2020-2021学年度苏科版九年级物理上册课课练——12章机械能和内能实验题（含答案）

12章机械能和内能实验题
1．如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中，mA=mB＜mC，hA=hC＞hB．
（1）实验中，探究的动能是指_____（填序号）
A．小球在斜面上的动能
B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能
D．木块被小球撞击的动能
（2）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与_____的关系．
（3）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑感，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球_____（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等．
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
（4）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功_____（选填“相等”或“不相等”）
2．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：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势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
铁块距桌面高度
桌腿进入沙子的深度
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
（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：_____．
3．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A,铁球B和塑料球C，球A,C离沙地高度相同.现让三个球同时从图示位置由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示.
(1)根据____________________可以判断出球________释放前的重力势能最大.
(2)比较球A,C可得出影响重力势能大小的因素是_____________.
(3)球在空中下落时减少的重力势能主要转化为______________.
4．如图所示是一小球从高处落下，碰到地面后又被反弹回去的频闪照片．
（1）小球下落的速度越来越大，是因为
_______．
（2）小球每与地面碰撞一次，机械能总量会减少一些，是因为在碰撞中有一部分_____转化为_____能．
（3）在整个不断反弹的过程中，小明说：“小球的机械能变小了，说明能量可能消失”．这种说法______．因为小球在碰撞中有能量的转化，而能的总量会____．
5．在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示。
(1)在此实验中，研究对象是______（选填“铁块”、“木桩”），我们是通过观察_______来比较各铁块重力势能的大小。
(2)若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hA_____hB。
(3)若A、C两铁块下落的高度相同，则两铁块的质量关系是mA______mC。
6．如图所示是研究重力势能的大小与哪些因素有关的一种实验．某小组同学每次都让重锤从高处由静止下落，砸到铁钉上．他们观察到不同情况下，铁钉进入泡沫塑料的深度不同，深度越大，表明重锤对铁钉做的功越大，即重锤具有的重力势能越大．他们用m表示重锤的质量，h表示重锤升起的高度，x表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将实验数据详细记录在下面的表格中，为了进一步探究重锤的重力势能跟重锤做功本领的关系，他们还进行了适量的运算，计算的一部分数据也记录在表格的后两例中．
实验序号
重锤质量
m(千克)
重锤升起高度
h(米)
铁钉进入泡沫塑料深度
x(米)
(米-1)
(米2)
1
0.1
0.6
0.024
41.666
0.0006
2
0.1
0.9
0.030
33.333
0.0009
3
0.2
0.3
0.024
41.666
0.0006
4
0.2
0.6
0.035
28.571
0.0012
5
0.3
0.3
0.030
33.333
0.0009
6
0.3
0.4
0.035
28.571
0.0012
(1)分析比较实验序号1与2(或3与4或5与6)的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：
______．
(2)分析比较实验序号____的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：在高度相同的情况下，物体的质量越大，具有的重力势能就越大．
(3)进一步分析比较表中第二列、第三列及第四列中的数据；可初步得出：
_____．
7．小明猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关，完成下面问题：
上述甲、乙两组实验中：
（1）①选用图甲探究的是动能与________的关系，理由是：两球________相等；得出的结论是：________．
②乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的________．
③物理研究方法有许多，如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法；本实验中运用了两种研究方法，一是________法；二是转换法，就是通过观察________的大小，来判断小球动能的大小．
（2）质量和速度谁对动能的影响较大呢?小明所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示．
表一(钢球撞击时的速度为v=8cm/s)
序号
钢球质量m/g
木块滑行距离s/cm
1
100
10
2
200
20
3
300
30
表二(钢球质量为m:100g)
序号
钢球撞击速度v/cm.s?1
木块滑行距离s/cm
1
8
10
2
16
40
3
24
90
分析表一表二这两组数据可以得出：________对物体的动能影响较大．依据是________.
