第十二章 机械能和内能 拔尖测评-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级上册物理(苏科版2024)

物理(苏科版)九年级上 3 第十二章拔尖测评 ◎ 满分:100分 ◎ 时间:45分钟 姓名: 得分: 一、 选择题(每小题3分,共30分) 1. 如图所示,小明用一根橡皮筋拉着一个小球在空中做匀速圆周运 动,下列说法中,错误的是 ( ) A. 小球由于运动而具有动能 B. 小球由于有高度而具有重力势能 C. 橡皮筋由于被拉伸而具有弹性势能 D. 小球由于运动方向时刻改变,其动能也在改变 (第1题) (第2题) (第3题) (第4题) 2. 如图所示为正在运输货物的无人机,下列说法中,正确的是 ( ) A. 无人机上升过程中,货物的重力势能可能减小 B. 无人机水平匀速飞行时,货物的机械能保持不变 C. 无人机在某一高度悬停时,货物的机械能一定为零 D. 无人机下降过程中,货物的动能一定增大 3. 如图所示,将一个小球用细线悬挂起来,让小球从A 点静止释放,小 球会在A、C 两点之间来回摆动,最终静止。下列说法中,正确的是 ( ) A. 小球从A 点摆动到B 点,动能转化为重力势能 B. 小球能从B 点摆动到C 点是由于受到惯性 C. 小球每次经过B 点,其动能都比上一次经过时小 D. 小球最终静止在A 点 4. 如图所示,用酒精灯对烧杯中一定质量的0℃的冰水混合物进行加 热,至沸腾后继续加热一段时间。下列说法中,正确的是 ( ) A. 冰水混合状态,冰和水的总内能不变 B. 温度升高过程中,烧杯中水的机械能增加 C. 温度升高过程中,烧杯中水的内能不变 D. 沸腾过程中,烧杯中水的内能减少 5. 易错题 夏天,将饮料放入冰箱冷藏室,饮料的温度降低。下列说法 中,正确的是 ( ) A. 饮料将温度传递给冰箱中的空气 B. 饮料放出热量后自身所含热量减少 C. 饮料温度降低的过程伴随着内能的转移 D. 饮料放热是因为饮料的内能比冰箱中空气的内能多 6. 小明用如图甲所示的装置比较不同物质吸热升温情况。将分别盛 有50g水和50g食用油的两个相同试管同时用红外加热器加热, 温度传感器与电脑相连。电脑上显示温度随时间变化的图线如图 乙所示。下列说法中,正确的是[c水=4.2×103J/(kg·℃)]( ) A. 加热2min,水吸收的热量大于油吸收的热量 B. 油的比热容为3.15×103J/(kg·℃) C. 第2~3min内,油吸收的热量为1.4×103J D. 小华用该装置进行实验,得到水和油的温度随时间变化的图线 均为A,则m水∶m油=3∶2 (第6题) (第7题) 7. “煮”的篆体写法如图所示,表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在 改变物体内能的方式上相同的是 ( ) A. 热水暖手 B. 钻木取火 C. 搓手取暖 D. 擦燃火柴 (第8题) 8. 二氧化碳(CO2)爆破技术是现代工程建设中非常 环保的技术。起爆前,高压泵将CO2 压缩成高压 气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电 加热管发热,使筒内的液态CO2 迅速汽化,形成 的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说 法中,正确的是 ( ) A. 高压泵压缩CO2,气体内能增大,温度降低 B. 高压泵压缩CO2,气体内能减小,温度升高 C. 高压CO2气体喷出时,内能增大,温度升高 D. 高压CO2气体喷出时,内能减小,温度降低 9. 下列关于同一物体的内能、热量、温度的说法,正确的是 ( ) A. 物体内能增大,温度一定升高 B. 物体温度升高,一定吸收了热量 C. 物体温度升高,内能一定增大 D. 物体内能增大,一定吸收了热量 10. 一台四冲程汽油机的一个冲程中,火花塞点火,燃料猛烈燃烧,产 生高温高压的气体推动活塞对外做功,则该冲程 ( ) A. 是压缩冲程 B. 