第12章 机械能和内能（暑假单元自测）新九年级物理新教材苏科版

**基本信息** 苏科版初中物理第12章“机械能和内能”单元卷，以科技（农用无人机）、生活（立定跳远）及文化（长安臊子面）情境为载体，覆盖机械能转化、内能改变、比热容、热机效率等核心知识，适配暑假复习检测，强化物理观念与科学探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择|10题/20分|动能势能转化、比热容概念|结合北斗导航无人机等科技情境，多选题考查能量转化分析| |填空与作图|6题/18分|内能改变方式、热机冲程|融入文化素材（长安臊子面），作图题结合海陆风实际现象| |实验与探究|4题/22分|热值比较、动能影响因素|控制变量法探究（如不同燃料加热水），渗透科学思维| |综合题|3题/20分|热量计算、热机功率效率|联系实际数据（天然气灶烧水、汽油机铭牌），综合应用物理公式|

第12章 机械能和内能 单元自测卷 【新教材，苏科版】 （考试时间：80分钟 试卷满分：80分） 考前须知： 1．本卷试题共23题，选择10题，填空与作图6题，实验与探究4题，综合3题，满分80分，限时80分钟。 2．本卷选题均为重难点题型，考点全覆盖，旨在检测学习成果。 第Ⅰ卷 一、选择题(共10小题，计20分。第1~8小题为单选题，每小题2分，每小题只有一个选项符合题意;第9、10小题为多选题，每小题2分，每小题有两个选项符合题意，全部选对得2分，选对但不全得1分，错选得0分) 1．如图所示，农用无人机正在“北斗”系统的导航下精准作业，水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中，随着药量减少，它的（     ） A．重力不变 B．动能不变 C．机械能减小 D．重力势能不变 2．立定跳远是某地初中毕业体育考试项目之一，小强在立定跳远考试中蓄力、起跳、落地的几个阶段如图所示（不考虑空气阻力）。下列说法正确的是（     ） A．蹬地起跳时小强对地面没有摩擦力 B．小强在最高点受力平衡 C．小强在空中继续运动机械能不守恒 D．小强从最高点到落地的过程中，重力势能转化为动能 3．如图是自制的简易热机模型，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个小孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，在瓶口喷入液态酒精并盖上纸杯。按下电火花发生器的按钮后，酒精燃烧，纸杯飞出。下列说法正确的是（　　） A．纸杯被冲出，是机械能转化为内能，对应热机压缩冲程 B．气体推动纸杯过程中，瓶内气体内能减少 C．不断优化结构，可让该热机效率达到100% D．酒精燃烧越充分，酒精的热值就越大 4．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．0℃的物体没有内能 B．物体的温度不变，物体的内能也可改变 C．物体的内能越大，含有的热量越多 D．物体吸收了热量，温度一定升高 5．下列现象中，增加物体内能的方式是做功的是（    ） A．冬天用热水袋取暖 B．被来回弯折的铁丝温度会升高 C．手接触冰块会觉得很冷 D．自行车轮胎放气时，气门嘴处的温度会降低 6．下列现象中，利用水的比热容大这一特性的是（     ） A．夏天在教室洒水降温 B．汽车发动机用水作为冷却液 C．冬天在储存蔬菜的地窖里放水 D．游泳上岸后感觉凉爽 7．关于比热容的物理意义，下列说法正确的是（　　） A．比热容反映物质吸热能力，与物质种类相关 B．一桶水的比热容比一杯水的比热容大 C．物质温度升高越多，比热容越大 D．北方冬季用热水供暖，是因为水的比热容小 8．把一瓶汽油倒去一半，则剩下的汽油（　　） A．比热容变为原来的一半，热值不变 B．热值变为原来的一半，比热容不变 C．热值和比热容都变为原来的一半 D．比热容和热值均不变 9．（多选）如图所示，是掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。当弹性小球从A点运动到B点，再触地反弹到C点的过程中，以下说法正确的是（　　） A．小球A处的动能小于B处的动能 B．小球B处的动能小于C处的动能 C．小球C处的机械能大于B处的机械能 D．小球在此过程以做功的方式增加了内能 10．（多选）如图：甲是压缩硝化棉，乙是加热水，丙是汽油机的某个冲程，下列说法正确的是（   ） A．若汽油机的燃料汽油未完全燃烧，则汽油的热值会变小 B．甲、乙、丙中改变气体内能的方式都相同 C．丙图为汽油机的压缩冲程，其能量转化与图乙中的能量转化相同 D．