第十章 机械能、内能及其及其转化其转化（实验题30道）-【刷好题】2025-2026学年九年级物理上册热点题型专练（2024北师大版）

章 第十章 机械能、内能及其及其转化其转化（实验题30道） 1．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三个钢球先后从同一装置高度分别为、、的位置由静止开始滚下（，），水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下。 (1)实验通过观察 来判断钢球动能的大小，在物理学中，研究这种问题的方法叫 ； (2)通过比较甲、乙两图进行的实验，可以得出钢球动能的大小与 有关； (3)通过比较 两图进行的实验，可以得出钢球动能的大小与质量有关。 2．在热学实验中： (1)可用相同的酒精灯分别给水和煤油加热，如图甲所示，以探究水和煤油的吸热能力： ①实验装置应按 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序组装。 ②在两个相同的烧杯中应加入初温和 （选填“质量”或“体积”）相同的水和煤油，实验中用相同的酒精灯加热的目的是：使水和煤油在相同时间内 ； ③水和煤油温度随时间变化如图乙所示，根据图乙可判断出a物质是 ； (2)如图丙所示，为比较酒精和碎纸片的热值，可用两个相同规格的烧杯装相等质量的水，取质量 （选填“相等”或“不等”）的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中。分别给烧杯加热直到酒精和碎纸片完全燃烧。通过比较 （选填“加热时间”或“温度计升高的示数”）来比较酒精和碎纸片热值的大小。 3．小明利用如下实验探究做功是否能够改变物体的内能。 (1)如图甲所示，将铁丝在同一位置快速地弯折十余次，用手指触摸被弯折的部位，会感觉到弯折部位的温度升高，表明铁丝的内能 （选填“增大”或“减小”）。 (2)如图乙所示，在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞压下，观察到棉絮燃烧。这说明活塞对密闭在玻璃筒内的空气 ，使其内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 (3)上述两个现象都说明了 是改变物体内能的一种方式。 4．科学探究：温度对扩散的影响。 【猜想】温度越高，扩散越 。 【进行实验】把两滴蓝墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中。 你观察到什么现象？答： 。 【结论】物体的温度越高，扩散越 ，构成物体的大量分子做无规则运动越 。 5．小明在打篮球时发现在不同材质的地面上，篮球落在地面后反弹到最高点时离地面的高度存在明显差异，这一现象说明机械能的损耗程度不同，于是他想探究地面材质对篮球机械能损耗程度的影响。将篮球从塑胶地面上方2m高处由静止释放，落到地面后，篮球会反复弹起，记录弹跳的总次数N；更换为木地板，将同一篮球从相同高度由静止释放，记录篮球弹跳的总次数N；再更换为水泥地，重复上述操作。（篮球弹起高度未超过10cm的弹跳次数不计） 实验次数 地面材质 弹跳的总次数N/次 1 塑胶 6 2 木质 7 3 水泥 8 (1)本实验通过 反映机械能的损耗程度。 (2)分析数据可知：篮球落在 地面时，机械能的损耗程度最小。 (3)尺寸大小、膨胀程度不同的篮球从同一高度落在相同地面后，反弹到最高点时离地面的高度也不同。请你根据该现象提出一个可探究的科学问题： 。 6．教材图片 知识点运用 抽掉玻璃板后，保持两瓶口紧贴静置较长时间，两瓶中气体的颜色变得相同。产生上述现象的原因是 。若把装着红棕色二氧化氮气体的瓶子放在上面，装空气的瓶子放在下面，抽掉玻璃板后，两瓶中气体的颜色 （选填“会”或“不会”）变得相同， （选填“能”或“不能”）根据此现象得出相同的结论。 7．探究重力势能的大小与什么因素有关，晓畅利用带有三个铁钉的小圆桌、沙子、质量不同的重物设计并进行了如图所示的实验。 (1)实验中通过观察 来判断物体重力势能的大小。 (2)要探究重力势能大小与高度的关系，应选择图中 （填序号）两次实验进行分析比较，由实验现象可得出结论：质量相同的物体，所处位置越高，重力势能就越 。 (3)对比②、③两次实验现象可得出结论：高度相同时，物体的质量越大，重力势能越 。 8．在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”时，让A、B两个质量不同的铅球从沙坑表面上方由静止释放，铅球落下后陷入沙子中，实验情景如图甲所示。 (1)实验中通过比较 来判断铅球重力势能的大小。 (2)由实验情景甲可得出结论：当 一定时，物体的 越大，重力势能越大。 (3)若要探究物体重力势能与高度的关系，则需用 的两个铅球，让两球 ，比较它们陷入沙子中的深度。 (4)如图乙所示，C球由静止下落，D球沿光滑弯曲管道由静止滑下。实验表明，物体重力势能的大小与 。 9．我校航模小组同学用橡皮筋制作的弹射器进行弹射模型飞机比赛，发现弹出的飞机水平飞行的距离不同。关于弹射飞机水平飞行的距离与哪些因素有关，他们提出以下猜想： 猜想1：与橡皮筋的伸长量有关； 猜想2：与橡皮筋的粗细有关； 猜想3：与橡皮筋的长度有关。 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是正确的，依据是 越大， 也越大。 (2)为了验证其它猜想，小组成员依次将橡皮筋固定在弹射器上，在弹性限度内，橡皮筋的伸长量相同，将同一模型飞机从同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离如表： 序号 橡皮筋的直径/cm 橡皮筋的长度/cm 弹射的水平距离/m 1 0.20 20.00 10.20 2 0.20 30.00 8.40 3 0.40 20.00 14.00 比较序号为1、3的两组数据，可得出的结论是： 。 (3)在橡皮筋的伸长量相同时，为了使飞机水平飞行的距离更远，宜选择 （选填“长而粗”、“短而粗”、“长而细”或“短而细”）的橡皮筋来制作弹射器。 (4)细心的同学发现家里的橡皮筋有的弹性大，有的弹性小，查阅资料得知，有的是用天然橡胶制作而成，有的是用合成橡胶制作而成，对此，请你提出一个可探究的物理问题： 。 10．在“走进分子世界”探究选择一种分子模型的活动中，小文向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置，然后再注入染成红色的酒精直至充满，可以观察到分层现象（图a）。用食指堵住管口，将玻璃管反复翻转，使酒精和水充分混合，发现刚开始时管内出现大量小“气泡”逐渐聚集成一个大“气泡”，“气泡”上升时会越来越大（图b）。最后小文松开手，发现玻璃管被“吸”挂在食指上（图c）。 (1)小文将酒精染成红色，目的是为了 ； (2)“气泡”的出现说明混合后酒精和水的总体积 （选填“大于”“等于”或“小于”）混合前酒精和水的总体积，最终玻璃管被“吸”挂在食指上是由于 的作用； (3)为了便于了解分子模型，小文分别用细颗粒小米和大颗粒鹰嘴豆分别装满两个杯子（图d），接着将小米和鹰嘴豆混合后再分装，发现装不满两杯（图e），该实验 （选填“模拟”或“证明”）了分子之间有空隙，这里小文运用了 （选填“控制变量”“转换”或“类比”）的实验方法，由此我们可猜想酒精分子和水分子的大小 （选填“相等”或“不相等”）。 11．如图甲、乙是探究“物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验装置，让钢球从斜面滚下，水平面上的木块被钢球撞击后运动。请回答： (1)实验中通过比较 来比较钢球动能的大小。图甲探究的是动能与 的关系。 (2)在完成图甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是___________： A．适当降低钢球的高度 B．换用一个较重的木块 (3)如图乙，让质量分别是m和2m的球沿同一斜面从同一高度由静止自由释放，到达斜面底端后的速度关系是v1 v2（选填“>”、“=”或“＜”），比较图乙两次实验可得结论： 。 (4)实验过程中，下列关于力对物体是否做功的认识，错误的是___________： A．小球从斜面滚下，小球重力做功 B．小球在水平面运动，小球重力不做功 C．小球在水平面运动，水平面对小球的支持力做功 D．小球撞击木块的过程中，小球对木块做功。 12．科技小组选择了如图甲所示的实验装置做“比较不同物质吸热能力”的实验。用铁夹将盛有水和煤油的两个试管固定在铁架台上，两试管中均装有温度传感器，温度传感器的探头与试管内的水和煤油接触良好，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。用同一红外加热器对盛有水和煤油的试管进行加热，在计算机上可以得到水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，A为煤油，B为水。 (1)为了便于探究，应在两个相同的试管中加入 （填“质量”或“体积”）相同的水和煤油。 (2)选择同一红外加热器给水和煤油加热可以认为相同时间内水和煤油 相同。 (3)通过图像可知水和煤油吸收相同的热量时，温度升高较多的是 （填“水”或“煤油”），可以得出 （填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 13．小华利用带滑槽的轨道和放在轨道上的物块等器材探究物体动能的大小与物体的质量是否有关。小华让两小球先后从轨道上同一高度处由静止开始释放，并与同一水平面上的同一物块相碰，物块在水平面上移动一段距离后静止，如图所示。回答下列问题： (1)在这个实验中探究问题的自变量是 。 (2)此实验中小球的动能是通过 来反映的。 (3)根据甲、乙两图所示的实验现象可以得出的结论是： 。 14．