气体对外做功,内能转化为机械能 C. 活塞依靠飞轮的惯性而运动 D. 气体对外做功,气体的内能增加 二、 填空题(每空2分,共28分) 11. 会荡秋千的人,不用别人帮助,就能把秋千荡得很高。他们的做法 是当人从高处向下摆时,身体由直立变为下蹲,这样可以降低重 心,将更多的重力势能转化为 能;而从最低点向上摆时, 用力将身体由下蹲变为直立,此过程中克服身体的重力做功,增加了 能。如此循环往复,机械能越积越多,秋千就越荡越高。 12. 如图所示,向两个烧杯(完全相同)中同时滴入同样多的红墨水,根 据现象比较它们的内能大小: (甲大/一样大/乙大),判断 的依据是 。 (第12题) (第13题) 13. 网上曾热销一种“55度杯”,称“能很快将开水变成适合饮用的温水, 而后又能将凉水变成适合饮用的温水”。为探究其中的原理,某物理 小组设计了如图所示的模型。设此模型杯内胆中封存着300g水,室 温为20℃;现向杯中倒入200g、100℃的开水,摇一摇,温度相同后 杯内水温迅速降至t1= ℃;然后将杯内水倒掉,迅速将 200g室温下的某液态物质倒入该杯,摇一摇,这种液态物质的温度 可升至44℃,则这种液态物质的比热容为 J/(kg·℃)。 [c水=4.2×103J/(kg·℃),忽略整个过程中的热损失] 14. 请补全下面的知识结构图。 (第14题) (第15题) 15. 如图所示为单缸四冲程汽油机的 冲程,汽油机工作时,需要用 水为其降温,这是利用水的 大的特点。若100g水,温度升高 20℃,则水吸收的热量为 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 16. 有一款小型制冷空调风扇,扇叶下方的水箱中加有冰块。若加入 冰块的质量为100g,在室温下从-10℃升温到0℃用时10min, 然后又经过20min全部变成水,则冰在熔化时从室内至少吸收了 J的热量,已知c冰=2.1×103J/(kg·℃);冰升温的过程 中吸收的热量如果由热值为3×107J/kg的木材完全燃烧提供,那 么需要木材的质量至少为 g。(冰或水单位时间内从空气 中吸收的热量相等) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 4 三、 解答题(共42分) 17. (4分)如图甲所示,水平面AB段光滑,B点右侧粗糙,一轻质弹簧左 端固定于竖直墙面。用小木块P压缩弹簧至A 点由静止释放,木块 离开弹簧后,动能随位置变化关系的大致图像如图乙所示。若换另 一相同底面的小木块Q(mQ>mP),将弹簧同样压缩至A 点由静止 释放,弹簧形变均在弹性限度内,请在同一坐标系中画出小木块Q 从离开弹簧至静止的过程中,动能随位置变化关系的大致图像。 (第17题) 18. (8分)如图所示为“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。 (第18题) (1) 实验中通过观察 的大小,来判断小钢球动能 的大小。 (2) 实验中为了探究动能大小与质量的关系,需要控制小钢球撞击 木块时的速度不变。具体的控制方法是 。 (3) 质量和速度谁对物体动能的影响更大呢? 小文所在的物理兴趣 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)。 表一(钢球撞击时的速度v=8cm/s) 实验次序 钢球的质量m/g 木块滑行的距离s/cm 1 100 10 2 200 20 3 300 30 表二(钢球的质量m=100g) 实验次序 钢球撞击时的 速度v/(cm·s-1) 木块滑行的 距离s/cm 4 8 10 5 16 40 6 24 90 分析两表的数据可以得出: 对物体动能的影响较大。依 据是 。 19. (12分)实验室现有a、b、c三种液体,1、2、3三种燃料,需要完成如 下两个实验:实验一是比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热 量;实验二是探究不同物质吸热升温的现象,如图所示,小明设计 了甲、乙、丙三套装置。 (第19题) (1) 为完成实验一,应选用 两套装置,实验时通过比较液 体 来反映燃料燃烧放热的多少。 (2) 为了两个实验都能完成,须对图中器材进行调整,以下方案中, 可行的是 。 A. 将图甲中的液体换成c B. 将图乙中的液体换成c C. 将图甲中的燃料换成3 D. 将图乙中的燃料换成1 (3) 小明使用未调整的图甲、乙所示的装置进行实验,收集数据并 作出液体a、b的温度随加热时间的变化图线如图丁所示(两燃料 充分燃烧均用时5min)。若燃料充分燃烧放出的热量全部被液体 吸收,燃料2热值是燃料1的5倍,则液体b比热容是液体a 的 倍。 (4) 现用“单位质量的某种物质吸收(或放出)1J的热量所升高(或 降低)的温度Δt”来比较物质的这种物理属性,用符号K 来表示。 ① K 的表达式是K= 。 ② 液体a的K 值 (>/=/<)液体b的K 值。 20. (10分)人类的祖先钻木取火,为人类文明翻开了新的一页。钻木 取火的一种方法如图所示,将削尖的木棒伸到木板的洞里,用力压 住木棒后来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时,板与棒互相 摩擦,机械能转化为内能,而热集中在洞内,不易发散,提高了木棒 尖端的温度,当温度达到约260℃时木棒便开始燃烧。因木头是 热的不良导体,故木棒受热部分的厚度很薄,受热部分的质量只有 0.25g。已知来回拉一次钻弓需1.0s,弓长s=0.25m,人拉钻弓 克服的摩擦力为16N,木头的比热容c=2×103J/(kg·℃),环境 温度为20℃。 (1) 人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少? (2) 人克服摩擦力做功使机械能转化为内能,若其中有25%被木 棒尖端吸收,则1s内可使木棒尖端的温度升高多少? (3) 用多长时间才能使木棒燃烧起来? (第20题) 21. (8分)阅读短文,回答问题。 燃气热水器 燃气热水器是一种使用方便快捷、不受天气影响的家用电器, 如图所示为燃气热水器的结构和工作原理示意图。热水器工作 时,用电子点火器点火,燃气在燃烧器内燃烧,产生1700℃的高温 烟气。同时风机转动,使高温烟气上升到达热交换器,热交换器是 回环形的金属管,冷水从A 处流入管内,被管外的高温烟气加热, 变成热水从B 处源源不断流出,温度降低后的烟气从排烟管排出。 下表是一台燃气热水器的部分技术参数,其中“热水产出率”的含 义是每分钟使水温升高25℃时的出水体积;“额定耗气量”的含义 是热水器正常工作1h消耗的燃气体积。 (第21题) 适用燃气 天然气 热 值 3×107J/m3 额定耗气量 3.6m3/h 热水产出率 12L/min (1) 燃气燃烧时把化学能转化为烟气的 能。 (2) 在热交换器中冷水变热,使其内能改变的方式称为 。 (3) 根据表中数据,该燃气热水器工作时,如果使水温升高25℃, 那么每分钟产生的热水吸收的热量为 J。[ρ水=1.0× 103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)] (4) 天然气完全燃烧放出的热量没有完全被水吸收,水吸收的热量 与天然气完全燃烧放出的热量的比值称为效率,则该燃气热水器 的效率为 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 知滑轮组的机械效率将不变。(4) 四 次实 验 中,物 体 上 升 的 高 度 h= 10cm=0.1m,有用功W有用=Gh= 6.0N×0.1m=0.6J,第1次实验中, 克服动滑轮的重力所做的额外功 W动1=G动1h=0.3N×0.1m= 0.03J,总功 W总1=F1s=2.2N× 0.3m=0.66J,摩擦引起的额外功 W摩1=W总1-W有用-W动1=0.66J- 0.6J-0.03J=0.03J,摩擦引起的额 外 功 占 总 额 外 功 的 比 例 为 W摩1 W动1+W摩1×100%= 0.03J 0.03J+0.03J× 