若该汽油机每秒可完成10个丙图冲程，则其飞轮转速为1200r/min 第Ⅱ卷 二、填空与作图题(共6小题，计18分) 11．如图是光滑的轨道，点的高度大于点的高度，小球从点由静止自由滑下，沿轨道到达点后离开（不计空气阻力），从点到点的过程中重力势能转化为__________，小球到达点后运动轨迹最符合实际的是__________（选填“”“”“”或“”）。 12．如图所示是长安臊子面，据传其起源可以追溯至西周时期，与文王武王的故事有着千丝万缕的联系。煮面时，将面条放入沸水中，面条的内能会___________（选填“增加”或“减少”），这是通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能。最终面条与水的温度相同，它们之间___________（选填“会”或“不会”）再发生热传递。 13．质量为2kg、温度为120℃的钢球，在空气中自然冷却至20℃的室温。此过程中，钢球将放出______J的热量；若这些热量的50%被初温为20℃、质量为0.05kg的水吸收，水吸收的热量为______J；在标准大气压下，这部分水的温度最终能升高到______℃。[已知J/（kg·℃），J/（kg·℃）] 14．一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是2400r/min，该汽油机每秒做功________次，若每次做功500J，该汽油机的功率为________W；若汽油机工作一段时间消耗汽油200g，这些汽油完全燃烧所放出的热量为________J（汽油的热值为）。 15．如图所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电火花发生器的放电管紧紧塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入几滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮，塑料盒盖飞出，盒内气体的内能________（填“增加”或“减少”），这一过程与内燃机工作的________冲程原理相同。一台某型号单缸四冲程汽油机每秒钟对外做功20次，则汽油机的飞轮速度是________r/min。 16．(1)仅在海陆风因素的影响下，海边一面旗帜的飘动方向如图所示。请在虚线框中画上符号表示该场景发生的时间。（“◯”表示白天，“☆”表示晚上） (2)请在图-2坐标系中画出煤油的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图像。 三、实验与探究题(共4小题，计22分) 17．小明学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 花生油 25 34 (1)为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：煤油和花生油的______相同（选填“质量”或“体积”）； (2)分析得出：煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是______； (3)实验过程中，应让燃料______（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）； (4)通过比较______来判断两种燃料热值的大小。 18．如图1是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。 (1)该实验中所探究的物体的动能是指______（选填“小球”或“木块”）的动能； (2)为了使物体到达水平面时的速度不相等，应将它从斜面的______（选填“相同”或“不同”）高度自由释放。由实验现象可得出结论：质量相同的物体，______越大，动能越大； (3)如图2是高速公路上的限速牌，对不同车型的限速不一样，这样设计是根据物体动能与______（选填“质量”或“速度”）的关系应用的。 19．小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想： 实验序号 铅球代号 铅球质量（g） 下落高度（m） 陷入沙中的深度（m） ① A 200 0.5 0.1 ② B 400 0.5 0.25 ③ C 200 1 0.2 ④ D 200 1 0.2 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关 猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关 猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关 