专题12 机械能和内能-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级物理上学期期中真题分类汇编（江苏专用）

专题12 机械能和内能 考点一：动能及其影响因素探究 1．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一辆小车从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（    ） A．该实验探究的是木块动能大小与小车速度的关系 B．该实验探究的是小车动能大小与小车高度的关系 C．该实验中，木块的起始位置对实验没有影响 D．该实验结论可以解释为什么要对机动车限速 2．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）在探究物体动能大小与质量的关系时，同学们选取了两个质量不同。其他均相同的小车甲和乙讨论设计了下列实验方案。其中可行的是（　　） ①分别让甲、乙压缩同一根弹簧到同一位置释放，可控制两车离开弹簧时速度相等 ②分别让甲、乙从同一斜面同一位置由静止滚下，可控制两车到达水平面的速度相等 ③分别让甲、乙撞击同一块橡皮泥，根据橡皮泥凹陷程度比较两车动能的大小 ④分别让甲、乙撞击同一块海绵，根据海绵的形变程度比较两车动能的大小 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 3．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关，实验时让小车从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，关于该实验，下列说法中错误的是（　　） A．本实验的研究对象是小车 B．小车撞击木块对木块做功，使木块获得动能 C．木块被撞击后移动的距离可反映小车的动能大小 D．本套器材只能探究小车的动能大小与速度的关系 4．（23-24九年级上·江苏常州·期中）如图甲是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究 （小球/木块）动能的大小与 （高度/速度）的关系；换用质量不同的小球，从斜面的相同高度由静止滚下到达水平面时它们的速度 （相同/不同）。若小球在如图乙 AOB 所示光滑轨道从A点由静止滑下，沿轨道 AOB 到达 B 点后离开轨道，不计空气阻力，离开 B 点后最符合题意的运动轨迹是 （a/b/c/d）。 5．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块在木板上向前移动一段距离S后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中。    （1）小钢球在滚下斜面的过程中，它的 转化为动能，其动能大小是通过 大小来反映的，这里用到了物理学研究问题时的 法； （2）分析比较 两组实验可得出物体的动能与质量的关系； （3）某学习小组同学做丙实验时小木块被撞后滑出木板，A同学建议换用表面相同但长度较长的木板，B同学建议换质量较大的木块，C同学建议换用质量比前两次实验较小的钢球。 你认为不恰当的是 同学的建议。 （4）有同学将实验装置改装成如图丁所示。利用同一铁球将同一弹簧压缩不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块在木板（足够长）上滑行距离，能否研究铁球的动能大小与速度的关系？ （选填“能”或“不能”）。    6．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，同学们设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中，（不考虑空气阻力）。 （1）实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小； （2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择 两图所示实验来进行比较； （3）在图甲、丙中，小球下滑到斜面底端时的速度，若，则表明物体的动能与质量的关系是： ； （4）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 木块克服摩擦力所做的功（选填“>”“<”或“=”）； （5）小明将实验进行了改装：如图丁所示，将同一木块放在弹簧原长处，用形状相同质量不同的实心塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度后放手，发现两球离开弹簧时的速度 （选填“相同”或“不同”），木块被推开的距离 （选填“相同”或“不同”）。 7．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）如图1所示，小明利用小球从斜面滚下撞击木块来探究“动能大小与哪些因素有关”。 （1）实验中是通过比较 （小球/木块）移动的距离来比较动能大小的，这种方法在物理学中属于 （控制变量法/转换法/科学推理法）； （2）动能是指 （填序号）； A．小球在斜面上滚动时的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．撞击木块后小球和木块整体的动能 D．木块被撞后的动能 （3）比较图 A、B是为了研究动能大小与 的关系； （4）小明在探究动能大小与质量的关系时，他先让质量为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，接着他又立即让质量为2m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s2，如图C所示，发现s2大于s1。在此实验操作中的不合理之处是第二次探究时没有 ； （5）小华设计的实验装置如图2所示，弹簧左端固定，当探究动能大小与速度的关系时，松开手，去撞击水平面上的木块，用不同质量的小球将弹簧压缩相同长度，松开手，小华所在小组同学讨论后发现，该方案无法探究动能大小与 （质量/速度）的关系，理由是 。 8．（23-24九年级上·江苏南京·期中）如图所示，用斜面、木块、两个小球甲、乙，探究影响物体动能大小的因素。 （1）木块被推动的越远，球对木块 越多，说明小球动能越大； （2）如图，前两次实验，甲球分别从A、B两点由静止释放，这是为了探究动能大小与 的关系； （3）为了探究动能大小与另一个因素的关系，第三次实验不能使乙球从 点由静止释放（用A、B、C作答）； （4）以下实验中用“”标注的器材和本实验木块起到不同作用的有 。 A．甲图，研究弹性势能实验中的“小车” B．乙图，研究弹性势能实验中的“卡片” C．丙图，研究重力势能实验中的“木块” 考点二：重力势能及其影响因素探究 1．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”，下列说法正确的是（　　） A．实验中研究的是三脚小桌的重力势能 B．应让同一木块从不同高度由静止下落 C．让质量不同的木块从不同高度由静止下落 D．用小桌下陷的深度反映木块重力势能大小 2．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，一小木桌放在盆中的沙子上，同一木块从小桌正上方的不同高度，由静止自由落下。下落过程中，木块的 能转化为 能。该实验通过 反映物体重力势能大小，利用该装置 （选填“可以”、“不可以”）探究物体动能与速度的关系。    3．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物A、B、C的质量关系为，木桩相同。木桩和重物位置如图甲所示。重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。 （1）重物自由下落打击木桩，通过观察木桩陷入沙中的深度判断 （重物/木桩）的重力势能大小； （2）比较 两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，得出的结论是：当物体的 相同时，高度越高，重力势能越大； （3）我们 （能/不能）比较出甲图中重物B、C的重力势能的大小，理由是 。 4．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到： 物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B 球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动时的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为 h3，且h1<h2<h3。 （1）本实验是通过观察 来判断重力势能大小的，这种研究方法叫 法； （2）比较A、B两球，可得出重力势能与 有关； （3）比较 两球，可得出结论：当物体质量相同时， ； （4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 （填“有关”或“无关”）。 5．（23-24九年级上·江苏南京·期中）同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关； 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关； 猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。 为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，体积相同、质量为m的3个小球A、D、E和质量为2m、3m的小球B、C；体积不同的3个小球F、G、H。将它们分别从不同位置由静止释放，小球陷入花泥里的深度情况如图所示。请你完成下列内容。 （1）本实验中，小球的重力势能大小是通过观察 来反映的； （2）分析A、B、C球的实验现象，可得出结论： ； （3）为了验证猜想二，他应分析 （填写字母）三球的实验现象； （4）为了验证猜想三，F球、G球和H球的质量应该 （选填“相同”或“不同”）；实验后根据图乙的现象，可知物体重力势能的大小与物体的体积 （选填“有关”或“无关”）。 6．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）某同学A在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图甲所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表明高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的； （2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时， ； （3）比较 两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大； （4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 （选填：“有关”或“无关”）； （5）小球在下落过程陷入沙面前，将重力势能转化为动能，陷入沙中后到小球静止过程中，将机械能转化为 能； （6）同学B在体育活动中观察到足球运动情况，如图乙所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球 。 A．在b、d两点动能相等 B．在a、d两点动能相等 C．在b点的动能大于在d点的动能 D．从c到d的过程重力势能减少 考点三：弹性势能及其影响因素探究 1．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上，下列说法不正确的是（　　） A．罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大 B．罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能转化为动能和橡皮筋弹性势能 C．若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子不可能返回滚上斜面 D．第一次返回斜面向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能 2．（23-24九年级上·江苏南通·期中）如图所示，向下按压内有弹簧的圆珠笔，放手后笔会向上弹起，则笔离地上升过程中（　　） A．动能增加 B．重力势能增加 C．机械能增加 D．弹性势能增加 3．（23-24九年级上·江苏徐州·期中）小萌同学利用甲图探究“物体的弹性势能的大小与弹性形变程度的关系”。将弹簧和金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB（足够长）上面，每次将小球压缩弹簧后松手。 （1）压缩的弹簧可以将小球向上弹起，说明发生 的物体具有弹性势能； （2）小萌记录小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。在整个过程中，小球在“t1”、“t2”、“t3”时刻的动能最大的是 时刻； （3）下表中的数据是小萌同学的实验记录。分析数据后发现弹簧的弹性势能E与压缩量x 正比（选填“成”或“不成”），表格中第5次实验小球上升的高度应为 cm。 实验次数 弹簧压缩量x（cm） 上升的高度h（cm） 1 1.00 1.50 2 2.00 6.00 3 3.00 13.50 4 4.00 24.00 5 5.00 4．（23-24九年级上·江苏南通·期中）为了“探究弹性势能与跟哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究，将弹簧一端A固定，用小球（小球与弹簧不连结）将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，分别测量出木块在水平面上滑行的距离s0，分析实验数据得出结论。 （1）实验中，弹簧弹性势能大小是通过 来反映的，探究了弹簧弹性势能大小跟 的关系，放手后，小球在整个过程的运动情况是 ； 实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示，小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想： 猜想1：与小球离开桌面时的速度有关； 猜想2：与小球离地的高度有关； 猜想3：与小球的质量有关。 （2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同，这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的； （3）为了探究猜想2，小华取了质量为5g的小球，改变桌子的高度，将弹簧压缩到相同的长度释放小球，测得并记录数据如下： 离地高度H/cm 5 45 80 125 水平飞行距离s/cm 5 15 20 25 根据表中数据，可得到s与H的定量关系式是 ； （4）为探究猜想3，保持离地高度不变，小明用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系，你认为小明的方案存在的问题是： 。 5．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）小萌同学利用甲图探究“物体的弹性势能的大小与弹性形变程度的关系”。将弹簧和金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB（足够长）上面，每次将小球压缩弹簧后松手。 （1）实验时每次将弹簧压缩 （填“相同”或“不同”）的长度，分析比较 （“小球第一次弹起的高度”、“小球最终静止时的高度”或“任意某一次的弹起高度”），从而比较弹簧的弹性势能大小； （2）当压缩的弹簧x=5.00cm时，小球离开弹簧后继续向上运动，达到最高点H时，弹性势能全部转化为 能。小萌记录小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。在整个过程中，小球在“t1”、“t2”、“t3”时刻的动能最大的是 时刻； （3）请推理，表格中第5次实验小球上升的高度应为 cm。 实验次数 弹簧压缩量x（cm） 上升的高度h（cm） 1 1.00 1.50 2 2.00 6.00 3 3.00 13.50 4 4.00 24.00 5 5.00 考点四：机械能的相互转化 1．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）北京时间2023年9月17日12时13分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感三十九号卫星发射升空。当遥感三十九号卫星加速上升时（　　） A．动能不变，重力势能增大 B．动能减小，重力势能增大 C．动能增大，重力势能减小 D．动能增大，重力势能增大 2．（23-24九年级上·江苏常州·期中）如图为2023年杭州亚运会的部分项目图标，下列描述正确的是（　　） A．甲运动员举着杠铃站立保持稳定时，运动员对杠铃做功 B．乙运动员从最低点到最高点过程中，动能一直减小 C．丙运动员击球后，球向上运动过程中，重力势能增大 D．丁滑板运动员从赛道高处滑下，动能转化为重力势能和内能 3．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根弹性绳一端系一个小石块，另一端固定在A点。