某同学探究“比较水和煤油的吸热情况”的实验装置如图： (1)实验中要控制水和煤油的 和升高温度相同，还要使用相同的 来加热水和煤油； (2)实验中，物质吸收热量的多少是通过比较 来反映的。 15．如图所示，有两只集气瓶A和B，A瓶装有无色透明的空气，B瓶装有红棕色的二氧化氮气体（二氧化氮的密度比空气的密度大）。 (1)为了研究扩散现象，应选择如图 （选填“甲”或“乙”）所示的方案。抽掉玻璃板后，保持两瓶口紧贴静置较长时间，两瓶中气体的颜色变得均匀，该现象说明分子在不停地做 运动，混合均匀后，分子 （选填“继续”或“停止”）运动。 (2)若抽掉玻璃板前，将两瓶中的气体加热，使其温度升高，则抽掉玻璃板后，能更 （选填“快”或“慢”）地看到两瓶中气体的颜色变得均匀。 16．如图甲所示，小明同学在两只相同的烧杯里装入初温和质量均相同的水和食用油，用规格相同的电加热器给它们加热，探究它们吸热本领的强弱。 (1)在此实验中，除了如图甲中所示的器材外，还需要的测量工具是秒表和 。选用两个相同规格的电加热器加热，目的是使水和食用油在相等时间内 ； (2)由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器直接测量，实验中我们是根据 （选填“加热时间”或“升高温度”）来反映水和食用油吸收热量的多少； (3)经过实验操作和数据记录，绘制出了如图乙所示的图像。根据图像可知：加热6min时，水吸收的热量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）食用油吸收的热量； (4)小明同学经过仔细观察和认真思考，便想到了以下两种比较水和食用油吸热本领强弱的方法： ①质量相同的水和食用油升高相同的温度时，吸收热量较多的物质是 ，所以其吸热能力较强； ②质量相同的水和食用油吸收相同的热量时，温度变化较大的物质是 ，所以其吸热能力较 （选“强”或“弱”）。 17．如图所示是“探究不同燃料的热值大小”的实验装置． (1)在安装、调整实验器材时，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序应是 （“由下而上”或“由上而下”）； (2)实验除了温度计，还需要的测量工具是 ； (3)该实验中，烧杯中液体的种类 （选填“相同”或“不同”），液体的质量 （选填“相等”或“可以不等”）； (4)某同学在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出液体的初温后，先点燃酒精，再点燃碎纸片，接下来的操作应该是___________（选填字母）； A．保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数 B．待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数 (5)实验完成后酒精所加热的液体中的温度计示数升高多，说明酒精的热值较 ；请写出燃料热值的表达式 （用表示），利用此实验方法计算出的燃料热值与实际相比是偏 （选填“大”或“小”）。 18．两名同学分别利用图甲所示的装置进行以下两个实验探究： (1)如图乙，一名同学添加部分器材“探究阻力对物体运动的影响”，每次均将小车从斜面上最高处由静止滑下，让小车分别在棉布、木板和玻璃表面运动，最终小车静止时的位置如图所示。 ①由此可得：小车受到的阻力越小，运动的路程越 ，进一步推理可知：若小车运动时所受阻力为零，小车将保持 。 ②在上述实验中，小车在棉布表面运动过程中的速度变化量 （“大于”、“等于”或“小于”）在木板表面运动过程中的速度变化量。 (2)如图丙，另一名同学添加部分器材探究“动能大小与质量的关系”。 ①在实验中增加木块，小车撞击木块后，通过 来反映动能的大小。 ②小车第一次对木块做的功比第二次对木块做的功 。 ③通过丙图的实验现象，可得出的结论是： ，物体的动能越大。 19．如图所示的实验，是我们在学习分子动理论时做过的一些实验： 图a：浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰，几天之后，两种液体混合均匀了； 图b：玻璃板的下表面接触水面，发现弹簧测力计示数___________玻璃板的重力； 图c：水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积； 图d：将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来； 图e：将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。 (1)题目中，图b后横线处应填：弹簧测力计示数 （选填“大于”、“小于”、“等于”） 玻璃板的重力； (2)图a和图 两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子在 ； (3)图b和图 两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子之间存在 力。 20．如图所示，小红准备了甲、乙、丙三个相同的装置，来探究不同物质的吸热能力和不同燃料的放热能力，其中液体质量、燃料质量均相等。 (1)探究不同物质的吸热能力时： ①选择甲、丙两图进行实验，实验时不同物质吸热的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的； ②小红根据测得的实验数据，画出了a、b两种液体温度随时间变化的图像（如图丁所示），由图可判断液体 （选填“a”或“b”）的吸热能力强。若a的比热容是，b的比热容是，则 。 (2)探究不同燃料的放热能力时： ①选择甲、乙两图进行实验，实验时不同燃料的放热的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的；燃料1在燃烧过程中，其热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）； ②若图甲烧杯中为50mL的水，若10g酒精燃烧后放出的热量被水吸收，温度计示数升高了，则可以计算出酒精的热值 J/kg。这种方法测算的热值和热值表中的“标准值”相比 （选填“偏大”“偏小”或“一样”）[，] 21．探究“不同物质的吸热能力” (1)琪琪同学用两个相同的烧杯装入 相同的水和花生油，并用相同规格的电加热器分别给水和花生油加热（如图甲）； (2)琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由图像可知，加热5min时，b物质的温度上升得更明显，说明b的吸热能力 （选填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是： （选填“>”“<”或“=”）； (3)已知，由图像可知，花生油的比热容是 ； (4)同组的小华设计如下方法来比较比热容的大小，将两初温均为的相同金属块，分别浸没在温度均为的水与花生油中，待温度均稳定后，测得水温低于花生油的温度，据此得出水的比热容比花生油大的结论。请评价该设计思路是否可行? ；理由是： 。 22．为了探究物体的动能大小与哪些因素有关，小明设计了如下实验。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)本实验中的研究对象是 （选填“钢球”或“木块”），通过观察 来判断它的动能大小。 (2)在图甲、乙中，h2＞h1，观察实验现象，得出结论： 。 (3)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。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)小华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”）。 23．在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，小明设计了如图所示的实验。斜轨道与水平直轨道平滑连接，将体积相同、质量不同的两个小球A、B，分别从同一斜轨道上某位置由静止释放（已知），小球与放在水平木板上的木块撞击后一起向前运动，分别测出三次实验中小球与木块一起运动的距离和。 (1)图甲、乙所示的实验中，小球都从高度处由静止释放，是为了使两次实验中小球运动到斜轨道底端时的 相同； (2)比较图乙、丙所示的实验，可以判断 （选填“乙”或“丙”）图中小球到斜面底端时的动能更大，说明了物体动能的大小与 有关； (3)请你帮小明设计探究“动能的大小与质量是否有关”的实验数据记录表格。 24．小红在放学的路上看到如图1所示的交通警示牌，为了研究车辆超速、超载对交通安全的影响，她用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m）碰撞静止在同一水平长木板上的木块B，进行了“动能的大小与什么因素有关”的探究实验。钢球从斜面上由静止下滑，到达水平长木板上撞击木块B，木块B移动的距离分别为s1、s2，和s3，实验现象如图2所示。 (1)实验中钢球推动木块做功，因此可以通过观察 比较钢球动能的大小；小涵提出，不用木块，在桌面上铺一条毛巾，用钢球在毛巾表面滚动的距离来比较动能大小，小红认为此方法不完全可行，原因是 。 (2)由甲、乙两图得到的实验结论是 ﹔因此能够说明 （选填“超速”或“超载”）现象的危害。 25．如图所示是某实验小组做“探究物体的动能大小与哪些因素有关”实验的场景。 (1)该实验小组探究的是 （选填“小球”或“木块”）的动能大小与 的关系，将同一小球从斜面不同高度处由静止释放的目的是 ； (2)实验中通过 来反映动能的大小，这种研究方法叫做 法； (3)若水平面光滑，则该实验 （选填“能”或“不能”）完成，原因是 ； (4)若要继续探究“物体动能的大小与质量的关系”，则还应补充的实验器材是 。 26．