为此小夏设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），实验数据如上表： (1)本实验中，采用的研究问题的方法是__________（写出一种方法即可）； (2)本实验中，铅球的重力势能大小是通过_________来反映的； (3)比较实验①②，B球比A球陷入沙中的深度更大，由此可验证猜想_________； (4)为验证猜想二，应比较_________（填实验序号），得到的结论是：当物体__________相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大； (5)比较③④，得到的结论，物体的重力势能与物体运动的路径________（填“有关”或“无关”）。 (6)经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能（Ep）的表达式“Ep=mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中B球的动能为_________J（忽略空气阻力，g=10 N/kg）. 20．小明和小聪采用如图甲的相同装置探究“不同物质的吸热能力”。 (1)在涉及多个物理量的变化时，我们常常需要控制变量，因此将不同种类的液体、放容器中时需要保证它们的_____相同，除了以上测量工具还需要_____； (2)小明采用的实验方案是使两种液体升高相同的温度，通过比较_____来反映两种液体吸收热量的多少，吸收热量多的液体说明其吸热能力_____（选填“强”或“弱”）； (3)小聪采用了另一种实验方案，发现经过相同加热时间，液体A升高的温度比液体B升高的温度少，说明_____的吸热能力更强； (4)实验后他们画出了液体温度随时间变化的图像如图乙，根据图乙数据可计算出A、B两种液体的比热容之比是_____； (5)反思实验方案的改进，你认为加热的方式选择下列的_____（填字母代号）更好。 A．用两只相同的酒精灯分别给盛有不同液体的烧杯加热 B．用两只功率相同的电加热器分别浸没在不同液体中加热 四、综合题(共3小题，计20分) 21．将质量为300g的铅块加热到88℃，然后投入温度为8℃、质量为130g的煤油中，测出混合后煤油的最高温度为18℃，不计热损失。已知铅的比热容为0.13×103J/（kg·℃），求： (1)铅块放出的热量； (2)煤油的比热容。 22．某物理兴趣小组的同学用天然气灶给20kg的水加热，同时他们绘制了加热过程中水温随时间变化的图像，如图所示。若6min内完全燃烧了的天然气，求：［），］ (1)0.2m3的天然气完全燃烧放出的热量； (2)6min内水吸收的热量； (3)天然气灶烧水的加热效率。 23．如表所示是东风牌单缸四冲程汽油机的铭牌，如图是汽缸示意图。不计摩擦，该汽油机满负荷工作时，1min消耗汽油8g。（汽油的热值）求： 东风牌汽油机 DF050 活塞面积 冲程长度 燃气平均压强 转速 (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力； (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功； (3)该汽油机的功率； (4)该汽油机的效率。（百分数中保留一位小数） 11 / 11 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 $ 第12章 机械能和内能 单元自测卷 【新教材，苏科版】 （考试时间：80分钟 试卷满分：80分） 考前须知： 1．本卷试题共23题，选择10题，填空与作图6题，实验与探究4题，综合3题，满分80分，限时80分钟。 2．本卷选题均为重难点题型，考点全覆盖，旨在检测学习成果。 第Ⅰ卷 一、选择题(共10小题，计20分。第1~8小题为单选题，每小题2分，每小题只有一个选项符合题意;第9、10小题为多选题，每小题2分，每小题有两个选项符合题意，全部选对得2分，选对但不全得1分，错选得0分) 1．如图所示，农用无人机正在“北斗”系统的导航下精准作业，水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中，随着药量减少，它的（     ） A．重力不变 B．动能不变 C．机械能减小 D．重力势能不变 【答案】C 【解析】A．水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程中，质量减小，则重力减小，故A不符合题意； BCD．无人机在喷洒农药的过程中，质量减小，速度不变，动能减小；高度不变，重力势能减小，动能和势能的总和叫机械能，所以机械能在减小。