B点是弹性绳不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　） A．小石块减少的重力势能全部转化为动能 B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度一直减小 D．小石块在C点时，受到非平衡力的作用 4．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图所示，位置①和③离地高度相等。小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②”或“③”点中的某一点。则小球（　　） A．整个运动过程中，机械能是守恒 B．经过的N点就是“②”点 C．在M点的重力势能大于在N点的 D．在N点的机械能为1000J 5．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过程。下列分析正确的是（　　） A．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大 B．b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能 C．a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度最大 D．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小希的动能为零 6．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）为了提高全校师生的身体素质，学校买回了乒乓球发球机，如图甲所示。如果乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个质量相同的球，如图乙，若不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．整个过程中， c球的运动状态不变 B．三个球在运动过程中机械能不守恒 C．使球落向桌面的力的施力物体是发球机 D．落地时三个小球的动能相等 考点五：热传递的条件及意义 1．（23-24九年级上·江苏镇江·期中）关于温度、热量、内能的关系，下列说法中正确的是（　　） A．温度高的物体不一定比温度低的物体内能大 B．温度高的物体一定比温度低的物体热量多 C．等质量的0℃冰和0℃的水内能一样多 D．物体的温度升高，一定是从外界吸收了热量 2．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）下列关于温度、热量和内能的说法，正确的是（　　） A．0℃的冰是没有内能的 B．温度高的物体所含热量多 C．冰熔化时，冰水混合物的内能增加 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 3．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）在快递运输水果、海鲜等易变质产品时，为起保鲜作用，经常用水制成冷藏保鲜冰袋使用。冰袋对产品起保鲜作用的过程中，下列分析正确的是（　　） A．冰袋温度很低，没有内能 B．温度从产品转移到冰袋，冰袋含有的热量变大 C．冰袋中的冰块熔化时，温度不变，内能增大 D．产品含有的内能大，冰袋含有的内能小，所以发生热传递 4．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）小明假期在家里自制爆米花，她观察到对玉米加热一段时间后玉米爆开跳起，变成了美味的爆米花，下面说法错误的是（　　） A．玉米能从铁锅处吸热是因为铁锅的温度较高 B．玉米爆开的过程和汽油机压缩冲程类似 C．玉米跳起过程中动能减小，势能增大 D．使玉米内能减小的方式是做功 5．（23-24八年级上·江苏南通·期中）小明从热水瓶中倒出半杯热水，一段时间后发现水仍很烫，于是又倒入一些冷水，水温下降到适宜饮用的温度。下面能反映整个过程中水的温度随时间变化的图像可能是（　　） A． B． C． D． 6．（23-24八年级上·江苏淮安·期中）为了比较两个保温杯盛水时的保温效果，小明按照科学探究程序，在室内进行了实验，让甲、乙两个保温杯内装相同质量的热水，得到了一段时间内它们温度的实验数据，根据数据绘制的图像如图所示，请你根据图像所提供的信息比较甲、乙两个保温杯的保温效果（　　） A．甲保温杯的保温效果好 B．乙保温杯的保温效果好 C．甲、乙两个保温杯的保温效果一样好 D．根据图像无法判断 7．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）如图是用酒精灯加热使冰熔化过程中温度随时间的变化图像，冰在A点内能 （选填“为”或“不为”）零，C点 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B点内能：整个过程是通过 方式改变内能的。 8．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）两杯体积相同的清水，同时分别滴入一滴红墨水，出现如图（a）、（b），这是 现象，由图1可知，液体温度较高的是 （选填“a”或“b”）杯中液体。图2是某物质由液态变为固态过程中，温度随时间变化的图象。由图可知：t3时刻物体的内能 零（选填“等于”或“不等于”），t1时刻物体的内能 t2时刻物体的内能（选填“大于”“小于”或“等于”）。 9．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）阅读短文，回答问题。 热阻 当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。 物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比，与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式，式中称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同，房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境，温度始终为t1；另一侧是低温环境，温度始终为t2，墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比，不同材料叠加时，总的热阻等于不同材料的热阻之和。 （1）在其他因素不变的情况下，导热系数越小，热阻越 （选填“大”或“小”）； （2）铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较 （选填“大”或“小”）的材料制成的； （3）如图甲所示，热量在墙壁中传导，t1、t2分别为40℃、10℃，则墙壁正中间（虚线处）的温度为 ℃； （4）如图乙所示，长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、L、3L，当热量从上向下流动时，铝块的热阻为R1，热量从左向右流动时，铝块的热阻为R2，则R1 R2（选填“＞”“＜”或“＝”）； （5）如图丙所示，热量在墙壁中传导，在传导方向上的长度为L1，横截面积为S，导热系数为；在墙壁一侧紧贴一层保温层，保温层与墙壁面积相同，在热传导方向上的长度为L2，导热系数为，则丙图中热量传导过程中的总热阻R= 。 10．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）阅读短文，回答问题 气动加热 物体与空气或其他气体做高速的相对运动时所产生的高温气体对物体的传热过程，全称是空气动力加热。高速气流流过物体时，由于气流与物面的强烈摩擦，使边界层内气流温度上升，并对物体加热。在高超声速飞行中，飞行器周围的空气因受剧烈压缩而出现高温，是气动加热的主要热源。气动加热会使飞行器结构的刚度下降，强度减弱，并产生热应力、热应变和材料烧灼等现象，同时引起飞行器内部温度升高，使舱内工作环境恶化。这种因气动加热造成的飞行器结构在设计和材料制造工艺上的困难，被称为“热障”。因此，气动加热是超声速流动和高超声速流动研究和飞行器热防护设计中必须考虑的问题。 （1）一般认为飞行器在 的相对运动中会出现“热障”问题，主要是因为这时的温度已经开始影响飞行器的结构； （2）当战斗机的飞行速度达到高音速时，气流与飞机强烈摩擦，使边界层内气流温度上升，从而使飞机头部温度升高，飞机的 能增加；当战斗机的飞行速度达到超音速时，飞行器周围的空气因受剧烈压缩而出现高温，通过 的方式对战斗机加热； （3）嫦娥五号返回器返回地球时，速度接近11.2km/h（9倍音速），前端温度可达10000℃，它的主要热源是 。 考点六：比热容的意义及计算 1．（23-24九年级上·江苏南通·期中）如图是海门最近打造的具有“魅力江海”美誉的沿江生态景观带，它成为市民新的休闲锻炼的好去处。炎热夏季，江岸周边明显比其他地方凉爽，主要是因为水的（　　） A．沸点高 B．导热性好 C．比热容小 D．比热容大 2．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）孝敬父母是中华民族的传统美德。如图所示，寒冷的冬天，小聪用热水为妈妈泡脚的过程中（　　） A．水的温度降低，所含的热量减少 B．通过热传递增加了脚的内能 C．水的温度降低，水的比热容减小 D．热量由脚传递给了水 3．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后，放到表面平整石蜡上。经过一定时间后，观察到的现象如图所示，则三块金属的比热容（　　） A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．无法判断 4．（23-24九年级上·江苏南通·期中）某同学利用如图甲所示的装置比较a、b两种液体吸热的情况，使用相同规格的电加热器分别对“等量”水和食用油加热，得到温度随时间变化的图像如图乙，下列说法正确的是（　　） A．“等量”是指体积相同的水和食用油 B．由图像可知，a、b液体的比热容之比是5∶4 C．实验中物质吸热的多少是通过升高的温度来衡量的 D．图乙图像中a对应食用油，b对水 5．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）农用拖拉机在作业时需向发动机的散热水箱里加水，这是利用水的 较大的性质；若水箱中质量为20kg的水温度从25℃升高到到75℃，则水吸收的热量是 J。[c水=4.2×103J/（kg·℃）] 6．（23-24九年级上·江苏南通·期中）用酒精灯把初温为20℃、质量为0.5kg的水加热到70℃，水吸收热量为 J，相当于完全燃烧 g的酒精放出的热量，事实上，将这杯水加热到70℃需要的酒精质量更 ，理由是 。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×107J/kg] 7．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）为了比较两种液体（其中一种为水）的吸热能力，某同学取来两个相同的装置，做了如图所示的实验。 （1）实验前调整铁夹A的高度，目的是 ； （2）实验过程中，在烧杯中需要分别装入 和初温相同的两种液体；用 （选填“加热时间”或“升高的温度”）反映液体吸收热量的多少； （3）根据实验数据，作出了液体的温度随加热时间变化的图像。如图乙所示，吸热本领更强的是液体 （选填“1”或“2”）；另一种液体的比热容为 ； （4）泗阳曾入选全国十佳宜居县城，这里水源充足，环境优美，气候宜人。请你结合本实验的结论来谈谈形成“宜居泗阳”的物理原因 。 8．（23-24九年级上·江苏泰州·期中）小明为比较“不同物质的吸热升温现象”设计了如下实验方案：将质量和初温相同的水和煤油分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时给水和煤油加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间记录水和煤油的温度。 （1）小明根据实验记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图丙所示。由图像知：对水和煤油加热相同的时间，水吸收的热量 （大于/等于/小于）煤油吸收的热量； 的比热容较大。 （2）小华也用相同的装置进行了实验，但粗心的小华向容器中分别装入的是体积相同、初温都是20℃的沙子和水，4min时，测得沙子的温度为28℃，沙子的密度为1.5×103kg/m3，请你进行推理和计算，假如小华实验时控制沙子与她刚才所用的水的质量相等，那么4min时沙子的温度应该为 ℃。 （3）为了通过实验比较出煤油和酒精的热值的不同， ①小明又装配成了如图丁所示的实验装置，再选用 （甲/乙）装置，进行实验即可得出结论。 ②实验中，待两种燃料燃烧相同的时间后，小明发现丁图烧杯中煤油升高的温度较高，据此 （能/不能）说明煤油的热值较大。 9．（23-24九年级上·江苏镇江·期中）正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有500g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2℃。忽略水的蒸发。 （1）该过程水吸收的热量是多少？ （2）若已知照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？ 10．（23-24九年级上·江苏常州·期中）如图所示的太阳能热水器，它的水箱储水质量为120kg，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米在1秒钟内得到的太阳辐射能量约为1400J，如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h。求： （1）一箱水需要吸收的热量是多少？ （2）太阳辐射的能量E为多少？ （3）热水器上集热器的面积至少要多大？[水的比热容是4.2×103J/（kg℃）] 考点七：机械能与内能的相互转化 1．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）下列事例中，属于利用热传递增加物体内能的是（    ） A．把棉被放在太阳底下，棉被晒得暖呼呼 B．夏天酷热难耐时走进空调房，人感觉格外凉爽 C．从长滑梯上滑下来，感到臀部发热 D．用力下压引火仪活塞，硝化棉燃烧 2．（23-24九年级上·江苏淮安·期中）以下事例中，改变物体内能的途径与其他三个不同的是（　　） A．暖手宝暖手 B．棉被被晒热 C．烧水水温升高 D．弯折铁丝，铁丝发烫 3．（23-24九年级上·江苏南通·期中）如图是单缸四冲程汽油机的一个冲程，该汽油机转速为40r/s，则（　　） A．图示冲程为压缩冲程 B．该冲程中内能转化为机械能 C．气缸内汽油燃烧越充分，热值越大 D．该汽油机1s内完成10个该冲程 4．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）如图是单缸四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（    ） A．这四个冲程的正确顺序是丁→甲→乙→丙 B．丙冲程的能量转化过程与烧开水时壶盖向上跳动相同 C．此单缸四冲程汽油机完成一个工作循环，曲轴转过180° D．甲、乙、丙冲程是靠惯性完成的，也叫辅助冲程 5．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）压缩空气动力车。 （1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车。当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示。该过程使气球内气体的内能 （选填“增大”或“减小”），这一过程的能量转化与内燃机的 冲程相同； （2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是 （进气/排气）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。若该发动机的转速为1200r/min，则1s内发动机对外做功 次。 6．（23-24九年级上·江苏淮安·期中）“曲水流觞”是古代诗酒唱酬的一种雅事。酒盏装有质量为50g的酒，在溪水上随溪流动时会降低酒的温度，则酒的内能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），这是通过 方式在改变酒的内能；漂流过程中，酒的温度从30℃降低至26℃，会放出 J的热量[c酒=3.4×103J/（kg·℃）]。如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，这是 冲程。 7．（23-24九年级上·江苏南通·期中）如图1所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出。这与图2 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）所示汽油机冲程的能量转化是一致的，是 能转化成 能，一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟内完成 个冲程，做功 次。 8．（23-24九年级上·江苏常州·期中）国产油电混合动力汽车。 （1）汽油机是热机的一种，如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，此时它正处在 冲程。该冲程将内能转化为 能； （2）汽油机的飞轮转速为2400r/min，则在1s内，汽油机完成 个冲程，对外做功的次数是 次； （3）发动机散热器常用水做冷却剂，是因为水的 大； （4）该汽车在高速公路上以108km/h的速度匀速行驶了1min，发动机的功率始终保持72kW不变，该过程中发动机做的功为 J，发动机牵引力的大小为 N。 9．（23-24九年级上·江苏南通·期中）阅读短文，回答问题。 多功能喷洒车 某款喷洒车的主要结构如图甲所示，配置的四冲程柴油机不仅要牵引喷洒车前行，还要带动雾炮机电气箱里的发电机发电，然后发电机供电给风机、转向机、水泵和液压泵，水泵和液压泵可独立工作。机械结构上，喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心；工作时水泵通过水管将水箱中的水直接压到喷嘴处，然后被风机产生的强风喷射出去；转向机可带动喷雾炮筒左右水平旋转，液压泵撑杆可支撑并带动喷嘴上下转动，达到有效控制喷洒射程和面积的作用。 喷洒车的部分参数如下表所示，喷水最大流量：单位时间内最大喷水体积；最大能效：以最大射程和流量工作时，最大射程和最大流量的乘积与发电机输出功率的比值。 发电机输出电压 380V 柴油机效率 50% 最大能效 5L·m/kJ 发电机效率 80% 水箱容积 1.2×104L 喷水最大流量 120L/min （1）喷洒车沿水平路面水平匀速前进时，所受重力对它 （选填“做功”或“不做功”）；在喷水的过程中，其动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；若一直以最大流量喷水，注满一箱水最多可喷洒 min； （2）下列关于雾炮机的说法正确的是 ； A．风机、转向机都是将机械能转化为电能； B．水泵和液压泵串联在电路中； C．雾炮机可利用家中的插座直接供电工作； D．喷水时，喷雾炮筒相当于省力杠杆。 （3）如图乙是水箱内自动测定水量的模拟电路图，R是滑动变阻器，水量表是由 （选填“电压表”或“电流表”）改装而成；若要求喷水过程中水量表的示数变小，则图中电源负极应连接R的 （选填“A”或“B”）端； （4）某次喷洒车以36km/h匀速行驶执行喷洒任务，柴油机以3000r/min的转速运行，提供4000N牵引力的同时还实现发电机输出功率24kW，使得雾炮机以最大射程和最大流量工作，已知柴油热值为4.2×107J/kg，求该过程中： ①柴油机每秒完成 个做功冲程； ②该雾炮机的最大射程为 m，喷洒车工作5min消耗柴油 kg。 1．（23-24九年级上·江苏南京·期中）如图所示是明朝的《天工开物》中关于用铜铸币的情景，下列说法正确的是（　　） A．炉火加热是通过做功的方式使铜内能增大的 B．熔化的液态铜温度高因为其含有的热量多 C．熔化的液态铜倒入钱币模具，凝固过程中温度不变，内能不变 D．铜币在冷却过程中，将内能转移给模具和空气 2．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）寿喜烧将中国的生蛋吃法发扬光大，牛肉被铁板煎熟后直接随无菌生鸡蛋食用，既可使牛肉迅速降温防止烫嘴，又可保存更多营养和嫩滑感。下列说法中正确的是（　　） A．煎肉是利用热传递来改变内能，铁板会让牛肉受热更均匀 B．煎肉是利用热传递来改变内能，牛肉吸热是因为其热量较小 C．煎熟的牛肉会烫嘴，说明牛肉的内能大于嘴的内能 D．煎熟的牛肉接触生鸡蛋后，会将温度传递给生鸡蛋 3．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）如图所示，用规格相同的加热器分别给质量相等的甲、乙两种液体加热，不计热损失，丙所示为液体温度与加热时间的关系图，则下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为 B．甲液体比乙液体的比热容比大 C．升高相同温度，甲、乙吸收的热量相同 D．加热相同的时间，甲、乙两种液体升高的温度之比 4．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里不断输送到上方农田中。下列说法不正确的是（　　） A．河道中的流水对下方轮子做的功，不可能全部变成被提升水的有用功 B．流动的水的一部分动能转化为竹筒中水的重力势能 C．转轮转速越快输水做功功率越大 D．上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮 5．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）如图1所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图2所示，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A．整个运动过程中，小球的机械能守恒 B．时刻小球动能最小 C．这段时间内，小球的动能一直减小 D．这段时间内，小球的动能先减小后增大 6．（23-24九年级上·江苏泰州·期中）小朱课外模拟蛙蛙跳工作情景，用手将一重为G的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达C位置小球的速度为零。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从A点到C点，铁球的动能一直减小 B．从A点到C点，铁球的动能先增大后减小 C．从A点到C点，小球的重力一直大于弹力 D．从A点到C点铁球的机械能不变 7．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）如图弹簧固定于竖直墙壁，置于粗糙水平面上，P处为弹簧的原长位置，将弹簧压缩让物块自A处由静止释放，经过P点最终静止于B处，则下列说法正确的是（　　） A．运动至P点时，物块受平衡力的作用 B．从A点到P点的过程中，物块的动能不断增大 C．从P点到B点的过程中，弹簧的弹性势能转化为物块的动能 D．从A点到B点的过程中，物块的机械能先增大后减小 8．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，在粗糙的水平面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属块，O点是弹簧原长位置，开始时拉动金属块到A位置释放，在弹簧的作用下，金属块经过O点、B点返回后，静止在C点。其中，。则从A点释放金属块开始运动的过程中，其动能与运动路程s之间的关系图像正确的是（　　） A． B． C．D． 9．（23-24九年级上·江苏南京·期中）为了探究物体的动能大小跟哪些因素有关，同学们设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中h2>h1，不考虑空气阻力。 （1）实验中是通过观察 来判断 （选填“钢球”或“木块”）的动能大小的；用来研究超速安全隐患时，我们应选择 两图所示实验来进行比较； （2）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 （选填“>”、“＜”或“=”）木块克服摩擦力所做的功； （3）若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对图丙所示的实验进行改进，下列措施中可行的是 （填写序号）； A．换质量更大的木块                B．降低钢球开始的高度 C．换质量大于m2的钢球             D．换质量小于m1的钢球 （4）小斌还利用图丁来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间为t2，则通过时间较长的是小球 （选填“A”或“B”）。 10．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）如图所示，小明在一只空饮料瓶中装入少量的水，拧紧瓶盖，用力的旋动瓶身几下，稍稍旋开瓶盖，就发现“砰”的一声瓶盖被气体冲飞了，同时在瓶中出现白雾。出现白雾说明瓶内气体温度 （选填“升高”、“不变”或“降低”）了，能量转化情况是 转化为了瓶盖的机械能。 11．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）热值是表征建筑材料潜在火灾危险性的重要参数。如图甲所示的“量热仪”可以测定建筑材料的热值。取2g碾碎的材料样品放入坩埚中，点火电极点燃后，样品在助燃剂的作用下燃烧，使内筒里1kg的水升温，温度传感器获取的水温T随时间t的变化情况如图乙所示。实验中，样品碾碎并加入助燃剂的目的是 ，内外筒结构的作用可能是 ；由图像得，A材料热值不超过 J/kg；A、B两种材料中， 作为建筑材料，可以降低火灾风险。[] 12．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）“汽车不但要吃油，有时也要喝水”，汽车用水作为发动机冷却液是因为水的 大，某汽车由于水箱中水的汽化，当水箱中的水减少了三分之一以后，水的比热容 ；水沸腾后，水的内能 （增大、减小、不变）。如图1所示，图1A是汽油机的 冲程，此冲程 （选填“需要”或“不需要”）靠飞轮的惯性完成。与它能量转换形式相同的是 图所示的演示实验；汽车行驶时，飞轮的转速可达3600r/min，则汽车每秒做功 次。如图2是内燃机的能量流向图，根据图中给出的信息，该内燃机的效率为 %。已知汽油的热值为，完全燃烧0.5kg的汽油按该内燃机的工作效率计算，汽车获得的机械能是 J。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题12 机械能和内能 考点一：动能及其影响因素探究 1．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一辆小车从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（    ） A．该实验探究的是木块动能大小与小车速度的关系 B．该实验探究的是小车动能大小与小车高度的关系 C．该实验中，木块的起始位置对实验没有影响 D．该实验结论可以解释为什么要对机动车限速 【答案】D 【详解】 AB．同一小车质量一定，从斜面的不同高度由静止释放，滑到水平面上时的速度不同，所以这是为了探究物体动能与速度关系的，故AB错误；C．小车在水平面运动的过程中会受到阻力，所以每次实验时都要控制木块放置的位置相同，从而能得出正确的结论，故C错误；D．实验可得出结论是：质量一定时，速度越大，动能越大；因为质量一定时，速度越大，动能越大，当质量相同时，车辆速度越大动能越大，使刹车困难，容易引发交通事故，所以交通部门要对机动车辆进行限速，故D正确。故选D。 2．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）在探究物体动能大小与质量的关系时，同学们选取了两个质量不同。其他均相同的小车甲和乙讨论设计了下列实验方案。其中可行的是（　　） ①分别让甲、乙压缩同一根弹簧到同一位置释放，可控制两车离开弹簧时速度相等 ②分别让甲、乙从同一斜面同一位置由静止滚下，可控制两车到达水平面的速度相等 ③分别让甲、乙撞击同一块橡皮泥，根据橡皮泥凹陷程度比较两车动能的大小 ④分别让甲、乙撞击同一块海绵，根据海绵的形变程度比较两车动能的大小 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【答案】C 【详解】 动能的大小与质量和速度有关，在探究物体动能大小与质量的关系时，要控制速度相同，已知两小车的质量不同，设计实验时要控制两小车的初始速度相同。实验①分别让甲、乙压缩同一根弹簧到同一位置释放，弹簧的弹性势能转化为小车的动能，因两小车的质量不同，两车离开弹簧时速度不相等，故①不可行；实验②分别让甲、乙从同一斜面同一位置由静止滚下，达到水平面时，可以控制两车到达水平面的速度相等，故②可行；实验③分别让甲、乙撞击同一块橡皮泥，根据橡皮泥凹陷程度可以比较两车动能的大小，凹陷程度越大，说明车的动能越大，故③可行；实验④分别让甲、乙撞击同一块海绵，海绵发生形变后很快会恢复原状，不易观察，故④不可行。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 3．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关，实验时让小车从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，关于该实验，下列说法中错误的是（　　） A．本实验的研究对象是小车 B．小车撞击木块对木块做功，使木块获得动能 C．木块被撞击后移动的距离可反映小车的动能大小 D．本套器材只能探究小车的动能大小与速度的关系 【答案】D 【详解】 A．本实验中，让小车从斜面上滑下，撞击水平面上的木块，通过木块移动的距离来反映小车进入水平面时的动能大小，所以本实验的研究对象是小车，故A正确，A不符合题意；B．小车撞击木块时，对木块施加了作用力，并使其在力的方向上移动了一段距离，小车对对木块做了功，使木块由静止变为运动，获得动能，故B正确，B不符合题意；C．木块被撞击后移动的距离越长，说明小车对木块做的功越大，表明小车的做功本领越大，木块被撞击后移动的距离可反映小车的动能大小，故C正确，C不符合题意；D．本套器材不仅可以通过改变小车在斜面上的初始高度来探究小车的动能大小与速度的关系，还可在小车上增加砝码改变小车质量，来探究小车的动能与质量的关系，故D错误，D符合题意。故选D。 4．（23-24九年级上·江苏常州·期中）如图甲是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究 （小球/木块）动能的大小与 （高度/速度）的关系；换用质量不同的小球，从斜面的相同高度由静止滚下到达水平面时它们的速度 （相同/不同）。若小球在如图乙 AOB 所示光滑轨道从A点由静止滑下，沿轨道 AOB 到达 B 点后离开轨道，不计空气阻力，离开 B 点后最符合题意的运动轨迹是 （a/b/c/d）。 【答案】小球 速度 相同 c 【详解】 让小球从斜面上滚下，小球运动，具有了动能。故此实验是探究小球动能大小与哪些因素有关。小球动能的大小是通过它推动木块的距离大小比较出来的。同一小球，质量不变；让小球从不同高度滚下，使小球到达平面时的速度不同，故此实验是探究小球动能大小与速度的关系。小球质量大小不同，受到的重力大小也不同，但由于小球受到的重力与小球的质量成正比，故在重力作用下，小球从同一高度滚下过程中，它们速度的变化程度是相同的，所以它们到达平面时的速度也是相同的。轨道是光滑的，且不考虑空气作用力，所以在整个过程中机械能没有损耗。在A点，小球有重力势能，没有动能；在B点，小球同时具有重力势能与动能。所以小球离开B点后到达最高点时，它的重力势能与动能总量与它在A点的重力势能相等，即它在B的点的重力势能小于它在A点的重力势能，故小球离开B点后的最高点比A点低。同时由于惯性，小球离开B点后还要继续上升。故它的轨迹最有可能是c。 5．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块在木板上向前移动一段距离S后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中。    （1）小钢球在滚下斜面的过程中，它的 转化为动能，其动能大小是通过 大小来反映的，这里用到了物理学研究问题时的 法； （2）分析比较 两组实验可得出物体的动能与质量的关系； （3）某学习小组同学做丙实验时小木块被撞后滑出木板，A同学建议换用表面相同但长度较长的木板，B同学建议换质量较大的木块，C同学建议换用质量比前两次实验较小的钢球。 你认为不恰当的是 同学的建议。 （4）有同学将实验装置改装成如图丁所示。利用同一铁球将同一弹簧压缩不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块在木板（足够长）上滑行距离，能否研究铁球的动能大小与速度的关系？ （选填“能”或“不能”）。    【答案】 （1）重力势能 木块被撞击后移动的距离 转换 （2）甲丙 （3）B （4）能 【详解】 （1）小钢球在滚下斜面的过程中，它的高度减小，重力势能减小，速度变大，动能增大，重力势能转化为动能。钢球动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的，钢球动能越大，小木块被撞击后移动的距离越远。实验中将钢球动能大小转换为小木块被撞击后移动的距离，应用了转换法。 （2）探究物体的动能与质量的关系，应控制速度相同，质量不同，由于，因此，分析比较甲、丙两组实验可得出物体的动能与质量的关系。 （3）本实验动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的，故实验中使用的木块大小不能改变，实验中小球的动能较大，因此可以改变木板的长度和小球的质量，故应采用AC的建议，B不恰当，故选B。 （4）相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，控制了质量相同，速度不同，所以能研究铁球的动能大小与速度的关系。 6．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，同学们设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中，（不考虑空气阻力）。 （1）实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小； （2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择 两图所示实验来进行比较； （3）在图甲、丙中，小球下滑到斜面底端时的速度，若，则表明物体的动能与质量的关系是： ； （4）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 木块克服摩擦力所做的功（选填“>”“<”或“=”）； （5）小明将实验进行了改装：如图丁所示，将同一木块放在弹簧原长处，用形状相同质量不同的实心塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度后放手，发现两球离开弹簧时的速度 （选填“相同”或“不同”），木块被推开的距离 （选填“相同”或“不同”）。 【答案】 （1）木块移动的距离 （2）甲、乙 （3）在速度相同时，质量越大，动能越大 （4）> （5）不同 相同 【详解】 （1）物体动能的大小无法直接测量，所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少，即通过观察木块被推动的距离来判断小球动能的大小。 （2）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，所以应选择质量相等、速度不同的小球进行实验，据此可知应甲、乙两图进行比较。 （3）由甲、丙图可知，小球的质量不同，小球从同一斜面的相同高度由静止滑下，到达斜面底部时的速度相同，撞击木块后木块移动的距离不同，质量越大，木块移动的距离越远，说明小球的动能越大，所以得出的实验结论为：在速度相同时，质量越大，动能越大。 （4）钢球滚下时，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块运动过程中，动能转化为内能，所以钢球的动能大于木块克服摩擦力所做的功，钢球的动能是由钢球的重力势能转化而来的，故开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。 （5）用形状相同的塑料球和铁球将弹簧压缩到相同程度，弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，两小球的质量不同，所以速度不同，但由于动能相同，对木块做的功应相同，对木块做得功是克服水平面给木块的摩擦力做功，摩擦力是相同的，根据可知，木块运动的距离也应该是相同的。 7．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）如图1所示，小明利用小球从斜面滚下撞击木块来探究“动能大小与哪些因素有关”。 （1）实验中是通过比较 （小球/木块）移动的距离来比较动能大小的，这种方法在物理学中属于 （控制变量法/转换法/科学推理法）； （2）动能是指 （填序号）； A．小球在斜面上滚动时的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．撞击木块后小球和木块整体的动能 D．木块被撞后的动能 （3）比较图 A、B是为了研究动能大小与 的关系； （4）小明在探究动能大小与质量的关系时，他先让质量为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，接着他又立即让质量为2m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s2，如图C所示，发现s2大于s1。在此实验操作中的不合理之处是第二次探究时没有 ； （5）小华设计的实验装置如图2所示，弹簧左端固定，当探究动能大小与速度的关系时，松开手，去撞击水平面上的木块，用不同质量的小球将弹簧压缩相同长度，松开手，小华所在小组同学讨论后发现，该方案无法探究动能大小与 （质量/速度）的关系，理由是 。 【答案】 （1） 木块移动的距离 转换法 （2） B （3） 速度 （4） 没有把木块放回原处 （5） 质量 没有控制速度相同 【详解】 （1）小车动能大小不能直接观察，而是通过小车推动木块运动距离来反映，由图知道，小球从斜面滚下，动能就越大，属于转换法的应用。 （2）实验中，研究的动能是指在水平面上，撞击木块时小球的动能，故选B。 （3）由图甲、乙知道，相同的小球从不同高度滚下，速度不相同，速度大的将木块推得较远，动能较大，此实验为了研究动能大小与速度的关系。 （4）要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同质量的小球从同一高度滚下，虽然让小球从同一高度滚下，也控制小球到达斜面的速度相同，但是在撞击时，由于质量为2m的物体运动了s2路程，在撞击木块时速度减小，故在实验操作中的不合理之处是第二次实验时没有把木块放回原处。 （5）若用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，离开弹簧后由于质量不同，速度不同，因没有控制小球速度相同，故无法探究动能大小与质量的关系。 8．（23-24九年级上·江苏南京·期中）如图所示，用斜面、木块、两个小球甲、乙，探究影响物体动能大小的因素。 （1）木块被推动的越远，球对木块 越多，说明小球动能越大； （2）如图，前两次实验，甲球分别从A、B两点由静止释放，这是为了探究动能大小与 的关系； （3）为了探究动能大小与另一个因素的关系，第三次实验不能使乙球从 点由静止释放（用A、B、C作答）； （4）以下实验中用“”标注的器材和本实验木块起到不同作用的有 。 A．甲图，研究弹性势能实验中的“小车” B．乙图，研究弹性势能实验中的“卡片” C．丙图，研究重力势能实验中的“木块” 【答案】做功 速度 C C 【详解】 （1）实验中用到转换法，木块被推动的越远，球对木块做的功越多，说明小球动能越大。 （2）如图，前两次实验，甲球分别从A、B两点由静止释放，改变球下滑的高度，来改变球到达水平面的速度，这是为了探究动能大小与速度的关系。 （3）为了探究动能大小与另一个因素的关系，即与质量的关系，要控制速度不变，改变球的质量，因此第三次实验应使乙球从A点或者B点释放，与第一次或者第二次实验进行比较，不能使乙球从C点由静止释放，否则球的质量与到达水平面的速度均不同，无法进行实验探究。 （4）实验中木块的作用是看出球的动能大小。 A．甲图，研究弹性势能实验中的“小车”，小车移动距离，反映弹簧的弹性势能大小，故A不符合题意；B．乙图，研究弹性势能实验中的“卡片”，卡片弹起的高度反映橡皮筋弹性势能大小，故B不符合题意；C．丙图，研究重力势能实验中的“木块”，是研究对象，实验中通过木块撞击小桌，通过桌腿陷入深度看出木块重力势能大小，故C符合题意。故选C。 考点二：重力势能及其影响因素探究 1．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”，下列说法正确的是（　　） A．实验中研究的是三脚小桌的重力势能 B．应让同一木块从不同高度由静止下落 C．让质量不同的木块从不同高度由静止下落 D．用小桌下陷的深度反映木块重力势能大小 【答案】D 【详解】A．实验中让质量不同的木块从相同的高度落下，通过观察三脚小桌下陷的深度来探究木块的重力势能大小与质量的关系，所以实验研究对象是木块，故A错误； B．让同一木块从不同高度由静止下落，质量相同，高度不同，探究的是重力势能大小与高度的关系，故B错误； C．探究重力势能大小与质量的关系，需要控制木块所处高度相同，质量不同，即让质量不同的木块从同一高度静止落下，故C错误； D．实验运用了转换法，通过观察三角小桌下陷的深度来探究木块的重力势能大小与质量的关系，故D正确。故选D。 2．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，一小木桌放在盆中的沙子上，同一木块从小桌正上方的不同高度，由静止自由落下。下落过程中，木块的 能转化为 能。该实验通过 反映物体重力势能大小，利用该装置 （选填“可以”、“不可以”）探究物体动能与速度的关系。    【答案】重力势 动 小木桌陷入沙子中的深度 可以 【详解】 下落过程中，木块的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能。根据转换法可知，该实验通过小木桌陷入沙子中的深度来反映物体重力势能大小。实验中通过改变木块下落的高度能改变速度的大小，所以利用该装置可以探究物体动能与速度的关系。 3．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物A、B、C的质量关系为，木桩相同。木桩和重物位置如图甲所示。重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。 （1）重物自由下落打击木桩，通过观察木桩陷入沙中的深度判断 （重物/木桩）的重力势能大小； （2）比较 两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，得出的结论是：当物体的 相同时，高度越高，重力势能越大； （3）我们 （能/不能）比较出甲图中重物B、C的重力势能的大小，理由是 。 【答案】 （1）重物 （2）A、B 质量 （3）能 B、C将木桩打入沙中深度相同 【详解】 （1）实验中，物体的重力势能不能直接得到，因此让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断重物的重力势能大小，使用了转换法。 （2）由图知道，A、B的质量是相同的，物块B的高度大于A的高度，根据控制变量法思想，比较A、B两个重物将木桩打入沙中的深度可以探究重力势能的大小和重物下落高度的关系。B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度，所以结论为：物体的质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大。 （3）由图可知，虽然重物B、C下落的高度不同，质量也不同，但是重物将木桩打入沙中的深度相同，结合转换法可知甲图中重物B、C的重力势能是相等的，即能比较重物B、C的重力势能的大小。 4．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到： 物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B 球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动时的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为 h3，且h1<h2<h3。 （1）本实验是通过观察 来判断重力势能大小的，这种研究方法叫 法； （2）比较A、B两球，可得出重力势能与 有关； （3）比较 两球，可得出结论：当物体质量相同时， ； （4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 （填“有关”或“无关”）。 【答案】 （1）球陷入沙面的深度 转换法 （2）质量 （3）A、C 下落高度越高，物体的重力势能越大 （4）无关 【详解】 （1）根据转化法的思想，本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映。 （2）根据控制变量法的思想，比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 （3）根据控制变量法的思想，两球质量相同是A、C或B、D，而B、D的高度和下落路径均不同，因此应比较A、C两球。两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于A球的下落高度，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大。 （4）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 5．（23-24九年级上·江苏南京·期中）同学在研究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想： 猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关； 猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关； 猜想三：重力势能的大小可能与物体的体积有关。 为了验证猜想，准备了如下实验器材：花泥（易产生塑性形变）若干块，体积相同、质量为m的3个小球A、D、E和质量为2m、3m的小球B、C；体积不同的3个小球F、G、H。将它们分别从不同位置由静止释放，小球陷入花泥里的深度情况如图所示。请你完成下列内容。 （1）本实验中，小球的重力势能大小是通过观察 来反映的； （2）分析A、B、C球的实验现象，可得出结论： ； （3）为了验证猜想二，他应分析 （填写字母）三球的实验现象； （4）为了验证猜想三，F球、G球和H球的质量应该 （选填“相同”或“不同”）；实验后根据图乙的现象，可知物体重力势能的大小与物体的体积 （选填“有关”或“无关”）。 【答案】 （1）小球陷入花泥里的深度 （2）见详解 （3） ADE （4）相同 （5）无关 【详解】 （1）本实验中，重力势能不易直接观察，可以利用小球陷入花泥里的深度间接反映小球做功的能力，故小球的重力势能大小是通过观察小球陷入花泥里的深度来反映的。 （2）分析A、B、C球的实验现象，高度和体积相同，质量不同，质量大的小球陷入花泥里的深度大，根据控制变量法，可得出结论在高度和体积相同时，质量越大，重力势能越大。 （3）猜想二，探究重力势能与高度的关系，根据控制变量法，应保持质量和体积相同，改变高度，符合要求是ADE三球的实验现象。 （4）猜想三，探究重力势能与体积的关系，应高度和质量相同，体积不同，故F球、G球和H球的质量应该相同。实验后根据图乙的现象，高度和质量相同，体积不同，小球陷入花泥里的深度相同，可知物体重力势能的大小与物体的体积无关。 6．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）某同学A在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图甲所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表明高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 （1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的； （2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时， ； （3）比较 两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大； （4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 （选填：“有关”或“无关”）； （5）小球在下落过程陷入沙面前，将重力势能转化为动能，陷入沙中后到小球静止过程中，将机械能转化为 能； （6）同学B在体育活动中观察到足球运动情况，如图乙所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球 。 A．在b、d两点动能相等 B．在a、d两点动能相等 C．在b点的动能大于在d点的动能 D．从c到d的过程重力势能减少 【答案】 （1）铅球陷入沙中的深度 （2）物体质量越大，重力势能越大 （3）A、C （4）无关 （5）内 （6）C 【详解】 （1）实验中运用转换法，通过观察铅球陷入沙坑的深度来表示重力势能大小的。 （2）比较A、B两球，小球下落的高度相同，B球的质量大，陷入沙坑的深度深，重力势能大，说明：当高度一定时，物体的质量越大，具有的重力势能越大。 （3）要探究重力势能与高度之间的关系，需要控制小球的质量相同，只改变高度的大小，所以A、C两球符合题意。 （4）C、D两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，说明具有的重力势能相同，所以可得出物体的重力势能与物体运动的路径无关。 （5）小球陷入沙坑后会克服摩擦做功，将机械能转化为内能。 （6） AC．因为小球在运动过程中会克服阻力做功，所以机械能会一直减小，b、d两位置高度相同，说明重力势能相同，而b位置的机械能大于d位置的机械能，所以可得出在b点的动能大于在d点的动能，故A不符合题意，C符合题意； B．小球由a运动到d的过程中，高度降低重力势能转化为动能，所以d位置的动能大于a位置的动能，故B不符合题意； D．小球从c到d的过程中，高度增加，即重力势能增加，故D不符合题意。 故选C。 考点三：弹性势能及其影响因素探究 1．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上，下列说法不正确的是（　　） A．罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大 B．罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能转化为动能和橡皮筋弹性势能 C．若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子不可能返回滚上斜面 D．第一次返回斜面向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能 【答案】D 【详解】 A．