100%=50%,第4次实验中,克服动 滑轮的重力所做的额外功 W动4= G动4h=3.2N×0.1m=0.32J,总功 W总4=F4s=3.4N×0.3m=1.02J, 摩擦引起的额外功 W摩4=W总4- W有用 -W动4=1.02J-0.6J- 0.32J=0.1J,摩擦引起的额外功占 总额 外 功 的 比 例 为 W摩4 W动4+W摩4 × 100% = 0.1J0.32J+0.1J×100% ≈ 24%,综上可知,本实验中,在物重不 变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引 起的额外功占总额外功的比例变小。 20. (1) 由题意知,f=k(m+M)g, F=Pv ,汽车做匀速直线运动,F=f, 即P v=k (m+M)g,解得m= P kvg- M (2) 设减少货物质量后汽车速度 为v',受到的摩擦力为f',改变质量 前后,汽车经过同一路段所需时间分 别为t和t',则f'= 9 10k (m+M)g, P=fv=f'v',即 9 10k (m+M)gv'= k(m+M)gv,v'= 10 9v ,则t'=910t= 9 10×10min=9min 21. (1) 当平衡板在水平地面上,甲静 止站在平衡板上时对板的压力F甲= G甲 =m甲g=55kg×10N/kg= 550N,则甲对平衡板的压强p甲 = F甲 S甲 = 550N 0.05m2 =1.1×10 4 Pa (2) ① 乙的重力G乙=m乙g=45kg× 10N/kg=450N,平衡板提升两人所 做的功W=(G甲+G乙)h=(550N+ 450N)×5m=5000J ② 平衡板的 重力G板=m板g=900kg×10N/kg= 9000N,在提升平衡板和人的过程 中,拉力做的有用功W有用=(G甲+ G乙 +G板)h=(550N+450N+ 9000N)×5m=5×104J,由图可知, n=2,则拉力做的总功W总=Fs= Fnh=6250N×2×5m=6.25× 104J,滑轮组的机械效率η= W有用 W总 × 100%= 5×10 4J 6.25×104J×100%=80% (3) 因为平衡板在前、后两种情况下 都在空中处于水平平衡状态,所以据 杠杆的平衡条件可知:平衡板后一状 态比前一状态两边增加的力×力臂相 等,即G甲×AC=G乙 ×BD,ACBD= G乙 G甲= m乙 m甲= 45kg 55kg= 9 11 第十二章拔尖测评 一、 1. D 2. B 解析:无人机上升过程中,货物 的质量不变,高度变大,重力势能变 大,故A错误;无人机水平匀速飞行 时,货物的质量不变,速度不变,动能 不变,高度不变,重力势能不变,则货 物的机械能不变,故B正确;无人机 在某一高度悬停时,货物的机械能等 于其重力势能,不一定为零,故C错 误;无人机下降过程中,货物的质量不 变,而速度的变化情况未知,则动能的 变化情况无法判断,故D错误。 3. C 解析:小球从A 点摆动到B 点,质量不变,高度降低,速度增大,重 力势能转化为动能,A错误;惯性不是 力,不能说受到惯性,B错误;小球受 到阻力的作用,机械能不断减小,小球 每次经过B 点时,重力势能不变,机 械能减小,则动能减小,C正确;小球 最终静止时拉力和重力平衡,故拉力 方向要竖直向上,则小球最终不会静 止在A 点,D错误。 4. D 解析:冰水混合状态下,酒精灯 加热,吸收热量,温度不变,内能增加; 温度升高过程中,水汽化加快,烧杯内 水的质量变少,机械能减少;温度升高 过程中,水一直吸热,内能增加;沸腾 过程中,水的质量变少,温度不变,内 能减少。 5. C 解析:夏天,将饮料放入冰箱冷 藏室,饮料的温度比冰箱中空气的温 度高,饮料会将热量传递给空气,此过 程中饮料放出热量,内能减小,温度降 低,空气吸收热量,内能增大,温度升 高,说明饮料温度降低的过程伴随着 内能的转移,C正确;在热传递过程 中,传递的是热量,并不是温度,A错 误;热量是过程量,不能说物体“所含 热量”,B错误;饮料放热是因为饮料 的温度比冰箱内空气的温度高,温度 高的物体内能不一定多,D错误。 