故BD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．立定跳远是某地初中毕业体育考试项目之一，小强在立定跳远考试中蓄力、起跳、落地的几个阶段如图所示（不考虑空气阻力）。下列说法正确的是（     ） A．蹬地起跳时小强对地面没有摩擦力 B．小强在最高点受力平衡 C．小强在空中继续运动机械能不守恒 D．小强从最高点到落地的过程中，重力势能转化为动能 【答案】D 【解析】A．蹬地起跳时，小强的脚向后蹬，相对于地面有向后的运动趋势，小强对地面存在摩擦力，同时地面也会给小强向前的摩擦力使人起跳，故A错误； B．不考虑空气阻力，小强在最高点只受重力作用，合力不为零，受力不平衡，故B错误； C．不考虑空气阻力，小强在空中运动时只有重力做功，机械能守恒，故C错误； D．小强从最高点到落地的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大，因此重力势能转化为动能，故D正确。 故选D。 3．如图是自制的简易热机模型，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个小孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，在瓶口喷入液态酒精并盖上纸杯。按下电火花发生器的按钮后，酒精燃烧，纸杯飞出。下列说法正确的是（　　） A．纸杯被冲出，是机械能转化为内能，对应热机压缩冲程 B．气体推动纸杯过程中，瓶内气体内能减少 C．不断优化结构，可让该热机效率达到100% D．酒精燃烧越充分，酒精的热值就越大 【答案】B 【解析】A．纸杯被冲出，是内能转化为机械能，对应热机做功冲程，故A错误； B．气体推动纸杯过程中，内能转化为机械能，瓶内气体内能减少，故B正确； C．不断优化结构，热机仍会有能量损失，不能让该热机效率达到100%，故C错误； D．燃料的热值为燃料的一种特性，与燃烧是否充分无关，酒精燃烧越充分，酒精的热值不变，故D错误。 故选 B。 4．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．0℃的物体没有内能 B．物体的温度不变，物体的内能也可改变 C．物体的内能越大，含有的热量越多 D．物体吸收了热量，温度一定升高 【答案】B 【解析】A．一切物体在任何温度下都具有内能，所以0℃的物体也具有内能，故A错误； BD．物体吸收热量，温度不一定升高，例如：冰在熔化过程中持续吸收热量，虽然温度保持不变，但内能增加，综上分析可知，故B正确，D错误； C．热量是过程量，不能说含有或者具有热量，可以说吸收热量或者放出热量，故C错误。 故选B。 5．下列现象中，增加物体内能的方式是做功的是（    ） A．冬天用热水袋取暖 B．被来回弯折的铁丝温度会升高 C．手接触冰块会觉得很冷 D．自行车轮胎放气时，气门嘴处的温度会降低 【答案】B 【解析】A．冬天用热水袋取暖是热传递改变物体的内能，故A不符合题意； B．被来回弯折的铁丝温度会升高是做功的方式增加物体内能的，故B符合题意； C．手接触冰块会觉得很冷是热传递改变物体的内能，故C不符合题意； D．自行车轮胎放气时，气门嘴处温度会降低是物体对外做功，物体的内能减少，故D不符合题意。 故选B。 6．下列现象中，利用水的比热容大这一特性的是（     ） A．夏天在教室洒水降温 B．汽车发动机用水作为冷却液 C．冬天在储存蔬菜的地窖里放水 D．游泳上岸后感觉凉爽 【答案】B 【解析】A．夏天在教室洒水降温，利用的是水蒸发吸热带走热量，和水的比热容无关，故A不符合题意； B．水的比热容大，和同等质量的其他物质相比，升高相同温度时可以吸收更多热量，故汽车发动机用水作为冷却液，故B符合题意； C．冬天在地窖放水，利用的是水凝固放热，维持地窖温度不会过低冻坏蔬菜，故C不符合题意； D．游泳上岸后感觉凉爽，是因为皮肤表面的水蒸发吸热带走人体热量，故D不符合题意。 故选B。 7．关于比热容的物理意义，下列说法正确的是（　　） A．比热容反映物质吸热能力，与物质种类相关 B．一桶水的比热容比一杯水的比热容大 C．物质温度升高越多，比热容越大 D．北方冬季用热水供暖，是因为水的比热容小 【答案】A 【解析】A．比热容是反映物质自身性质的物理量，它反映物质的吸热能力，且与物质的种类有关，故A正确； B．比热容是物质的一种特性，与物质的质量无关，一桶水和一杯水都是水，比热容相同，故B错误； C．比热容是反映物质自身性质的物理量，与物质温度升高的多少无关，故C错误； D．北方冬季用热水供暖，是因为水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，降低相同的温度，水放出的热量多，故D错误。 