罐子在整个运动过程中的质量不变，在A点时的高度最高，重力势能最大；罐子从A点运动到D点，橡皮筋发生了弹性形变，在D点时的形变程度最大，所以在D点的弹性势能最大，故A正确，不符合题意；B．罐子从A点滚动到C点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，质量不变，速度变大，动能变大；此过程中，橡皮筋发生了弹性形变，具有弹性势能，所以罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能转化为了动能和弹性势能，故B正确，不符合题意；C．若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子的重力势能转化为内能和罐子的动能，罐子不具有弹性势能，所以不会返回斜面，故C正确，不符合题意；D．第一次返回斜面，向上滚动的过程中，由于一部分机械能转化为了内能，所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能，故D错误，符合题意。故选D。 2．（23-24九年级上·江苏南通·期中）如图所示，向下按压内有弹簧的圆珠笔，放手后笔会向上弹起，则笔离地上升过程中（　　） A．动能增加 B．重力势能增加 C．机械能增加 D．弹性势能增加 【答案】B 【详解】 A．笔离地上升过程中，质量不变，速度减小，动能减小，故A不符合题意；B．放手后的过程中，笔的质量不变，高度升高，因此重力势能增大，故B符合题意；C．笔离地上升过程中，若不考虑空气阻力，机械能守恒，故C不符合题意；D．放手后的过程中，弹簧的弹性形变程度变小，所以其弹性势能减小，故D不符合题意。故选B。 3．（23-24九年级上·江苏徐州·期中）小萌同学利用甲图探究“物体的弹性势能的大小与弹性形变程度的关系”。将弹簧和金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB（足够长）上面，每次将小球压缩弹簧后松手。 （1）压缩的弹簧可以将小球向上弹起，说明发生 的物体具有弹性势能； （2）小萌记录小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。在整个过程中，小球在“t1”、“t2”、“t3”时刻的动能最大的是 时刻； （3）下表中的数据是小萌同学的实验记录。分析数据后发现弹簧的弹性势能E与压缩量x 正比（选填“成”或“不成”），表格中第5次实验小球上升的高度应为 cm。 实验次数 弹簧压缩量x（cm） 上升的高度h（cm） 1 1.00 1.50 2 2.00 6.00 3 3.00 13.50 4 4.00 24.00 5 5.00 【答案】 （1）弹性形变 （2）t1 （3）不成 （4）37.50 【详解】 （1）根据题意可知，压缩的弹簧可以将小球向上弹起，说明发生弹性形变的物体具有弹性势能。 （2）小球离开弹簧后，可以继续向上运动，但是小球每一次反弹的高度逐渐变小，因为有空气阻力，在此过程中小球的机械能转化为内能；所以在整个过程中小球的动能不断减小，所以动能最大时是在t1时刻。 （3）由表中数据知：当压缩量由1.00cm变为2.00cm时，压缩量变为2倍。而反映弹簧弹性势能大小的小球的高度是从1.50cm变成了6.00cm，是原来的4倍，所以弹簧的弹性势能E与压缩量x不成正比。由数据分析可知，弹簧的弹性势能E与压缩量x的平方成正比，表格中第5次实验中压缩量由1.00cm变为5.00cm，压缩量变为5倍，所以反映弹簧弹性势能大小的小球的高度应是原来的25倍，所以小球上升的高度应为。 4．（23-24九年级上·江苏南通·期中）为了“探究弹性势能与跟哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究，将弹簧一端A固定，用小球（小球与弹簧不连结）将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，分别测量出木块在水平面上滑行的距离s0，分析实验数据得出结论。 （1）实验中，弹簧弹性势能大小是通过 来反映的，探究了弹簧弹性势能大小跟 的关系，放手后，小球在整个过程的运动情况是 ； 实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示，小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想： 猜想1：与小球离开桌面时的速度有关； 猜想2：与小球离地的高度有关； 猜想3：与小球的质量有关。 （2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同，这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的； （3）为了探究猜想2，小华取了质量为5g的小球，改变桌子的高度，将弹簧压缩到相同的长度释放小球，测得并记录数据如下： 离地高度H/cm 5 45 80 125 水平飞行距离s/cm 5 15 20 25 根据表中数据，可得到s与H的定量关系式是 ； （4）为探究猜想3，保持离地高度不变，小明用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系，你认为小明的方案存在的问题是： 。 【答案】 （1）木块滑行的距离 弹簧的形变程度 先加速后减速 （2）正确 （3） （4）没有控制小球的速度不变 【详解】 （1）由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量，本实验是通过比较木块移动的距离来判断弹簧的弹性势能大小。由实验步骤可知，压缩不同长度，弹簧的形变量不同，本实验探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变大小的关系。小球放手后，弹力大于摩擦阻力做加速的，然后弹力逐渐减小，当弹力小于阻力会减速运动，故先加速后减速运动。 （2）根据控制变量法，要验证猜想1是否正确，即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，需要控制小球质量和离地高度不变，改变小球的速度，实验中弹簧被压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，获得的速度不同，发现小球水平飞行的距离不相同，说明小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，所以猜想1是正确的。 （3）探究猜想2时保持小球质量为5g不变，将弹簧压缩到相同的长度释放小球即保持小球的开始速度相同，只改变桌子的高度；根据表格数据知离地高度H由5cm→20cm，变成原来的4倍，水平飞行距离s由5cm→10cm，变成原来的2倍；依此类推离地高度H由5cm→45cm，变成原来的9倍，水平飞行距离s由5cm→15cm，变成原来的3倍；离地高度H由5cm→80cm，变成原来的16倍，水平飞行距离s由5cm→20cm，变成原来的4倍；由此可以得出离地高度H变成原来的n2倍，水平飞行距离s变成原来的n倍，即，代入第1组数据的解得k=5，则。 （4）要探究猜想3，即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关，需要控制小球的速度和离地高度不变，改变小球的质量，实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，弹簧的弹性势能一定，静止释放后小球的动能相同，但由于质量不同，速度也不相同，所以存在的问题是没有控制小球飞出桌面时的速度一定，则不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系。 5．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）小萌同学利用甲图探究“物体的弹性势能的大小与弹性形变程度的关系”。将弹簧和金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB（足够长）上面，每次将小球压缩弹簧后松手。 （1）实验时每次将弹簧压缩 （填“相同”或“不同”）的长度，分析比较 （“小球第一次弹起的高度”、“小球最终静止时的高度”或“任意某一次的弹起高度”），从而比较弹簧的弹性势能大小； （2）当压缩的弹簧x=5.00cm时，小球离开弹簧后继续向上运动，达到最高点H时，弹性势能全部转化为 能。小萌记录小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。在整个过程中，小球在“t1”、“t2”、“t3”时刻的动能最大的是 时刻； （3）请推理，表格中第5次实验小球上升的高度应为 cm。 实验次数 弹簧压缩量x（cm） 上升的高度h（cm） 1 1.00 1.50 2 2.00 6.00 3 3.00 13.50 4 4.00 24.00 5 5.00 【答案】 （1）不同 小球第一次弹起的高度 （2）重力势 t1 （3）37.50 【详解】 （1）弹簧压缩程度不同，具有的弹性势能不同，在此过程中通过小球上升高度，反映弹簧弹性势能的大小；小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是小球每一次反弹的高度逐渐变小，因此实验时每次将弹簧压缩不同的长度，分析比较小球第一次弹起的高度，从而比较弹性势能的大小。 （2）小球离开弹簧后继续向上运动，达到最高点H时，弹性势能全部转化为重力势能；小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是小球每一次反弹的高度逐渐变小，因为有空气阻力，在此过程中小球的机械能转化为内能；在整个过程中小球的动能不断减小，所以动能最大时是在t1时刻。 （3）由表中数据可知，弹簧的弹性势能E与压缩量x的平方成正比，表格中第5次实验中压缩量由1.00cm变为5.00cm，压缩量变为5倍，所以反映弹簧弹性势能大小的小球的高度应是原来的25倍，所以小球上升的高度应为1.50cm×25＝37.50cm。 考点四：机械能的相互转化 1．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）北京时间2023年9月17日12时13分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感三十九号卫星发射升空。当遥感三十九号卫星加速上升时（　　） A．动能不变，重力势能增大 B．动能减小，重力势能增大 C．动能增大，重力势能减小 D．动能增大，重力势能增大 【答案】D 【详解】当遥感三十九号卫星加速上升时，遥感三十九号卫星质量不变，速度和高度都变大，所以遥感三十九号卫星动能增大，重力势能也增大。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 2．（23-24九年级上·江苏常州·期中）如图为2023年杭州亚运会的部分项目图标，下列描述正确的是（　　） A．甲运动员举着杠铃站立保持稳定时，运动员对杠铃做功 B．乙运动员从最低点到最高点过程中，动能一直减小 C．丙运动员击球后，球向上运动过程中，重力势能增大 D．丁滑板运动员从赛道高处滑下，动能转化为重力势能和内能 【答案】C 【详解】A．举重运动员举着杠铃在空中静止时，运动员给杠铃一个向上的力，杠铃向上没有移动距离，人对杠铃没有做功，故A错误； B．运动员从最低点开始向上时，先是弹性势能转化为动能，当蹦床对人的弹力与重力相等的时候速度最大，动能最大；运动员继续向上运动，弹力小于重力，向上做减速运动，直至离开蹦床，故整个过程中，动能先增大后减小，故B错误； C．丙运动员击球后，球向上运动过程中，质量不变，高度变大，重力势能增大，故C正确； D．滑板运动员从赛道高处滑下时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，考虑到有摩擦，重力势能转化为动能和内能，故D错误。故选C。 3．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根弹性绳一端系一个小石块，另一端固定在A点。B点是弹性绳不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　） A．小石块减少的重力势能全部转化为动能 B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度一直减小 D．小石块在C点时，受到非平衡力的作用 【答案】D 【详解】小石块在下落过程中，在AB段，小石块受到重力作用，重力不断改变小石块的运动状态，小石块加速下落；在BC段受到橡皮筋的拉力作用，过B点后橡皮筋开始伸长（大于原长），弹力逐渐增大。当拉力小于重力时，小石块仍处于加速状态；当拉力大于重力时，小石块减速下落。 A．从A点到C点运动过程中小石块的重力势能转化为动能还转化为橡皮筋的弹性势能，故A错误； B．从A点下落到B点的过程中，小石块受重力的作用，暂时还不受绳的弹力，故B错误； C．由上述分析可知，小石块从B点下落到C点的过程中，小石块速度先加速后减速，故C错误； D．BC过程中小石块先加速后减速，减速过程中是因为弹力大于重力，C点是下落的最低点，此时小石块虽然速度为0，到达C点后小石块会改变运动状态向上运动，故C点时受到并不是平衡力，故D正确。故选D。 4．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）将小球水平抛出，其部分运动轨迹如图所示，位置①和③离地高度相等。小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图所示，且M、N两点分别为图中“①”、“②”或“③”点中的某一点。则小球（　　） A．整个运动过程中，机械能是守恒 B．经过的N点就是“②”点 C．在M点的重力势能大于在N点的 D．在N点的机械能为1000J 【答案】B 【详解】A．根据小球水平抛出其部分运动轨迹可知，小球反弹起的最大高度越来越小，说明机械能越来越小，整个运动过程中，机械能是不守恒的 ，故A不符合题意； BC．在M点时，由图知，重力势能占机械能的比为动能的3倍，因重力势能为240J，故动能为80J，在M点时机械能为WM=240J+80J=320J，在N点时，动能为200J，则重力势能为 故在M点的重力势能240J小于在N点的重力势能300J，M点的高度小于N点，则经过的N点就是“②”点，故B符合题意，C不符合题意； D．在N点时的机械能为WN=200J+300J=500J，故D不符合题意。故选B。 5．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过程。下列分析正确的是（　　） A．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大 B．b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能 C．a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度最大 D．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小希的动能为零 【答案】D 【详解】A．a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，所以弹簧的弹力越来越小；到达b时，弹簧恢复到原长，所以此时弹力为0，故A错误； B．b→c的过程中，即离开地面上升的过程中，小希的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以该过程中是动能转化为小希的重力势能，故B错误； C．a→b的过程中，开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，小希做加速运动；随着弹簧形变量的减小，弹力减小，当弹力等于重力时，小希的速度达到最大；弹力继续减小，向上的弹力小于向下的重力时，小希做减速运动；而b→c的过程中，小希在重力作用下做减速运动；所以，a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度并不是最大（此时弹簧恢复到原长，无弹力，人只受重力作用，处于减速阶段），故C错误； D．由图可知，a状态时弹簧的形变程度最大，弹簧的弹性势能最大；小希处于最低位置，速度为0，故小希动能为0，故D正确。故选D。 6．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）为了提高全校师生的身体素质，学校买回了乒乓球发球机，如图甲所示。如果乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个质量相同的球，如图乙，若不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．整个过程中， c球的运动状态不变 B．三个球在运动过程中机械能不守恒 C．使球落向桌面的力的施力物体是发球机 D．落地时三个小球的动能相等 【答案】D 【详解】A．整个过程中，c球的运动方向和速度大小都发生了变化，所以c球的运动状态改变，故A错误；BD．乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，不计空气阻力，三个球运动过程中只有重力势能与动能相互转化，三个小球的机械能是守恒的，因此三个球重力势能转化为动能的能量相同，所以落地时三个小球的动能相等，故B错误，D正确；C．使球落向桌面的力是重力，重力的施力物体是地球，故C错误。故选D。 考点五：热传递的条件及意义 1．（23-24九年级上·江苏镇江·期中）关于温度、热量、内能的关系，下列说法中正确的是（　　） A．