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关“的实验中，所用钢球质量m＜M，分别从图中的位置由静止释放（h＜H），木块放置在水平面上。 (1)实验中，小明是通过 来比较铜球动能大小的，这种研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）； (2)若水平面是光滑且足够长的，木块被撞后将做 （选填“匀速”或“变速”）直线运动； (3)根据甲、丙两次实验， （选填“能”或“不能”）得出结论：物体的动能大小与质量有关，原因是 ； (4)汽车行驶过程中为了保证安全，需要限速，能说明这一原因的是 两次实验，原因是：当质量一定时， 越大，物体的动能越大。 27．如图1所示，用规格相同的电加热器、玻璃杯、温度计比较水和煤油的比热容，根据实验情况（不计热量损失） (1)实验时，应该控制两个玻璃杯中装的水和煤油 相同（填“质量”或“体积”）； (2)根据图2的温度-时间图线，水和煤油升高相同的温度， 吸收的热量多（填“水”或“煤油”）； (3)加热了后，水和煤油吸收的热量是否相等？ （填“相等”或“不相等”）； (4)已知水的比热容是，如果烧杯中的水质量是，根据图2的温度-时间图线，加热4分钟吸收的热量是 J。 28．小聪设计如图所示的实验探究“动能大小跟哪些因素有关”，将一个小铁球系在点，小球自然悬挂时刚好与水平台上的长方体木块的左面接触。 (1)水平台应选择 （选填“粗糙”或“光滑”）的水平面； (2)将小球分别拉到、位置后由静止释放，通过观察每次木块被撞击后的 ，从而判断小球动能的大小，这一操作研究运动物体动能大小跟 的关系； (3)若要探究动能大小与质量的关系，接下来的操作是： ； (4)小明认为根据 的转化，该实验也能够探究影响重力势能大小的因素。 29．如图是实验小组比较不同物质吸热情况的实验装置。 (1)实验时在图Ⅰ中应量取 相等的甲、乙两种液体，为了完成该实验，除了图中所示的器材外，还需要增加的测量工具有天平和 。 (2)甲、乙液体吸收热量的多少可以通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映。 (3)为了比较甲、乙液体的吸热本领，小明提出两种比较方案。 ①让两者升高相同的温度比较加热时间。 ②让两者加热相同时间比较升高的温度。 在两种液体都不沸腾的前提下，你认为可行的方案是 （选填“①”“②”或“①和②”）。 (4)从图Ⅱ中可以看出， 液体的温度升高得较快， 液体的比热容较大。 (5)若乙液体的比热容为，则甲液体的比热容为 ． (6)冬天，小明想自制一个暖手袋，从甲或乙中选一种液体装入暖手袋作为供热介质，选择 （选填“甲”或“乙”）时保暖时间会更长。 (7)实验结束后，小勤采用相同的实验装置比较丙液体与丁液体的吸热情况。 ①实验中小勤先量取质量相同的丙、丁两种液体，分别倒入相同的烧杯中，如图Ⅲ所示。此时，小勤应当注意液体的量要适当，至少要能 电加热器的发热体。同时注意温度计的玻璃泡不要碰到容器底、侧壁以及 。 ②小勤在实验中记录的数据见下表。 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 丙液体的温度/℃ 30 34 38 42 46 50 54 丁液体的温度/℃ 10 16 22 28 34 40 46 a．加热4min后， 液体升高的温度多，吸热能力 （选填“强”或“弱”）。 b．丙、丁两种液体都升高到时，吸收热量的关系为 （选填“<”“=”或“>”）。 ③小勤思考后，优化了实验方案，用如图Ⅳ所示装置进行实验，将分别装有丙、丁两种液体的试管放在同一个烧杯中水浴加热，此装置具有的优点是 （写出一点即可）。 (8)小红选用质量相同的a、b两种液体进行实验，并利用所测数据绘制了图Ⅴ所示的图像。已知a、b液体的比热容之比为，则图像①反映的是液体 （选填“a”或“b”）的温度随时间变化的规律。实验中小红发现，每加热2min液体a的温度升高，则图中 ℃。（不计热损失） (9)小静将甲、乙两种液体换成质量、初温都相同的水和食用油，用相同的酒精灯加热至沸腾。她根据“加热食用油到沸腾需要的时间长”，得出食用油的比热容比水的大的结论。她的结论 （选填“正确”或“错误”），原因是 。 30．为优化某新能源汽车电池的防撞性能，实验小组测试了三种不同材料（泡沫塑料、橡胶、蜂窝铝）的吸能效果。实验装置简化图如图所示，将材料样品固定在水平轨道末端，金属滑块从斜面滑下撞击材料，通过传感器记录滑块撞击后的速度和材料形变量，数据如表一： (1)实验中需要保持不变的物理量是滑块的 ； (2)实验组1与2中，泡沫塑料厚度增加后，滑块速度降幅更大，说明材料吸能效果与厚度有关，且厚度越大，吸能效果越 ； (3)实验组1、3、4中，材料形变量最大的是泡沫塑料，但滑块速度降幅最小的是 ，说明仅凭形变量不能全面评价材料防撞性能； (4)结合表一数据，若要用其中的两种材料设计成复合防撞材料，应选择的材料类型是 。 表一 实验组 材料类型 材料厚度d（cm） 撞击后滑块速度v（m/s） 材料形变量 1 泡沫塑料 5 0.8 4.5 2 泡沫塑料 10 0.3 9.0 3 橡胶 5 1.2 2.0 4 蜂窝铝 5 2.5 0.5 (5)实验小组继续实验，通过模拟碰撞实验来探究动能影响因素，滑块从斜面滑下撞击水平面上的木块，通过传感器记录滑块碰撞前的速度，木块被推动的距离反映动能大小。实验数据如表二： 表二 实验组 滑块质量m（g） 滑块碰撞前的速度v（m/s） 木块移动距离s（cm） 1 200 0.2 8 2 200 0.6 71 3 400 0.2 16 4 400 0.6 144 实验组1与3中，滑块碰撞前的速度相同，质量从200g增至400g.木块移动距离增大2倍，说明动能与 成正比。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章 第十章 机械能、内能及其及其转化其转化（实验题30道） 1．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三个钢球先后从同一装置高度分别为、、的位置由静止开始滚下（，），水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下。 (1)实验通过观察 来判断钢球动能的大小，在物理学中，研究这种问题的方法叫 ； (2)通过比较甲、乙两图进行的实验，可以得出钢球动能的大小与 有关； (3)通过比较 两图进行的实验，可以得出钢球动能的大小与质量有关。 【答案】(1) 木块被钢球撞出距离的长短 转换法 (2)速度 (3)甲、丙 【详解】（1）[1][2]该实验中钢球动能的大小是通过木块移动的距离体现的，木块被撞的越远，说明钢球的动能越大，被撞的越近，说明钢球的动能越小，这里采用了转换法的思想。 （2）甲、乙两图多次让同一钢球从斜面不同高度上静止滚下，控制钢球的质量相同，改变钢球的速度，故探究钢球动能大小与速度的关系。 （3）比较甲、丙两图进行的实验，小球从斜面的同一高度滚下，钢球到达水平面时的速度相同，小球的质量不同，探究钢球动能与物体质量的关系，可以得到速度相同，质量越大，钢球推动木块移动的距离越大，动能越大。 2．在热学实验中： (1)可用相同的酒精灯分别给水和煤油加热，如图甲所示，以探究水和煤油的吸热能力： ①实验装置应按 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序组装。 ②在两个相同的烧杯中应加入初温和 （选填“质量”或“体积”）相同的水和煤油，实验中用相同的酒精灯加热的目的是：使水和煤油在相同时间内 ； ③水和煤油温度随时间变化如图乙所示，根据图乙可判断出a物质是 ； (2)如图丙所示，为比较酒精和碎纸片的热值，可用两个相同规格的烧杯装相等质量的水，取质量 （选填“相等”或“不等”）的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中。分别给烧杯加热直到酒精和碎纸片完全燃烧。通过比较 （选填“加热时间”或“温度计升高的示数”）来比较酒精和碎纸片热值的大小。 【答案】(1) 自下而上 质量 吸收相同的热量 水 (2) 相等 温度计升高的示数 【详解】（1）[1]由于需要用酒精灯的外焰加热，所以实验装置应按自下而上的顺序组装。 [2][3]为了达到实验目的前提条件是：在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油，选取相同的酒精灯可以在相同的时间内提供的热量相同，使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同。 [4]如乙图所示，在质量和吸收热量(加热的时间)相同时，b物质升高的温度较多，b物质吸热能力弱，a物质升高的温度较少，a物质吸热能力强，水的吸热能力强，所以a物质是水。 （2）[1]燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制燃料的质量相同。 [2]将酒精和碎纸片放入两个燃烧皿中，分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧，通过比较升高的温度比较热值的大小，升高的温度比较多，说明该燃料的热值较大。 3．小明利用如下实验探究做功是否能够改变物体的内能。 (1)如图甲所示，将铁丝在同一位置快速地弯折十余次，用手指触摸被弯折的部位，会感觉到弯折部位的温度升高，表明铁丝的内能 （选填“增大”或“减小”）。 (2)如图乙所示，在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞压下，观察到棉絮燃烧。这说明活塞对密闭在玻璃筒内的空气 ，使其内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 (3)上述两个现象都说明了 是改变物体内能的一种方式。 