故选A。 8．把一瓶汽油倒去一半，则剩下的汽油（　　） A．比热容变为原来的一半，热值不变 B．热值变为原来的一半，比热容不变 C．热值和比热容都变为原来的一半 D．比热容和热值均不变 【答案】D 【解析】比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量无关，倒去一半汽油后，物质种类和状态不变，比热容不变；热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与质量无关，倒去一半汽油后，燃料种类不变，热值不变。 故选D。 9．（多选）如图所示，是掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。当弹性小球从A点运动到B点，再触地反弹到C点的过程中，以下说法正确的是（　　） A．小球A处的动能小于B处的动能 B．小球B处的动能小于C处的动能 C．小球C处的机械能大于B处的机械能 D．小球在此过程以做功的方式增加了内能 【答案】AD 【解析】从图片中可以看出：小球在运动过程中，其弹跳的最高点逐渐降低，说明其总机械能会逐渐减少；频闪照片中，相邻两点间的时间间隔相等，故点间距越大，表示运动速度越大。 A．从A点运动到B点，小球做加速运动，质量不变，速度变大，所以小球A处的动能小于B处的动能，故A正确； B．在B点和C点，小球质量不变，C点速度变小，所以小球B处的动能大于C处的动能，故B错误； C．小球运动过程中，机械能不断减少，所以小球C处的机械能小于B处的机械能，故C错误； D．小球在运动过程中，与空气摩擦，克服摩擦做功，将一部分机械能转化为内能，故小球在此过程以做功的方式增加了内能，故D正确。 故选AD。 10．（多选）如图：甲是压缩硝化棉，乙是加热水，丙是汽油机的某个冲程，下列说法正确的是（   ） A．若汽油机的燃料汽油未完全燃烧，则汽油的热值会变小 B．甲、乙、丙中改变气体内能的方式都相同 C．丙图为汽油机的压缩冲程，其能量转化与图乙中的能量转化相同 D．若该汽油机每秒可完成10个丙图冲程，则其飞轮转速为1200r/min 【答案】BD 【解析】A．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与质量和燃烧情况等无关。若汽油机的燃料汽油未完全燃烧，则汽油的热值不变，故A错误； BC．甲图所示的过程是外界对气体做功改变气体的内能，乙、丙两图所示的过程都是气体对外做功改变物体的内能，丙是做功冲程，乙、丙都是由内能转化为机械能，故甲、乙、丙中改变气体内能的方式相同，故B正确，C错误； D．若该汽油机每秒可完成10个图丙（做功）冲程，由于一个工作循环有一个做功冲程，飞轮转2周，所以每秒可完成10个工作循环，每分钟可完成600个工作循环，飞轮转1200周，即飞轮转速为1200r/min，故D正确。 故选BD。 第Ⅱ卷 二、填空与作图题(共6小题，计18分) 11．如图是光滑的轨道，点的高度大于点的高度，小球从点由静止自由滑下，沿轨道到达点后离开（不计空气阻力），从点到点的过程中重力势能转化为__________，小球到达点后运动轨迹最符合实际的是__________（选填“”“”“”或“”）。 【答案】 动能 c 【解析】[1]从A点到O点的过程，小球的质量不变，小球的高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，所以此过程是重力势能转化为动能。 [2] AOB是光滑的轨道，又不计空气阻力，整个运动过程中小球的机械能守恒。小球在A点时静止，只有重力势能，小球运动到右端最高点时，有向右的运动速度，即动能不为零，而机械能与A点时相同，故小球达到右端的最高点时重力势能略小于A点的重力势能，故高度略小于A点，由于小球有惯性，离开B点后会保持原来向斜向上运动，所以运动轨迹最符合实际的是c。 12．如图所示是长安臊子面，据传其起源可以追溯至西周时期，与文王武王的故事有着千丝万缕的联系。煮面时，将面条放入沸水中，面条的内能会___________（选填“增加”或“减少”），这是通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能。最终面条与水的温度相同，它们之间___________（选填“会”或“不会”）再发生热传递。 【答案】 增加 热传递 不会 【解析】[1][2]将面条放入沸水中，面条吸收热量，内能会增加，是通过热传递的方式改变内能的。 [3]最终面条与水的温度相同，不满足发生热传递的条件，因此它们之间不会再发生热传递。 13．质量为2kg、温度为120℃的钢球，在空气中自然冷却至20℃的室温。