小球的质量关系为：，不同小球从斜面的同一高度处由静止释放，到斜面底端时的速度大小相同。
实验记录：
实验次数 实验小球 1 2 3
小球在斜面上的高度 木盒移动最大距离 小球在斜面上的高度 木盒移动最大距离 小球在斜面上的高度 木盒移动最大距离
A 30 12 20 8 10 4
B 30 10 20 6.4 10 3.3
C 30 8 20 5.3 10 2.7
请根据实验记录回答下列问题：
（1）小球滑到斜面底端时，动能最大的是___________球的第___________次实验。
（2）对表格中B球的3次实验数据进行比较与分析，可以得到的结论是：小球质量一定时，其速度越大，动能越___________（选填“大”或“小”）。
（3）对表格中某一次实验的记录进行比较与分析，可以得到的结论是：当小球运动的速度大小相同时，小球的质量越大，动能越___________（选填“大”或“小”）。
8．小华在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，如图甲所示。
小华想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？
通过了解和初步实验，小静发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象．为进一步探究，她设计了下述实验方案：
将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2．通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断。
请你作答以下问题：
（1）A球从斜面滑下的过程中，______能转化为动能；
（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了______能；
（3）若h2=h1，则说明B球被撞后开始运动的速度vB______vA（选填“＞”、“=”或“＜”）；
（4）在实际实验中，测出的h2总小于h1，若导致这一现象的原因是______；
（5）如图丙，将小球以一定速度v0沿水平方向抛出，不计空气阻力，小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化，在时间t内，小球在水平方向运动距离为x=v0t，在竖直方向下落高度为y=，则y与t2的关系表示图像正确的是______。
A． B． C． D．
9．在学习了弹性势能的物理知识之后小丽想自己设计实验探究弹簧的弹性势能可能与哪些因素有关，实验前她先提出了以下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。
为实验探究小丽准备了多根弹簧，还有小球、木块和长刻度尺。请你帮助小丽一起完成下面的实验。
（1）在验证猜想一时，小丽用同一根弹簧设计了如图甲、乙所示的实验。实验中弹性势能的大小可以间接比较 ___________来实现，这里用到了研究方法叫 ___________。
（2）为验证猜想二，需选用粗细 ___________的两根弹簧，将两根弹簧压缩 ___________（均填“相同”或“不同”）的长度，再让小球碰到同一位置的相同木块比较木块运动的距离来得出结论。
（3）如图丙所示，为更好地研究弹性势能与动能的之间的转化，小丽将弹簧的左端固定，右端连接小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中小球速度最大的位置是 ___________（选填“a”“b”或“c”）。由a点运动到b点的过程中能量转化的过程是 ___________。
参考答案
1．甲乙 甲丙 加热时间 B B
2．等于 方案二 水的吸热能力强 2.1×103
3．末温（温度变化） 水 大于 水 比热容
4．加热时间 煤油 水 比热容
5．质量 温度计碰到容器底部 20 水 水 便于控制相同时间内提供的热量相同
6．自下而上 加热时间 A B A
7．A 1 大 大
8．重力势 动 = 小球运动过程中受到摩擦力的作用 A
9．木块被推动的距离 转换法 不同 相同 b 弹性势能转化为动能