【答案】(1)增大 (2) 做功 增大 (3)做功 【详解】（1）将铁丝同一位置快速地弯折十余次，人对铁丝做了功，机械能转化为内能，铁丝的内能增大，温度升高。 （2）[1][2]用力将活塞压下，观察到棉絮燃烧，这说明活塞对密闭在玻璃筒内的空气做功，使其内能增大，温度升高，当温度达到棉絮的着火点时，棉絮燃烧。 （3）上述两个现象，一个是对铁丝做功，一个是对空气做功，都使物体的内能发生了改变，说明了做功是改变物体内能的一种方式。 4．科学探究：温度对扩散的影响。 【猜想】温度越高，扩散越 。 【进行实验】把两滴蓝墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中。 你观察到什么现象？答： 。 【结论】物体的温度越高，扩散越 ，构成物体的大量分子做无规则运动越 。 【答案】 快 热水杯先变蓝 快 剧烈 【详解】[1][2][3][4]由图中可知，由于热水的温度高，所以墨水在热水中扩散得快。在冷水杯和热水杯中滴入两滴墨水，会看到热水中的墨水扩散的快，先变为蓝色，这表明分子的无规则运动与温度有关，温度越高，扩散越快，构成物体的大量分子做无规则运动越剧烈。 5．小明在打篮球时发现在不同材质的地面上，篮球落在地面后反弹到最高点时离地面的高度存在明显差异，这一现象说明机械能的损耗程度不同，于是他想探究地面材质对篮球机械能损耗程度的影响。将篮球从塑胶地面上方2m高处由静止释放，落到地面后，篮球会反复弹起，记录弹跳的总次数N；更换为木地板，将同一篮球从相同高度由静止释放，记录篮球弹跳的总次数N；再更换为水泥地，重复上述操作。（篮球弹起高度未超过10cm的弹跳次数不计） 实验次数 地面材质 弹跳的总次数N/次 1 塑胶 6 2 木质 7 3 水泥 8 (1)本实验通过 反映机械能的损耗程度。 (2)分析数据可知：篮球落在 地面时，机械能的损耗程度最小。 (3)尺寸大小、膨胀程度不同的篮球从同一高度落在相同地面后，反弹到最高点时离地面的高度也不同。请你根据该现象提出一个可探究的科学问题： 。 【答案】(1)弹跳的总次数 (2)水泥 (3)篮球机械能的损耗程度与篮球的大小是否有关 【详解】（1）从题中表格可以看出篮球在不同的地面材质下，是通过比较弹跳的总次数来反映机械能的损耗程度。 （2）从表中可以看出篮球分别在塑胶、木质、水泥三种材质上的弹跳的总次数为6、7、8次，所以篮球落在水泥地面时，机械能的损耗程度最小。 （3） 可探究的科学问题是：篮球机械能的损耗程度与篮球的大小是否有关。 6．教材图片 知识点运用 抽掉玻璃板后，保持两瓶口紧贴静置较长时间，两瓶中气体的颜色变得相同。产生上述现象的原因是 。若把装着红棕色二氧化氮气体的瓶子放在上面，装空气的瓶子放在下面，抽掉玻璃板后，两瓶中气体的颜色 （选填“会”或“不会”）变得相同， （选填“能”或“不能”）根据此现象得出相同的结论。 【答案】 分子在不停地做无规则运动 会 不能 【详解】[1][2][3]在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，抽掉玻璃板后，保持两瓶口紧贴静置较长时间，两瓶中气体的颜色变得相同，说明分子在不停地做无规则运动；若把装着红棕色二氧化氮气体的瓶子放在上面，装空气的瓶子放在下面，抽掉玻璃板后，因为二氧化氮的密度大于空气的密度，所以二氧化氮气体在重力作用下会向下运动，也会出现相同的现象，即两瓶中气体的颜色会变得相同，但不能说明分子在不停地做无规则运动，故不能根据此现象得出相同的结论。 7．探究重力势能的大小与什么因素有关，晓畅利用带有三个铁钉的小圆桌、沙子、质量不同的重物设计并进行了如图所示的实验。 (1)实验中通过观察 来判断物体重力势能的大小。 (2)要探究重力势能大小与高度的关系，应选择图中 （填序号）两次实验进行分析比较，由实验现象可得出结论：质量相同的物体，所处位置越高，重力势能就越 。 (3)对比②、③两次实验现象可得出结论：高度相同时，物体的质量越大，重力势能越 。 【答案】(1)铁钉陷入沙中的深度 (2) ①、② 大 (3)大 【详解】（1）重力势能的大小无法直接观察到，实验中采用转换法，通过观察铁钉陷入沙中的深度来判断物体重力势能的大小。 （2）[1][2]探究重力势能与高度的关系时，必须保证物体的质量相等，物体最初的高度不同，而图①和图②使用的是同一物体，从不同高度落下，铁钉陷入沙子的深度不同；探究重力势能大小与高度的关系应选择图中①、②；可得出结论：质量相同的物体，所处位置越高，重力势能就越大。 （3）由图可知，图②和图③中物体质量不同，但是从同一高度落下，图③中重物的质量大，铁钉陷入沙子的深度大，可得结论：高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。 8．在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”时，让A、B两个质量不同的铅球从沙坑表面上方由静止释放，铅球落下后陷入沙子中，实验情景如图甲所示。 (1)实验中通过比较 来判断铅球重力势能的大小。 (2)由实验情景甲可得出结论：当 一定时，物体的 越大，重力势能越大。 (3)若要探究物体重力势能与高度的关系，则需用 的两个铅球，让两球 ，比较它们陷入沙子中的深度。 (4)如图乙所示，C球由静止下落，D球沿光滑弯曲管道由静止滑下。实验表明，物体重力势能的大小与 。 【答案】(1)铅球陷入沙子中的深度 (2) 下落高度 质量 (3) 质量相同 从不同高度下落 (4)运动路径无关 【详解】（1）在探究 “物体重力势能的大小与哪些因素有关” 的实验中，由于重力势能的大小无法直接观察和测量，我们采用转换法，通过铅球陷入沙坑的深度来反映铅球重力势能的大小。铅球陷入沙坑越深，说明铅球对沙坑做的功越多，其具有的重力势能就越大。 （2）[1][2]观察图甲，A、B两个铅球下落的高度相同，B球的质量大于A球的质量，且B球陷入沙坑的深度更深。这表明当物体下落的高度一定时，物体的质量越大，其具有的重力势能就越大。 （3）[1][2]若要探究物体重力势能与高度的关系，根据控制变量法，需要控制其他因素不变，只改变高度这一变量。所以要用质量相同的两个铅球，让两球从不同高度由静止释放，然后比较它们陷入沙子中的深度，从而得出重力势能与高度的关系。 （4）观察图乙，C球由静止下落，D球沿光滑弯曲管道由静止滑下，两球的质量相同，下落的高度也相同，虽然运动路径不同，但两球陷入沙坑的深度相同。这说明物体重力势能的大小与运动路径无关。 9．我校航模小组同学用橡皮筋制作的弹射器进行弹射模型飞机比赛，发现弹出的飞机水平飞行的距离不同。关于弹射飞机水平飞行的距离与哪些因素有关，他们提出以下猜想： 猜想1：与橡皮筋的伸长量有关； 猜想2：与橡皮筋的粗细有关； 猜想3：与橡皮筋的长度有关。 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是正确的，依据是 越大， 也越大。 (2)为了验证其它猜想，小组成员依次将橡皮筋固定在弹射器上，在弹性限度内，橡皮筋的伸长量相同，将同一模型飞机从同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离如表： 序号 橡皮筋的直径/cm 橡皮筋的长度/cm 弹射的水平距离/m 1 0.20 20.00 10.20 2 0.20 30.00 8.40 3 0.40 20.00 14.00 比较序号为1、3的两组数据，可得出的结论是： 。 (3)在橡皮筋的伸长量相同时，为了使飞机水平飞行的距离更远，宜选择 （选填“长而粗”、“短而粗”、“长而细”或“短而细”）的橡皮筋来制作弹射器。 (4)细心的同学发现家里的橡皮筋有的弹性大，有的弹性小，查阅资料得知，有的是用天然橡胶制作而成，有的是用合成橡胶制作而成，对此，请你提出一个可探究的物理问题： 。 【答案】(1) 弹性形变程度 弹性势能 (2)橡皮筋的长度和伸长量一定时，橡皮筋越粗，弹射的水平距离越远 (3)短而粗 (4)橡皮筋弹射的水平距离与橡皮筋的材质是否有关？ 【解析】【小题1】[1][2]根据所学的弹性势能的知识，橡皮筋的伸长量越大，弹性形变程度越大，具有的弹性势能就越大，在弹射飞机时转化为飞机的动能也就越大，飞机就可能飞得更远。所以判断猜想1是正确的依据是：橡皮筋伸长量越大，弹性势能越大。 【小题2】分析1、3两组数据，橡皮筋的长度都是，伸长量相同，橡皮筋的直径不同，1中直径为，3中直径为，且3中弹射的水平距离大于1中弹射的水平距离。所以可得出的结论是：在橡皮筋的长度和伸长量相同时，橡皮筋越粗，飞机飞行的距离越远。 【小题3】由第（2）问的结论可知，在橡皮筋伸长量相同时，越粗飞行距离越远；再结合 1、2 两组数据，橡皮筋粗细相同，伸长量相同，长度为时（1组）飞行距离大于长度为时（2组）的飞行距离，即越短飞行距离越远。所以在橡皮筋的伸长量相同时，为了使飞机水平飞行的距离更远，宜选择短而粗的橡皮筋来制作弹射器。 【小题4】已知橡皮筋有的用天然橡胶制作，有的用合成橡胶制作，且弹性不同。可以提出的可探究的物理问题是：橡皮筋的弹射的水平距离与橡皮筋的材质是否有关？ 10．在“走进分子世界”探究选择一种分子模型的活动中，小文向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置，然后再注入染成红色的酒精直至充满，可以观察到分层现象（图a）。用食指堵住管口，将玻璃管反复翻转，使酒精和水充分混合，发现刚开始时管内出现大量小“气泡”逐渐聚集成一个大“气泡”，“气泡”上升时会越来越大（图b）。最后小文松开手，发现玻璃管被“吸”挂在食指上（图c）。 (1)小文将酒精染成红色，目的是为了 ； (2)“气泡”的出现说明混合后酒精和水的总体积 （选填“大于”“等于”或“小于”）混合前酒精和水的总体积，最终玻璃管被“吸”挂在食指上是由于 的作用； (3)为了便于了解分子模型，小文分别用细颗粒小米和大颗粒鹰嘴豆分别装满两个杯子（图d），接着将小米和鹰嘴豆混合后再分装，发现装不满两杯（图e），该实验 （选填“模拟”或“证明”）了分子之间有空隙，这里小文运用了 （选填“控制变量”“转换”或“类比”）的实验方法，由此我们可猜想酒精分子和水分子的大小 （选填“相等”或“不相等”）。 