温度高的物体不一定比温度低的物体内能大 B．温度高的物体一定比温度低的物体热量多 C．等质量的0℃冰和0℃的水内能一样多 D．物体的温度升高，一定是从外界吸收了热量 【答案】A 【详解】A．内能的影响因素有温度和质量，所以温度高的物体内能不一定大，故A正确； B．热量为过程量，不能说具有或含有，故B错误； C．等质量的0℃冰和0℃的水，因为由冰变水需要吸收热量，因此水的内能大于冰的内能，故C错误； D．物体的温度升高，内能会增加，不一定是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故D错误。 故选A。 2．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）下列关于温度、热量和内能的说法，正确的是（　　） A．0℃的冰是没有内能的 B．温度高的物体所含热量多 C．冰熔化时，冰水混合物的内能增加 D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 【答案】C 【详解】A．一切物体都有内能，因此0℃的冰也有内能，故A错误； B．热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故B错误； C．冰是晶体，冰熔化时，吸收热量，温度不变，内能增加，则熔化时的冰水混合物内能增加，故C正确； D．热量是从高温物体向低温物体传递或者从物体的高温部分传向低温部分。因内能的大小与质量、温度、状态等因素有关，内能大的物体温度不一定高，故D错误。 故选C。 3．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）在快递运输水果、海鲜等易变质产品时，为起保鲜作用，经常用水制成冷藏保鲜冰袋使用。冰袋对产品起保鲜作用的过程中，下列分析正确的是（　　） A．冰袋温度很低，没有内能 B．温度从产品转移到冰袋，冰袋含有的热量变大 C．冰袋中的冰块熔化时，温度不变，内能增大 D．产品含有的内能大，冰袋含有的内能小，所以发生热传递 【答案】C 【详解】A．内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，一切物体在任何温度下都具有内能，故A错误； B．热量是过程量，发生在热传递或物态变化的过程中，不能说“含有”，故B错误； C．冰是晶体，冰袋中的冰熔化时，温度不变，吸收热量，内能增大，故C正确； D．热传递的条件是存在温度差，因为产品温度高于冰块的温度，所以热量从产品传向冰块，故D错误。 故选C。 4．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）小明假期在家里自制爆米花，她观察到对玉米加热一段时间后玉米爆开跳起，变成了美味的爆米花，下面说法错误的是（　　） A．玉米能从铁锅处吸热是因为铁锅的温度较高 B．玉米爆开的过程和汽油机压缩冲程类似 C．玉米跳起过程中动能减小，势能增大 D．使玉米内能减小的方式是做功 【答案】B 【详解】A．热传递是内能从高温物体转移到低温物体，玉米能从铁锅处吸热是因为铁锅的温度高于玉米的温度，故A正确，不符合题意； B．玉米内部水分受热膨胀对玉米粒壳做功使其爆开，是内能转化为机械能，这和汽油机的做功冲程类似，故B错误，符合题意； C．玉米跳起过程中，质量不变，速度减小，则动能减小，高度增大，则重力势能增大，故C正确，不符合题意； D．玉米内部水分受热膨胀对玉米粒壳做功使其爆开，玉米内能减小，这是通过对外做功的方式减小内能的，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．（23-24八年级上·江苏南通·期中）小明从热水瓶中倒出半杯热水，一段时间后发现水仍很烫，于是又倒入一些冷水，水温下降到适宜饮用的温度。下面能反映整个过程中水的温度随时间变化的图像可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】小明从热水瓶中倒出半杯热水，一段时间后发现水仍很烫，这段时间刚开始散热较快，随着时间推移，散热变慢，于是又倒入一些冷水，由于冷水吸热使温度降低，此过程中水温下降较快，然后随着温度降低，散热越来越慢，慢慢接近饮用水的温度。 故选B。 6．（23-24八年级上·江苏淮安·期中）为了比较两个保温杯盛水时的保温效果，小明按照科学探究程序，在室内进行了实验，让甲、乙两个保温杯内装相同质量的热水，得到了一段时间内它们温度的实验数据，根据数据绘制的图像如图所示，请你根据图像所提供的信息比较甲、乙两个保温杯的保温效果（　　） A．甲保温杯的保温效果好 B．乙保温杯的保温效果好 C．甲、乙两个保温杯的保温效果一样好 D．根据图像无法判断 【答案】B 【详解】由图像可知，两保温杯内装相同质量，初温相同的热水，0~6小时内，任何时刻乙保温杯内水的温度变化量均小于甲保温杯内水的温度变化量，所以乙保温杯的保温效果好。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）如图是用酒精灯加热使冰熔化过程中温度随时间的变化图像，冰在A点内能 （选填“为”或“不为”）零，C点 （选填“大于”、“小于”或“等于”）B点内能：整个过程是通过 方式改变内能的。 【答案】 不为 大于 热传递 【详解】一切物体在任何时候都具有内能，所以在此过程中物体在A点内能不为零。 由图象可以看出，冰在熔化过程中，吸热但温度不升高，其内能增加，故其中C点内能大于B点内能，这是通过热传递方式增加物体内能的。 8．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）两杯体积相同的清水，同时分别滴入一滴红墨水，出现如图（a）、（b），这是 现象，由图1可知，液体温度较高的是 （选填“a”或“b”）杯中液体。图2是某物质由液态变为固态过程中，温度随时间变化的图象。由图可知：t3时刻物体的内能 零（选填“等于”或“不等于”），t1时刻物体的内能 t2时刻物体的内能（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】扩散 b 不等于 大于 【详解】 向清水中同时分别滴入一滴红墨水，整杯水都变红，这是扩散现象。温度越高，液体分子做无规则运动的程度就越剧烈，扩散越快，（b）中红墨水扩散快，所以液体的温度较高的是（b）杯中液体。 任何物体都具有内能。该晶体凝固时，放出热量、内能减小，但温度不变，所以t1时刻物体的内能大于t2时刻物体的内能。 9．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）阅读短文，回答问题。 热阻 当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。传导是热传递的一种方式，物体对热量的传导有阻碍作用，称为热阻，用R表示。 物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比，与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式，式中称为材料的导热系数，不同材料的导热系数一般不同，房屋的墙壁为了保温，往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境，温度始终为t1；另一侧是低温环境，温度始终为t2，墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比，不同材料叠加时，总的热阻等于不同材料的热阻之和。 （1）在其他因素不变的情况下，导热系数越小，热阻越 （选填“大”或“小”）； （2）铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较 （选填“大”或“小”）的材料制成的； （3）如图甲所示，热量在墙壁中传导，t1、t2分别为40℃、10℃，则墙壁正中间（虚线处）的温度为 ℃； （4）如图乙所示，长方体实心铝块的长、宽、高分别为2L、L、3L，当热量从上向下流动时，铝块的热阻为R1，热量从左向右流动时，铝块的热阻为R2，则R1 R2（选填“＞”“＜”或“＝”）； （5）如图丙所示，热量在墙壁中传导，在传导方向上的长度为L1，横截面积为S，导热系数为；在墙壁一侧紧贴一层保温层，保温层与墙壁面积相同，在热传导方向上的长度为L2，导热系数为，则丙图中热量传导过程中的总热阻R= 。 【答案】 （1）大 （2） 小 （3） 25 （4） ＞ （4） 【详解】 （1）（2）物体的热阻与物体在热传导方向上的长度L成正比、与横截面积S成反比，还与物体的材料有关，关系式为，式中λ称为材料的导热系数， 分析函数关系可知，在其他因素不变的情况下，导热系数越小，热阻越大，导热能力越差；导热系数越大，热阻越小，导热能力越强，所以铁锅等传热良好的炊具一般用热阻较小的材料制成的。 （3）由题意：如果墙壁一侧是高温环境，温度始终为t1；另一侧是低温环境，温度始终为t2，墙壁中形成稳定的热量流动，则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比，与墙壁的热阻成反比。则可得如下关系式 热量在墙壁中传导时形成稳定的热量流动，则热量传递到中间和末端时的热量相等，设墙壁正中间处的温度为t中，由上公式可得 解得t中=25℃。 （4）图乙中，当热量从上向下流动时，由知，铝块的热阻为 热量从左向右流动时，铝块的热阻为，比较可知R1＞R2。 （5）由可得，传导长度为L1的墙壁的热阻为，传导长度为L2的保温层的热阻为，不同材料叠加时，总的热阻等于不同材料的热阻之和，则丙图中热量传导过程中的总热阻。 10．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）阅读短文，回答问题 气动加热 物体与空气或其他气体做高速的相对运动时所产生的高温气体对物体的传热过程，全称是空气动力加热。高速气流流过物体时，由于气流与物面的强烈摩擦，使边界层内气流温度上升，并对物体加热。在高超声速飞行中，飞行器周围的空气因受剧烈压缩而出现高温，是气动加热的主要热源。气动加热会使飞行器结构的刚度下降，强度减弱，并产生热应力、热应变和材料烧灼等现象，同时引起飞行器内部温度升高，使舱内工作环境恶化。这种因气动加热造成的飞行器结构在设计和材料制造工艺上的困难，被称为“热障”。因此，气动加热是超声速流动和高超声速流动研究和飞行器热防护设计中必须考虑的问题。 （1）一般认为飞行器在 的相对运动中会出现“热障”问题，主要是因为这时的温度已经开始影响飞行器的结构； （2）当战斗机的飞行速度达到高音速时，气流与飞机强烈摩擦，使边界层内气流温度上升，从而使飞机头部温度升高，飞机的 能增加；当战斗机的飞行速度达到超音速时，飞行器周围的空气因受剧烈压缩而出现高温，通过 的方式对战斗机加热； （3）嫦娥五号返回器返回地球时，速度接近11.2km/h（9倍音速），前端温度可达10000℃，它的主要热源是 。 【答案】 （1）高超声速 （2）内 热传递 （3）飞行器周围受剧烈压缩的气体 【详解】 （1）飞行器在大气层中运动时，由于与空气摩擦会产生大量的热，此时将机械能转化为内能，使飞船温度上升，故一般认为飞行器在高超声速的相对运动中会出现“热障”问题。 （2）当战斗机的飞行速度达到高音速时，气流与飞机强烈摩擦，将机械能转化为内能，飞机的内能增加。当战斗机的飞行速度达到高音速时，飞行器周围的空气因受剧烈压缩而出现高温，高于战斗机的温度，热量从高温物体转移到低温度，故是通过热传递的方式对战斗机加热。 （3）在高超声速飞行中，飞行器周围的空气因受剧烈压缩而出现高温，周围空气将热量传给飞船。故它的主要热源是飞行器周围受剧烈压缩的气体。 考点六：比热容的意义及计算 1．（23-24九年级上·江苏南通·期中）如图是海门最近打造的具有“魅力江海”美誉的沿江生态景观带，它成为市民新的休闲锻炼的好去处。炎热夏季，江岸周边明显比其他地方凉爽，主要是因为水的（　　） A．沸点高 B．导热性好 C．比热容小 D．比热容大 【答案】D 【详解】根据可知，因为水的比热容大于泥土的比热容，相同质量的水和泥土吸收相同的热量时，水升高的温度低，所以炎热的夏季，江岸周边明显比其他地方凉爽，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）孝敬父母是中华民族的传统美德。如图所示，寒冷的冬天，小聪用热水为妈妈泡脚的过程中（　　） A．水的温度降低，所含的热量减少 B．通过热传递增加了脚的内能 C．水的温度降低，水的比热容减小 D．热量由脚传递给了水 【答案】B 【详解】A．热量是过程量，不能说含有热量的多少，水的温度降低，是所含的内能减少了，故A错误； BD．泡脚时，脚的温度较低，水的温度较高，热量由水传给脚，脚吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递增大内能的，故B正确，D错误； C．比热容是物质的属性，与其温度变化无关，所以水的温度降低，比热容不变，故C错误。 故选B。 3．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后，放到表面平整石蜡上。经过一定时间后，观察到的现象如图所示，则三块金属的比热容（　　） A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．无法判断 【答案】C 【详解】金属块丙下方的石蜡熔化快，说明金属块丙放出的热量多，甲、乙，三个金属块与石蜡发生热传递，三个金属块的末温度与石蜡的末温度相同；甲、乙、丙三个金属块的质量，根据公式 可知：金属块丙放出的热量多，所以金属块丙的比热容比较大。 故选C。 4．（23-24九年级上·江苏南通·期中）某同学利用如图甲所示的装置比较a、b两种液体吸热的情况，使用相同规格的电加热器分别对“等量”水和食用油加热，得到温度随时间变化的图像如图乙，下列说法正确的是（　　） A．“等量”是指体积相同的水和食用油 B．由图像可知，a、b液体的比热容之比是5∶4 C．实验中物质吸热的多少是通过升高的温度来衡量的 D．图乙图像中a对应食用油，b对水 【答案】B 【详解】A．由可知，“等量”是指质量相同的水和食用油，故A错误； B．吸收相同的热量，a和b升高的温度不同，根据热量公式有 解得故B正确； C．实验中物质吸热的多少是通过加热时间长短来衡量的，故C错误； D．图乙图像中b对应食用油，a对水，因为根据B可知，a的比热容较大，吸收相同的热量，水的温度变化量小，故D错误。故选B。 5．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）农用拖拉机在作业时需向发动机的散热水箱里加水，这是利用水的 较大的性质；若水箱中质量为20kg的水温度从25℃升高到到75℃，则水吸收的热量是 J。[c水=4.2×103J/（kg·℃）] 【答案】比热容 4.2×106 【详解】 和质量相同的其它物质相比，升高相同的温度，水吸热多，即水的比热容大；汽车发动机用水作冷却剂就是利用水的这个特性。据题意可知，水吸收的热量Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×20kg×（75℃-25℃）=4.2×106J 6．（23-24九年级上·江苏南通·期中）用酒精灯把初温为20℃、质量为0.5kg的水加热到70℃，水吸收热量为 J，相当于完全燃烧 g的酒精放出的热量，事实上，将这杯水加热到70℃需要的酒精质量更 ，理由是 。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×107J/kg] 【答案】1.05×105 3.5 大 有热量的散失 【详解】 水吸收的热量为Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×（70℃-20℃）=1.05×105J 由题意可知，酒精完全燃烧放出的热量为Q放=Q吸=1.05×105J 根据公式Q放=mq，可得，消耗酒精的质量为 在加热的过程中，由于有热损失，酒精燃烧释放的热量不会全部被水吸收，所以将这壶水加热到70℃需要的酒精质量更多。 7．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）为了比较两种液体（其中一种为水）的吸热能力，某同学取来两个相同的装置，做了如图所示的实验。 （1）实验前调整铁夹A的高度，目的是 ； （2）实验过程中，在烧杯中需要分别装入 和初温相同的两种液体；用 （选填“加热时间”或“升高的温度”）反映液体吸收热量的多少； （3）根据实验数据，作出了液体的温度随加热时间变化的图像。如图乙所示，吸热本领更强的是液体 （选填“1”或“2”）；另一种液体的比热容为 ； （4）泗阳曾入选全国十佳宜居县城，这里水源充足，环境优美，气候宜人。请你结合本实验的结论来谈谈形成“宜居泗阳”的物理原因 。 【答案】 （1）用酒精灯的外焰加热 （2）质量 加热时间 （3） 1 （4）水的比热容大，可以调节气温 【详解】 （1）酒精灯的外焰温度最高，实验前调整铁夹A的高度，目的是用酒精灯的外焰加热。 （2）比较两种液体的吸热能力，实验过程中要控制被加热的液体的质量相同。 实验中采用相同的装置加热不同的液体，加热时间相同，液体吸收热量相同，即实验中通过加热时间反映液体吸收热量的多少。 （3）由图乙得，加热相同时间，质量相同的两种液体吸收相同的热量，液体1升高的温度较少，由得，液体1的吸热能力较强。 水的吸热能力较强，则液体1是水。液体1、2分别从68℃升高到98℃，加热的时间分别为20min、10min，由得 另一种液体的比热容为 （4）泗阳曾入选全国十佳宜居县城，这里水源充足，环境优美，气候宜人。形成“宜居泗阳”的物理原因是水的吸热能力较强，相同质量的水，吸收或放出相同热量，升高或降低的温度较小，因此泗阳冬暖夏凉，适合居住。 8．（23-24九年级上·江苏泰州·期中）小明为比较“不同物质的吸热升温现象”设计了如下实验方案：将质量和初温相同的水和煤油分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时给水和煤油加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间记录水和煤油的温度。 （1）小明根据实验记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图丙所示。由图像知：对水和煤油加热相同的时间，水吸收的热量 （大于/等于/小于）煤油吸收的热量； 的比热容较大。 （2）小华也用相同的装置进行了实验，但粗心的小华向容器中分别装入的是体积相同、初温都是20℃的沙子和水，4min时，测得沙子的温度为28℃，沙子的密度为1.5×103kg/m3，请你进行推理和计算，假如小华实验时控制沙子与她刚才所用的水的质量相等，那么4min时沙子的温度应该为 ℃。 （3）为了通过实验比较出煤油和酒精的热值的不同， ①小明又装配成了如图丁所示的实验装置，再选用 （甲/乙）装置，进行实验即可得出结论。 ②实验中，待两种燃料燃烧相同的时间后，小明发现丁图烧杯中煤油升高的温度较高，据此 （能/不能）说明煤油的热值较大。 【答案】 （1）等于 水 （2）32 （3）乙 不能 【详解】 （1）实验中，用相同酒精灯对水和煤油加热，相同的酒精灯在相同时间内放出相等热量，被水和煤油吸收，所以相同时间内，水吸收的热量等于煤油吸收的热量。 由图丙可知，相同时间内，煤油的温度升高的多，相同质量的水和煤油，吸收相等热量后，水的温度变化小，所以水的比热容较大。 （2）小华向容器中分别装入的是体积相同、初温都是20℃的沙子和水，水的密度为1×103kg/m3，沙子的密度为1.5×103kg/m3，根据m=ρV可知，水和沙子的质量之比为1∶1.5 ，假如小华实验时控制沙子与她刚才所用的水的质量相等，根据可知，质量是原来的1.5倍，4min吸收的热量与原来是一样的，所以温度升高是原来的1.5倍，也就是。 （3）探究不同燃料的热值大小时，需要便用质量相同的不同燃料对质量相同的同种液体进行加热，故选图乙和图丁实 验。比较燃料燃烧值的大小，应控制燃烧燃料的质量相等；让相同质量的燃料完全燃烧，根据同一种液体（煤油）升高 的温度比较燃料的热值大小；但实验中没有控制煤油的质量相同，所以不能说明煤油的热值较大。 9．（23-24九年级上·江苏镇江·期中）正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有500g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2℃。忽略水的蒸发。 （1）该过程水吸收的热量是多少？ （2）若已知照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？ 【答案】 （1）；（2）28% 【详解】 解：（1）水吸收的热量 （2）由 知道，照射到水面上的太阳能 水获取太阳能的效率 答：（1）该过程水吸收的热量是4.2×103J；（2）水获取太阳能的效率是28%。 10．（23-24九年级上·江苏常州·期中）如图所示的太阳能热水器，它的水箱储水质量为120kg，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米在1秒钟内得到的太阳辐射能量约为1400J，如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h。求： （1）一箱水需要吸收的热量是多少？ （2）太阳辐射的能量E为多少？ （3）热水器上集热器的面积至少要多大？[水的比热容是4.2×103J/（kg℃）] 【答案】 （1）2.52×107J；（2）6.3×107J；（3）2.5m2 【详解】 解：（1）一箱水需要吸收的热量Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg℃）×120kg×（70℃-20℃）=2.52×107J （2）由η=×100%，可知E===6.3×107J。 （3）在与阳光垂直的地球表面上每平方米在1秒钟内得到的太阳辐射能量约为1400J，那么每平方米在5小时内得到的太阳辐射能量E0=1400J/s×5×3600s=2.52×107J 而将水加热所需的太阳辐射能量E=6.3×107J；则热水器上集热器的面积 S===2.5m2 答：（1）一箱水需要吸收的热量是2.52×107J；（2）太阳辐射的能量E为6.3×107J；（3）热水器上集热器的面积至少要2.5 m2。 考点七：机械能与内能的相互转化 1．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）下列事例中，属于利用热传递增加物体内能的是（    ） A．把棉被放在太阳底下，棉被晒得暖呼呼 B．夏天酷热难耐时走进空调房，人感觉格外凉爽 C．从长滑梯上滑下来，感到臀部发热 D．用力下压引火仪活塞，硝化棉燃烧 【答案】A 【详解】A．棉被晒得暖呼呼，是通过吸热太阳的热量被子内能增大的，是通过热传递增加内能，故A符合题意； B．夏天酷热难耐时走进空调房，人感觉格外凉爽，人体的热量转移到空气中，是通过热传递减小人体内能的，故B不符合题意； C．滑梯上滑下臀部发热，是通过做功的方式使臀部的内能增大的，故C不符合题意； D．下压活塞硝化棉燃烧，是通过对筒内的空气做功，使其内能增大的，故D不符合题意。 故选A。 2．（23-24九年级上·江苏淮安·期中）以下事例中，改变物体内能的途径与其他三个不同的是（　　） A．暖手宝暖手 B．棉被被晒热 C．烧水水温升高 D．弯折铁丝，铁丝发烫 【答案】D 【详解】A．暖手宝暖手，手吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变物体内能，故A不符合题意； B．棉被被晒热，棉被吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变物体内能，故B不符合题意； C．烧水水温升高，水吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变物体内能，故C不符合题意； D．弯折铁丝，机械能转化为内能，铁丝的内能增大，铁丝发烫，通过做功的方式改变物体内能， 改变物体内能的途径与其他三个不同，故D符合题意。 故选D。 3．（23-24九年级上·江苏南通·期中）如图是单缸四冲程汽油机的一个冲程，该汽油机转速为40r/s，则（　　） A．图示冲程为压缩冲程 B．该冲程中内能转化为机械能 C．气缸内汽油燃烧越充分，热值越大 D．该汽油机1s内完成10个该冲程 【答案】B 【详解】A．如图所示，是做功冲程，故A不符合题意； B．如图所示，是高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故B符合题意； C．热值的大小与种类有关，与充分程度无关，故C不符合题意； D．汽油机转速为40r/s，该汽油机1s内飞轮转40r，汽油机1s内完成20个工作循环,故汽油机1s内完成80个该冲程,故D不符合题意。 故选B。 4．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）如图是单缸四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（    ） A．这四个冲程的正确顺序是丁→甲→乙→丙 B．丙冲程的能量转化过程与烧开水时壶盖向上跳动相同 C．此单缸四冲程汽油机完成一个工作循环，曲轴转过180° D．甲、乙、丙冲程是靠惯性完成的，也叫辅助冲程 【答案】B 【详解】A．甲图进气门和排气门都关闭，火花塞没有点火，是压缩冲程；乙图进气门关闭，排气门打开，是排气冲程；丙图进气门和排气门都关闭，火花塞点火，是做功冲程；丁图进气门打开，排气门关闭，是吸气冲程，故这四个冲程的正确顺序是丁→甲→丙→乙，故A错误； B．丙是做功冲程，将内能转化为机械能；烧开水时壶盖向上跳动，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能，故两种情况的能量转化相同，故B正确； C．单缸四冲程汽油机完成一个工作循环，活塞往返2次，曲轴转动2周，即曲轴转过720°，故C错误； D．除了做功冲程，其他冲程都是靠惯性完成的，即甲、乙、丁冲程是靠惯性完成的，故D错误。 故选B。 5．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）压缩空气动力车。 （1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车。当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示。该过程使气球内气体的内能 （选填“增大”或“减小”），这一过程的能量转化与内燃机的 冲程相同； （2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是 （进气/排气）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。若该发动机的转速为1200r/min，则1s内发动机对外做功 次。 【答案】 （1）减小 做功 （2）进气 降低 20 【详解】 （1）如图甲所示，气球内的气体喷出时，内能转化为机械能，球内气体的内能将减小，所以气球内的气体喷出时的能量转化与热机做功冲程相同。 （2）如图乙所示，进气冲程中压缩空气进入气缸，压缩空气对活塞做功，将内能转化为机械能，钢瓶内压缩空气的内能减少，温度降低。 该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，若该发动机飞轮的转速为1200r/min＝20r/s，则1s内发动机有20个工作循环，对外做功20次。 6．（23-24九年级上·江苏淮安·期中）“曲水流觞”是古代诗酒唱酬的一种雅事。酒盏装有质量为50g的酒，在溪水上随溪流动时会降低酒的温度，则酒的内能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），这是通过 方式在改变酒的内能；漂流过程中，酒的温度从30℃降低至26℃，会放出 J的热量[c酒=3.4×103J/（kg·℃）]。如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，这是 冲程。 【答案】变小 热传递 680 压缩 【详解】 酒的温度降低，则酒的内能变小。将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动，内能会从酒传递到水，使酒的温度降低，所以这是通过热传递的方式在改变酒的内能。酒放出的热量 Q放=c酒mΔt=3.4×103J/（kg·℃）×0.05kg×（30℃﹣26℃）=680J，图中两个气门关闭、活塞向上运动，为压缩冲程。 7．（23-24九年级上·江苏南通·期中）如图1所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出。这与图2 （选填“A”、“B”、“C”或“D”）所示汽油机冲程的能量转化是一致的，是 能转化成 能，一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min，该汽油机每秒钟内完成 个冲程，做功 次。 【答案】C 内 机械 40 10 【详解】 图1中，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，能量转化是水蒸气的内能转化为塞子的机械能，图2中C是汽油机火花塞点火高温高压燃气推动活塞做功，能量转化也是燃气内能转化为塞子机械能。此冲程称为做功冲程。因此图1与图2的C所示汽油机冲程的能量转化是一致的。一台单缸四冲程汽油机，一个工作循环飞轮转2转，飞轮转速是1200r/min，1s飞轮转20转，进行了10个工作循环，一个工作循环有四个冲程，做一次功，所以该汽油机每秒钟内完成40个冲程，做功10次。 8．（23-24九年级上·江苏常州·期中）国产油电混合动力汽车。 （1）汽油机是热机的一种，如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，此时它正处在 冲程。该冲程将内能转化为 能； （2）汽油机的飞轮转速为2400r/min，则在1s内，汽油机完成 个冲程，对外做功的次数是 次； （3）发动机散热器常用水做冷却剂，是因为水的 大； （4）该汽车在高速公路上以108km/h的速度匀速行驶了1min，发动机的功率始终保持72kW不变，该过程中发动机做的功为 J，发动机牵引力的大小为 N。 【答案】 （1）做功 机械 （2）80 20 （3）比热容 （4）4.32×106 2400 【详解】 （1）从图中可以看出，两气门关闭，火花塞点火和活塞向下移动的特点，可以判断这个冲程是做功冲程，将内能转化为了机械能。 （2）汽油机的飞轮的转速为，即飞轮在1内转40圈，由于飞轮转动两圈，完成一个工作循环，四个冲程，对外做功一次，所以1s内该汽油机完成80个冲程，对外做功20次。 （3）用水做冷却剂是因为水的比热容大，与其它相同质量的物质相比，在升高相同的温度时，吸收的热量多，冷却效果好。 （4）发动机所做的功，汽车的速度 根据，得，发动机牵引力的大小为。 9．（23-24九年级上·江苏南通·期中）阅读短文，回答问题。 多功能喷洒车 某款喷洒车的主要结构如图甲所示，配置的四冲程柴油机不仅要牵引喷洒车前行，还要带动雾炮机电气箱里的发电机发电，然后发电机供电给风机、转向机、水泵和液压泵，水泵和液压泵可独立工作。机械结构上，喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心；工作时水泵通过水管将水箱中的水直接压到喷嘴处，然后被风机产生的强风喷射出去；转向机可带动喷雾炮筒左右水平旋转，液压泵撑杆可支撑并带动喷嘴上下转动，达到有效控制喷洒射程和面积的作用。 喷洒车的部分参数如下表所示，喷水最大流量：单位时间内最大喷水体积；最大能效：以最大射程和流量工作时，最大射程和最大流量的乘积与发电机输出功率的比值。 发电机输出电压 380V 柴油机效率 50% 最大能效 5L·m/kJ 发电机效率 80% 水箱容积 1.2×104L 喷水最大流量 120L/min （1）喷洒车沿水平路面水平匀速前进时，所受重力对它 （选填“做功”或“不做功”）；在喷水的过程中，其动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；若一直以最大流量喷水，注满一箱水最多可喷洒 min； （2）下列关于雾炮机的说法正确的是 ； A．风机、转向机都是将机械能转化为电能； B．水泵和液压泵串联在电路中； C．雾炮机可利用家中的插座直接供电工作； D．喷水时，喷雾炮筒相当于省力杠杆。 （3）如图乙是水箱内自动测定水量的模拟电路图，R是滑动变阻器，水量表是由 （选填“电压表”或“电流表”）改装而成；若要求喷水过程中水量表的示数变小，则图中电源负极应连接R的 （选填“A”或“B”）端； （4）某次喷洒车以36km/h匀速行驶执行喷洒任务，柴油机以3000r/min的转速运行，提供4000N牵引力的同时还实现发电机输出功率24kW，使得雾炮机以最大射程和最大流量工作，已知柴油热值为4.2×107J/kg，求该过程中： ①柴油机每秒完成 个做功冲程； ②该雾炮机的最大射程为 m，喷洒车工作5min消耗柴油 kg。 【答案】 （1）不做功 变小 100 （2）D （3）电流表 B （4）25 60 1 【详解】 （1）喷洒车沿水平路面水平匀速前进时，没有在重力的方向上移动距离，故重力不做功；喷洒车在水平路面匀速前进喷水的过程中，喷洒车内的水不断减少，水的质量不断减小，速度不变，动能变小。若一直以最大流量喷水，注满一箱水1.2×104L最多可喷洒的时间。 （2）A．“发电机给风机、转向机、水泵和液压泵供电”，发电机是将机械能转化为电能，风机、转向机、水泵和液压泵是将电能转化为机械能的，故A错误；B．“水泵和液压泵可独立工作”，则液压泵和水泵并联在电路中，故B错误；C．家庭电路的供电电压为220V，雾炮机的工作电压为发电机的输出电压380V，所以雾炮机不能利用家中的插座直接供电工作，故C错误；D．“机械结构上，喷雾炮筒的转轴设计在炮筒的重心”，喷水工作时，动力臂大于阻力臂，则喷雾炮筒相当于省力杠杆，故D正确。故选D。 （3）由图乙可知，水量表串联在电路中，所以该水量表是电流表改装而成。喷水过程中水量减小，滑动变阻器R的滑片向上滑动，要求水量表（电流表）示数变小，根据欧姆定律可知电路中的电阻变大，所以图中电源负极应连接R的B端。 （4）四冲程柴油机的飞轮转速3000r/min=50r/s，即飞轮每秒转50圈，由于柴油机每一个工作循环飞轮转两圈，完成四个冲程，做一次功，所以该柴油机在每秒钟内完成的100个冲程，完成25个做功冲程，对外做功25次。最大能效的定义为：当以最大射程和流量工作时，最大射程s和单位时间喷水体积的乘积与发电机输出功率的比值，即：最大能效=最大射程s和单位时间喷水体积的乘积与发电机输出功率的比值，喷水最大流量120L/min=2L/s，发电机输出功率P电=24kW=24×103W，最大能效5L•m/kJ=5×10﹣3L•m/J，所以，解得最大射程s=60m。发电机输出功率：P电=24×103W，工作时间t=5min=300s，则发电机输出的电能W电=P电t=24×103W×300s=7.2×106J，由η=×100%得，发电机消耗的机械能，洒水车运动速度v=36km/h=10m/s，运动时间t=5min=300s，洒水车运动的路程s车=vt=10m/s×300s=3×103m，则洒水车牵引力做的功W=F牵s车=4000N×3×103m=1.2×107J，柴油机输出的机械能W有用=W机械1+W=9×106J+1.2×107J=2.1×107J，由η=×100%可得，柴油燃烧放出的热量，由Q放=qm可知，消耗的柴油的质量。 1．（23-24九年级上·江苏南京·期中）如图所示是明朝的《天工开物》中关于用铜铸币的情景，下列说法正确的是（　　） A．炉火加热是通过做功的方式使铜内能增大的 B．熔化的液态铜温度高因为其含有的热量多 C．熔化的液态铜倒入钱币模具，凝固过程中温度不变，内能不变 D．铜币在冷却过程中，将内能转移给模具和空气 【答案】D 【详解】A．炉火加热，铜吸收热量，是通过热传递的方式使铜内能增大的，故A错误；B．热量是过程量，不能说含有的热量多，故B错误；C．熔化的液态铜倒入钱币模具，凝固过程中放出热量，温度不变，内能减小，故C错误；D．铜币在冷却过程中，放出热量，将内能转移给模具和空气，故D正确。故选D。 2．（23-24九年级上·江苏苏州·期中）寿喜烧将中国的生蛋吃法发扬光大，牛肉被铁板煎熟后直接随无菌生鸡蛋食用，既可使牛肉迅速降温防止烫嘴，又可保存更多营养和嫩滑感。下列说法中正确的是（　　） A．煎肉是利用热传递来改变内能，铁板会让牛肉受热更均匀 B．煎肉是利用热传递来改变内能，牛肉吸热是因为其热量较小 C．煎熟的牛肉会烫嘴，说明牛肉的内能大于嘴的内能 D．煎熟的牛肉接触生鸡蛋后，会将温度传递给生鸡蛋 【答案】A 【详解】A．煎肉时牛肉从铁板中吸收热量，是利用热传递来改变内能，使用铁板，牛肉的受热面积大，所以受热更均匀，故A正确；B．煎肉是利用热传递来改变内能，牛肉吸热是因为温度比铁板低，二者之间才会发生热传递，故B错误；C．煎熟的牛肉会烫嘴，说明牛肉的温度高，而不是内能大于嘴的内能，故C错误；D．煎熟的牛肉接触温度低的生鸡蛋后，会将热量传递给生鸡蛋，传递的不是温度，故D错误。故选A。 3．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）如图所示，用规格相同的加热器分别给质量相等的甲、乙两种液体加热，不计热损失，丙所示为液体温度与加热时间的关系图，则下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为 B．甲液体比乙液体的比热容比大 C．升高相同温度，甲、乙吸收的热量相同 D．加热相同的时间，甲、乙两种液体升高的温度之比 【答案】D 【详解】A．甲乙使用的是规格相同的加热器，所以每分钟放出的热量相等，甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为2︰3，故A错误； B．由丙图可知，加热时间相同，均为2min时，甲液体温度变化量大于乙液体，根据可知，甲液体的比热容小于乙液体，故B错误； C．温度同样升高20℃，甲液体需要2min，乙液体需要3min，乙液体加热时间长，所以吸收的热量更多，故C错误；D．由C分析可知，升高相同的温度，甲乙液体吸收的热量之比为2︰3，由可知，甲乙液体比热容之比为2︰3。所以，加热相同的时间，吸收的热量相同，由可知，甲、乙两种液体升高的温度之比为，故D正确。 故选D。 4．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转筒车”（如图）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动轮子转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里不断输送到上方农田中。下列说法不正确的是（　　） A．河道中的流水对下方轮子做的功，不可能全部变成被提升水的有用功 B．流动的水的一部分动能转化为竹筒中水的重力势能 C．转轮转速越快输水做功功率越大 D．上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮 【答案】D 【详解】 A．高转筒车在转动工程中，轮子与轴之间，轮与绳索之间都存在摩擦，河道中的流水对下方轮子做的功，不可能全部变成被提升水的有用功，故A正确，不符合题意；B．流动的水的一部分动能转化为竹筒中水的重力势能，另一部分克服各种摩擦做功，转化成内能，故B正确，不符合题意；C．转轮转速越快，相同时间内输水做功越多，则功率越大，故C正确，不符合题意；D．上、下两个转轮在转动时，它们的轴始终是固定不动的，都是定滑轮，故D错误，符合题意。故选D。 5．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）如图1所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图2所示，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A．整个运动过程中，小球的机械能守恒 B．时刻小球动能最小 C．这段时间内，小球的动能一直减小 D．这段时间内，小球的动能先减小后增大 【答案】B 【详解】A．由图看出，弹簧的弹力在变化，说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化，小球的机械能与弹簧的弹性势能在相互转化，而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，但小球的机械能不守恒，故A错误； B．由图可知，t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，动能最小，故B正确；C．由图可知，t1～t2这段时间内，这段时间内，弹簧的弹力不断增大，弹性势能不断增大。由于小球的高度在不断减小，所以重力势能在不断减小。由于小球的速度先变大后变小，所以动能先变大后变小，故C错误；D．由图可知，t2～t3段时间内，弹簧的弹力从最大值不断减小，可知是小球上升的过程。开始时，弹力>重力，合力向上，小球做加速运动；当弹力和重力相等时，加速停止，此时小球的速度最大；此后，弹力小于重力，合力向下，与运动方向相反，小球做减速运动，那么小球的动能先增大后减小，故D错误。故选B。 6．（23-24九年级上·江苏泰州·期中）小朱课外模拟蛙蛙跳工作情景，用手将一重为G的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达C位置小球的速度为零。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从A点到C点，铁球的动能一直减小 B．从A点到C点，铁球的动能先增大后减小 C．从A点到C点，小球的重力一直大于弹力 D．从A点到C点铁球的机械能不变 【答案】B 【详解】 AB．已知铁球从A位置开始向下运动，到达C位置小球的速度为零，则速度从零增大，再减小到零，因为动能跟质量和速度有关，质量不变，所以铁球的动能先增大后减小，故A错误，B正确； C．刚运动，弹力小于重力，小球做加速直线运动，由于整个过程中，弹簧形变不断变大，小球受到的弹力也在不断变大，当弹力等于重力时，速度达到最大，当弹力大于重力时，小球做减速直线运动直到速度为零，故C错误；D．由于整个过程中，弹簧形变不断变大，弹簧的弹性势能增大，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，故从A点到C点铁球的机械能减小，故D错误。故选B。 7．（23-24九年级上·江苏扬州·期中）如图弹簧固定于竖直墙壁，置于粗糙水平面上，P处为弹簧的原长位置，将弹簧压缩让物块自A处由静止释放，经过P点最终静止于B处，则下列说法正确的是（　　） A．运动至P点时，物块受平衡力的作用 B．从A点到P点的过程中，物块的动能不断增大 C．从P点到B点的过程中，弹簧的弹性势能转化为物块的动能 D．从A点到B点的过程中，物块的机械能先增大后减小 【答案】D 【详解】A．物块运动至P点时，弹簧处于原长位置，此时物块不受弹力，在水平方向上只受到向左的摩擦力作用，所以此时物块受到的力不是平衡力，故A错误；B．从A点到P点的过程中，向右的弹力先大于向左的摩擦力，木块先做加速运动；当弹力等于摩擦力时，物块的速度最大；木块继续向右运动，向右的弹力小于向左的摩擦力，木块做减速运动；在P点离开弹簧后，物块由于惯性仍然向前运动，由于存在摩擦力，则物块的速度会越来越小，直至速度为0，所以整个过程中物块的动能先变大后变小，故B错误；C．从P点到B点的过程中，物块离开弹簧，在水平方向只存在摩擦力，物块的动能转化为内能，故C错误；D．从A点到B点的过程中，物块的质量、高度均不变，其重力势能不变；动能先变大后变小，而物块的机械能等于动能与重力势能之和，所以整个过程中机械能先增大后减小，故D正确。故选D。 8．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，在粗糙的水平面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属块，O点是弹簧原长位置，开始时拉动金属块到A位置释放，在弹簧的作用下，金属块经过O点、B点返回后，静止在C点。其中，。则从A点释放金属块开始运动的过程中，其动能与运动路程s之间的关系图像正确的是（　　） A． B． C．D． 【答案】B 【详解】 由图可知金属块的动能在A点时最小为0，运动到平衡位置O点之前时拉力等于摩擦力，速度达到最大，动能最大，即在运动路程s到达10cm之前，动能达到最大；到B点时动能为0最小，即运动路程s为18cm时动能为零；在弹回来的过程中，运动到平衡位置O点之前时推力等于摩擦力，速度达到最大，动能最大，即在运动路程s到达26cm之前，动能达到最大，到C点时动能最小，故B符合题意， ACD不符合题意。故选B。 9．（23-24九年级上·江苏南京·期中）为了探究物体的动能大小跟哪些因素有关，同学们设计了如下实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中h2>h1，不考虑空气阻力。 （1）实验中是通过观察 来判断 （选填“钢球”或“木块”）的动能大小的；用来研究超速安全隐患时，我们应选择 两图所示实验来进行比较； （2）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能 （选填“>”、“＜”或“=”）木块克服摩擦力所做的功； （3）若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对图丙所示的实验进行改进，下列措施中可行的是 （填写序号）； A．换质量更大的木块                B．降低钢球开始的高度 C．换质量大于m2的钢球             D．换质量小于m1的钢球 （4）小斌还利用图丁来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间为t2，则通过时间较长的是小球 （选填“A”或“B”）。 【答案】 （1）木块移动的距离 钢球 甲、乙 （2）> （3）D （4）A 【详解】 （1）物体动能的大小无法直接测量，所以通过钢球对木块做功的多少来反映钢球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断钢球动能的大小，所用方法为转换法。超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，所以应选择质量相等、速度不同的小球进行实验，据此可知应甲、乙两图进行比较。 （2）钢球滚下时，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为木块的动能，木块运动过程中，动能转化为内能，所以钢球的动能大于木块克服摩擦力所做的功，钢球的动能是由钢球的重力势能转化而来的，故开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。 （3）小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现，实验中通过观察木块被小球推开的距离反映做功的多少，用到了转换法；动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大；若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，说明钢球的动能太大，而此实验主要是研究动能大小与质量的关系，因此钢球的速度应保持不变，而让钢球的质量不同；A.换质量更大的木块，改变了木块所受摩擦力的大小，则不能通过木块滑行的距离来比较两种情况下钢球的动能大小，故A不符合题意；B.实验中需要控制速度相同，不能降低钢球的高度，故B不符合题意；C.换质量更大的钢球，则更容易使木块滑出木板，故C不符合题意；D．换质量更小的钢球，能缩短木块移动的距离，故D符合题意。故选D。 （4）在凸形滑道运动的物体，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，运动速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，速度等于初速度。在凹形滑道运动的物体，在运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，运动速度大于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，动能再全部转化为重力势能，速度等于初速度；因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的平均速度，由可知，通过时间较长的是小球A。 10．（23-24九年级上·江苏盐城·期中）如图所示，小明在一只空饮料瓶中装入少量的水，拧紧瓶盖，用力的旋动瓶身几下，稍稍旋开瓶盖，就发现“砰”的一声瓶盖被气体冲飞了，同时在瓶中出现白雾。出现白雾说明瓶内气体温度 （选填“升高”、“不变”或“降低”）了，能量转化情况是 转化为了瓶盖的机械能。 【答案】 降低 内能 【详解】 由实验现象可知，瓶盖被气体冲飞，同时在瓶中出现白雾，这是因为气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能，使瓶内气体的内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化，所以产生白雾。 11．（23-24九年级上·江苏无锡·期中）热值是表征建筑材料潜在火灾危险性的重要参数。如图甲所示的“量热仪”可以测定建筑材料的热值。取2g碾碎的材料样品放入坩埚中，点火电极点燃后，样品在助燃剂的作用下燃烧，使内筒里1kg的水升温，温度传感器获取的水温T随时间t的变化情况如图乙所示。实验中，样品碾碎并加入助燃剂的目的是 ，内外筒结构的作用可能是 ；由图像得，A材料热值不超过 J/kg；A、B两种材料中， 作为建筑材料，可以降低火灾风险。[] 【答案】 帮助燃料充分燃烧 内筒的作用是容纳吸热物质，便于计算燃料燃烧放出的热量；外筒的作用是保温，防止热量散失到空气中 A 【详解】 助燃剂支持燃料燃烧，样品碾碎并加入助燃剂能够帮助燃料充分燃烧。内筒的作用是容纳吸热物质，便于计算燃料燃烧放出的热量；外筒的作用是保温，防止热量散失到空气中。水吸收的热量 ，假设燃料燃烧放出的热量全部被水吸收，则A材料的热值为，由于燃料燃烧放出的热量不会全部被水吸收，则A材料的热值不超过。由图乙知，燃烧相同质量的A材料和B材料，A材料使容器中的水温度升高的低，由得到A燃烧时放出的热量少，由热值定义式知，A材料的热值小，选择A作用建筑材料，可以降低火灾的风险。 12．（23-24九年级上·江苏宿迁·期中）“汽车不但要吃油，有时也要喝水”，汽车用水作为发动机冷却液是因为水的 大，某汽车由于水箱中水的汽化，当水箱中的水减少了三分之一以后，水的比热容 ；水沸腾后，水的内能 （增大、减小、不变）。如图1所示，图1A是汽油机的 冲程，此冲程 （选填“需要”或“不需要”）靠飞轮的惯性完成。与它能量转换形式相同的是 图所示的演示实验；汽车行驶时，飞轮的转速可达3600r/min，则汽车每秒做功 次。如图2是内燃机的能量流向图，根据图中给出的信息，该内燃机的效率为 %。已知汽油的热值为，完全燃烧0.5kg的汽油按该内燃机的工作效率计算，汽车获得的机械能是 J。 【答案】比热容 不变 减小 压缩 需要 B 30 30 【详解】 汽车用水作为发动机冷却液，是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。比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类和状态有关，与质量无关，所以当水箱中的水减少了三分之一以后；水的比热容不变。由于水沸腾温度不变，汽化后水的质量减小，内能减小。由图可见，汽油机进气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，此冲程需要靠飞轮惯性来完成；在内燃机的四个冲程中只有做功冲程对外做功，其它三个冲程靠飞轮的惯性完成。汽油机压缩冲程，将机械能成内能；A图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，温度升高，棉花就会燃烧，即是将机械能转化转化为内能的过程；B图瓶内气体对活塞做功，将塞子冲出；内能转化成机械能；综上所述，A图与压缩冲程能量转换形式相同。汽车行驶时，飞轮的转速可达3600r/min，每秒转速为60r/s，内燃机完成1个工作循环，飞轮转2r，对外做功1次，所以汽车每秒对外做功30次。由图可知，输出的有用功在总能量中所占的比例，完全燃烧0.5kg的汽油放出的热量，汽车获得的机械能。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$