对热传递的认知 只要存在温差就一定会发生 热传递,热传递是把热量从温度高 的物体传递到温度低的物体,而温 度高的物体内能不一定多,故热传 递不能表述为把热量从内能多的 物体传递到内能少的物体。 6. C 解析:相同加热器在相同时间 内放出的热量相同,加热2min,水吸 收的热量等于油吸收的热量,故A错 误;由图乙可知,温度升高到40℃,A 需要2min,B 需要3min,由Q吸= cmΔt可知B 的比热容较大,为水,质 量相同的油和水升高相同的温度需要 吸收的热量关系为 Q水吸 Q油吸= c水mΔt c油mΔt= c水 c油= 3 2 ,油的比热容为c油= 2c水 3 = 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 45 2 3×4.2×10 3J/(kg·℃)=2.8× 103J/(kg·℃),故B错误;由图像可 知,0~2min内油吸收的热量为Q= c油mΔt=2.8×103J/(kg·℃)× 0.05kg×20℃=2.8×103J,则2~ 3min内油吸收的热量为Q1= 1 2Q= 1 2×2.8×10 3J=1.4×103J,故C正 确;两物质温度随时间变化图线均为 A,说明吸收相同的热量,温度变化量 相同,由 Q吸 =cmΔt 可 知,m水 ∶ m油=c油∶c水=2∶3,故D错误。 7. A 8. D 解析:高压泵压缩CO2,对气 体做功,气体内能增大,温度升高,A、 B错误;高压CO2 气体喷出时,气体 对外做功,气体内能减小,温度降低, D正确,C错误。 9. C 10. B 解析:火花塞点火,燃料猛烈 燃烧,产生高温高压的气体推动活塞 对外做功,燃气的内能转化为活塞的 机械能,这是做功冲程。在压缩冲程 中,活塞向上运动,压缩混合气体,使 其内能增加、温度升高,但此时并没有 点火燃烧和对外做功,故A不符合题 意;在做功冲程中,高温高压的燃气推 动活塞向下运动,通过连杆带动曲轴 转动,将内能转化为机械能,故B符 合题意;在做功冲程中,是高温高压的 燃气推动活塞运动,而不是活塞依靠 飞轮的惯性运动,飞轮的惯性主要在 其他冲程(如吸气冲程、压缩冲程和排 气冲程)中起作用,帮助活塞完成这些 冲程,故C不符合题意;在做功冲程 中,气体对外做功,其内能会减小(因 为部分内能转化为了机械能),而不是 增加,故D不符合题意。 二、 11. 动 重力势(或机械) 12. 乙大 温度越高,分子运动越剧 烈,扩散越快,而相同的物体,其温度 越高,内能越大 13. 52 2.1×103 解析:Q放 = c水m(t0-t1),Q吸=c水m'(t1-t0'), 不计热损失,有Q吸=Q放,即4.2× 103J/(kg·℃)×0.2kg×(100℃- t1)=4.2×103 J/(kg·℃)× 0.3kg×(t1-20℃),解得t1=52℃; 放入液体后,Δt水=t1-t2=52℃- 44℃ =8 ℃,Q水放 =c水m'Δt水 = 4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg× 8℃=1.008×104J,Q液吸=Q水放= 1.008 × 104 J,c液 = Q液吸 m液Δt = 1.008×104J 0.2kg×(44℃-20℃) = 2.1 × 103J/(kg·℃)。 14. (1) 转移 (2) 做功 (3) 弹性 势能 解析:(1) 热传递的实质是能 量的转移。(2) 内能和机械能可以通 过做功相互转化。(3) 动能和势能可 以相互转化,势能包括重力势能和弹 性势能,动能和弹性势能可以相互 转化。 15. 压缩 比热容 8.4×103 16. 4.2×103 0.07 解析:冰块升 温过程中吸收的热量Q吸=c冰 m(t- t0)=2.1×103J/(kg·℃)×100× 10-3kg×[0℃-(-10℃)]=2.1× 103J,冰块熔化过程需要的时间是冰 块升温过程中的2倍,由于相同的热 源,冰在相同的时间内吸收的热量相 同,所以冰熔化过程中至少需要吸收 的热量Q=2Q吸=2×2.1×103J= 4.2×103J。