【答案】(1)便于观察实验现象 (2) 小于 大气压 (3) 模拟 类比 不相等 【详解】（1）将酒精染成红色，变化明显，这样做的目的是为了便于观察实验现象。 （2）[1]因为分子间存在着空隙，水和酒精充分混合后，酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中，使得水和酒精混合后的总体积变小了，所以“气泡”的出现说明混合后酒精和水的总体积小于混合前酒精和水的总体积。 [2]水与酒精混合后体积收缩，导致管内气压降低，外界大气压将管壁压在食指上。 （3）[1][2]分子用肉眼是看不到的，小文分别用细颗粒小米和大颗粒鹰嘴豆分别装满两个杯子（图d），接着将小米和鹰嘴豆混合后再分装，发现装不满两杯（图e），该实验模拟了分子之间有空隙，运用了类比的实验方法，用小米和鹰嘴豆模拟两种分子，两个满杯混合后再分装，发现装不满两个满杯，说明分子之间有间隙。 [3]根据实验（e）可知，两种情况下的体积不同，由此我们猜想酒精分子和水分子的大小不相等。 11．如图甲、乙是探究“物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验装置，让钢球从斜面滚下，水平面上的木块被钢球撞击后运动。请回答： (1)实验中通过比较 来比较钢球动能的大小。图甲探究的是动能与 的关系。 (2)在完成图甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是___________： A．适当降低钢球的高度 B．换用一个较重的木块 (3)如图乙，让质量分别是m和2m的球沿同一斜面从同一高度由静止自由释放，到达斜面底端后的速度关系是v1 v2（选填“>”、“=”或“＜”），比较图乙两次实验可得结论： 。 (4)实验过程中，下列关于力对物体是否做功的认识，错误的是___________： A．小球从斜面滚下，小球重力做功 B．小球在水平面运动，小球重力不做功 C．小球在水平面运动，水平面对小球的支持力做功 D．小球撞击木块的过程中，小球对木块做功。 【答案】(1) 木块被钢球撞击后运动的距离 速度 (2)A (3) = 速度相同时，质量越大，物体的动能越大 (4)C 【详解】（1）[1]钢球从斜面上由静止自由滚下后，若动能越大，钢球撞击放在水平面上的木块时，钢球对木块做的功越多，木块运动时克服阻力做的功越多，木块被推动的距离就越远，所以可以通过木块被钢球撞击后运动的距离大小来比较钢球动能的大小。 [2]图甲中，相同质量的小球从不同高度处由静止释放，运动到斜面底端时速度不同，即小球的质量相同、小球运动到斜面底端时速度不同，所以探究的是“动能与速度的关系”。 （2）甲图中木块被撞后滑出木板，说明此时钢球的动能较大，所以应当适当减小钢球的动能，根据控制变量法的使用方法，实验中要保持钢球质量不变，所以只能减小钢球运动到斜面底端时的速度，故需要适当降低钢球的高度，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 （3）[1]小球从同一斜面由静止释放时，到达斜面底端后的速度大小只与小球所处的高度有关，图乙中两个小球所处高度相同，所以到达斜面底端时两个小球的速度大小相等，即v1=v2。 [2]如图乙所示，质量较大的小球从相同高度处由静止释放，与木块碰撞后，木块运动的距离较远，即质量较大的钢球动能也较大，所以可以得出：在物体运动速度相同时，质量越大，物体的动能越大。 （4）A．小球从斜面滚下时，小球受到重力，小球在竖直方向上移动了一段距离，所以小球的重力做功，故A正确，不符合题意； B．小球在水平面运动，小球受到重力，小球只在水平方向上运动，没有在竖直方向上运动一段距离，所以小球重力不做功，故B正确，不符合题意； C．小球在水平面运动，小球受到竖直向上的支持力，小球只在水平方向上运动，没有在竖直方向上运动一段距离，所以支持力不做功，故C错误，符合题意； D．小球撞击木块的过程中，小球对木块施加水平方向上的力，木块在水平方向上运动了一段距离，所以小球对木块做了功，故D正确，不符合题意。 故选C。 12．科技小组选择了如图甲所示的实验装置做“比较不同物质吸热能力”的实验。用铁夹将盛有水和煤油的两个试管固定在铁架台上，两试管中均装有温度传感器，温度传感器的探头与试管内的水和煤油接触良好，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。用同一红外加热器对盛有水和煤油的试管进行加热，在计算机上可以得到水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，A为煤油，B为水。 (1)为了便于探究，应在两个相同的试管中加入 （填“质量”或“体积”）相同的水和煤油。 (2)选择同一红外加热器给水和煤油加热可以认为相同时间内水和煤油 相同。 (3)通过图像可知水和煤油吸收相同的热量时，温度升高较多的是 （填“水”或“煤油”），可以得出 （填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 【答案】(1)质量 (2)吸收热量 (3) 煤油 水 【详解】（1）物质吸热的多少与质量有关，根据控制变量法，为了便于探究，应在两个相同的试管中加入质量相同的水和煤油。 （2）物质吸热的多少不易直接测量，实验中采用相同的热源，相同时间产生的热量相同，可以利用加热时间间接反映吸热的多少。 （3）[1][2]根据比热容的公式，由图乙可知，水和煤油吸收相同的热量时，温度升高较多的是煤油；杯中的水和煤油升高相同的温度时，水和煤油的加热时间不相同，吸收的热量不相同，水的加热时间长，水吸收的热量更多，水的吸热能力更强。 13．小华利用带滑槽的轨道和放在轨道上的物块等器材探究物体动能的大小与物体的质量是否有关。小华让两小球先后从轨道上同一高度处由静止开始释放，并与同一水平面上的同一物块相碰，物块在水平面上移动一段距离后静止，如图所示。回答下列问题： (1)在这个实验中探究问题的自变量是 。 (2)此实验中小球的动能是通过 来反映的。 (3)根据甲、乙两图所示的实验现象可以得出的结论是： 。 【答案】(1)质量 (2)被撞物块滑行的距离 (3)速度相同时，质量越大，物体动能越大 【详解】（1）实验中甲、乙两实验的质量不同，因此自变量为质量。 （2）实验中可利用转换法研究小球的动能，即让小球撞击物块，观察物块的滑行距离，可以判断出小球动能的大小。 （3）图甲和乙中，质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，小球到达水平面时的速度相同，物块滑行的距离不同，乙中小球质量大，物块滑行距离远，可以得出的结论：速度相同时，质量越大，物体动能越大。 14．某同学探究“比较水和煤油的吸热情况”的实验装置如图： (1)实验中要控制水和煤油的 和升高温度相同，还要使用相同的 来加热水和煤油； (2)实验中，物质吸收热量的多少是通过比较 来反映的。 【答案】(1) 质量 热源 (2)加热时间 【详解】（1）根据控制变量法的要求可知，实验中要控制水和煤油的质量和升高温度相同，还要使用相同的热源来加热水和煤油，使它们相同时间内吸收相等的热量。 （2）实验中，有相同热源进行加热，相同热源在相同时间内放出相等热量，被两种液体吸收，物质吸收热量的多少是通过比较加热时间来反映的，加热时间越长，吸收热量越多。 15．如图所示，有两只集气瓶A和B，A瓶装有无色透明的空气，B瓶装有红棕色的二氧化氮气体（二氧化氮的密度比空气的密度大）。 (1)为了研究扩散现象，应选择如图 （选填“甲”或“乙”）所示的方案。抽掉玻璃板后，保持两瓶口紧贴静置较长时间，两瓶中气体的颜色变得均匀，该现象说明分子在不停地做 运动，混合均匀后，分子 （选填“继续”或“停止”）运动。 (2)若抽掉玻璃板前，将两瓶中的气体加热，使其温度升高，则抽掉玻璃板后，能更 （选填“快”或“慢”）地看到两瓶中气体的颜色变得均匀。 【答案】(1) 乙 无规则 继续 (2)快 【详解】（1）[1]为了研究扩散现象，避免重力对实验的影响，应将密度大的二氧化氮放在下面，则选择如图乙所示的方案。 [2]抽掉玻璃板后，保持两瓶口紧贴静置较长时间，两瓶中气体的颜色变得均匀，该现象说明分子在不停地做无规则运动，二氧化氮与空气分子相互扩散。 [3]当颜色变得均匀，达到宏观上的平衡状态后，分子的无规则运动并不会停止，所以混合均匀后，分子继续运动。 （2）温度越高，分子无规则运动越剧烈，若抽掉玻璃板前，将两瓶中的气体加热，使其温度升高，则抽掉玻璃板后，能更快地看到两瓶中气体的颜色变得均匀。 16．如图甲所示，小明同学在两只相同的烧杯里装入初温和质量均相同的水和食用油，用规格相同的电加热器给它们加热，探究它们吸热本领的强弱。 (1)在此实验中，除了如图甲中所示的器材外，还需要的测量工具是秒表和 。选用两个相同规格的电加热器加热，目的是使水和食用油在相等时间内 ； (2)由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器直接测量，实验中我们是根据 （选填“加热时间”或“升高温度”）来反映水和食用油吸收热量的多少； (3)经过实验操作和数据记录，绘制出了如图乙所示的图像。根据图像可知：加热6min时，水吸收的热量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）食用油吸收的热量； (4)小明同学经过仔细观察和认真思考，便想到了以下两种比较水和食用油吸热本领强弱的方法： ①质量相同的水和食用油升高相同的温度时，吸收热量较多的物质是 ，所以其吸热能力较强； ②质量相同的水和食用油吸收相同的热量时，温度变化较大的物质是 ，所以其吸热能力较 （选“强”或“弱”）。 【答案】(1) 天平 吸收相同的热量 (2)加热时间 (3)等于 (4) 水 食用油 弱 【详解】（1）[1]探究不同物质的吸热能力，需要控制不同物质的质量相同，因此实验中还需要天平这一测量工具。 [2]实验中使用相同的加热装置，相同的时间放出相同的热量，则相同时间内物质吸收的热量相同。 （2）可根据加热时间的长短来反应吸收热量的多少，加热时间越长，物质吸收的热量越多。 （3）根据加热时间的长短来反应吸收热量的多少。加热6min时，水和食用油的加热时间相同，水吸收的热量等于食用油吸收的热量。 （4）[1]据图可知，质量相同的水和食用油，升高相同的温度，水需要加热的时间长，说明水吸收的热量多，吸热能力较强。 [2][3]质量相同的水和食用油，吸收相同的热量，即加热时间相同，食用油升高的温度多，说明食用油吸热能力较弱。 17．如图所示是“探究不同燃料的热值大小”的实验装置． (1)在安装、调整实验器材时，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序应是 （“由下而上”或“由上而下”）； (2)实验除了温度计，还需要的测量工具是 ； (3)该实验中，烧杯中液体的种类 （选填“相同”或“不同”），液体的质量 （选填“相等”或“可以不等”）； (4)某同学在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出液体的初温后，先点燃酒精，再点燃碎纸片，接下来的操作应该是___________（选填字母）； A．保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数 B．待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数 (5)实验完成后酒精所加热的液体中的温度计示数升高多，说明酒精的热值较 ；请写出燃料热值的表达式 （用表示），利用此实验方法计算出的燃料热值与实际相比是偏 （选填“大”或“小”）。 【答案】(1)由下而上 (2)天平 (3) 相同 相等 (4)B (5) 大 小 【详解】（1）安装顺序应是 “由下而上”。因为要先确定燃具的位置，然后依次安装铁圈、温度计等，这样能保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡能正确放置在液体中。 （2）还需要的测量工具是天平。因为要控制液体的质量相等，以及测量燃料的质量，所以需要天平来进行质量的测量。 （3）[1][2]探究不同燃料的热值大小，需要控制变量，即烧杯中液体的种类相同，液体的质量相等，这样才能通过液体升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少，进而比较热值大小。 （4）要比较酒精和碎纸片的热值，需要让它们充分燃烧，放出全部的热量，然后通过液体升高的温度来判断放出热量的多少，所以要待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数。故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 （5）[1]酒精加热的液体温度计示数升高得多，说明酒精燃烧放出的热量多，根据热值的定义，酒精的热值较大。 [2]燃料燃烧放出的热量，根据热值公式，可得。 [3]由于实验中燃料燃烧放出的热量不能完全被液体吸收，有热量损失，所以根据这个实验方法计算出的燃料热值与实际相比偏小。 18．两名同学分别利用图甲所示的装置进行以下两个实验探究： (1)如图乙，一名同学添加部分器材“探究阻力对物体运动的影响”，每次均将小车从斜面上最高处由静止滑下，让小车分别在棉布、木板和玻璃表面运动，最终小车静止时的位置如图所示。 ①由此可得：小车受到的阻力越小，运动的路程越 ，进一步推理可知：若小车运动时所受阻力为零，小车将保持 。 ②在上述实验中，小车在棉布表面运动过程中的速度变化量 （“大于”、“等于”或“小于”）在木板表面运动过程中的速度变化量。 (2)如图丙，另一名同学添加部分器材探究“动能大小与质量的关系”。 ①在实验中增加木块，小车撞击木块后，通过 来反映动能的大小。 ②小车第一次对木块做的功比第二次对木块做的功 。 ③通过丙图的实验现象，可得出的结论是： ，物体的动能越大。 【答案】(1) 远 匀速直线运动 等于 (2) 木块移动的距离 少 在速度相同时，质量越大 【详解】（1）[1][2]由图乙可知，小车在玻璃表面上受到的阻力越小，小车速度减小得越慢，运动的路程越远；进一步推理可知，当阻力为零时（即小车不受摩擦力），由牛顿第一定律可知，小车在水平面上将保持匀速直线运动。 [3]该同学让小车从斜面的最高处静止释放，控制小车下滑到水平面的初速度相同，而最终的速度为0，小车在棉布表面运动过程中的速度变化量等于在木板表面运动过程中的速度变化量。 （2）[1]另一名同学在实验中增加木块，小车撞击木块后，木块将被移动，根据转换法，通过观察木块的移动距离来反映小车动能的大小。 [2]小车撞击木块后，木块移动克服摩擦阻力做功，显然第二次撞击木块，木块移动的距离更远，所以阻力做的功更多，所以小车第一次对木块做的功比第二次对木块做的功更少。 [3]由图丙可以看出，第二次实验小车上面放了个钩码，使小车的质量变大了，并且从斜面的同一位置静止释放，撞击木块后，木块移动的距离更远，说明第二次时小车的动能更大，所以可以得出结论：在速度相同时，质量越大，物体的动能越大。 19．如图所示的实验，是我们在学习分子动理论时做过的一些实验： 图a：浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰，几天之后，两种液体混合均匀了； 图b：玻璃板的下表面接触水面，发现弹簧测力计示数___________玻璃板的重力； 图c：水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积； 图d：将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来； 图e：将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。 (1)题目中，图b后横线处应填：弹簧测力计示数 （选填“大于”、“小于”、“等于”） 玻璃板的重力； (2)图a和图 两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子在 ； (3)图b和图 两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子之间存在 力。 【答案】(1)大于 (2) d 不停地做无规则运动 (3) e 引 【详解】（1）图b：玻璃板的下表面接触水面，由于分子间存在引力，此时玻璃板受到竖直向下的重力、引力与竖直向上的弹簧测力计拉力的作用处于平衡状态，弹簧测力计示数等于重力与引力大小之和，则弹簧测力计示数大于玻璃板的重力。 （2）[1][2]图a和图d两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子在不停地做无规则运动；图a中几天后，两种液体混合均匀，是因为浓硫酸铜溶液与清水分子相互扩散，两者的分子均不停地做无规则运动；将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来，说明红墨水扩散到水分子中，说明分子不停地做无规则运动。 （3）[1][2]图b和图e两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子之间存在引力；图b中玻璃板的下表面接触水面时，由于分子引力的作用，测力计的示数变大；图e中铅块在重物的作用下，也没有分开，说明分子间存在引力。 20．如图所示，小红准备了甲、乙、丙三个相同的装置，来探究不同物质的吸热能力和不同燃料的放热能力，其中液体质量、燃料质量均相等。 (1)探究不同物质的吸热能力时： ①选择甲、丙两图进行实验，实验时不同物质吸热的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的； ②小红根据测得的实验数据，画出了a、b两种液体温度随时间变化的图像（如图丁所示），由图可判断液体 （选填“a”或“b”）的吸热能力强。若a的比热容是，b的比热容是，则 。 (2)探究不同燃料的放热能力时： ①选择甲、乙两图进行实验，实验时不同燃料的放热的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的；燃料1在燃烧过程中，其热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）； ②若图甲烧杯中为50mL的水，若10g酒精燃烧后放出的热量被水吸收，温度计示数升高了，则可以计算出酒精的热值 J/kg。这种方法测算的热值和热值表中的“标准值”相比 （选填“偏大”“偏小”或“一样”）[，] 【答案】(1) 加热时间 b 1:2 (2) 温度计示数 不变 偏小 【详解】（1）[1]在探究不同物质的吸热能力实验中，使用相同的装置加热，相同时间内放出的热量相同，所以不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。 [2]由图丁可知，质量相同的a 、b两种液体，吸收相同热量（加热相同时间）时，液体b升高的温度低，说明液体b的吸热能力强。 [3]由图丁可知，升高相同的温度时，因为b的加热时间是a的2倍，所以b吸收的热量是a的2倍，即 由题意，液体a和b的质量相同，设为m，液体a和b升高相同的温度，设为，由比热容公式得 （2）[1][2]探究不同燃料的放热能力时，选择甲、乙两图，通过温度计示数来反映不同燃料放热的多少；热值是燃料的特性，与燃料的质量等无关，燃料 1 在燃烧过程中，其热值不变。 [3]水的体积 水的质量 水吸收的热量 由题意，酒精燃烧放出的热量 燃烧10g酒精，根据热值的定义，酒精的热值 [4]因为实际上酒精燃烧放出的热量不能完全被水吸收，所以这种方法测算的热值比热值表中的 “标准值”相比偏小。 21．