此过程中，钢球将放出______J的热量；若这些热量的50%被初温为20℃、质量为0.05kg的水吸收，水吸收的热量为______J；在标准大气压下，这部分水的温度最终能升高到______℃。[已知J/（kg·℃），J/（kg·℃）] 【答案】 100 【解析】【小题1】[1][2][3]由可得，2kg、温度为120℃的钢球，在空气中自然冷却至20℃的室温时放出的热量为 这些热量的50%被水吸收，即水吸收的热量为 根据可得，水升高的温度 所以水的温度理论上能升高到，但由于在标准大气压下，水的沸点为100℃，因此水的温度实际上只能升高到100℃。 14．一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是2400r/min，该汽油机每秒做功________次，若每次做功500J，该汽油机的功率为________W；若汽油机工作一段时间消耗汽油200g，这些汽油完全燃烧所放出的热量为________J（汽油的热值为）。 【答案】 20 /10000 【解析】先把飞轮转速换算为每秒转动圈数 单缸四冲程汽油机每完成一个工作循环，飞轮转2圈、对外做功1次，因此每秒做功次数为次；已知每秒做功20次，每次做功500J，则每秒总功 汽油机功率为 汽油质量 燃料完全燃烧放热 15．如图所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电火花发生器的放电管紧紧塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入几滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮，塑料盒盖飞出，盒内气体的内能________（填“增加”或“减少”），这一过程与内燃机工作的________冲程原理相同。一台某型号单缸四冲程汽油机每秒钟对外做功20次，则汽油机的飞轮速度是________r/min。 【答案】 减少 做功 2400/ 【解析】[1]按动电火花发生器的按钮后，酒精燃烧产生的燃气对塑料盒盖做功，将燃气的内能转化为盒盖的机械能，盒内气体的内能减少。 [2]内燃机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能，这一过程与塑料盒中燃气对盒盖做功，内能转化为机械能的原理相同。 [3]单缸四冲程汽油机一个工作循环包括四个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次。已知该汽油机每秒对外做功20次，则该汽油机每分钟对外做功1200次，则每分钟飞轮转动2400圈，即飞轮速度是2400r/min。 16．(1)仅在海陆风因素的影响下，海边一面旗帜的飘动方向如图所示。请在虚线框中画上符号表示该场景发生的时间。（“◯”表示白天，“☆”表示晚上） (2)请在图-2坐标系中画出煤油的热值与其完全燃烧所放出的热量Q的关系图像。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）水的比热容较大，白天水与沙石吸收相同的热量，水升高温度较少，则白天陆地上温度高于海水的温度，陆地上方空气膨胀程度较大，会形成海陆风。由图得，此时风从大海吹向陆地，则为白天，如图所示： （2）热值是燃料的一种特性，煤油的热值不随其完全燃烧所放出的热量Q的改变而改变，如图所示： 三、实验与探究题(共4小题，计22分) 17．小明学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 花生油 25 34 (1)为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：煤油和花生油的______相同（选填“质量”或“体积”）； (2)分析得出：煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是______； (3)实验过程中，应让燃料______（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）； (4)通过比较______来判断两种燃料热值的大小。 【答案】(1)质量 (2)煤油 (3)全部燃烧 (4)温度计示数的变化 【解析】（1）探究两种燃料的热值时，需要控制煤油和花生油的质量、水的质量和初温相同。 （2）分析表格数据可知，燃料燃尽后甲杯中水的温度升高的多，即煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大。 （3）质量相同的不同燃料完全燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收，应让燃料完全燃烧。 （4）实验中通过液体温度计示数变化判断两种燃料热值的大小，温度计示数变化较大，说明燃料完全燃烧放出的热量较多。 18．如图1是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。 (1)该实验中所探究的物体的动能是指______（选填“小球”或“木块”）的动能； (2)为了使物体到达水平面时的速度不相等，应将它从斜面的______（选填“相同”或“不同”）高度自由释放。由实验现象可得出结论：质量相同的物体，______越大，动能越大； (3)如图2是高速公路上的限速牌，对不同车型的限速不一样，这样设计是根据物体动能与______（选填“质量”或“速度”）的关系应用的。 【答案】(1)小球 (2)不同 速度 (3)质量 【解析】（1）该实验中，小球从斜面滚下撞击木块，通过木块被推动的距离反映小球动能的大小，探究的是小球的动能。 （2）小球从斜面的不同高度自由释放，到达水平面时的初速度不同。小球质量相同，实验可得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。 （3）不同车型的质量不同，速度相同时，质量越大的车辆动能越大，制动难度更大，因此对不同车型限速不同，该设计是动能与质量关系的实际应用。 19．小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想： 实验序号 铅球代号 铅球质量（g） 下落高度（m） 陷入沙中的深度（m） ① A 200 0.5 0.1 ② B 400 0.5 0.25 ③ C 200 1 0.2 ④ D 200 1 0.2 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关 猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关 猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关 为此小夏设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），实验数据如上表： (1)本实验中，采用的研究问题的方法是__________（写出一种方法即可）； (2)本实验中，铅球的重力势能大小是通过_________来反映的； (3)比较实验①②，B球比A球陷入沙中的深度更大，由此可验证猜想_________； (4)为验证猜想二，应比较_________（填实验序号），得到的结论是：当物体__________相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大； (5)比较③④，得到的结论，物体的重力势能与物体运动的路径________（填“有关”或“无关”）。 (6)经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能（Ep）的表达式“Ep=mgh”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中B球的动能为_________J（忽略空气阻力，g=10 N/kg）. 【答案】(1)控制变量法 (2)球陷入沙面的深度 (3)一 (4)①③ 质量 (5)无关 (6)2 【解析】（1）物理学中对于多因素或多变量的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法，该实验中用到了控制变量法。 （2）在该实验中，铅球的重力势能无法直接观察和测量，而铅球陷入沙中的深度是可以直接观察和测量的，铅球的重力势能越大，对沙坑做功越多，陷入沙中的深度就越大。 所以本实验中，铅球的重力势能大小是通过铅球陷入沙中的深度来反映的。 （3）比较①②可知，A、B两球的质量不同，下落高度相同，可以验证猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关。 （4）[1][2]要验证猜想二，即物体的重力势能与物体的下落高度有关，需要控制物体的质量和运动路径相同，改变下落高度。 实验①③符合这一要求，①中下落高度为0.5m，③中下落高度为1m，③中铅球陷入沙中的深度比①大，说明③中铅球的重力势能比①大。 得到的结论是：当物体质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。 （5）比较③④两球，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。 （6）B球的质量mB=400g=0.4kg 铅球在下落过程中，忽略空气阻力，铅球的重力势能转化为动能，则根据Ep=mgh可得，B球落到沙表面时的动能E动=Ep=mBgh=0.4kg×10N/kg×0.5m=2J 20．小明和小聪采用如图甲的相同装置探究“不同物质的吸热能力”。 (1)在涉及多个物理量的变化时，我们常常需要控制变量，因此将不同种类的液体、放容器中时需要保证它们的_____相同，除了以上测量工具还需要_____； (2)小明采用的实验方案是使两种液体升高相同的温度，通过比较_____来反映两种液体吸收热量的多少，吸收热量多的液体说明其吸热能力_____（选填“强”或“弱”）； (3)小聪采用了另一种实验方案，发现经过相同加热时间，液体A升高的温度比液体B升高的温度少，说明_____的吸热能力更强； (4)实验后他们画出了液体温度随时间变化的图像如图乙，根据图乙数据可计算出A、B两种液体的比热容之比是_____； (5)反思实验方案的改进，你认为加热的方式选择下列的_____（填字母代号）更好。 A．用两只相同的酒精灯分别给盛有不同液体的烧杯加热 B．用两只功率相同的电加热器分别浸没在不同液体中加热 【答案】(1)质量 天平和秒表 (2)加热时间 强 (3)A (4)2:1 (5)B 【解析】（1）要探究“不同物质的吸热能力”，只需要改变物质的种类，故要保证不同种物质的质量不变。 实验中需要用天平测量质量，用秒表测量加热时间，因此还需要天平和秒表。 （2）当两种液体升高相同的温度时，可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少，加热时间越长的液体，说明吸收的热量越多，说明其吸热能力强。 （3）相同加热时间，两种液体吸收热量相同，质量相同，升高温度越小，比热容越大，吸热能力越强；A升高温度更少，因此A吸热能力更强。 （4）根据，加热相同时间，吸收相同热量、质量相同时，比热容与升高的温度成反比。由图乙可知：初温均为，加热时，液体A温度的变化量 液体B温度的变化量 因此 （5）相同功率的电加热器浸没加热，比酒精灯更易保证相同时间提供相同热量，热量损失更小，实验误差更小，故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 四、综合题(共3小题，计20分) 21．将质量为300g的铅块加热到88℃，然后投入温度为8℃、质量为130g的煤油中，测出混合后煤油的最高温度为18℃，不计热损失。已知铅的比热容为0.13×103J/（kg·℃），求： (1)铅块放出的热量； (2)煤油的比热容。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）铅块放出的热量 （2）因为不计热损失，煤油吸收的热量 煤油的质量为 煤油的温度变化为 煤油的比热容 22．某物理兴趣小组的同学用天然气灶给20kg的水加热，同时他们绘制了加热过程中水温随时间变化的图像，如图所示。若6min内完全燃烧了的天然气，求：［），］ (1)0.2m3的天然气完全燃烧放出的热量； (2)6min内水吸收的热量； (3)天然气灶烧水的加热效率。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）已知天然气体积，天然气热值，天然气完全燃烧放出的热量为 （2）由图可知，水的初温，6min时水的末温， 水的质量，水的比热容，水吸收的热量为 （3）加热效率 23．如表所示是东风牌单缸四冲程汽油机的铭牌，如图是汽缸示意图。不计摩擦，该汽油机满负荷工作时，1min消耗汽油8g。（汽油的热值）求： 东风牌汽油机 DF050 活塞面积 冲程长度 燃气平均压强 转速 (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力； (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功； (3)该汽油机的功率； (4)该汽油机的效率。（百分数中保留一位小数） 【答案】(1) (2) (3) (4)33.0% 【解析】（1）由题可知，燃气平均压强，活塞面积 则可得做功冲程中燃气对活塞的平均压力 （2）由题可知，活塞在汽缸中移动距离 则由（1）及可得，一个做功冲程中燃气对活塞做的功 （3）汽油机每转两周做一次功，转速为1800r/min，故1min内做功冲程次数为900次，则总功为 由可得该汽油机的功率 （4）由题可知，1min内消耗汽油质量 由可得，1min内汽油完全燃烧放出的热量 汽油机效率 11 / 11 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 $