根据题意可知,若木材完 全燃烧放出的热量全部被冰吸收,需 要的木材最少,则木材完全燃烧放出 的热量Q放 =Q吸 =2.1×103J,由 Q放 =mq 可 知,需 要 木 材 的 质 量 m木材= Q放 q木材 = 2.1×103J 3×107J/kg =0.7× 10-4kg=0.07g。 三、 17. 如图所示 (第17题) 解析:将弹簧同样压缩至A 点由静止 释放,由于弹簧形变程度相同,弹性势 能转化为动能大小相同,即小木块Q 和小木块P 具有相同的动能,由于水 平面AB 段光滑,故离开弹簧后至B 点小木块动能不变,小木块Q 和小木 块P 动能随位置变化关系的图像相 同;由于水平面B 点右侧粗糙,小木 块在滑行过程中需要克服摩擦做功, 而滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程 度有关,因小木块具有相同底面,且 mQ>mP,所以小木块Q 受到的摩擦 力大于小木块P,由于两木块具有的 动能相同,对外做的功应该相同,根据 W=fs可知,过了B 点后,小木块Q 在水平面滑行的距离应该小于小木块 P 滑行的距离。 18. (1) 木块滑行距离 (2) 让小钢 球从同一高度自由滚下 (3) 速度 质量增加1倍,动能变为原来的2倍; 速度增加1倍,动能变为原来的4倍 解析:(1) 在同样的水平面上,木块被 撞得越远,表明小钢球能够做的功越 多,小钢球具有的动能越大。实验中 木块滑行距离的大小间接反映了小钢 球动能的大小。(2) 实验表明,不同 质量的小钢球从同一斜面的同一高度 由静止滚下(自由滚下)时,到达水平 面时的速度大小相等。(3) 利用控制 变量法分析两表中的数据,即可得出 结论。表一中的数据表明,v一定时, s与m 成正比;表二中的数据表明,m 一定时,s与v2 成正比。因此,速度 对物体动能的影响较大。 19. (1) 甲、丙 升高的温度 (2) D (3) 2.5 (4) ① Δt mQ ② > 解析:(1) 实验一是探究质量相等的 不同燃料燃烧时放出的热量,根据控 制变量法,除了燃料的种类不同,其他 因素都应相同,所以应选用甲、丙两套 装置进行实验。燃料燃烧放出热量, 液体吸收的热量不同,升高的温度也 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 55 不同,所以实验时通过比较液体温度 的变化来反映燃料燃烧放热的多少。 (2) 由第(1)小题可知,图甲和丙可完 成实验一。实验二探究不同物质吸热 升温现象,根据控制变量法,除了液体 种类不同,其他因素应相同,所以可将 图乙燃料换成1或3,或者将图丙中 的燃料换成2,故 A、B、C不符合题 意,D符合题意。(3) 两燃料充分燃 烧用时5min,放出的热量分别为 Q放1=mq1,Q放2=mq2,且5q1=q2, 所以5Q放1=Q放2。由图丁可知,5min 内,a、b 液 体 升 温 分 别 为 Δta = 30℃-10℃=20℃,Δtb=50℃- 10℃=40℃,燃料燃烧放出的热量全 部被液体吸收,a、b液体吸收的热量 分别为Q吸a=Q放1=cam液Δta,Q吸b= Q放2=cbm液Δtb,即cam液×20℃= 0.2cbm液×40℃,解得cb=2.5ca。 (4) ① 由题意可知,K 的表达式K= Δt mQ 。② 由第(3)小题分析可知,a液 体的比热容比b的比热容小,则吸收 相同热量时,相同质量的a升温比b 快,所以液体a的K 值比b的K 值大。 20. (1) s总=2×0.25m=0.5m,W= Fs总=16N×0.5m=8J (2) Q吸= ηW=25%×8J=2J,Δt= Q吸 cm= 2J 2×103J/(kg·℃)×0.25×10-3kg = 4℃ (3) Δt总 =260℃-20℃= 240℃,t=240℃4℃/s=60s 21. (1) 内 (2) 热传递 (3) 1.26× 106 (4) 70% 解析:(1) 燃气燃烧 时消耗化学能,产生内能,所以是将化 学能转化为烟气的内能。(2) 在热交 换器中,烟气的内能转移到冷水中,这 种使内能改变的方式称为热传递。 (3) 热水器的热水产出率为12 L/min, 每分钟的出水质量 m水 =ρ水V水 = 1.0×103 kg/m3×12×10-3 m3= 12 kg,Δt=25℃,则每分钟产生的热 水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2× 103 J/(kg·℃)×12 kg×25℃= 1.26×106 J。(4) 额定耗气量为 3.6 m3/h,每 分 钟 的 耗 气 量 V = 3.6 m3 60 =0.06 m3,则每分钟天然气 完全燃烧放出的热量 Q放 =Vq= 0.06 m3×3×107 J/m3=1.8×106 J, 所以该燃气热水器的效率η= Q吸 Q放× 100%=1.26×10 6 J 1.8×106 J×100%=70% 。 第十三章拔尖测评 一、 1. D 解析:小灯泡发出了微弱 的光,说明柠檬相当于电源,能提供电 能,在此过程中将化学能转化为电能, 故A正确;一个电源有两个极:正极 和负极,所以铜棒和锌棒相当于电源 的两极,故B正确;灯泡是用电器,会 消耗电能,灯泡发光时,将电能转化为 光能和内能,故C正确;电路中缺少开 关,不是一个完整的电路,故D错误。 2. D 解析:闭合开关S1、S2、S3 时, L1、L2、L3 并联,都亮;闭合开关S1、 S2,断开S3 时,只有灯L3 能够亮,另 外两盏灯没有电流通过,不亮;闭合开 关S1、S3,断开S2 时,灯L2、L3 并联, 两灯都亮;闭合开关 S2,断开 S1、 S3时,电流只有一条路径,则灯L1、 L2、L3串联。 3. B 4. A 5. C 解析:用导线连接d、f,再闭合 开关S,灯L2 和电流表接入电路中, 灯L1断路,只有灯L2亮,A不符合题 意;用导线连接b、f,再闭合开关S, 灯L2和电流表接入电路中,灯L1 断 路,只有灯L2亮,B不符合题意;用一 根导线连接e、g,用另一根导线连接 d、f,再闭合开关S,两灯并联,两灯 都亮,C符合题意;用一根导线连接 e、f,用另一根导线连接d、g,再闭合 开关S,两灯被短路,两灯都不亮,D 不符合题意。 6. C 7. B 解析:闭合开关,两灯泡均不 亮,且是其中一只灯泡坏了,说明是其 中一只灯泡断路。用一根导线分别与 两只灯泡并联,若其中一只灯泡亮了, 就说明是与导线并联的灯泡坏了,故 A方法能检测出坏掉的灯泡。用一个 电流表分别串联在a、b、c三点,因为 是断路,则电流表无论接在哪点都不 会有示数,故B方法不能检测出坏掉 的灯泡。用一个电压表分别与两只灯 泡并联,若并联在其中一只灯泡两端 时有示数,则说明该灯泡断路,故C 方法能检测出坏掉的灯泡。用一只灯 泡分别与两只灯泡并联,若另一只灯 泡亮了,说明与灯泡并联的灯泡坏了, 故D方法能检测出坏掉的灯泡。 8. B 解析:由图可知两灯串联,电压 表测量L2 两端的电压;闭合开关,两 灯都不亮,电流表无示数,说明电路中 有断路故障;电压表无示数,说明电压 表的两接线柱到电源的正负极之间有 断路,可能是灯L1 断路,也可能是 L1、L2 同时断路;将灯L1、L2 的位置 对调,闭合开关,电流表无示数,说明 电路中仍然有断路故障;电压表有示 数,说明此时电压表的两接线柱到电 源的正负极之间是通路,所以灯L2、 电流表、开关都是完好的,则故障是灯 L1断路。 9. D 解析:由电路图可知,两灯泡串 联,电压表V1 测L1 两端的电压,电 压表V2 测L2 两端的电压,电流表测 电路中的电流,因为串联电路中总电 压等于各分电压之和,所以电源电压 U=U1+U2=4V+6V=10V;若把 电压表 V1 换成电流表 A1,电压表 V2换成电流表A2,电流表A换成电 压表V,则两灯泡并联,电流表A1 测 L2支路的电流,电流表A2测L1支路 的电流,电压表V测电源的电压,所 以此时电压表V的示数为10V。 10. D 解析:已知A、B 串联时电流 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 65