8．探究物质的吸热能力,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
（1）为便于开展实验探究,热源相同时,我们将方案中的“吸收的热量”转换为“加热的时间”,通过加热时间的长短可知吸收热量的多少．实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的:当温度升高或降低时,温度计中的液体便膨胀或收缩,从温度计中____的变化便可知温度的变化．
（2）下表是小明探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据．
液体名称
液体质量m/g
液体初温
t1/℃
液体末温t2/℃
加热时间t/min
液体吸热情况“多”或“少”
甲
10
30
40
6
多
乙
10
30
40
3
少
①分析表中信息,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如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选_____________液体作发动机冷却液
9．为了比较水和沙子吸热的规律，某小组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：
质量/g
升温10°C所需时间/s
升温20°C所需时间/s
升温30°C所需时间/s
沙子
30
64
92
124
水
30
92
163
220
(1)在此实验中用_____________表示水和沙子吸热的多少；
(2)分析表中的实验数据可知：当物体温度变化量和____________相同时，水吸收的热量____________（选填“大于”或“小于”或“等于”）沙子吸收的热量；
(3)请你写出比较水和沙子吸热能力的另外一种方法：__________。
10．将装有热奶的奶瓶放入水中冷却，如图甲所示；根据测得的数据，作出热奶和水的温度随时间的变化图像，如图乙所示。根据图像回答下列问题：
(1)表示热奶的温度随时间变化的曲线是图乙中的_____（选填“A”或“B”）。
(2)水的初温是_____℃；末温是_____℃。
(3)热奶和水会发生热传递，是因为它们具有不同的________。
(4)根据图乙中A、B图像_____（填“能”或“不能”）得出：水的比热容比热奶的比热容大，其原因是：_______________。
11．图甲是小华在1个标准大气压下“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)实验前，要按______（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装器材；
(2)实验中，某时刻温度计的示数如图乙所示，该物质此时的温度是______；
(3)图丙是小华根据记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图象，由图象可知该物质在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能______（选填“增加“减少”或“不变”）；
(4)由丙图可知，该物质在固态时的比热容是______；（已知该物质液态比热容c=4.2
(5)试管中的固体完全熔化后，若持续加热，烧杯中的水沸腾时，试管中的液体______（选填“会”或“不会”）沸腾，原因是______。
12．小强随家人到海边玩耍时，发现阳光下的海水和岸边的沙子温差很大．于是他设计了如图甲所示的实验装置想比较沙子和水这两种物质比热容的差异．实验过程中所使用仪器规格完全相同．请你来帮他完成实验：
（1）测量出______相同的水和沙子，然后安装仪器，并记下沙子和水的初始温度．
（2）在实验时只要控制_______相同就可以确定水、沙子吸收了相同的热量；图乙为小强记录的实验数据，是可知沙子的比热容_______水的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）完成实验后小强认为本套实验装置还有许多可以改进的地方，请你帮他提出一条改进意见：________．
13．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他们组装了如图和2所示的装置进行实验，记录结果见下表：
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
（1）为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量相等．但对于两杯水的初温他们的看法却不同．请将下列他们的想法补充完整．
①小辉认为实验中是直接用______来表示煤油和菜籽油放出热量的多少．所以，实验中两杯水的初温可以不同．
②小明认为如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的______就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况．所以，实验时必须控制水的初温相同．
③你认为______（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理．
（2）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大是______．
（3）小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量．并由记录的数据，利用公式Q吸=cm（t-t0）计算出了水吸收的热量．小辉他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是______的（选填“可靠”或“不可靠”）．理由是______（只写出一条即可）．
14．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，通过观察温度计___________比较燃料燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法叫做_________法．
（3）若甲图烧杯中为500g的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，水吸收的热量是______J，如果认为若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是______J/kg,算出的热值比标准值______.（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）.[水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）]
15．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，天平平衡时砝码数量和游码位置如图乙所示，并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象如图丙中a线所示。
(1)如图甲所示，组装实验器材时为了能使温度计液泡与液体充分接触，应依次调节图中A、B两铁环，应先调节______（选填“A”、“B”）铁环；
(2)实验时水面上方的气压______（选填“大于”、“等于”或“小于”）1标准大气压。在第2~4min的过程中，水______（选填“吸”或“不吸”）热；
(3)此过程中燃料所放热量仅60%能被水吸收，则该燃料的热值为______J/kg；[水的比热容为4.2×103J/(kg?°C)，整个过程中忽略水的质量变化]
(4)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丙中b线，则另一杯水的质量______（选填“大于”、“等于”或“小于”）上一杯水质量。
答案
1．B
速度
静止
相等
2．桌腿进入沙子的深度
①④⑤
质量相同的物体，位置越高，具有的重力势能越大
3．小球陷入沙的深度
A
质量
动能
4．小球的重力势能转化为动能
机械能
内
错误
保持不变
5．铁块
木桩陷入沙坑中的深度
<
<
6．在质量相同的情况下，举得越高的物体，具有的重力势能就越大．
1和4或3和5
①依次计算表中质量与高度的乘积，再观察乘积相等时铁钉进入泡沫塑料深度的大小，可以得出：物体的质量与举起的高度的乘积相等时，物体具有相同的重力势能，对铁钉做的功也相同；②比较乘积不同的数据还可以看出，物体的质量与高度的乘积越大，具有的重力势能越大，做的功也越大．
7．速度
物体质量一定时
运动速度越大，动能越大
速度
控制变量
木块滑行的距离
速度
速度不变，质量增加为原来的几倍，动能增加为原来的几倍；质量不变，速度增大为原来的几倍，动能增大为原来的几的平方倍。即速度对动能大小的变化影响较大。
8．液柱高度
方案二
甲液体的吸热能力大于乙液体
甲
9．酒精灯加热时间
质量
大于
在两个相同的金属盒，加入质量相同的水和沙子，用酒精灯加热相同的时间，比较它们的末温，末温低的吸热能力大
10．A
20
40
温度
不能
牛奶与水的质量不一定相同
11．自下而上
增加
不会
试管中的液体与烧杯中的水温度相同，不能继续吸热
12．质量
加热时间
小于
用玻璃棒对水和沙子进行搅拌，使其受热均匀
13．水温升高的多少
热量损失
小明
煤油
不可靠
燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收
14．乙丙
甲乙
控制变量
示数的变化
转换
4.2×104
4.2×106
偏小
15．B
小于
吸
2×106
等于
试卷第10页，总10页