探究“不同物质的吸热能力” (1)琪琪同学用两个相同的烧杯装入 相同的水和花生油，并用相同规格的电加热器分别给水和花生油加热（如图甲）； (2)琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由图像可知，加热5min时，b物质的温度上升得更明显，说明b的吸热能力 （选填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是： （选填“>”“<”或“=”）； (3)已知，由图像可知，花生油的比热容是 ； (4)同组的小华设计如下方法来比较比热容的大小，将两初温均为的相同金属块，分别浸没在温度均为的水与花生油中，待温度均稳定后，测得水温低于花生油的温度，据此得出水的比热容比花生油大的结论。请评价该设计思路是否可行? ；理由是： 。 【答案】(1)质量 (2) 弱 (3) (4) 不可行 见解析 【详解】（1）根据控制变量法的要求，两个相同的烧杯装入质量相同的两种液体。 （2）[1][2]本实验物体吸热多少看加热时间，加热时，两物质吸热相同，b物质的温度上升得更明显，根据可知，说明b的吸热能力弱，即b液体的比热容更小。 （3）加热时，两物质吸热相同，由、，则，所以花生油的比热容为 （4）[1][2]要比较不同物质的比热容大小，根据比热容的相关知识，通常采用控制变量法，需要控制物质的质量、吸收（或放出）的热量等因素相同。在小华的设计中，是通过金属块放热、液体吸热来比较水和花生油的比热容。但实验里没有控制水和花生油的质量相同，而质量会影响液体吸收热量后温度的变化情况，所以仅根据 “待温度均稳定后，测得水温低于花生油的温度”，不能得出水的比热容比花生油大的结论，该设计思路不可行。 22．为了探究物体的动能大小与哪些因素有关，小明设计了如下实验。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)本实验中的研究对象是 （选填“钢球”或“木块”），通过观察 来判断它的动能大小。 (2)在图甲、乙中，h2＞h1，观察实验现象，得出结论： 。 (3)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。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)小华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) 钢球 木块移动的距离 (2)质量相同时，速度越大，动能越大 (3) ＞ D (4)A 【详解】（1）[1]实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，钢球具有动能，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，通过木块移动的距离反映钢球动能的大小，所以本实验中研究对象是钢球。 [2]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。 （2）图甲、乙中，h2＞h1，钢球质量相同，乙图中钢球滑到斜面低端速度大，木块被推动的距离远，说明乙图中钢球的动能大，故可得出结论：质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）[1]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，则开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。 [2]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。 23．在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，小明设计了如图所示的实验。斜轨道与水平直轨道平滑连接，将体积相同、质量不同的两个小球A、B，分别从同一斜轨道上某位置由静止释放（已知），小球与放在水平木板上的木块撞击后一起向前运动，分别测出三次实验中小球与木块一起运动的距离和。 (1)图甲、乙所示的实验中，小球都从高度处由静止释放，是为了使两次实验中小球运动到斜轨道底端时的 相同； (2)比较图乙、丙所示的实验，可以判断 （选填“乙”或“丙”）图中小球到斜面底端时的动能更大，说明了物体动能的大小与 有关； (3)请你帮小明设计探究“动能的大小与质量是否有关”的实验数据记录表格。 【答案】(1)速度 (2) 乙 速度 (3)见解析 【详解】（1）如图甲、乙所示，小球A和B的质量不同，让小球从同一高度下落的目的是保证小球到达水平面的速度相同，探究动能的大小和质量的关系。 （2）[1][2]如图乙、丙所示，小球的质量相同，在斜面上下滑的高度不同，小球到达斜面底端的速度不同，且乙实验中小球下滑的高度高，到达斜面底端的速度大，乙图中小球撞击木块后木块在水平面上移动的距离大于丙图中小球撞击木块后木块在水平面上移动的距离，说明乙图中小球到斜面底端时的动能更大，也说明物体动能的大小与速度有关。 （3）探究“动能的大小与质量是否有关”的实验中需要记录小球的质量m/g、木块被撞击的距离s/m、小球下滑的高度h/m，且实验需要进行多次，设计表格如下图所示： 实验序号 小球的质量m/g 小球自由下滑的高度h/m 木块被撞击后移动的距离s/m 1 2 3 24．小红在放学的路上看到如图1所示的交通警示牌，为了研究车辆超速、超载对交通安全的影响，她用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m）碰撞静止在同一水平长木板上的木块B，进行了“动能的大小与什么因素有关”的探究实验。钢球从斜面上由静止下滑，到达水平长木板上撞击木块B，木块B移动的距离分别为s1、s2，和s3，实验现象如图2所示。 (1)实验中钢球推动木块做功，因此可以通过观察 比较钢球动能的大小；小涵提出，不用木块，在桌面上铺一条毛巾，用钢球在毛巾表面滚动的距离来比较动能大小，小红认为此方法不完全可行，原因是 。 (2)由甲、乙两图得到的实验结论是 ﹔因此能够说明 （选填“超速”或“超载”）现象的危害。 【答案】(1) 木块移动的距离 见解析 (2) 见解析 超速 【详解】（1）[1]本实验采用转换法，实验中钢球推动木块做功，因此可以通过观察木块移动的距离比较钢球动能的大小。 [2]不完全可行的原因是钢球的质量不同时，对接触面的压力不同，钢球受到的摩擦力不同，因此不可以始终用钢球在毛巾表面滚动的距离来体现动能的大小。 （2）[1][2]由甲、乙两图可以看出，质量相同的钢球从不同高度上滚下，高度越高，到达水平面的速度越大，木块移动的距离越大，得到的实验结论是质量相同时，速度越大，动能越大。由甲、乙两图说明动能与速度有关，因此能够说明超速现象的危害。 25．如图所示是某实验小组做“探究物体的动能大小与哪些因素有关”实验的场景。 (1)该实验小组探究的是 （选填“小球”或“木块”）的动能大小与 的关系，将同一小球从斜面不同高度处由静止释放的目的是 ； (2)实验中通过 来反映动能的大小，这种研究方法叫做 法； (3)若水平面光滑，则该实验 （选填“能”或“不能”）完成，原因是 ； (4)若要继续探究“物体动能的大小与质量的关系”，则还应补充的实验器材是 。 【答案】(1) 小球 速度 使小球到达斜面底端的速度不同 (2) 木块被撞击的距离 转换法 (3) 不能 木块将一直做匀速直线运动，无法比较距离的大小 (4)质量不同的小球 【详解】（1）[1]小球从斜面滚下过程中，小球的重力势能转化为动能，所以探究的是小球动能的大小。 [2][3]据图可知，小球的质量相同，在斜面上静止释放时的高度不同，小球运动到斜面底端的速度不同，因此探究的是小球动能大小与速度的关系，将同一小球从斜面不同高度处由静止释放的目的是使小球到达斜面底端的速度不同。 （2）[1][2]实验中动能大小是通过木块被撞击的距离来反映的，木块移动的距离越远，小球的动能越大，这是转换法的应用。 （3）[1][2]若水平面光滑，根据牛顿一定律，木块将一直在水平面做匀速直线运动，而实验中通过木块移动距离的远近来表示动能的大小，因此若水平面光滑，该实验不能完成。 （4）“物体动能的大小与质量的关系”，需要改变物体质量的大小，因此还需要质量不同的小球。 26．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关“的实验中，所用钢球质量m＜M，分别从图中的位置由静止释放（h＜H），木块放置在水平面上。 (1)实验中，小明是通过 来比较铜球动能大小的，这种研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）； (2)若水平面是光滑且足够长的，木块被撞后将做 （选填“匀速”或“变速”）直线运动； (3)根据甲、丙两次实验， （选填“能”或“不能”）得出结论：物体的动能大小与质量有关，原因是 ； (4)汽车行驶过程中为了保证安全，需要限速，能说明这一原因的是 两次实验，原因是：当质量一定时， 越大，物体的动能越大。 【答案】(1) 木块移动的距离 转换法 (2)匀速 (3) 不能 没有控制速度相同 (4) 甲、乙 速度 【详解】（1）[1][2]在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关“的实验中，实验中通过观察木块移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。 （2）根据牛顿第一定律，若水平面绝对光滑，则木块不受摩擦力作用，运动后将保持匀速直线运动。 （3）[1][2]甲、丙两图中没有控制小球下落的高度相同，则没有控制小球到达水平面时的速度相同，不能得出物体动能与质量的关系。 （4）[1][2]汽车行驶过程中为了保证安全，需要限速，探究动能与速度的关系，应控制质量相同，只改变速度大小，故选甲、乙两实验，甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，到达水平面的时的速度不同，对木块做功多少不同，故可以得出结论：质量一定时，速度越大，物体动能就越大。 27．如图1所示，用规格相同的电加热器、玻璃杯、温度计比较水和煤油的比热容，根据实验情况（不计热量损失） (1)实验时，应该控制两个玻璃杯中装的水和煤油 相同（填“质量”或“体积”）； (2)根据图2的温度-时间图线，水和煤油升高相同的温度， 吸收的热量多（填“水”或“煤油”）； (3)加热了后，水和煤油吸收的热量是否相等？ （填“相等”或“不相等”）； (4)已知水的比热容是，如果烧杯中的水质量是，根据图2的温度-时间图线，加热4分钟吸收的热量是 J。 【答案】(1)质量 (2)水 (3)相等 (4) 【详解】（1）实验为了探究水和煤油的比热容，由控制变量法可知，实验时，升高相同温度，应比较质量相同的水和煤油吸收热量的多少，所以应该控制两个玻璃杯中装的水和煤油质量相同。 （2）根据图2的温度—时间图线，水和煤油升高相同的温度，水加热时间长，水吸收的热量多。 （3）规格相同的电加热器，加热相同的时间放出的热量相同。加热了2min后，加热时间相同，则水和煤油吸收的热量相等。 （4）由图2知，水被加热4min的过程中，水由40℃升高到80℃，所以水吸收的热量 28．小聪设计如图所示的实验探究“动能大小跟哪些因素有关”，将一个小铁球系在点，小球自然悬挂时刚好与水平台上的长方体木块的左面接触。 (1)水平台应选择 （选填“粗糙”或“光滑”）的水平面； (2)将小球分别拉到、位置后由静止释放，通过观察每次木块被撞击后的 ，从而判断小球动能的大小，这一操作研究运动物体动能大小跟 的关系； (3)若要探究动能大小与质量的关系，接下来的操作是： ； (4)小明认为根据 的转化，该实验也能够探究影响重力势能大小的因素。 【答案】(1)粗糙 (2) 移动距离 物体运动速度 (3)见解析 (4)重力势能和动能 【详解】（1）因为实验中需要木块在受到撞击后能因摩擦力而停下，从而通过木块移动的距离反映动能大小。所以水平台MN应选择粗糙的水平面。 （2）[1][2]将小球分别拉到B、C位置后由静止释放，小球的质量不变，C位置比B位置高，小球到达水平面时的速度不同，C位置释放的小球到达水平面时速度大。通过比较不同位置释放时木块移动的距离，可以研究运动物体的动能大小跟速度的关系。 （3）根据控制变量法，要探究动能大小与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，改变小球的质量。所以接下来的操作是：将质量不同的小球拉到同一高度由静止释放，观察木块被撞击后移动的距离。 （4）小球从高处下落时，重力势能转化为动能，通过观察木块被撞击的距离可以间接反映重力势能的大小。所以根据重力势能和动能的转化，该实验也能够探究影响重力势能大小的因素。 29．如图是实验小组比较不同物质吸热情况的实验装置。 (1)实验时在图Ⅰ中应量取 相等的甲、乙两种液体，为了完成该实验，除了图中所示的器材外，还需要增加的测量工具有天平和 。 (2)甲、乙液体吸收热量的多少可以通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映。 (3)为了比较甲、乙液体的吸热本领，小明提出两种比较方案。 ①让两者升高相同的温度比较加热时间。 ②让两者加热相同时间比较升高的温度。 在两种液体都不沸腾的前提下，你认为可行的方案是 （选填“①”“②”或“①和②”）。 (4)从图Ⅱ中可以看出， 液体的温度升高得较快， 液体的比热容较大。 (5)若乙液体的比热容为，则甲液体的比热容为 ． (6)冬天，小明想自制一个暖手袋，从甲或乙中选一种液体装入暖手袋作为供热介质，选择 （选填“甲”或“乙”）时保暖时间会更长。 (7)实验结束后，小勤采用相同的实验装置比较丙液体与丁液体的吸热情况。 ①实验中小勤先量取质量相同的丙、丁两种液体，分别倒入相同的烧杯中，如图Ⅲ所示。此时，小勤应当注意液体的量要适当，至少要能 电加热器的发热体。同时注意温度计的玻璃泡不要碰到容器底、侧壁以及 。 ②小勤在实验中记录的数据见下表。 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 丙液体的温度/℃ 30 34 38 42 46 50 54 丁液体的温度/℃ 10 16 22 28 34 40 46 a．加热4min后， 液体升高的温度多，吸热能力 （选填“强”或“弱”）。 b．丙、丁两种液体都升高到时，吸收热量的关系为 （选填“<”“=”或“>”）。 ③小勤思考后，优化了实验方案，用如图Ⅳ所示装置进行实验，将分别装有丙、丁两种液体的试管放在同一个烧杯中水浴加热，此装置具有的优点是 （写出一点即可）。 (8)小红选用质量相同的a、b两种液体进行实验，并利用所测数据绘制了图Ⅴ所示的图像。已知a、b液体的比热容之比为，则图像①反映的是液体 （选填“a”或“b”）的温度随时间变化的规律。实验中小红发现，每加热2min液体a的温度升高，则图中 ℃。（不计热损失） (9)小静将甲、乙两种液体换成质量、初温都相同的水和食用油，用相同的酒精灯加热至沸腾。她根据“加热食用油到沸腾需要的时间长”，得出食用油的比热容比水的大的结论。她的结论 （选填“正确”或“错误”），原因是 。 【答案】(1) 质量 秒表 (2)加热时间 (3)①和② (4) 甲 乙 (5) (6)乙 (7) 没过 电加热器 丁 弱 < 确保在相同时间内丙、丁两种液体吸收的热量相同 (8) b 10 (9) 错误 水和食用油的沸点不同，没有控制水和食用油升高的温度相同 【详解】（1）[1]比较不同物质的吸热情况需控制质量相等，故应量取质量相等的甲、乙液体。 [2]实验需测量加热时间，因此还需要秒表。 （2）相同加热器在相同时间内放出的热量相同，因此液体吸收热量的多少可通过加热时间反映。 （3）方案①：升高相同温度，加热时间越长，吸热能力越强；方案②：加热相同时间，温度升高越慢，吸热能力越强。两种方案均可行。 （4）[1][2]由图Ⅱ可知，相同时间内吸收热量相同时，甲液体温度升高更快，说明其吸热能力弱即比热容小；乙液体温度升高慢，比热容较大。 （5）由图可知，2min时，吸收的热量相同，甲升高的温度，乙升高的温度， 由可知，质量相同、吸热相同时，比热容与温度变化成反比。 （6）比热容大的液体放出相同热量时温度降低慢，保暖时间更长。乙液体的比热容大于甲，所以选择乙。 （7）[1][2]液体需没过电加热器的发热体以充分吸热；温度计玻璃泡不能碰到电加热器。 [3][4]加热4min，丙温度从30℃升高到46℃，升温16℃；丁温度从10℃升高到34℃，升温24℃，故丁升高的温度多，由可知，质量相同、吸热相同时，温度升高越高，说明吸热能力越弱。 [5]丙、丁升高到同一温度时，丁需更长加热时间，在加热装置相同情况下，加热时间长，说明吸收热量多，故 [6]水浴加热的优点：确保相同时间内丙、丁吸收的热量相同。 （8）[1]比热容小的液体升温快，已知a、b液体的比热容之比为，则b升温更快，图像①为b。 [2]已知a液体每2min升高5℃，加热16分钟升高的温度为 在质量相同、吸热相同时，根据可知，可得 由题意可知，，b液体变化的温度 b液体的末温，初始温度 （9）[1][2]因为水和食用油的沸点不同，沸腾时升高的温度不同，未控制变量，无法比较比热容。所以结论是错误的。 30．为优化某新能源汽车电池的防撞性能，实验小组测试了三种不同材料（泡沫塑料、橡胶、蜂窝铝）的吸能效果。实验装置简化图如图所示，将材料样品固定在水平轨道末端，金属滑块从斜面滑下撞击材料，通过传感器记录滑块撞击后的速度和材料形变量，数据如表一： (1)实验中需要保持不变的物理量是滑块的 ； (2)实验组1与2中，泡沫塑料厚度增加后，滑块速度降幅更大，说明材料吸能效果与厚度有关，且厚度越大，吸能效果越 ； (3)实验组1、3、4中，材料形变量最大的是泡沫塑料，但滑块速度降幅最小的是 ，说明仅凭形变量不能全面评价材料防撞性能； (4)结合表一数据，若要用其中的两种材料设计成复合防撞材料，应选择的材料类型是 。 表一 实验组 材料类型 材料厚度d（cm） 撞击后滑块速度v（m/s） 材料形变量 1 泡沫塑料 5 0.8 4.5 2 泡沫塑料 10 0.3 9.0 3 橡胶 5 1.2 2.0 4 蜂窝铝 5 2.5 0.5 (5)实验小组继续实验，通过模拟碰撞实验来探究动能影响因素，滑块从斜面滑下撞击水平面上的木块，通过传感器记录滑块碰撞前的速度，木块被推动的距离反映动能大小。实验数据如表二： 表二 实验组 滑块质量m（g） 滑块碰撞前的速度v（m/s） 木块移动距离s（cm） 1 200 0.2 8 2 200 0.6 71 3 400 0.2 16 4 400 0.6 144 实验组1与3中，滑块碰撞前的速度相同，质量从200g增至400g.木块移动距离增大2倍，说明动能与 成正比。 【答案】(1)质量 (2)好 (3)蜂窝铝 (4)泡沫塑料和蜂窝铝 (5)质量 【详解】（1）实验探究的是不同材料的吸能效果，需要用控制变量法，应保持滑块的质量不变。 （2）实验组1和2中，材料都是泡沫，厚度增加后，滑块速度降幅更大（从0.8m/s到0.3m/s），说明厚度越大，吸能效果越好。 （3）实验组1、3、4中，材料类型不同，厚度相同，材料分别为泡沫塑料、橡胶和蜂窝铝，撞击后，滑块速度分别为0.8m/s、1.2m/s、2.5m/s，所以降幅最小的是蜂窝铝。 （4）由表格一的数据知，泡沫塑料厚度大时吸能好（滑块速度降幅大），但形变量也大，橡胶和蜂窝铝在厚度相同时，蜂窝铝虽然吸能后滑块速度降幅小，但形变量也小，则设计两种复合防撞材料可选用泡沫塑料和蜂窝铝，则可让撞击后滑块速度降幅大，且材料形变量小。 （5）由表二的实验组1与3知，滑块撞击时的速度相同，质量增大2倍，撞击后木块移动的距离增大2倍，即滑块所具有的动能也增加了2倍，所以动能与质量成正比。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $