专题07 机械能和内能 实验题 5大题型45题（期中专项训练）九年级物理上学期新教材苏科版

专题05 机械能和内能 实验题专项训练 基础·固本强基 题型1 探究动能大小的影响因素实验（共16小题） 题型2 探究重力势能大小的影响因素实验（共5小题） 题型3 观察不同物质吸热升温的现象实验（共5小题） 提升·进阶突破 题型4 比热容和热值实验对比类（共8小题） 题型5 其他开放探究和跨学科实践实验（共11小题） 基础·固本强基 题型1 探究动能大小的影响因素实验（共16小题） 【模型】本实验的核心模型为：让同一小车从斜面的不同高度由静止滑下，撞击水平面上的木块，通过木块被推动的距离远近判断小车动能的大小；换用不同质量的小车从同一高度由静止滑下，重复上述操作。 其中水平面的木块，斜面轨道是实验的核心器材，实验前需将木块放置在斜面底端同一位置，确保每次初始位置一致。 【方法】1. 审题先明确探究变量，再判断控制条件是否对应； 2. 转换法应用：木块移动距离反映动能大小，是实验核心判断依据； 3. 结论表述必须先写控制条件，再写变量与动能的关系，避免遗漏前提； 4. 联系生活实例：不同车型限速不同、高速货车限重等都是该实验结论的实际应用。 1. 转换法：动能是抽象物理量，无法直接测量，实验中通过木块被小车推动的距离远近间接反映小车动能大小，木块被推得越远，说明小车具有的动能越大。 2. 控制变量法：探究动能与速度的关系时，控制小车质量不变，改变小车到达水平面时的速度（通过改变小车在斜面上释放的高度实现）；探究动能与质量的关系时，控制小车到达水平面的速度不变（让不同质量的小车从斜面同一高度由静止滑下），改变小车质量。 1．（2026·江苏常州·中考真题）如图所示，小明“探究影响动能大小的因素”，每次实验木块A均置于水平桌面同一位置，再让金属球从斜面上由静止释放（）。 (1)本实验研究的是___________（金属球/木块A）的动能。 (2)比较___________两图可知：物体的质量不变，___________，动能越大。 (3)比较乙、丙两图可知：______________________。 (4)不计空气阻力，若水平桌面绝对光滑，本实验___________（能/不能）达到探究目的。 【答案】(1)金属球 (2) 甲、乙 物体的速度越大 (3)当物体的速度一定时，物体的质量越大，动能越大 (4)不能 【详解】（1）本实验的探究对象是从斜面滑下的金属球，通过木块被推动的距离间接反映金属球动能的大小，因此研究的是金属球的动能。 （2）探究质量不变时动能和速度的关系，需要控制金属球质量相同、改变滑到水平面的速度，甲、乙两图都是铝球（质量相同），从不同高度由静止释放，到达水平面时乙图中铝球的速度更大，木块被推得更远，可得到结论：物体质量不变时，速度越大，动能越大。 （3）乙、丙两图中，金属球从同一高度由静止释放，到达水平面时的速度相同，铁球质量大于铝球，丙图木块被推动的距离更远，因此结论为：当物体的速度一定时，物体的质量越大，动能越大。 （4）不计空气阻力，若水平桌面绝对光滑，根据牛顿第一定律，木块被金属球撞击后将一直做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来比较金属球的动能大小，因此不能达到探究目的。 2．（2025·江苏泰州·中考真题）小华用如图所示的装置进行以下实验。 水平面 木板1 木板2 木板3 小车所受阻力的情况 较大 较小 很小 小车在水平面上运动的距离/cm 31.6 45.8 68.7 (1)探究动能大小与哪些因素有关时，将小车从斜面上不同高度处由静止释放，如图甲所示，通过比较小车在水平木板上_________，来探究动能大小与_________的关系。 (2)探究阻力对物体运动的影响时，将图甲中的水平面换成材料相同、粗糙程度不同的木板，让小车从斜面上同一高度处由静止释放，如图乙、丙所示，记录的数据如上表所示。分析表中数据可知，水平面越光滑，小车所受的阻力越小，速度减小得越_________（选填“多”“少”“快”或“慢”）；进一步推理可知，如果小车在绝对光滑的水平面上运动，那么它的运动状态_________（选填“会”或“不会”）发生改变。 【答案】(1) 运动的距离 速度 (2) 慢 不会 【详解】（1）小车的动能无法直接观察，通过比较小车在水平木板上运动的距离远近，间接反映动能的大小。 让同一小车从斜面不同高度静止释放，小车质量不变，到达水平面时的初速度不同，因此是探究动能大小与速度的关系 （2）分析表格中的数据可知，水平面越光滑，小车所受的阻力越小，小车运动得越远，即小车的速度减小得越慢； 由此推理可得，水平面绝对光滑时，小车不受阻力作用，小车将一直做匀速直线运动，运动状态不会发生改变。 3．（25-26九年级上·江苏盐城·期中）小明同学用如图甲所示的实验装置“探究影响动能大小的因素”，将小车从斜面上高h处由静止释放，运动到水平木板上后与木块碰撞。 (1)此实验研究的是__________（选填“碰撞前小车”、“碰撞后小车”或“碰撞后木块”）的动能，通过__________来反映动能的大小。 (2)图乙中比较场景①和②，可探究动能大小与__________的关系；移去木块后，进行场景③和④实验时，小车滑行的距离不同，此时小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为、，则__________（选填“＞”、“＝”或“＜”）。 (3)小明同学尝试改用图丙所示装置探究“物体动能大小与质量的关系”，设计方案是：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离。该方法__________（选填“可行”或“不可行”），请说明你的判断依据：____________________。 【答案】(1) 碰撞前小车 木块被小车撞击后推动的距离 (2) 速度 ＜ (3) 不可行 弹簧压缩程度相同时弹性势能相同，转化的动能相同，木块移动的距离相同 【详解】（1）本实验的探究对象是碰撞前小车的动能，实验使用转换法，通过木块被小车推动后移动的距离，间接反映小车动能的大小：动能越大，木块被推得越远。 （2）场景①和②中，小车质量相同，从斜面不同高度滑下，到达水平面时速度不同，因此探究的是动能大小与速度的关系； 小车最终停下时，动能全部用来克服摩擦力做功；小车下滑到停止的过程中，动能由重力势能转化而来；场景③中小车总质量小于场景④，同一高度下，总质量越小，初始重力势能越小，因此克服摩擦力做功越小，故。 （3）该方案违背控制变量法的要求：弹簧压缩相同程度时，弹簧的弹性势能相同，释放后弹性势能转化为钢球的动能，因此不同质量钢球获得的动能相同，撞击木块后木块移动距离相同，无法得出动能和质量的关系，因此方案不可行。 4．（26-27九年级上·江苏无锡·阶段检测）探究“影响动能大小的因素”的实验过程如图所示，让钢球从一定高度静止滚下，去撞击水平面上的木块。其中s2<s1<s3，虚线位置是木块被撞后滑动一段距离停下的位置。 (1)实验中探究的是____________（选填“小球”或“木块”）的动能大小，通过观察____________判断其动能大小； (2)比较甲、乙两图，可初步得出结论：当__________________，____________越大，动能越大； (3)比较____________、丙两图，可初步得到动能与质量的关系；小明按照上述两图实验时，仅丙图中木块滑出木板掉落，无法测得s3，此时____________（选填“不能”或“仍能”）得到动能与质量的关系； (4)老师用一个很轻的圆柱形盒盖，在内侧粘上一个较重的铁球，放置在不太陡的斜面上，松开手后，盒盖自动从A位置滚动到B位置，盒盖整体的重力势能将____________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】(1) 小球 木块被撞后滑动的距离 (2) 物体质量相同时 速度 (3) 乙 仍能 (4)减小 【详解】（1）实验探究的是小球的动能大小，通过观察木块被撞后滑动的距离来判断小球动能大小，这是转换法的应用。 （2）甲、乙两图小球的质量相同，从不同高度滚下，到达水平面时速度不同，甲图中小球释放的高度更高，到达水平面的速度更大，木块被撞后滑动的距离更远，说明小球动能更大。因此该实验探究动能大小与速度的关系，可得到结论：当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 （3） 探究动能与质量的关系时，需要控制速度相同，改变质量，乙、丙两图高度相同，到达水平面速度相同，质量不同，因此比较乙、丙两图；即使丙图中木块滑出木板掉落，通过对比乙图木块未滑出、丙图木块滑出的现象，仍能判断丙图小球动能更大，因此仍能得到动能与质量的关系。 （4）盒盖很轻，整体的重力势能主要由较重铁球的位置决定。盒盖从A位置滚动到B位置时，铁球的高度降低，整体重心降低，质量不变，所以整体的重力势能减小。 5．（26-27九年级上·江苏南通·期中）如图甲是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中：，。 (1)实验中，探究的动能是指___________（填序号）。 A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击的动能 (2)实验中通过______________________来比较小球动能的大小。 (3)小华同学通过比较图甲中B、C两图，得出“质量大的物体动能大”，小丽认为小华的这一比较过程存在错误，这个错误是____________________________________________。 (4)比较图甲中A、C两图，是为了研究动能大小与______________________的关系，得出的结论是：________________________________________________________________________________________。 【答案】(1)B (2)木块被小球推动移动的距离大小 (3)没有控制小球到达水平面时的速度相同 (4) 质量 当物体的速度一定时，物体的质量越大，动能越大 【详解】（1）本实验的研究对象是从斜面滑下的小球，小球在撞击木块前动能也会逐渐减小，因此探究的是小球撞击木块时的动能大小，故选B。 （2）实验应用了转换法，小球动能的大小无法直接观测，动能越大，能对外做功越多，木块被推动的距离就越远，因此通过木块被小球推动移动的距离间接反映小球动能大小。 （3）实验应用了控制变量法，动能的影响因素有质量和速度，探究动能和质量的关系时需要控制速度相同，即让质量不同的小球在斜面的同一高度由静止下滑，B、C两图中小球下滑时的高度不同，到达水平面时的速度也不同，故不能得出正确结论。 （4）A、C两图中，小球释放高度相同，因此到达水平面的速度相同，且小球的质量不同，因此是为了研究动能大小与质量的关系，观察到C图中小球推动木块移动的距离更远，因此结论为：当物体的速度一定时，物体的质量越大，动能越大。 6．（26-27九年级上·江苏徐州·阶段检测）为探究“动能大小的影响因素”，科学小组利用斜面、钢球、木块等器材开展了如图所示的活动。 (1)实验中通过比较木块___________判断钢球动能的大小； (2)通过比较甲乙两次实验可知，在质量相同时，速度越大，动能___________（选填：“越大”、“越小”）； (3)通过比较甲丙两次实验可知，___________； (4)若水平面表面绝对光滑，本实验能否达到实验探究目的，请说明理由。___________。 【答案】(1)被撞后移动的距离 (2)越大 (3)在速度相同时，质量越大，动能越大 (4)若水平面绝对光滑，钢球和木块将一直运动下去，没有运动距离的远近之分，不能达到通过比较距离来比较动能的目的 【详解】（1）实验中通过比较滚下的小球撞击木块移动的距离，来比较小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。 （2）比较甲、乙两图可知，甲图小球高度大，到达水平面时的速度较大，推动木块运动的距离越远，故可得结论是：在质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 （3）比较甲、丙两次实验，质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，钢球到达水平面的速度是相同的，钢球的质量越大，推动木块移动的距离越远，则动能越大，故结论为：在速度相同时，质量越大，动能越大。 （4）若水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，钢球和木块将一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到通过比较距离来比较动能的目的了，即此时达不到实验目的。 7．（26-27九年级上·江苏扬州·阶段检测）探究“物体动能大小与哪些因素有关”，实验装置如图： (1)利用斜面使小车获得速度，而不是用手推动，主要是不方便探究动能与___________的关系； (2)该实验探究的是小车___________（选填“释放时”、“撞击木块前”、“撞击木块后”）的动能与速度、质量的关系，实验中是通过观察______________________来比较动能大小的。在木块的碰撞面粘贴海绵片的作用是：______________________； (3)对比甲、丙两次实验，可以得出的结论是______________________，由此实验告诉我们汽车行驶时，___________（选填“超载”或“超速”）易带来危害； (4)若实验中水平面光滑，此探究实验能否完成，并说明理由：______________________。 【答案】(1)速度 (2) 撞击木块前 木块被推动的距离 起到缓冲作用，避免小车碰撞后反弹，使木块的移动距离能更准确反映小车的动能 (3) 当速度一定时，质量越大，物体的动能就越大 超载 (4)不能，木块会一直匀速直线运动下去，无法记录距离 【详解】（1）若用手推动小车，很难精准控制小车到达水平面时的速度大小，无法稳定改变速度来探究动能和速度的关系； 而让小车从斜面由静止滑下，可以通过改变释放高度来控制小车到达水平面的速度，因此不用手推主要是不方便探究动能与速度的关系。 （2）本实验的研究对象是小车撞击木块前瞬间的动能，我们通过转换法，将动能大小转化为木块被撞击后移动的距离来间接比较。 在木块的碰撞面粘贴海绵片，可以增大小车与木块碰撞时的缓冲，避免碰撞后小车立刻反弹，让木块的移动距离更能准确反映小车的动能，同时也可以起到保护实验器材、减小碰撞能量损失的作用。 （3）对比甲、丙两次实验，小车从同一高度释放，到达水平面的速度相同，丙实验的小车总质量更大，最终推动木块移动的距离更远，因此结论是：当物体的速度一定时，物体的质量越大，动能越大。 这个结论对应汽车行驶时，质量过大（超载）会让车辆动能显著增大，更易引发危险，因此是超载易带来危害。 （4）如果水平面绝对光滑，木块被小车撞击后，水平方向不受任何阻力，将一直保持匀速直线运动状态持续运动下去，无法通过木块最终移动的距离来比较小车动能的大小，因此该探究实验不能完成。 8．（25-26九年级上·江苏常州·期中）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，让钢球从斜槽上由静止释放，与放在水平面上的木块相撞并滑行一段距离后静止，依次完成了甲、乙、丙三次实验。 (1)该实验研究的是________（木块/钢球）的动能。若水平面绝对光滑，本实验将________（选填“能”或“不能”）达到探究目的，原因是________________________________。 (2)交通事故中高速公路上高速行驶的汽车比低速行驶的汽车造成的伤害事故一般比较大，为了帮助小明提供实验依据，应选择甲、乙、丙中的________两个实验进行对比，得到的实验结论是________________________________________； (3)北京冬奥会滑雪比赛中，运动员从A点静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌，现将运动轨迹简化如图所示，若不考虑能量损失，她的运动轨迹最符合实际的是________（a/b/c/d）。 【答案】(1) 钢球 不能 水平面绝对光滑，木块不受摩擦力作用，被撞击后将做匀速直线运动，无法通过木块滑行的距离判断钢球动能的大小 (2) 甲乙 质量一定时，速度越大，动能越大 (3)c 【详解】（1）实验是让钢球从斜面上由静止释放，去撞击木块，研究的是钢球的动能。 实验中运用转换法通过观察木块被撞击距离的远近来表示钢球动能的大小，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，无法通过木块滑行的距离判断钢球动能的大小，实验将不能达到探究目的。 （2）交通事故中高速公路上高速行驶的汽车造成的伤害事故一般比较大，需探究速度对动能的影响，根据控制变量法，应控制小球的质量相同，速度不同，而小球高度越高，小球到达斜面底端的速度越大，因此应选甲乙两图；小球速度越大，此时木块被撞击的距离越远，说明小球具有的动能越大，可得结论为：当质量一定时，物体的速度越大，动能越大。 （3）不考虑能量损失，则运动员的机械能守恒。运动员从A点静止出发，开始时只具有重力势能，不具有动能，运动员离开轨道后，由于惯性会继续向上运动，最后落地；运动员到达最高点时具有一定速度，动能不为零，则在最高点时的重力势能应小于A点的重力势能，则最高点的高度应小于A处的高度。d轨迹起始速度方向接近水平，不符合实际，故运动轨迹最符合实际的是图中的c。 9．（25-26九年级上·江苏·期中）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球和（的质量大于），分别从不同的高度和（）由静止开始滚下（滚动摩擦非常小）实验过程如图所示： (1)该实验中物体的动能是指_________（选填“钢球”或“木块”）的动能；实验中观察到_________，说明该物体动能越大； (2)选择_________两图可以探究动能大小与速度的关系； (3)若实验时发现：，但丙的水平表面更粗糙，_________（选填“能”或“不能”）比较两球的动能大小。 【答案】(1) 钢球 木块被推开的距离越大 (2)甲、乙 (3)能 【详解】（1）本实验的研究对象是从斜面滚下的钢球，探究的是钢球的动能大小。 实验利用转换法：钢球动能越大，对木块做功就越多，木块被推动的距离就越远，因此通过木块移动的距离来反映钢球的动能大小。 （2）探究动能与速度的关系时，需要控制钢球的质量相同，改变钢球到达水平面的速度，甲、乙两图中是同一个钢球，质量相同，从不同高度释放，到达水平面的速度不同，符合实验要求。 （3）木块滑行时，克服摩擦力做功等于钢球刚撞击木块时的动能。丙的表面更粗糙，木块受到的摩擦力更大，根据公式，在滑行距离s相同的情况下，丙中木块克服摩擦力做的功更多，说明对应钢球的初始动能更大，因此可以比较两球的动能大小。 10．（26-27九年级上·江苏苏州·阶段检测）2025年11月4日，神舟二十号飞船返回舱返回前夕，舷窗被一块太空垃圾碎片撞击产生裂纹，导致返回推迟。为研究太空垃圾究竟是速度大还是质量大，导致的危害更大，研究小组开展探究。将A、B、C三个小球（质量如图）从同一装置分别为h或H的高度由静止滚下，推动木块运动一段距离后停止。为了测量速度，该实验引入了一对光电门A、B，它们能测出物体通过A、B间的时间和距离（），从而测出小球到达水平面的速度。（不计小球受到的阻力） (1)①若小球通过A、B的时间为，则到达水平面的速度为______； ②甲实验中，木块移动距离为； ③通过反复尝试，使得乙实验中小球到达水平面的速度是甲实验的______倍，木块移动距离为； ④丙实验中，使得小球C从h的高度滚下，以保证A、C两球到达水平面的速度相等，木块移动距离为； (2)比较乙、丙两次实验可知：______（乙/丙）小球具有动能更大，理由是______； (3)由以上探究可知：太空垃圾______（速度/质量）大，导致的危害更大。 【答案】(1) 25 2 (2) 乙 乙实验中木块被推动的距离更远 (3) 速度 【详解】（1）不计小球受到的阻力，则其达水平面的速度 为探究速度和质量对动能影响的对比关系，需让乙的速度是甲的2 倍，与丙中质量是甲的2 倍形成对比。 （2）比较乙、丙实验，乙中木块移动距离 大于丙中 。根据转换法，木块移动距离越远说明小球动能越大，故乙小球动能更大。 （3）乙小球质量为m，速度是甲（A球）的2倍；丙小球质量为2m，速度和甲相等。实验现象中乙推动木块的距离远大于丙，说明速度对动能的影响更大，因此太空垃圾速度更大时，带来的危害更大。 11．（25-26九年级上·江苏盐城·期中）在探究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，如图甲所示，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。 实验次数 钢球的质量m/g 钢球下摆的高度h/cm 木块滑行的距离s/cm 1 20 20 25 2 40 20 45 3 60 20 (1)本实验钢球的动能是由___________能转化而来的； (2)从表中数据可以看出，实验中控制了钢球的___________相同，从而探究动能与___________的关系： (3)第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用粗糙程度相同更长的木板，乙同学建议换摩擦较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。若要将第3次实验数据与前两次比较，你认为应当采用___________同学的建议； (4)小华将实验装置改进成图乙所示，用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究动能大小与质量的关系，这个设计方案是___________ （选填“正确”或“错误”）的。 (5)有一种运动叫蹦极。如图丙所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员。运动员从O点自由下落，A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点，运动员在整个运动过程中忽略空气阻力。则从O至C运动员动能___________，重力势能___________；从A至C的过程中弹性绳弹性势能___________。（均选填“一直减小”、“一直增大”、“先增大后减小”） 【答案】(1)重力势 (2) 速度 质量 (3)甲 (4)错误 (5) 先增大后减小 一直减小 一直增大 【详解】（1）钢球从一定高度由静止释放，其重力势能转化为动能。 （2）[1][2]从表中数据可以看出，钢球下落的高度h相同，钢球的质量m不同，让小球从同一高度处释放，使小球到达最底端的速度相同，从而探究动能与质量的关系。 （3）上面的两次实验是在速度一定时，改变物体的质量，探究动能的大小，动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的，故木块的质量需要保持不变，因此可改变木板的长度，应采用甲的建议。 （4）观察图乙的装置可知，若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验目的。 （5）[1][2][3]根据题意可知，从O点到A点，只受重力，做加速运动，动能增大，从A点到B点，重力大于弹性绳对运动员拉力，做加速运动，动能继续增大，从B点到C点，弹性绳对运动员拉力大于重力，做减速运动，速度减小，到达C点时，速度为零，因此，从O点到C点运动员的动能先增大后减小，在整个过程高度不断减小，则重力势能一直减小；从A点运动到C点，弹性绳的形变程度逐渐增大，则弹性势能一直增大。 12．（26-27九年级上·江苏·阶段检测）探究“动能大小的影响因素”实验中，过程如图甲、乙所示，两图所用小车质量相同。 (1)该实验的研究对象是___________（选填“小车”或“木块”）； (2)实验过程中发现两次木块移动距离、相差太小。仅利用原有器材，通过___________，可使两次木块移动距离差变大，实验现象更明显； (3)改进实验方案，完成实验后，得出的结论是___________； (4)图丙中弹簧原长位置O点左侧为光滑水平面，右侧为粗糙水平面。利用图丙能研究___________对动能的影响，每次需要利用物块将弹簧压缩至___________（“不同”或“相同”）位置，物块从最左端释放到O点之间机械能___________（不计空气阻力）。若另一同学在用图丙做实验时不小心将物块与弹簧右端固定住，则物块向右到达的最远距离较之不固定时变___________。 【答案】(1)小车 (2)增大小车两次实验的高度h1、h2之差 (3)在质量一定时，物体的速度越大，动能越大 (4) 速度 不同 守恒 小 【详解】（1）该实验通过小车从斜面上不同高度滑下，改变小车的运动速度，通过小车撞击木块的移动距离反映小车的动能，故研究对象是小车。 （2）木块移动距离反映了小车动能的大小，要使两次木块移动距离差变大，实验现象更明显，需要使两次小车的动能差距更大，即使小车两次在水平面上运动的速度差变大，则在原有器材的条件下，可行的方法是通过增大小车两次实验的高度h1、h2之差。 （3）通过该实验发现，小车从斜面上开始下滑的高度越大，在水平桌面的运动速度越大，撞击后木块的移动距离也越大。因此得出结论：在物体的质量一定时，速度越大，动能越大。 （4）图丙中O点左侧为光滑水平面，将弹簧压缩到相同位置释放时，弹簧的弹性势能全部转化为物块的动能，更换不同质量的物块，就可以保证物块到达O点的速度相同，因此该装置可以研究速度对动能的影响。 为了研究速度对动能的影响，需要改变速度，即每次需要将弹簧压缩至‌不同‌位置； 左侧为光滑水平面，不计空气阻力，物块在运动过程中没有能量损失，机械能‌守恒‌。 若不固定，弹簧恢复原长后物块与弹簧分离，弹簧不再具有弹性势能；若固定，弹簧恢复原长后会被物块拉着继续伸长，物块的一部分动能会转化为弹簧的弹性势能，用来克服摩擦力做功的能量变少，因此物块向右到达的最远距离会比不固定时更小。 13．（25-26九年级上·江苏扬州·期中）利用如图甲、乙、丙所示实验装置探究动能大小的影响因素。 实验方法：让钢球从斜面的某一高度由静止释放，每次实验时木块均放置在水平面同一位置。 (1)实验中应该观察_____来比较动能大小，探究动能与速度的关系时，应选择_____两图实验进行比较。比较乙、丙两图可得出结论：_____。 (2)若水平面绝对光滑，不能达到探究目的，其原因是_____。 (3)实验小组换用图丁装置进行实验，让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达水平面的_____相同，从而探究动能与_____的关系。 (4)某同学将实验装置改成如图戊所示，该同学想探究“物体动能大小与质量的关系”，他用质量不同的小球将弹簧压缩相同程度，然后由静止释放，撞击水平面上在相同位置放置的同一木块，比较木块滑行距离。该实验方案_____（选填“可行”或“不可行”），理由是_____。 【答案】(1) 木块移动距离 甲、乙 速度相同时，物体质量越大，动能越大 (2)木块会一直做匀速直线运动，无法比较动能大小 (3) 速度 质量 (4) 不可行 没有控制小球的速度相同。 【详解】（1）[1]实验采用转换法，钢球到达水平面撞击木块时，对木块做功，推动木块移动，若钢球动能越大，对木块做功就越多，木块在水平面上滑行的距离就越远。因此通过木块移动的距离大小间接反映钢球动能大小。 [2] 探究动能与速度的关系，应控制质量相同，改变释放的高度，选甲、乙两图实验进行比较。 [3]比较乙、丙两图，高度相同，即速度相同，丙钢球质量更大，木块移动的距离更远。因此可以得出结论：速度一定时，物体的质量越大，动能越大。 （2）水平面绝对光滑时，木块不受摩擦力，撞击后将一直匀速直线运动，无法通过滑行距离比较动能大小。 （3）钢球下摆过程中重力势能转化为动能，由机械能守恒可知，钢球到达水平面时的速度与质量无关，因此不同质量的钢球到达水平面时速度相同；实验中速度相同，质量不同，所以探究的是动能与质量的关系。 （4）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，撞击同一木块，撞击的动能由弹性势能转化而来，而弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能相同，转化出的动能相同，因两球质量不同，故撞击木块的速度不同，故不可行，原因是没有控制小球速度相同。 14．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让同一钢球分别从斜面由静止开始滚下，撞击木块。 (1)该实验是通过观察木块移动的距离来判断_____（选填“钢球”或“木块”）动能的大小； (2)利用如图甲、乙所示的实验情景，可以得到的结论是：________； (3)在探究动能的大小与质量关系时，当换用另一个钢球实验时，发现它将木块撞出了木板，现要使木块不会撞出木板，下列措施中可行的是：_____（选填序号）； ①换质量更大的木块        ②降低第二次钢球的高度    ③换质量更小的钢球 (4)小明接着让同一小车从斜面的相同高度由静止开始向下运动，分别到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，在水平面运动的整个过程中，克服摩擦力做的功_____（选填“相等”或“不相等”）。小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1_____P2（选填“>”或“=”或“<”）； (5)小明尝试改用如图丙所示装置探究“物体动能大小与速度的关系”，用质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离，这个实验方案是_____（选填“可行”或“不可行”）的。 【答案】(1)钢球 (2)质量一定时，物体速度越大，动能越大 (3)③ (4) 相等 < (5)可行 【详解】（1）本实验中钢球推动木块，对木块做功，木块移动的距离越远，说明钢球做的功越多，则钢球到达水平面时的动能越大，所以，该实验是通过观察木块移动的距离来判断钢球动能的大小。 （2）甲、乙实验中是同一钢球，质量相同，从不同高度滚下后到达水平面的速度不同，钢球初始高度越高，到达水平面时速度越大，木块被推得越远，因此结论为：质量一定时，物体的速度越大，动能越大。 （3）探究动能与质量的关系时，需要控制钢球到达水平面的速度不变（即保持滚下高度不变），只改变质量； ①换质量更大的木块，会改变木块受到的摩擦力的大小，不符合实验控制变量要求； ②降低钢球高度，会改变钢球的到达水平面时的速度，没有控制速度不变； ③换质量更小的钢球，仍从同一高度滚下，速度不变、动能减小，木块不会撞出木板，符合要求，故选③。 （4）同一小车从斜面相同高度滑下，到达水平面时的初始动能相等，最终小车静止，动能全部用来克服摩擦力做功，因此克服摩擦力做的总功相等。 玻璃表面阻力更小，小车运动的时间更长，根据公式可知，克服摩擦力做的总功W相等，运动时间越长功率越小，因此。 （5）该方案控制了钢球质量相同，弹簧压缩程度不同，钢球获得的速度不同，通过木块被推动的距离即可探究动能与速度的关系，符合控制变量法，因此方案是可行的。 15．（26-27九年级上·江苏宿迁·阶段检测）为了研究动能的大小与物体质量和运动速度的关系，小明设计了如图所示的实验，让小球沿一光滑斜面向下运动，与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止。 (1)该实验中物体的动能是指________（小球/木块）的动能；实验中观察到木块移动的距离越长，则说明钢球对木块________越多，动能就越大； (2)图甲探究的是动能与________的关系，分析图乙我们可以得到的结论是：________； (3)若在进行图甲实验时，甲中下图木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，在不改变木板长度的情况下，对甲中下图应采取以下________方法； A．换用质量更小的钢球 B．给水平木板铺上毛巾 C．适当降低钢球的高度 D．换用一个较重的木块 (4)若水平面绝对光滑，本实验将________（能/不能）达到探究目的，原因是________； (5)如图丙所示，先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑，撞击放在A处木块，测出木块移动距离AB为s1，再让同一小球从斜面高处由静止下滑（位置未画出），撞击放在B处木块，测出木块移动距离BC为s2。若s1=s2，则h________（大于/小于/等于）。 【答案】(1) 小球 做功 (2) 速度 速度一定时，物体的质量越大，动能越大 (3)C (4) 不能 木块被撞击后将做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来比较小球的动能的大小 (5)小于 【详解】（1）本实验研究的是小球撞击木块前的动能大小；实验通过木块被推动的距离反映小球动能大小，利用了转换法；木块移动越远，说明小球对木块做的功越多，小球的动能就越大。 （2）图甲中是同一个小球（质量不变），从不同高度滑下，到达水平面时的速度不同，因此探究的是动能与速度的关系； 图乙中两个小球从同一高度滑下，到达水平面时速度相同，质量不同，质量大的小球推动木块移动更远，因此得到结论：速度一定时，物体的质量越大，动能越大。 （3）本小题需要保证实验变量不变（探究动能与速度的关系，要控制小球质量不变），仅减小小球到达水平面的初动能，让木块移动距离变短，逐一分析下列选项： A．换用质量更小的钢球，改变了实验的控制变量，不符合要求，故A不符合题意； B．铺毛巾改变了水平面的粗糙程度，没有控制水平面的摩擦力不变，会干扰实验，故B不符合题意； C．适当降低钢球的高度，小球到达水平面的速度减小，动能减小，木块移动距离变短，符合控制变量的要求，故C符合题意； D．换用较重的木块，增加了与水平面的摩擦力，没有遵循单一变量原则，不符合实验设计，故D不符合题意。 故选C。 （4）如果水平面绝对光滑，木块被撞击后不受摩擦力，根据牛顿第一定律，木块会保持匀速直线运动永远运动下去，无法通过木块的移动距离判断小球动能的大小，因此不能达到探究目的。 （5）第一次小球从斜面h高度下滑，在A处撞击木块，木块从A移动到B的过程中，小球和木块都要克服水平面的摩擦力做功；第二次同一小球撞击放在B处的木块时，小球从斜面底端运动到B处的过程中，因为已经克服摩擦力消耗了一部分动能。最终两次木块移动的距离，说明两次木块获得的动能相同，也就是两次小球撞击木块时的动能相同。由于第二次小球在撞击前多消耗了一部分能量，因此第二次小球刚到达水平面时的初始动能需要比第一次更大，小球的释放高度需要更大，即h小于。 16．（26-27九年级上·江苏南京·阶段检测）为探究物体动能的大小与哪些因素有关，实验小组利用斜面、质量不同的小钢球、木块等器材进行了如图所示的实验： (1)该实验的研究对象是_____________ ，实验中通过________________反映物体的动能大小，下列实验中也用到此种方法的是_____ （填序号）。 ①模拟打桩实验；②探究杠杆平衡的条件。 (2)若把小车从斜面同一高度由静止释放，让其分别滑到铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止，两次在水平面上克服摩擦力做的功分别记为W毛巾、W玻璃，则W毛巾_____ W玻璃（＞/＜/＝）。 (3)图丁是小蔡设计的实验装置，将弹簧压缩相同的长度，由静止释放，推动质量不同的钢球，分别撞击同一木块，来探究“动能与质量的关系”。如果用该方案，你将观察到的现象是_______________。 (4)滑雪比赛中，运动员从A点静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌；现将运动轨迹简化如图戊所示，若不考虑能量损失，她的运动轨迹最符合实际的是图戊中的_____ （填“a”、“b”、“c”或“d”）。 【答案】(1) 小钢球 木块被推动的距离 ① (2)＝ (3)木块被推动的距离相等 (4)c 【详解】（1）本实验探究小钢球的动能大小的影响因素，因此研究对象是小钢球； 实验无法直接测量动能大小，通过木块被撞击后移动的距离间接反映钢球动能大小，这种方法是转换法。 模拟打桩，是通过桩陷入深度来反映重力势能的大小，同样使用转换法；探究杠杆平衡条件是多次实验归纳普遍规律，没有用到转换法，故选①。 （2）小车从斜面同一高度静止释放，初始重力势能完全相同，到达水平面时速度（动能）相等，最后全部用来克服摩擦力做功，直到速度（动能）为0，因此两次在水平面上克服摩擦力做功相等。 （3）弹簧压缩相同长度时，弹簧的弹性势能相同，因此质量不同的钢球获得的动能大小相等，最终对同一木块做功的效果相同，观察到木块被推动的距离相等。 （4）不考虑能量损失时机械能守恒，运动员从A点静止出发，初始动能为0，总机械能等于A点的重力势能；运动到B点后斜向上飞出到最高点时，运动员仍具有水平向右的速度，即动能不为零，因此最高点的重力势能小于A点的初始重力势能，即最高点高度小于初始高度，而运动员离开B点时速度方向为斜向上，由于惯性，高度还会继续升高，而轨迹d的最高点高度小于B点，不符合运动规律，因此只有轨迹c符合实际。 题型2 探究重力势能大小的影响因素实验（共5小题） 【模型】探究物体重力势能大小与质量、所处高度的关系。控制变量法：①探究高度影响时，控制物体质量不变，改变下落高度；②探究质量影响时，控制物体下落高度不变，改变物体质量。将看不见、摸不着的重力势能大小，转换为重物砸入沙坑（或软泡沫、橡皮泥）的凹陷深度，凹陷越深代表重物具有的重力势能越大 【方法】1. 识别实验方法：题目提及“保持某一因素不变，改变另一因素”即为控制变量法，提及“通过XX现象反映XX大小”即为转换法； 2. 对应变量分析：明确题目控制的不变量和改变的变量，推导对应的重力势能影响结论； 3. 误差分析：若沙面不平、重物斜抛释放、刻度尺倾斜测量，都会导致凹陷深度测量偏差，影响实验结论； 4. 结论规范表述：必须先点明不变量，再描述变量与重力势能的关系，不能遗漏前提条件。 17．（2026·江苏无锡·中考真题）用如下图所示的装置探究重力势能大小与高度的关系。 (1)让同一木块从钉板的正上方_________高度处自由下落，将钉板打入沙中。高度越高，钉板被打入沙子的深度越深，说明重力势能与_________有关。 (2)根据上述探究，十楼阳台的花盆，相对_________有很大的重力势能。因此，生活中要防止高空坠物。 【答案】(1) 不同 高度 (2)地面 【详解】（1）探究重力势能与高度的关系，根据控制变量法，应保持质量相同，改变物体下落的高度，所以需要让同一木块从钉板的正上方不同高度处下落； 高度越高，钉板被打入沙子越深，说明木块最初具有的重力势能越多，即重力势能与高度有关。 （2）十楼阳台相对地面高度较高，所以处于该位置的花盆重力势能很大，坠落时容易造成伤害，所以生活中要防止高空坠物。 18．（25-26九年级上·江苏南通·期中）在探究影响重力势能大小的因素的实验中，三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示，已知木块A、B、C的质量关系为，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示。 (1)实验时，是通过观察木桩陷入沙中深度来比较______（选填“木桩”或“木块”）的重力势能大小； (2)比较______两个木块对木桩撞击的情形，可得出结论：当物体的质量相同时，高度越______（选填“低”或“高”），物体的重力势能越大； (3)比较B和C两个木块对木桩撞击的情形，______（选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与质量有关的初步结论，理由是______； (4)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小，用海绵代替沙子，你认为这种做法是______（选填“可行”或“不可行”）的。 【答案】(1)木块 (2) A、B 高 (3) 不能 没有控制木块释放的高度相同 (4)不可行 【详解】（1）木块下落时，重力势能转化为动能，最终击打木桩，根据转换法，实验时，是通过观察木桩陷入沙中深度来比较木块的重力势能大小。 （2）[1][2]比较A、B两个木块对木桩撞击的情形，A、B两个木块质量相同，B木块释放的高度较大，被B木块击打的木桩陷入沙中深度较大，可得：当物体的质量相同时，高度越高，物体的重力势能越大。 （3）[1][2]比较B和C两个木块对木桩撞击的情形，B和C两个木块的质量和释放的高度均不同，没有控制变量，所以不能得出物体的重力势能与质量有关的初步结论。 （4）本实验时，是通过观察木桩陷入沙中深度来比较木块的重力势能大小，沙子形变后不能恢复，便于前后进行比较。而海绵形变后会部分恢复原状，不能保持最大形变，所以用海绵代替沙子的做法是不可行的。 19．（26-27九年级上·江苏淮安·阶段检测）为探究“重力势能的大小与什么因素有关”，小明用小方桌、沙箱及A、B、C三个金属球进行了如图所示三次实验。金属球的质量关系为（mA>mB>mC）；A、B、C自由下落时与桌面的距离关系为（HA=HB<HC）；桌腿进入细沙中的深度关系为（hA>hB>hC） (1)甲、乙两次实验可探究重力势能与________的关系。 (2)设甲、丙实验中A、C球自由下落时的重力势能分别为EA和EC，则EA________（选填“>”“<”“=”）EC。 (3)从研究方法的角度，下列选项中的实验器材与方桌作用相同的是________（填字母）。 A．“探究动能大小与哪些因素有关”中被撞击的是木块 B．“探究弹性势能大小与弹簧形变程度是否有关”中的弹簧 C．“探究杠杆平衡条件”中的钩码 (4)小明又利用金属球做了图丁实验，将球放在左侧轨道上放手后沿轨道运动，图中虚线为球离开轨道b点后的部分运动轨迹，a、c两点等高。则金属球在a、c两点的速度大小关系是va________vc 【答案】(1)质量 (2)＞ (3)A (4)＞ 【详解】（1）甲、乙两次实验物体所处的高度相同，物体的质量不同，因此探究的是重力势能与物体质量之间的关系。 （2）实验中运用转化法通过观察桌子腿进入细砂中的深度来表示物体重力势能的大小，由于A球下落使桌子腿进入细砂中的深度大，则A球的重力势能大，即。 （3）方桌作用是运用转换法，表示物体重力势能的大小； A．“探究动能大小与哪些因素有关”实验中，由转换法可知小球动能大小通过木块被推动的距离来反映，与方桌作用相同，故A符合题意； B．“探究弹性势能大小与弹簧形变程度是否有关”中的弹簧是研究对象，弹簧的弹性形变程度直接观察，没有用到转换法，故B不符合题意； C．“探究杠杆平衡条件”中的钩码提供拉力，没有用到转换法，故C不符合题意。 故选A。 （4）由于小球在运动过程中需要克服摩擦做功，存在能量的损失，机械能会变小，即c点的机械能小于a点的机械能；小球的质量不变，由于a、c两点高度相同，重力势能相同，则a点的动能大于c点的动能，a点的速度大于c点的速度。 20．（26-27九年级上·江苏无锡·阶段检测）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为mA=mB<mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后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)让重物自由下落打击在木桩上，通过观察__________________判断__________（选填“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高度的关系。 (3)结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们____________（选填“能”或“不能”）初步得出物体的重力势能与其质量有关的结论。 (4)如图丙所示，是某一重物从某高度处由静止下落的过程中，下落高度与时间的关系图。在下面的四个选项中，描述重力对该重物做功大小与下落时间关系最接近正确的图线是________。 A． B． C． D． (5)结合本实验和所学知识，分析图丁所示的水坝，水力发电机安装在________（选填“C”或“D”）位置较为合理。 【答案】(1) 木桩陷入沙中的深度 重物 (2)A、B (3)能 (4)C (5)D 【详解】（1）本实验利用转换法，通过木桩陷入沙坑的深度，间接反映重物的重力势能大小，陷入越深说明重物的重力势能越大。 （2）探究重力势能与下落高度的关系时，根据控制变量法，需要保持重物质量相同，改变下落高度。A、B两个重物质量相同，下落高度不同，则应选择A、B两个重物。B重物下落高度更高，将木桩打入沙中的深度更深，说明B重力势能更大。 （3）B、C将木桩打入沙中的深度相同，说明二者重力势能大小相等；结合图甲可知，B的下落高度大于C，且B的质量小于C，而二者重力势能相等，则能得出重力势能与质量有关的结论。 （4）重力做功公式为，重物重力不变，因此和下落高度成正比。由丙图的关系可知：重物自由下落加速，速度越来越大，相同时间内下落高度越来越大，因此随增长越来越快，随的变化规律和随的变化规律完全一致，对应向上弯曲、斜率逐渐增大的曲线，故选C。 （5）水力发电利用水的重力势能转化为动能，位置越低，上下游的水位落差越大，水的重力势能越大，下落转化得到的动能越多，发电效率更高，因此发电机安装在更低的D位置更合理。 21．（25-26九年级上·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，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为：，三个木桩完全相同。三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被撞击后陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩撞入沙中的深度相同。 (1)让重物自由下落撞击在木桩上，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，这里所采用的实验方法是___________。 (2)比较重物A和B将木桩撞入沙中的深度可得出的结论是：物体质量一定时，___________，重力势能越大。 (3)根据甲、乙所示的实验，我们___________（能/不能）比较出图甲中重物B、C的重力势能大小，理由是___________。 (4)实验后，同学们学以致用，设计了火车进站前一段铁路工程图，如图丙、丁所示，从节约能源的角度考虑，你将选择___________图的设计方案。 【答案】(1) 重物 转换法 (2)高度越高 (3) 能 B、C重物将木桩撞入沙中的深度相同，则重力势能相等 (4)丁 【详解】（1）本实验的探究对象是重物的重力势能，重力势能无法直接观测，因此通过木桩陷入沙中的凹陷程度，间接反映重物的重力势能大小，这种将不易观察的物理量转换为直观易测现象的实验方法是转换法。 （2）已知，即重物质量一定，从图甲可知B的释放高度比A更高，图乙中B对应的木桩陷入沙中更深，因此可得结论：质量一定时，物体的高度越高，重力势能越大。 （3）重力势能的大小可以通过对外做功的多少来体现，题目明确说明B、C将完全相同的木桩撞入沙中的深度一致，说明二者撞击木桩时对外做功的多少相同，因此可以判断B和C的重力势能大小相等。 （4）火车进站时具有较大的动能，从节约能源的角度，丁图设计为进站前是上坡，可以让火车的动能逐步转化为重力势能，将能量储存起来，减少刹车过程的能量损耗；出站时下坡，重力势能又可以转化为动能，帮助火车加速，从而节约能源。 题型3 观察不同物质吸热升温的现象实验（共5小题） 【模型】采用相同规格的电加热器（酒精灯）对质量相等的水和煤油加热，通过观察温度计示数变化，比较不同物质的吸热能力。实验采用控制变量法：控制质量、吸收热量相同，比较升高的温度；或控制质量、升高温度相同，比较吸收的热量（加热时间）。 【方法】1. 相同电加热器加热相同时间，意味着两种物质吸收的热量相等，转换为通过加热时间长短比较吸热多少。 2. 质量相等的不同物质，吸收相同热量，温度升高越慢的物质吸热能力越强（比热容越大）。 3. 实验中搅拌器的作用是使物质受热均匀；温度计玻璃泡要浸没在液体中，不接触容器底和壁。 常见易错点：混淆"升高的温度"和"加热时间"的物理意义；忽略控制质量相等的前提；误认为吸热多的物质比热容大（未说明质量和升温幅度）。 22．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）科技小组同学用如图甲所示的装置比较不同物质的吸热情况。将质量相等的油和水分别盛在两个相同的试管中，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。 (1)由图像分析可知_____液体是油（选填“A”或“B”）； (2)小华用该装置重新实验，得到油和水的温度随时间变化图线完全重合且与图乙中的B相同，则小华所取的油和水质量之比为_____； (3)历时176天的“苏超”，泰州队逆袭夺冠，直接让“冠军之城－－泰州”原地起飞，热度飙升。泰州地区与远离大海的内陆城市相比气温有明显差异。如图丙是泰州和某内陆城市同一天的气温变化曲线，从图像可以看出，能代表泰州气温变化的曲线是_____（选填“a”或“b”）； (4)做完实验后，小忠想起八年级上学期学过冰熔化的实验，于是在实验室利用酒精灯加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出温度随加热时间变化的关系图线如图所示。根据图像丁和相关知识，若冰的质量是2500g，比热容是，酒精热值为，若加热过程中酒精灯的热效率为50%，则该物质从B点到C点的过程中消耗酒精的质量是_____g。 【答案】(1)A (2)3∶2 (3)a (4)10.5 【详解】（1）油的比热容小于水，在质量相同、吸收相同热量（相同加热器、相同时间）时，油的温度升高更快，图乙中，A液体升温更快，所以A液体是油。 （2）由图乙可知，加热质量相等的油和水，当油和水升高相同的温度时，油的加热时间为2min，水的加热时间为3min，因为加热装置相同，所以，根据，可得；当油和水的温度随时间变化图线与图乙中的B相同，说明相同时间内二者吸收的热量Q相同，升高的温度也相同，可得，所以 （3）泰州靠近大海，水的比热容大，气温变化幅度小；内陆城市砂石比热容小，气温变化幅度大，图丙中，a曲线的温度变化幅度小，所以代表泰州气温变化的曲线是a。 （4）冰从A点到B点是熔化前升温的过程，这个过程中，冰吸收的热量为 酒精灯燃烧释放的热量为 消耗酒精的质量为 所以每分钟消耗酒精的质量为 该物质从B点到C点的过程中消耗酒精的质量为 23．（25-26九年级上·江苏宿迁·期中）请根据所学知识解决以下问题： (1)如图甲所示为“观察不同物质吸热升温的现象”实验。实验过程中，沙子和水吸收热量的多少可通过____________（选填“升高的温度”/“加热时间”）比较；质量相同的沙子和水，吸收相同的热量，______（选填“沙子”/“水”，下同）升温快；由此可以推理，质量相同的沙子和水升高相同的温度，______需要吸收的热量多。 (2)小明学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值。他实验的装置如图乙、丙所示，试管中水的质量相同，煤油和菜籽油的质量相同，每隔1分钟记录了试管中水的温度，如下表。 加热时间/min 0 1 3 5 7 … 燃料烧完 乙管水温/℃ 25 27 32 36 40 … 50 丙管水温/℃ 25 26 29 32 34 … 42 ①为完成实验，除温度计和秒表外，还需要的测量工具为_______。 ②通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。 ③不计热量散失，根据表中数据，菜籽油的热值为______J/kg。（煤油的热值为4.6×107J/kg）。 【答案】(1) 加热时间 沙子 水 (2) 天平 煤油 【详解】（1）实验使用相同热源加热，相同时间内热源放出热量相等，因此沙子和水吸收热量的多少可通过加热时间比较。 沙子的比热容较小，故质量相同的沙子和水吸收相同的热量，沙子升温较快。 水的比热容较大，故质量相同的沙子和水升高相同的温度，水吸收的热量比较多。 （2）由表格信息可知，除了需测量温度和时间外，也需测量物质的质量，所以还需要的测量工具为天平。 同质量的煤油和菜籽油燃烧完后，乙管水温升高较多，说明该组实验中水吸收的热量较多，由此可知，煤油释放的热量较多，其热值较大。 由表格数据可知，乙管中水吸收的热量 煤油释放的热量，且，所以 丙管中水吸收的热量 菜籽油释放的热量，且，所以 又因为， 所以，所以 24．（25-26九年级上·江苏盐城·期中）小汇利用如图所示的装置“比较不同物质吸热的情况。” 加热时间（min） 0 1 2 3 4 水的温度（°C） 10 14 18 22 26 煤油的温度（°C） 10 18 26 34 42 (1)实验器材有相同规格的电加热器、烧杯，温度计各两个，以及___________（填测量工具）、电子天平、水和煤油； (2)选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较___________来比较物质吸收热量的多少； (3)实验中选取初温相同、___________（选填“体积”或“质量”）相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较___________来比较不同物质吸热能力的强弱； (4)部分实验数据如上表所示，分析数据可得出结论；___________（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 【答案】(1)秒表 (2)加热时间 (3) 质量 升高的温度 (4)水 【详解】（1）比较不同物质吸热的情况实验中需要测量加热时间，因此还需要的测量工具是秒表。 （2）相同规格的电加热器在相同时间内放出的热量相同，因此通过比较加热时间，就能间接比较物质吸收热量的多少，加热时间越长，吸收热量越多。 （3）[1]比较不同物质的吸热能力时，需控制质量相同。因为不同物质密度不同，体积相同则质量不同。 [2]当吸收相同热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力：升高的温度越小，吸热能力越强。 （4）分析表格数据，加热相同时间，吸收相同热量时，水升高的温度比煤油升高的温度小。根据“吸收相同热量时，升高的温度越小，物质的吸热能力越强”，因此水的吸热能力更强。 25．（2026·四川泸州·中考真题）使用精密仪器、精心设计实验装置可提高实验的精确度。如图甲所示，科技创新小组用红外线烤灯代替酒精灯、高清红外线热成像仪代替温度计，设计了“探究不同物质的吸热能力”的实验。他们在两个相同的浅盘中装入质量相等的砂和水，将红外线烤灯垂直固定在离两浅盘距离相等的正上方，高清红外线热成像仪置于正前方。根据实验数据绘制了如图乙所示的图像。 (1)用红外线烤灯作热源的优点是______，用高清红外线热成像仪的优点是更加精确地测量整盘砂、水的平均温度。 (2)红外线烤灯利用了红外线能传递______的特性。 (3)本实验用______（选填“升高的温度”或“加热的时间”）来反映物质吸热的多少。 (4)分析数据可知，水的吸热能力比砂的吸热能力更______。 【答案】(1)相同加热时间内放出的热量相等 (2)能量 (3)加热的时间 (4)强 【详解】（1）两个烤灯规格一致、到浅盘距离相等，能保证砂和水在相同加热时间吸收等量热量；相比酒精灯，热源持续稳定，热量输出均匀，减小实验误差。 （2）红外线具有热效应，能够传递能量，烤灯依靠红外线的能量对物体加热。 （3）实验采用转换法，相同热源下，加热时间越长，物体吸收热量越多，因此用加热时间反映吸热多少。 （4）由图像可知，加热相同时间，吸收相同热量，砂升温更快；由，质量相等的不同物质，吸收相同热量时升温越慢，吸热能力越强，故水的吸热能力更强。 26．（25-26九年级上·江苏淮安·期中）如图所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置 (1)在安装器材固定下面的铁圈位置时酒精灯_______（选填“需要”“不需要”或“都可以”）点燃 (2)加热过程中，用搅棒搅动的目的是________；水和煤油吸热的多少是通   过_________ 来反映的。（选填“温度计示数”或“加热时间”）。 (3)关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是 （     ）（填字母） A．采用相同的加热方法（如酒精灯火焰的大小，与烧杯底的距离等） B．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油 C．使用相同的烧杯 【答案】(1)需要 (2) 使液体受热均匀 加热时间 (3)B 【详解】（1）实验加热时需用酒精灯外焰加热，安装器材固定下方铁圈位置时，需要点燃酒精灯，才能根据外焰的高度调整确定铁圈位置，因此需要点燃酒精灯。 （2）加热过程中，用搅棒搅动的目的是让液体各处温度趋于一致，目的是使液体受热均匀。 相同的酒精灯，相同时间内放出的热量相同，因此水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的。 （3）本实验需控制变量，探究不同物质的吸热特点，要控制两种物质的质量相同、加热条件相同。 A．相同加热方法能保证相同时间内两种物质吸热相同，故A正确； B．水和煤油的密度不同，相同体积的水和煤油质量不相等，不符合控制两液体质量相同的要求，故B错误； C．使用相同烧杯能保证受热条件一致，故C正确。 本题选错误的，故选B。 提升·进阶突破 题型4 比热容和热值实验对比类（共8小题） 【模型】两实验均以和为理论依据，通过比较"相同热源加热相同时间"或"完全燃烧放出的热量"建立等量关系。比热容实验控制质量相同、热源相同，观察升温快慢；热值实验控制质量相同、水（被加热物）相同，比较燃料消耗量或水温升幅。 【方法】明确探究对象：是物质的吸热本领，还是燃料的放热本领。 锁定控制变量：质量、初温、热源规格、散热条件。 选择转换量：比热容看"同热源同时间温度变化"，热值看"同质量燃料使同质量水升温多少"。 处理数据与误差：注意热量散失、燃料未完全燃烧、温度计读数偏差，结论需带前提条件表述。 答题要点：结论必须写全"在……相同条件下，……越大/越小，……"，缺控制条件即失分。 27．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值，图中A为穿有小木棍的容器（内装有水），B为下部开了许多通气孔的罩子。[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）] (1)观察实验装置可知，实验小组的同学是通过测量A容器中水升高的温度和水的_____，可间接测量蜡烛燃烧放出的热量。 (2)要完成本实验，除了图中的实验器材，还必须有的测量工具是天平和_____。 (3)某次实验测得的数据如下：容器中是质量200g的水，初温25℃，燃烧前蜡烛的质量20.8g，燃烧后水温为45℃，此时测得蜡烛的质量为20g；则粗略测得这支蜡烛的热值q＝_____J/kg。 (4)本实验测出的热值会比真实值_____（填“偏大”“偏小”或“不变”），造成这一偏差的原因除了热损失以外，还可能是______。（写出一条即可） 【答案】(1)质量 (2)温度计 (3)2.1×107 (4) 偏小 蜡烛没有完全燃烧 【详解】（1）根据实验装置，蜡烛燃烧对A容器中的水加热，依据公式，通过测量A容器中水升高的温度和水的质量，就能够间接测量蜡烛燃烧放出的热量。 （2）因为实验需要测量水的温度以及水和蜡烛的质量，测量质量用天平，测量温度则需要温度计。 （3）水的质量 水吸收的热量 燃烧的蜡烛质量 蜡烛燃烧放出的热量 这支蜡烛的热值 （4）在实验过程中，蜡烛燃烧放出的热量无法全部被水吸收，会有部分热量散失到周围环境中，而且蜡烛也可能没有完全燃烧，这些因素都会导致实验测出的热值比真实值偏小。 28．（26-27九年级上·四川南充·阶段检测）如图所示，小潇准备了甲、乙、丙三个相同的装置，来探究不同物质的比热容和不同燃料的热值，其中液体质量、燃料质量均相等。 (1)探究不同物质的比热容时： ①应选择________两图进行实验； ②不同物质吸热的多少是通过________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）； ③小潇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），由图可知，________液体的比热容较大。若a的比热容是，b的比热容是，则=________（填数量关系）。 (2)探究不同燃料的热值时应选择________两图进行实验，实验时比较燃料热值的大小是通过________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。 【答案】(1) 甲、丙 加热时间 b (2) 甲、乙 温度计示数 【详解】（1）[1] 探究不同物质的比热容时，应该选用质量相等的不同液体，用相同的热源加热，所以应选甲、丙两图的实验。 [2] 用相同的热源加热，通过比较加热时间来比较不同物质吸收热量的多少。 [3] 由图像可知，用相同的热源加热到相同的温度，即 a液体需要加热10min，b液体需要加热20min，则 根据得， 由于两种液体的质量m、升高的温度均相同，,所以两种液体比热容的大小关系为，所以b液体的比热容较大。 [4] a的比热容 b的比热容 因 所以 （2）[1]探究不同燃料的热值时应选择质量相等的不同燃料，对同种液体加热，所以应选择甲、乙两图的实验。 [2]实验时，需要使燃料全部燃烧，比较液体温度的变化，即比较温度计的示数，来比较燃料热值大小的。 29．（25-26九年级上·江苏常州·期中）如图所示，小华准备了甲、乙、丙三个相同的装置，来探究比热容和热值，其中液体质量、初温均相等，燃料的质量相等。 (1)探究比热容 ①应选择________两图进行对比实验，液体吸收热量的多少通过_________反映； ②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），由图可知_________的比热容更大，若a的比热容是，则b的比热容是_________ ③采用小型风力发电机独特的尾翼结构，如图戊左图所示，能使其旋翼自动迎风。海边，仅在海陆风因素的影响下，图戊右图所示的情形通常发生在_________。 A．发生在白天，且陆地温度较高 B．发生在白天，且海水温度较高 C．发生在夜晚，且陆地温度较高 D．发生在夜晚，且海水温度较高 (2)探究热值 ①安装实验装置时，应按照_________（自下而上/自上而下）的顺序； ②本实验应采用_________（A/B）比较液体升温的方案： A．加热相同时间后　　B．燃料完全燃烧后 ③若实验环境氧气含量不足，燃料未能完全燃烧，则该燃料的热值_________（变大/变小/不变）；由于燃料燃烧放出的热量不能完全被水吸收，通过实验计算得到的燃料热值与实际相比_________（偏大/偏小/一样） 【答案】(1) 甲、丙 加热时间 b D (2) 自下而上 B 不变 偏小 【详解】（1）比较不同物质的比热容，应用相同的热源加热等质量的不同液体，所以应选择甲、丙两图进行实验。 实验中用相同的热源加热，则相同时间内液体吸收的热量相同，因此液体吸收热量的多少通过加热时间来表示。 如图丁所示，等质量的a、b两种液体升高相同的温度，b需要加热的时间是a需要加热时间的2倍，即b吸收的热量是a吸收热量的2倍，说明b的吸热能力强、比热容大；且由可知，b的比热容是a比热容的2倍，已知a的比热容是，则b的比热容是 水的比热容比陆地砂石的比热容大：夜晚时，陆地和海水同时放热，海水降温速度慢，温度比陆地高，海面上方空气温度高、密度小，风会从陆地吹向海面，也就是图戊右图中风机的朝向为风从陆地吹向大海，符合夜晚海水温度较高的情形，故选D。 （2）安装带铁架台的加热实验装置时，需要先调整下方加热容器的高度，确保用外焰加热，再依次向上调整烧杯、温度计的位置，避免后续调整时出现操作冲突，因此要按照自下而上的顺序组装装置。 本实验探究不同燃料的热值，需要控制燃料的质量相同，让燃料完全燃烧后，比较相同质量的同种液体的升温情况，才能准确通过吸热多少反映燃料放出热量的多少，故选B。 热值是燃料的固有特性，只与燃料的种类有关，和燃料的质量、燃烧是否充分等因素无关，因此燃料未能完全燃烧时，该燃料的热值不变。 燃料燃烧放出的热量不能完全被水吸收，会有部分热量散失到空气、被装置吸收等，导致实验中测得的水吸收的热量远小于燃料实际完全燃烧放出的热量。根据热值计算公式，计算时代入的是测得的偏小的，因此最终得到的燃料热值与实际相比偏小。 30．（25-26九年级上·江苏镇江·期中）用如图所示的相同装置，完成课本实验①“探究不同物质吸热升温现象”和实验②“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。实验①②中燃料点燃直至燃尽，烧杯内液体的温度随时间变化的图像均如图丁所示（不计热损失）。 (1)用_____两图装置探究实验①，要完成实验①，除了图中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和______； (2)实验①是通过比较______来间接比较两种液体吸收热量多少的；实验②是通过比较________来间接比较两种燃料燃烧放出热量多少的； (3)用_____两图装置探究实验②，实验②要控制燃料燃烧的_____（选填“时间”或“质量”）相同； (4)若图像一、二为实验①的数据所绘，图像二对应的物质比热容为4.2×103 J/（kg·℃），则图像一对应的物质比热容为_____J/（kg·℃） ； (5)若图像一、二为实验②的数据所绘，假设燃料完全燃烧，则图像一和图像二对应燃料的热值之比为_____。 【答案】(1) 甲丙 秒表 (2) 加热时间 温度计示数变化 (3) 甲乙 质量 (4)1.05×103 (5)2:1 【详解】（1）实验①“探究不同物质吸热升温现象”，要控制燃料种类相同，液体种类不同，所以用甲丙两图装置探究实验①；探究不同物质吸热升温现象，需要测量物质的质量、温度和加热时间，所以除了图中所示器材外，还需要的测量工具有天平和秒表。 （2）实验①使用相同的燃料，通过加热时间的长短来比较两种液体吸收热量的多少；实验②用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，通过温度计示数变化来间接比较两种燃料燃烧放出热量的多少。 （3）实验②“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”，应选用甲乙两图装置，燃料点燃直至燃尽，则要控制燃料的质量相同。 （4）在实验①中，由图像可知，升高相同温度（如都升高10℃），图像一对应物质的加热时间为10min，图像二对应物质的加热时间为40min，根据转换法，两种物质吸收热量之比 根据，在质量和升高温度相同的情况下，吸热多少与比热容成正比，所以图像一和图像二表示两种物质的比热容之比 已知图像二对应的物质比热容为，则图像一对应的物质比热容为 （5）实验②中，假设燃料完全燃烧，图像一对应的物质温度升高 图像二对应的物质温度升高 两烧杯中为同种液体且质量相同，根据Q=cmΔt，吸热多少与升高的温度成正比，两种物质吸热之比等于两种燃料的放热之比为 根据，在燃料质量相同的条件下，放热多少与热值成正比，所以图像一和图像二对应燃料的热值之比为2:1。 31．（25-26九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择_______两图进行实验；实验中燃料完全燃尽后放出的热量的多少是通过比较_______来反映的。 (2)为了比较不同物质吸热升温的特点，小柳选择了合适的两图进行实验，图丁是两种液体温度随时间变化的图像，分析可知_______（）液体的吸热本领强：若液体是水，则液体的比热容是_______。 【答案】(1) 甲、丙 温度计升高的示数 (2) b 【详解】（1）[1]比较不同燃料的热值，根据控制变量法，需要保持烧杯内液体的种类、质量相同，改变燃料种类，因此选择甲、丙两图。 [2]实验利用转换法，燃料燃烧放出的热量被液体吸收，液体质量和初温相同，燃料放热越多，液体升高的温度越大，因此燃料放出热量的多少通过温度计升高的示数反映。 （2）[1]相同加热时间，两种液体吸收热量相同，由丁图可知，吸收相同热量时，的温度升高更小，说明的吸热本领更强。 [2]根据，吸收热量、液体质量相同时，比热容与升高温度成反比。由丁图可得，相同加热时间（相同），若是水，则，则 32．（25-26八年级上·江苏扬州·期中）如图甲所示是“探究水和煤油吸热能力”的实验装置，在两个相同的烧杯中分别加入质量和初温都相等的水和煤油，用两个相同的酒精灯同时加热，并用玻璃棒不断搅拌。每隔1min记录一次温度。 (1)甲图实验中，水和煤油吸收热量的多少________（选填“能”或“不能”）通过温度计示数变化来反映，请说明理由：________________； (2)根据实验数据绘制出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，煤油8min吸收的热量________（选填“大于”“小于”或“等于”）水16min吸收的热量，由图像可知________吸热能力更强些； (3)为了比较两种燃料的热值，小明采用如图丙所示的两套相同的装置。进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，他用水吸收的热量除以消耗的燃料质量算出燃料的热值，你认为他的计算燃料热值与真实值相比是________（选填“偏大”“偏小”或“相等”），原因是________； (4)燃烧相同质量的燃料，记录燃烧时间和对应的水温；燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丁所示。假设这一过程燃料都完全燃烧，且放出热量全部被水吸收，则燃料1与燃料2的热值之比为________。 【答案】(1) 不能 水和煤油的吸热能力不同 (2) 小于 水 (3) 偏小 存在热损失 (4)3:2 【详解】（1）水和煤油的吸热能力不同，相同质量的二者吸收相同热量时，升高的温度不同，因此不能通过温度计示数变化反映吸收热量的多少。 （2）相同酒精灯的加热时间代表吸收热量的多少，加热时间越长，吸收热量越多，煤油加热8min、水加热16min，因此煤油吸收的热量小于水吸收的热量；从图乙可知，升高相同温度时水需要的加热时间更长、吸收热量更多，说明水的吸热能力更强。 （3）实际实验中存在热损失，水吸收的热量只是燃料燃烧放出热量的一部分，根据可知，用偏小的热量除以消耗的燃料质量，得到的热值结果会偏小。 （4）设水的质量为m，比热容为c，燃料1、2的质量均为m燃。由图丁可知，用燃料1加热时，水的温度变化 燃料放出的热量全部被水吸收 燃料1的热值 用燃料2加热时，水的温度变化 同理，燃料2的热值 燃料1与燃料2的热值之比 33．（25-26九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，为比较1、2两种液体的比热容及A、B两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量均为10g，烧杯内的液体初温相同，t0=22℃，三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图所示（不计热量损失）。 (1)在实验中，三个烧杯中液体1和液体2的_________（选填“质量”或“体积）必须相同。液体1的比热容c1与液体2的比热容c2相比，c1_________c2（选填“”、“＝”、“”）。 (2)比较1、2两种液体的比热容，应选择_________两图进行实验；比较A、B两种燃料的热值，应选择_________两图进行实验，燃料A和B的热值之比为_________。 (3)在甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，测出水的质量和燃料烧尽时水升高的温度，再结合燃料的质量这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比_________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 【答案】(1) 质量 (2) 甲丙 乙丙 5︰4 (3)偏小 【详解】（1）[1]由可知，比较不同液体的吸热能力时要控制液体的质量相同，即在实验中，三个烧杯中液体1和液体2的质量相同。 [2]比较液体吸热能力强弱时，需要控制燃料相同，所以应比较甲实验和丙实验，由图像可知，加热相同的时间，吸收相同的热量，甲中的液体1温度变化量较小，说明液体1的吸热能力更强，即。 （2）[1]比较液体吸热能力强弱时，需要控制燃料相同，所以应比较甲实验和丙实验。 [2]比较A、B两种燃料的热值时，要控制液体种类相同，所以应选择乙、丙两组实验进行探究。 [3]由图像可知，图乙中液体温度从22℃升高至30℃，不计热量损失，则有 即，同理，图丙中液体温度从22℃升高至32℃，则有 即，因为燃料质量相同，被加热液体种类相同，所以 （3）酒精在燃烧时放出的热量没有完全被水吸收，存在热散失，所以根据实验测得的酒精的热值偏小。 34．（26-27九年级上·江苏常州·阶段检测）某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。 实验组别 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 1 水 200 25 40 13.5 煤油 200 25 40 6.5 2 水 200 25 40 12 煤油 200 25 40 5.5 (1)在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有____________和____________，加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过____________（选填“加热时间”或“温度计升高温度”）来判断的。 (2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表，通过分析实验数据，可得出相同质量的水和煤油，____________，吸收的热量不同。 (3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量-时间”和“温度-时间”图像，能正确描述该实验真实情况的图像是____________（选填序号）。 (4)使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间明显偏长，其原因可能是____________ (5)这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是____________。 (6)根据计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算酒精的热值，发现结果与真实的酒精热值相比____________（填“偏大”或“偏小”），分析原因可能是____________。 【答案】(1) 天平 秒表 加热时间 (2)升高相同温度 (3)C (4)酒精灯火焰更小 (5)确保水和煤油在相同时间内获得的热量相同 (6) 偏小 见解析 【详解】（1）实验需要控制水和煤油的质量相等，因此需要天平测量质量； 需要记录加热时长来反映吸热多少，因此需要秒表。 本实验用转换法，相同酒精灯在相同时间内放出的热量相同，因此通过加热时间来判断吸收热量的多少。 （2）分析表格数据，两组实验中水和煤油质量都相等、初温末温的差值（升高的温度）相同，但加热时间不同，说明升高相同温度时，质量相同的水和煤油吸收的热量不同。 （3）AB．相同加热装置下，加热时间相同时水和煤油吸收的热量相等，故AB不符合题意； CD．水的比热容比煤油大，质量相同的两者吸收相同热量时，煤油的温度升高得比水更快，因此温度-时间图像中煤油的斜率更大，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 （4）加热时间偏长说明该组装置在单位时间内提供的热量更少，相同条件下让水升温到指定温度需要更长时间，所以原因可能是第1组的酒精灯火焰更小（或酒精灯未用外焰加热、装置散热更多等） （5）将两个试管放在同一烧杯的水中水浴加热，同一热源可以确保水和煤油在相同时间内获得的热量一致，改进了原装置两个酒精灯供热不一致的缺陷。 （6）实际实验中酒精燃烧的热量会有大量损耗，水吸收的热量小于酒精完全燃烧放出的总热量，用测得的水吸收的热量计算酒精热值时，代入的热量值比真实总放热小，最终算出的热值结果比真实值偏小。 题型5 其他开放探究和跨学科实践综合类（共11小题） 【模型】一、开放探究类综合实验题解题模型 第一步：明确探究主题，从题干中提取自变量、因变量，识别实验需要控制的无关变量； 第二步：分析实验现象与数据，用"相同条件下，XX越大，XX越…”的规范话术得出结论； 第三步：针对实验缺陷（如未控制变量、样本量少、存在额外能量损耗）提出改进方案。 二、跨学科实践综合题解题模型 第一步：拆解情境中的物理过程，区分动能/势能/内能的转化环节； 第二步：涉及效率计算时，先明确有效利用的能量形式（机械能、水吸收的热量、输出功），再定位总能量来源（燃料燃烧释放的总热量），代入对应效率公式计算； 第三步：结合节能、环保等生活常识给出合理化建议。 【方法】 一、开放探究类综合实验题解题方法 开放探究题无固定答案，重在考查物理思维与综合能力，因此解题归根结底要做到三个“明确”： ①明确研究对象与问题——先通读题干，找准探究的是什么物理量或规律（如“动能与什么因素有关”），这是方向； ②明确实验方法——多因素问题用控制变量法，比较物理量大小用转换法，涉及跨学科时（如结合数学图像、化学气体、生物数据），需用对应学科工具辅助分析； ③明确结论表述规范——结论要说清“在XX相同时，XX越大/越小，XX越……”；若结论与猜想不符，应分析误差来源（如阻力影响）。 答题步骤：审题→选法→设计→分析→表述，五步缺一不可，逻辑自洽即可得分。 三、信息阅读题通用解题方法 先通读全文，标注文中给出的新概念、新公式、特殊定义；再对照题干问题定位原文对应段落，优先用文中给出的信息作答，不盲目套用旧知识；涉及图像题时，重点关注横纵坐标物理量、特殊点、斜率对应的物理含义，最后注意单位换算的统一。 35．（26-27九年级上·湖北襄阳·阶段检测）某中学科技创新兴趣小组制作出如图所示的水火箭。实验器材有：饮料瓶、打气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等。在瓶中装适量的水，塞好瓶塞后放在发射架上。用打气筒向瓶内打气，瓶内上方的气体压强达到一定程度时，高压气体将水和橡皮塞从瓶口中压出，把瓶子推向高空，飞向远处。 (1)从能量转化角度来看，水火箭的动能是由高压气体的___________能转化来的，这与汽油机的___________冲程类似。 (2)实验前小明提出了问题：水火箭飞行的距离与什么因素有关？ 猜想①与瓶中打入气体的多少有关； 猜想②与发射的角度有关； 你认为除上述两点影响因素外还与___________有关。（写出一个即可） (3)实验小组想探究水火箭发射距离与发射角度的关系，需要用到___________（选填“控制变量”或“转换”）法。 【答案】(1) 内 做功 (2)瓶身的形状/瓶中水的质量 (3)控制变量 【详解】（1）高压气体膨胀对外做功，将自身的内能转化为水火箭的机械能，这个能量转化过程和汽油机的做功冲程完全一致，做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能。 （2）水火箭飞行的距离还可能与瓶中装水的质量有关，水量过少，压缩空气迅速排空，推力时间短；水量过多，空气膨胀空间不足，推力不足。也可能与瓶身的形状有关，瓶身形状会影响空气阻力大小，从而影响飞行距离。 （3）探究水火箭发射距离与发射角度的关系，需要控制其他因素不变，只改变发射角度，所以用到控制变量法。 36．（2026·黑龙江·中考真题）跨学科实践：制作简易蒸汽机模型 【项目提出】 了解热机的原理，制作简易蒸汽机模型。 【项目实施】 将一支去掉笔芯和笔尾的中性笔，笔尖朝外，插入一个装有约半罐水的易拉罐中，用胶将罐的开口处密封。再将易拉罐放在如图所示的支架上，使笔尖对准小风扇。点燃酒精灯，过一会儿扇叶转动起来。 【项目交流】 (1)气流冲击使风车转起来，这与热机的________冲程原理相同。 (2)实验中若闻到酒精气味，属于________现象。 (3)喷气时，笔尖应对准风车的________（选填“扇叶”或“轴心”），能使风车转动得更快。 (4)实验时，发现喷出的水汽较少，风车转动较慢，改进方法是________。 A．向酒精灯内添加酒精 B．将酒精灯改换为煤油灯（） 【答案】(1)做功 (2)扩散 (3)扇叶 (4)B 【详解】（1）高温气流冲击风车，内能转化为机械能；热机做功冲程中燃气推动活塞，同样是内能转化为机械能，原理一致。 （2）酒精分子无规则运动扩散到空气中，人闻到酒精气味，属于扩散现象。 （3）气流冲击扇叶才能给扇叶施加推力，冲击轴心无法产生转动动力，因此笔尖应对准扇叶。 （4）喷出的水汽少、风车慢，是因为供热不足，水难以快速大量汽化成水蒸气。 A．仅添加酒精，单位时间内火焰放出的热量不变，加热效果无明显提升，故A不符合题意； B．煤油热值更大，相同质量燃料放出更多热量，加快水的汽化，产生更多高速水蒸气冲击风车，故B符合题意。 故选B。 37．（26-27九年级上·江苏南通·阶段检测）如图所示是我国第五代战斗机“歼-20”，为解决散热问题，采用了新一代液体冷却系统。飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标，发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比；推进效率是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与获得的机械能之比，飞机的部分参数如表所示： 空载质量 17t 最大起飞质量 37t 最大巡航速度 600m/s 发动机最大巡航推力 / 发动机热效率 40% 发动机的推进效率 / (1)若发动机用约4.8×104N的推力使飞机以400m/s的速度在水平方向匀速飞行时，1min内飞机发动机推力做了_________J的功，发动机的功率是_________W。 (2)已知燃油的热值q=4.86×107J/kg，战斗机飞行时空气阻力与速度平方成正比。若“歼-20”以最大速度巡航0.5h，消耗燃油10t，发动机的最大巡航推力是_________N，发动机的推进效率为_________。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）飞机飞行的路程 推力做的功 发动机的功率 （2）飞机以最大巡航速度匀速飞行，推力等于阻力；因空气阻力与速度平方成正比，故推力与速度平方成正比。 最大巡航推力 燃油完全燃烧放出的热量 发动机获得的机械能 巡航时间 巡航飞行的路程 推力做的推进功 发动机的推进效率 38．（26-27九年级上·江苏徐州·阶段检测）《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，书中记载着大量的古代农业机械，其中一段这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”如图甲为文中记载的筒车，图乙为筒车的简化示意图。 (1)筒车工作时是把水的动能转化为___________能； (2)当水流变湍急后，筒车提升水的功率会变___________； (3)若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s，水流冲击筒车的总功率为40W，则水流做的有用功为___________J；筒车旋转一周取水的机械效率为___________。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg） 【答案】(1)重力势 (2)大 (3) 1920 80% 【详解】（1）筒车工作时，是利用流动的水的动能冲击叶片，使筒车转动，把水从低处提升到高处，水的高度增加，重力势能增加，动能转化为重力势能。 （2）水流湍急时动能增大，单位时间内提升水的做功增多，故功率变大。 （3）提升水的总质量为 水的总重力为 水流做的有用功为 水流做的总功为 筒车的机械效率为 39．（26-27九年级上·江苏徐州·阶段检测）阅读短文并回答下列问题。 龙骨水车 据史料记载，龙骨水车发明于东汉时期，因其结构形如长龙骨架而得名，是中国古代劳动人民发明的农业灌溉机械之一。如图甲所示，龙骨水车的主体由两部分组成：一是取水部分的车桶、大龙头轴、小龙头轴、刮水板等；二是人操作部分的扶手和脚踏板等。龙骨水车通体由木质板材构成，大部分采用榫接和连接结构，材料简单、技艺成熟，使龙骨水车很容易制作。 龙骨水车在工作时主要利用链轮传动原理，即当主动轴旋转时，链条与固定在主动轴上的链轮相啮合，从而带动固定在从动轴上的链轮旋转，使从动轴获得动力。如图乙所示，小龙头轴及刮水板浸入低处的水中，人握住扶手用脚踩动脚踏板，驱动大龙头轴（主动轴）转动，带动链条（由刮水板等组成）运动，进而带动小龙头轴（从动轴）转动，这一过程中刮水板将水带入车桶内，板叶刮水上行，将低处的水刮传至高处的农田中，实现连续提水灌溉。 这种古代先进的大型农用机械，不仅提高了当时农业灌溉的效率，更彰显了我国古代劳动人民的智慧。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)刮水上行时水的________能增大； (2)刮板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功越________（选填“多”或“少”），当工人踩动脚踏板的速度加快时，提升水的功率会变________（选填“大”或“小”）； (3)本题g取10N/kg。若农民伯伯踩动龙骨水车，驱动龙骨水车的机械效率为40%，平均功率为100W，那么它5min可以将________kg的水提到1.5m高的农田处； 【答案】(1)重力势 (2) 多 大 (3)800 【详解】（1）刮水板将低处的水提升到高处，水的质量不变，高度增大，故水的重力势能增大。 （2）刮板面积越大，水车旋转一周提升水的质量越大，提升高度相同时，由可知，对水所做的功越多；踩动脚踏板的速度加快时，单位时间内提升水的质量增大，由可知，提升水的功率变大。 （3）水车在5min内所做的总功为 水车的机械效率为40%，对水所做的有用功为 取g=10N/kg，提升水的质量为 40．（2026·天津·中考真题）避险车道是在公路行车道外侧增设的、供制动失效车辆减速停车的专用车道，如图所示。同学们想知道车辆在避险车道向上滑行的距离与什么因素有关，提出如下两个猜想： 猜想一：汽车滑行距离与上坡初始速度有关 猜想二：汽车滑行距离与汽车的质量有关 为了验证猜想，他们设计了图所示的实验。用小车模拟汽车，让小车从斜槽的某一高度由静止滑下，然后以某一初始速度滑上斜面，测出小车向上滑行的最大距离。下表是他们记录的实验数据： 序号 1 2 3 4 5 小车质量 100 100 100 200 300 释放的高度 20.0 30.0 40.0 20.0 20.0 向上滑行的最大距离 36.0 53.7 71.6 36.0 36.0 (1)实验过程中，小车沿斜面向上滑行时，_____能转化为重力势能； (2)分析1、2、3三组数据，可初步得出猜想一是_____（选填“正确”或“错误”）的；若要验证猜想二，需选用表中_____（填序号）三组数据进行分析； (3)为使制动失效的车辆在避险车道上尽快减速停车，请你对避险车道的设计提出一条建议：_________________________。 【答案】(1)动 (2) 正确 1、4、5 (3)增大避险车道路面的粗糙程度 【详解】（1）小车沿斜面向上滑行时，质量不变，速度减小，动能减小；高度增高，重力势能增大，故动能转化为重力势能。 （2）分析1、2、3三组数据，小车质量不变，释放的高度变大，上坡的初始速度变大，向上滑行的最大距离变大，可得出结论汽车滑行距离与上坡初始速度有关，即验证猜想一是正确的。若要验证猜想二，需控制小车释放的高度不变，改变小车的质量，故选1、4、5组数据。 （3）为使制动失效的车辆在避险车道上尽快减速停车，可以增大避险车道路面的粗糙程度，从而增大摩擦力。 41．（2025·山东威海·中考真题）如图1所示，我国部分古代建筑屋顶采用弧线型设计，“如鸟斯革，如翚斯飞”。屋顶为什么这样设计？某兴趣小组通过实验进行探究。 根据经验，雨水流过屋顶的时间越短，防雨效果越好，为此他们首先进行了实验一。 实验一：探究雨滴经过屋顶的时间与哪些因素有关 (1)猜想：影响雨滴流过屋顶（高度、宽度均相同）时间的因素可能为：雨滴在屋顶运动的初始位置、屋顶材料、屋顶形状（雨滴与屋顶碰撞之后的速度近似为零，他们认为可不用研究雨滴初始速度这一因素） 设计实验方案： 请写出1个测量时间的工具：___________。 图2所示5个实验：用钢珠代替雨滴，将相同钢珠从屋顶不同位置静止释放，记录钢珠经过屋顶的时间。若研究该时间与屋顶材料的关系，应选择实验___________进行研究。 测量与分析： 用传感器获得图2甲、乙中钢珠从屋顶顶端滑到底端完整的路程s和时间t实验数据，画出s-t关系如图3所示，其中图像___________（选填“c”“d”）表示钢珠运动的平均速度较大；钢珠滑过屋顶___________（选填“甲”“乙”）的时间较短。 实验二：探究下雨时不同屋顶对墙体的保护能力 (2)如图4所示，甲、乙、丙是下方墙体相同、屋顶的材料相同但形状不同的三个建筑。将代替雨滴的相同钢珠分别在甲、乙屋顶顶端静止滑下落到水平地面，测量落地点到墙的距离s1、s2，数据如表2所示。 表2 实验次数 距离/cm s1 s2 1 45 56 2 43 59 3 44 58 根据表2推测：为防止雨水落地时飞溅打湿墙体，下雨时___________对墙体保护更好（选填“甲”“乙”）。若不计一切阻力，甲图中钢珠落地时的动能___________乙图中钢珠落地时的动能（选填“<”“=”“>”）。 实验三：探究不同屋顶对建筑采光的影响 (3)图3甲、乙、丙三个建筑右侧墙体均安装大型窗户，某时刻阳光方向如图所示，阳光能够照射到房间内距离最远的是___________（选填“甲”“乙”“丙”）。 【答案】(1) 秒表 甲、丁 c 乙 (2) 乙 = (3)丙 【详解】（1）[1]本实验中需要测量时间，测量时间的工具是秒表。 [2]研究该时间与屋顶材料的关系，需要控制应选择实验初始位置、屋顶形状相同，屋顶材料不同，由图2可知应选甲和丁进行研究。 [3][4]用传感器获得图2甲、乙中钢珠从屋顶顶端滑到底端完整的路程s和时间t实验数据，画出s-t关系如图3；由图3可知，相同时间c的路程大，则c图像的平均速度较大；图3中图像c通过的路程长，代表的是图乙中钢珠滑下的情况，而图像c对应的时间短，所以钢珠滑过屋顶乙的时间较短。 （2）[1]根据表格数据可知钢珠从乙屋顶顶端静止滑下落到水平地面，落地点到墙的距离角远，所以为防止雨水落地时飞溅打湿墙体，下雨时乙对墙体保护更好。 [2]不计空气阻力，机械能守恒，钢珠开始的重力势能相同，落地过程中重力势能转化动能，则甲、乙钢珠落地时的动能也相同。 （3）由于光沿直线传播，根据图中屋顶的形状，甲、乙被屋顶挡住的光线较多，丙的屋檐上翘，挡住的光线较少，则丙中阳光能够照射到房间内距离最远。 42．（26-27九年级上·江苏苏州·阶段检测）阅读短文《桔槔和筒车》，回答问题： 中国古代五大农书之首《齐民要术》中记载着：“井深用辘轳，井浅用桔槔。”桔槔的结构相当于一个普通的杠杆。如图甲所示，在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，横杆的一端用一根绳与汲器相连，另一端绑上或悬上一块重石头。当要提水时，人用力向下拉绳子，使水桶下降到水面以下，并让水流入水桶。当水桶装满水后，人向上拉动绳子，就可让绑重石端的位置下降，同时将提水的容器提升。《天工开物》中同样记录了一种汲水工具：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于机内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧”，图乙为筒车的简化示意图。 (1)如图甲所示，汲水时，人用力向下拉绳子的过程中，桔槔相当于一个________（选填“省力”或“费力”）杠杆； (2)如图丙所示是桔槔的简化图模型，轻质杠杆AB，支点为O，AO:BO=3:2，B端挂有重为150N的石块P，A端挂有重为20N的空木桶Q（绳重忽略不计，取10N/kg），使用时，人向下拉绳放下空桶时拉力至少为________N。若水桶装满水后总重100N，石头仍重150N，更换支点为后（图中未画出），当桔槔达到平衡状态时，人对绳子向上的拉力是50N，则__________； (3)筒车工作时，是把动能转化为__________能，当水流变缓后，筒车提升水的功率会变__________（选填“大”或“小”）； (4)若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，筒车旋转一周所用时间为60s，水流冲击筒车的总功率为60W，筒车旋转一周取水的机械效率为________%（接水槽离倒水处的高度忽略不计，取10N/kg，结果保留一位小数）。 【答案】(1) 省力 (2) 80 3:1 (3) 重力势 小 (4) 66.7 【详解】（1）在汲水时，人用力向下拉绳子，此时动力臂大于阻力臂（石块对桔槔的拉力为阻力，阻力的大小等于石块重力的大小，其力臂较短；人的拉力为动力，力臂较长），根据杠杆分类，动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆。 （2）由杠杆平衡条件，得 人向下拉绳放下空桶时拉力至少为 水桶装满水后， A端受到的向下的拉力为 由杠杆平衡条件，得 得 即 （3）筒车工作时，是利用流动的水的动能来冲击叶片，使筒车转动，从而把水从低处提升到高处。在这个过程中，水的高度增加，重力势能增大。因此，筒车工作时是把水的动能转化为水的重力势能； 水流变缓后，水流的动能变小，单位时间内筒车获得的能量减少，提升水的功率变小。 （4）筒车旋转一周提升水的总质量 有用功 总功 机械效率 43．（26-27九年级上·江苏苏州·阶段检测）小真同学在“探究弹性势能大小与形变量的关系”时，猜测弹性势能可能与弹簧形变量x有某种定量关系，于是用如图甲所示的装置进行探究，他将轻弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平桌面上。刻度尺与杆平行，进行了如下操作： (1)实验步骤如下： ①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平桌面的高度h0； ②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平桌面的高度h1； ③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平桌面的高度h2； ④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②和③，将测出的数据记录在下面的表格中，并计算出弹簧的形变量x和小铁块移动的距离Δh； 实验次数 h0/m h1/m h2/m 1 0.50 0.40 0.55 2 0.50 0.30 0.90 3 0.50 0.20 1.55 实验中计算弹簧形变量的表达式为x=________（用所需物理量符号表示）； (2)实验中，弹簧弹性势能的大小是通过小铁块移动的距离________来间接反映的； A．h1 B．h2 C．h2-h0 D．h2-h1 (3)根据表中数据计算可得到的实验结论是：________成正比； (4)小真同学进一步探究上述三次实验中小铁块动能最大的位置，他发现： ①小铁块从距离地面高度为h1的位置上升至距离地面高度为h2的过程中，小铁块的动能________（填变化情况）； ②测得第1次实验和第3次实验时，小铁块动能最大的位置离水平面的高度分别为ha和hb，则ha________hb（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 【答案】(1) (2)D (3)弹簧的弹性势能与弹簧形变量的平方 (4) 先变大后变小 ＝ 【详解】（1）弹簧自由状态时上端高度为h0，被压缩后上端高度为h1，弹簧被压缩的长度也就是形变量，等于原长状态上端高度减去压缩后上端高度，即 （2）本实验用转换法，将弹簧的弹性势能转化为小铁块获得的重力势能增量。释放铁块后，弹簧的弹性势能全部用来对铁块做功，让铁块从初始高度h1上升到最大高度h2​，铁块增加的重力势能对应弹性势能的大小，因此用铁块上升的总距离间接反映弹性势能大小，故选D。 （3）根据和计算表格数据。第1次 对应 第2次 对应 第3次 对应 可见和x2成正比，而弹性势能和成正比，因此弹簧的弹性势能与弹簧形变量的平方成正比。 （4）铁块从h1位置上升时，一开始弹簧的弹力大于铁块重力，铁块加速，动能增大；当弹簧弹力减小到等于重力时，铁块速度达到最大，动能最大；之后铁块离开弹簧，只受重力作用，速度不断减小，动能减小，直到最高点动能为0，因此整个过程动能先变大后变小。 动能最大的位置是弹簧弹力等于铁块重力的位置，这个位置和弹簧的压缩量无关，只由铁块重力和弹簧劲度系数决定，两次实验是同一个弹簧、同一个铁块，因此弹力等于重力时弹簧的压缩量是固定的，对应离水平面的高度也相等，即 44．（26-27九年级上·江苏南通·阶段检测）阅读短文，回答问题。 小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示： 速度/（km·h-1） 40 60 80 100 120 制动距离/m 8 18 50 72 (1)“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机，是因为水的___________。在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会___________，这是通过___________方式来改变内能的； (2)轿车在上坡时，将挡位换成低速挡后加大油门，这样做的目的是___________； A．安全 B．省油 C．减小摩擦 D．增大爬坡的牵引力 (3)根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是___________m； (4)如图甲所示该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，如图乙是汽车行驶过程中所受阻力与速度的关系，则汽车以50km/h的速度行驶时，1h内牵引力做的功是___________J，图丙是汽油机的___________冲程，若这台汽油机每秒内完成25个该冲程，则其飞轮转速为___________r/min。 (5)小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100km/h，发动机转速为2000r/min，平均油耗为9L/100km，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率为___________%。（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3） 【答案】(1) 比热容大 增加 热传递 (2)D (3)32 (4) 做功 3000 (5)32.6 【详解】（1）水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度可吸收更多热量，冷却效果好；发动机工作时，热量通过热传递转移到水，使水的内能增大。 （2）由可知，发动机功率一定时，降低车速可以增大牵引力，上坡时换低速挡是为了获得更大的爬坡牵引力，故D正确，ABC错误。 故选D。 （3）由表格数据可知，制动距离与速度的平方成正比，与的比值为定值。代入、，得比值为。 故时，制动距离。 （4）由图乙可知，汽车所受阻力与速度成正比，比例系数 时，阻力 汽车匀速行驶时牵引力与阻力平衡， 1h内行驶路程 牵引力做功 图丙中气门均关闭，活塞向下运动，火花塞点火，为做功冲程。 四冲程汽油机每完成1个做功冲程，飞轮转2r。每秒完成25个做功冲程，则每秒飞轮转，飞轮转速为 （5）由P-n图像可知，转速为2000r/min时，发动机输出功率。 行驶100km的时间 有用功 100km消耗汽油的质量 汽油完全燃烧放热 发动机效率 45．（26-27九年级上·江苏南通·期中）阅读短文，回答问题。 我国航天技术已达到世界领先水平。在跨学科实践课上，某小组开展了“制作火箭模型”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： (1)①了解火箭的相关知识：喷气发动机是指靠喷管高速喷出的气流直接产生反作用推力的发动机，广泛用作飞行器的动力装置，按燃料燃烧时所需要的氧化剂的来源，可分为两大类：一类是火箭发动机，另一类是空气喷气发动机。如图甲为涡轮喷气发动机（属于空气喷气发动机的一种），压缩后的混合气体在燃烧室燃烧，燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出，其巨大的反冲推力直接成为飞机的推进力。如图乙为火箭发动机的工作原理图，火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似，主要的差别是：火箭自带燃料和氧化剂如图乙，涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂，同涡轮喷气发动机相比较，火箭发动机的最大特点是：它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来助燃，不需要从周围大气层中汲取氧气，所以它不但能在大气层内也可以在大气层之外的宇宙真空中工作。火箭发动机可用于航天器推进，也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的都是火箭发动机。如图丙，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，3名航天员顺利进入太空。 ②制作并发射：火箭模型小组的同学制作了水火箭并进行发射，如图丁的图一，图二是其结构示意图，对水火箭打气，打开阀门，水向下喷出，水火箭一飞冲天。使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的___________冲程相同。水火箭起飞用到的物理原理是：______________________。当水火箭上升至最高点时，此时水火箭受到___________（选填“平衡力”或“非平衡力”）。 (2)项目评估：各个小组制作好了“水火箭”后开展飞行比赛，发现“水火箭”在竖直方向上升的高度不容易测量。同学们讨论后认为可以通过测量_________________________________来评选出“最佳飞行奖”。（写出一种方法即可） (3)项目拓展思考： ①如图丙所示是火箭发射时的情景，下列说法正确的是___________； A．火箭点火升空离开发射台期间，重力势能不变 B．涡轮喷气发动机可用于各种宇宙飞行器中 C．火箭升空过程中，燃料燃烧释放的内能全部转化为火箭的机械能 D．火箭升空过程中外壳温度会上升，这是通过做功的方式增加了外壳的内能 ②一架飞机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如表，表中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比。已知飞机所受空气阻力与运行速度平方的关系如图戊所示，当飞机以200 m/s的速度水平匀速巡航0.5 h的过程中，推力为___________N，此时需要___________t的航空燃油。 热效率 40% 推进效率 60% 航空燃油热值q 【答案】(1) 压缩 物体间力的作用是相互的 非平衡力 (2)水火箭的飞行时间 (3) D 【详解】（1）打气筒打气时，外力压缩筒内气体并对其做功，将机械能转化为气体的内能，与汽油机压缩冲程的能量转化相同。水火箭向下喷出水，水对火箭产生向上的反作用力，说明物体间力的作用是相互的。水火箭到达最高点时速度瞬间为零，但仍受到竖直向下的重力，合力不为零，故受到非平衡力。 （2）若各组水火箭按相同条件竖直发射，可测量其从发射到落地的飞行时间，结合飞行轨迹和条件近似比较上升高度，进而评选“最佳飞行奖”。 （3）A．火箭升空离开发射台后高度增加，重力势能增大，故A错误； B．涡轮喷气发动机依靠空气提供氧化剂，不能在宇宙真空中持续工作，故B错误； C．燃料燃烧放出的能量还会以热传递等形式散失，不可能全部转化为火箭的机械能，故C错误； D．火箭升空时，外壳与空气摩擦，克服摩擦力做功，使外壳内能增大、温度升高，故D正确。 故选D。 根据飞机飞行情况和发动机参数进行计算。 飞机水平匀速巡航时，水平方向上所受推力与空气阻力大小相等。 当时 由图戊读出故推力 将0.5h换算成以秒为单位的时间，得 飞机在这段时间内通过的路程为 飞机所受推力做的推进功为 由推进效率的定义可得发动机获得的机械能为 由热效率的定义可得燃油完全燃烧释放的热量为 由航空燃油的热值可求得燃油质量为 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 机械能和内能 实验题专项训练 基础·固本强基 题型1 探究动能大小的影响因素实验（共16小题） 题型2 探究重力势能大小的影响因素实验（共5小题） 题型3 观察不同物质吸热升温的现象实验（共5小题） 提升·进阶突破 题型4 比热容和热值实验对比类（共8小题） 题型5 其他开放探究和跨学科实践实验（共11小题） 基础·固本强基 题型1 探究动能大小的影响因素实验（共16小题） 【模型】本实验的核心模型为：让同一小车从斜面的不同高度由静止滑下，撞击水平面上的木块，通过木块被推动的距离远近判断小车动能的大小；换用不同质量的小车从同一高度由静止滑下，重复上述操作。 其中水平面的木块，斜面轨道是实验的核心器材，实验前需将木块放置在斜面底端同一位置，确保每次初始位置一致。 【方法】1. 审题先明确探究变量，再判断控制条件是否对应； 2. 转换法应用：木块移动距离反映动能大小，是实验核心判断依据； 3. 结论表述必须先写控制条件，再写变量与动能的关系，避免遗漏前提； 4. 联系生活实例：不同车型限速不同、高速货车限重等都是该实验结论的实际应用。 1. 转换法：动能是抽象物理量，无法直接测量，实验中通过木块被小车推动的距离远近间接反映小车动能大小，木块被推得越远，说明小车具有的动能越大。 2. 控制变量法：探究动能与速度的关系时，控制小车质量不变，改变小车到达水平面时的速度（通过改变小车在斜面上释放的高度实现）；探究动能与质量的关系时，控制小车到达水平面的速度不变（让不同质量的小车从斜面同一高度由静止滑下），改变小车质量。 1．（2026·江苏常州·中考真题）如图所示，小明“探究影响动能大小的因素”，每次实验木块A均置于水平桌面同一位置，再让金属球从斜面上由静止释放（）。 (1)本实验研究的是___________（金属球/木块A）的动能。 (2)比较___________两图可知：物体的质量不变，___________，动能越大。 (3)比较乙、丙两图可知：______________________。 (4)不计空气阻力，若水平桌面绝对光滑，本实验___________（能/不能）达到探究目的。 2．（2025·江苏泰州·中考真题）小华用如图所示的装置进行以下实验。 水平面 木板1 木板2 木板3 小车所受阻力的情况 较大 较小 很小 小车在水平面上运动的距离/cm 31.6 45.8 68.7 (1)探究动能大小与哪些因素有关时，将小车从斜面上不同高度处由静止释放，如图甲所示，通过比较小车在水平木板上_________，来探究动能大小与_________的关系。 (2)探究阻力对物体运动的影响时，将图甲中的水平面换成材料相同、粗糙程度不同的木板，让小车从斜面上同一高度处由静止释放，如图乙、丙所示，记录的数据如上表所示。分析表中数据可知，水平面越光滑，小车所受的阻力越小，速度减小得越_________（选填“多”“少”“快”或“慢”）；进一步推理可知，如果小车在绝对光滑的水平面上运动，那么它的运动状态_________（选填“会”或“不会”）发生改变。 3．（25-26九年级上·江苏盐城·期中）小明同学用如图甲所示的实验装置“探究影响动能大小的因素”，将小车从斜面上高h处由静止释放，运动到水平木板上后与木块碰撞。 (1)此实验研究的是__________（选填“碰撞前小车”、“碰撞后小车”或“碰撞后木块”）的动能，通过__________来反映动能的大小。 (2)图乙中比较场景①和②，可探究动能大小与__________的关系；移去木块后，进行场景③和④实验时，小车滑行的距离不同，此时小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为、，则__________（选填“＞”、“＝”或“＜”）。 (3)小明同学尝试改用图丙所示装置探究“物体动能大小与质量的关系”，设计方案是：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离。该方法__________（选填“可行”或“不可行”），请说明你的判断依据：____________________。 4．（26-27九年级上·江苏无锡·阶段检测）探究“影响动能大小的因素”的实验过程如图所示，让钢球从一定高度静止滚下，去撞击水平面上的木块。其中s2<s1<s3，虚线位置是木块被撞后滑动一段距离停下的位置。 (1)实验中探究的是____________（选填“小球”或“木块”）的动能大小，通过观察____________判断其动能大小； (2)比较甲、乙两图，可初步得出结论：当__________________，____________越大，动能越大； (3)比较____________、丙两图，可初步得到动能与质量的关系；小明按照上述两图实验时，仅丙图中木块滑出木板掉落，无法测得s3，此时____________（选填“不能”或“仍能”）得到动能与质量的关系； (4)老师用一个很轻的圆柱形盒盖，在内侧粘上一个较重的铁球，放置在不太陡的斜面上，松开手后，盒盖自动从A位置滚动到B位置，盒盖整体的重力势能将____________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 5．（26-27九年级上·江苏南通·期中）如图甲是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中：，。 (1)实验中，探究的动能是指___________（填序号）。 A．小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击的动能 (2)实验中通过______________________来比较小球动能的大小。 (3)小华同学通过比较图甲中B、C两图，得出“质量大的物体动能大”，小丽认为小华的这一比较过程存在错误，这个错误是____________________________________________。 (4)比较图甲中A、C两图，是为了研究动能大小与______________________的关系，得出的结论是：________________________________________________________________________________________。 6．（26-27九年级上·江苏徐州·阶段检测）为探究“动能大小的影响因素”，科学小组利用斜面、钢球、木块等器材开展了如图所示的活动。 (1)实验中通过比较木块___________判断钢球动能的大小； (2)通过比较甲乙两次实验可知，在质量相同时，速度越大，动能___________（选填：“越大”、“越小”）； (3)通过比较甲丙两次实验可知，___________； (4)若水平面表面绝对光滑，本实验能否达到实验探究目的，请说明理由。___________。 7．（26-27九年级上·江苏扬州·阶段检测）探究“物体动能大小与哪些因素有关”，实验装置如图： (1)利用斜面使小车获得速度，而不是用手推动，主要是不方便探究动能与___________的关系； (2)该实验探究的是小车___________（选填“释放时”、“撞击木块前”、“撞击木块后”）的动能与速度、质量的关系，实验中是通过观察______________________来比较动能大小的。在木块的碰撞面粘贴海绵片的作用是：______________________； (3)对比甲、丙两次实验，可以得出的结论是______________________，由此实验告诉我们汽车行驶时，___________（选填“超载”或“超速”）易带来危害； (4)若实验中水平面光滑，此探究实验能否完成，并说明理由：______________________。 8．（25-26九年级上·江苏常州·期中）如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，让钢球从斜槽上由静止释放，与放在水平面上的木块相撞并滑行一段距离后静止，依次完成了甲、乙、丙三次实验。 (1)该实验研究的是________（木块/钢球）的动能。若水平面绝对光滑，本实验将________（选填“能”或“不能”）达到探究目的，原因是________________________________。 (2)交通事故中高速公路上高速行驶的汽车比低速行驶的汽车造成的伤害事故一般比较大，为了帮助小明提供实验依据，应选择甲、乙、丙中的________两个实验进行对比，得到的实验结论是________________________________________； (3)北京冬奥会滑雪比赛中，运动员从A点静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌，现将运动轨迹简化如图所示，若不考虑能量损失，她的运动轨迹最符合实际的是________（a/b/c/d）。 9．（25-26九年级上·江苏·期中）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球和（的质量大于），分别从不同的高度和（）由静止开始滚下（滚动摩擦非常小）实验过程如图所示： (1)该实验中物体的动能是指_________（选填“钢球”或“木块”）的动能；实验中观察到_________，说明该物体动能越大； (2)选择_________两图可以探究动能大小与速度的关系； (3)若实验时发现：，但丙的水平表面更粗糙，_________（选填“能”或“不能”）比较两球的动能大小。 10．（26-27九年级上·江苏苏州·阶段检测）2025年11月4日，神舟二十号飞船返回舱返回前夕，舷窗被一块太空垃圾碎片撞击产生裂纹，导致返回推迟。为研究太空垃圾究竟是速度大还是质量大，导致的危害更大，研究小组开展探究。将A、B、C三个小球（质量如图）从同一装置分别为h或H的高度由静止滚下，推动木块运动一段距离后停止。为了测量速度，该实验引入了一对光电门A、B，它们能测出物体通过A、B间的时间和距离（），从而测出小球到达水平面的速度。（不计小球受到的阻力） (1)①若小球通过A、B的时间为，则到达水平面的速度为______； ②甲实验中，木块移动距离为； ③通过反复尝试，使得乙实验中小球到达水平面的速度是甲实验的______倍，木块移动距离为； ④丙实验中，使得小球C从h的高度滚下，以保证A、C两球到达水平面的速度相等，木块移动距离为； (2)比较乙、丙两次实验可知：______（乙/丙）小球具有动能更大，理由是______； (3)由以上探究可知：太空垃圾______（速度/质量）大，导致的危害更大。 11．（25-26九年级上·江苏盐城·期中）在探究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，如图甲所示，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。 实验次数 钢球的质量m/g 钢球下摆的高度h/cm 木块滑行的距离s/cm 1 20 20 25 2 40 20 45 3 60 20 (1)本实验钢球的动能是由___________能转化而来的； (2)从表中数据可以看出，实验中控制了钢球的___________相同，从而探究动能与___________的关系： (3)第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用粗糙程度相同更长的木板，乙同学建议换摩擦较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。若要将第3次实验数据与前两次比较，你认为应当采用___________同学的建议； (4)小华将实验装置改进成图乙所示，用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究动能大小与质量的关系，这个设计方案是___________ （选填“正确”或“错误”）的。 (5)有一种运动叫蹦极。如图丙所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员。运动员从O点自由下落，A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点，运动员在整个运动过程中忽略空气阻力。则从O至C运动员动能___________，重力势能___________；从A至C的过程中弹性绳弹性势能___________。（均选填“一直减小”、“一直增大”、“先增大后减小”） 12．（26-27九年级上·江苏·阶段检测）探究“动能大小的影响因素”实验中，过程如图甲、乙所示，两图所用小车质量相同。 (1)该实验的研究对象是___________（选填“小车”或“木块”）； (2)实验过程中发现两次木块移动距离、相差太小。仅利用原有器材，通过___________，可使两次木块移动距离差变大，实验现象更明显； (3)改进实验方案，完成实验后，得出的结论是___________； (4)图丙中弹簧原长位置O点左侧为光滑水平面，右侧为粗糙水平面。利用图丙能研究___________对动能的影响，每次需要利用物块将弹簧压缩至___________（“不同”或“相同”）位置，物块从最左端释放到O点之间机械能___________（不计空气阻力）。若另一同学在用图丙做实验时不小心将物块与弹簧右端固定住，则物块向右到达的最远距离较之不固定时变___________。 13．（25-26九年级上·江苏扬州·期中）利用如图甲、乙、丙所示实验装置探究动能大小的影响因素。 实验方法：让钢球从斜面的某一高度由静止释放，每次实验时木块均放置在水平面同一位置。 (1)实验中应该观察_____来比较动能大小，探究动能与速度的关系时，应选择_____两图实验进行比较。比较乙、丙两图可得出结论：_____。 (2)若水平面绝对光滑，不能达到探究目的，其原因是_____。 (3)实验小组换用图丁装置进行实验，让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达水平面的_____相同，从而探究动能与_____的关系。 (4)某同学将实验装置改成如图戊所示，该同学想探究“物体动能大小与质量的关系”，他用质量不同的小球将弹簧压缩相同程度，然后由静止释放，撞击水平面上在相同位置放置的同一木块，比较木块滑行距离。该实验方案_____（选填“可行”或“不可行”），理由是_____。 14．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让同一钢球分别从斜面由静止开始滚下，撞击木块。 (1)该实验是通过观察木块移动的距离来判断_____（选填“钢球”或“木块”）动能的大小； (2)利用如图甲、乙所示的实验情景，可以得到的结论是：________； (3)在探究动能的大小与质量关系时，当换用另一个钢球实验时，发现它将木块撞出了木板，现要使木块不会撞出木板，下列措施中可行的是：_____（选填序号）； ①换质量更大的木块        ②降低第二次钢球的高度    ③换质量更小的钢球 (4)小明接着让同一小车从斜面的相同高度由静止开始向下运动，分别到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，在水平面运动的整个过程中，克服摩擦力做的功_____（选填“相等”或“不相等”）。小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1_____P2（选填“>”或“=”或“<”）； (5)小明尝试改用如图丙所示装置探究“物体动能大小与速度的关系”，用质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离，这个实验方案是_____（选填“可行”或“不可行”）的。 15．（26-27九年级上·江苏宿迁·阶段检测）为了研究动能的大小与物体质量和运动速度的关系，小明设计了如图所示的实验，让小球沿一光滑斜面向下运动，与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止。 (1)该实验中物体的动能是指________（小球/木块）的动能；实验中观察到木块移动的距离越长，则说明钢球对木块________越多，动能就越大； (2)图甲探究的是动能与________的关系，分析图乙我们可以得到的结论是：________； (3)若在进行图甲实验时，甲中下图木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，在不改变木板长度的情况下，对甲中下图应采取以下________方法； A．换用质量更小的钢球 B．给水平木板铺上毛巾 C．适当降低钢球的高度 D．换用一个较重的木块 (4)若水平面绝对光滑，本实验将________（能/不能）达到探究目的，原因是________； (5)如图丙所示，先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑，撞击放在A处木块，测出木块移动距离AB为s1，再让同一小球从斜面高处由静止下滑（位置未画出），撞击放在B处木块，测出木块移动距离BC为s2。若s1=s2，则h________（大于/小于/等于）。 16．（26-27九年级上·江苏南京·阶段检测）为探究物体动能的大小与哪些因素有关，实验小组利用斜面、质量不同的小钢球、木块等器材进行了如图所示的实验： (1)该实验的研究对象是_____________ ，实验中通过________________反映物体的动能大小，下列实验中也用到此种方法的是_____ （填序号）。 ①模拟打桩实验；②探究杠杆平衡的条件。 (2)若把小车从斜面同一高度由静止释放，让其分别滑到铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止，两次在水平面上克服摩擦力做的功分别记为W毛巾、W玻璃，则W毛巾_____ W玻璃（＞/＜/＝）。 (3)图丁是小蔡设计的实验装置，将弹簧压缩相同的长度，由静止释放，推动质量不同的钢球，分别撞击同一木块，来探究“动能与质量的关系”。如果用该方案，你将观察到的现象是_______________。 (4)滑雪比赛中，运动员从A点静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌；现将运动轨迹简化如图戊所示，若不考虑能量损失，她的运动轨迹最符合实际的是图戊中的_____ （填“a”、“b”、“c”或“d”）。 题型2 探究重力势能大小的影响因素实验（共5小题） 【模型】探究物体重力势能大小与质量、所处高度的关系。控制变量法：①探究高度影响时，控制物体质量不变，改变下落高度；②探究质量影响时，控制物体下落高度不变，改变物体质量。将看不见、摸不着的重力势能大小，转换为重物砸入沙坑（或软泡沫、橡皮泥）的凹陷深度，凹陷越深代表重物具有的重力势能越大 【方法】1. 识别实验方法：题目提及“保持某一因素不变，改变另一因素”即为控制变量法，提及“通过XX现象反映XX大小”即为转换法； 2. 对应变量分析：明确题目控制的不变量和改变的变量，推导对应的重力势能影响结论； 3. 误差分析：若沙面不平、重物斜抛释放、刻度尺倾斜测量，都会导致凹陷深度测量偏差，影响实验结论； 4. 结论规范表述：必须先点明不变量，再描述变量与重力势能的关系，不能遗漏前提条件。 17．（2026·江苏无锡·中考真题）用如下图所示的装置探究重力势能大小与高度的关系。 (1)让同一木块从钉板的正上方_________高度处自由下落，将钉板打入沙中。高度越高，钉板被打入沙子的深度越深，说明重力势能与_________有关。 (2)根据上述探究，十楼阳台的花盆，相对_________有很大的重力势能。因此，生活中要防止高空坠物。 18．（25-26九年级上·江苏南通·期中）在探究影响重力势能大小的因素的实验中，三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示，已知木块A、B、C的质量关系为，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示。 (1)实验时，是通过观察木桩陷入沙中深度来比较______（选填“木桩”或“木块”）的重力势能大小； (2)比较______两个木块对木桩撞击的情形，可得出结论：当物体的质量相同时，高度越______（选填“低”或“高”），物体的重力势能越大； (3)比较B和C两个木块对木桩撞击的情形，______（选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与质量有关的初步结论，理由是______； (4)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小，用海绵代替沙子，你认为这种做法是______（选填“可行”或“不可行”）的。 19．（26-27九年级上·江苏淮安·阶段检测）为探究“重力势能的大小与什么因素有关”，小明用小方桌、沙箱及A、B、C三个金属球进行了如图所示三次实验。金属球的质量关系为（mA>mB>mC）；A、B、C自由下落时与桌面的距离关系为（HA=HB<HC）；桌腿进入细沙中的深度关系为（hA>hB>hC） (1)甲、乙两次实验可探究重力势能与________的关系。 (2)设甲、丙实验中A、C球自由下落时的重力势能分别为EA和EC，则EA________（选填“>”“<”“=”）EC。 (3)从研究方法的角度，下列选项中的实验器材与方桌作用相同的是________（填字母）。 A．“探究动能大小与哪些因素有关”中被撞击的是木块 B．“探究弹性势能大小与弹簧形变程度是否有关”中的弹簧 C．“探究杠杆平衡条件”中的钩码 (4)小明又利用金属球做了图丁实验，将球放在左侧轨道上放手后沿轨道运动，图中虚线为球离开轨道b点后的部分运动轨迹，a、c两点等高。则金属球在a、c两点的速度大小关系是va________vc 20．（26-27九年级上·江苏无锡·阶段检测）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为mA=mB<mC。三个完全相同的木桩和三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后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)让重物自由下落打击在木桩上，通过观察__________________判断__________（选填“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高度的关系。 (3)结合（2）中的实验结论，通过比较B和C两个重物将木桩打入沙中的深度，我们____________（选填“能”或“不能”）初步得出物体的重力势能与其质量有关的结论。 (4)如图丙所示，是某一重物从某高度处由静止下落的过程中，下落高度与时间的关系图。在下面的四个选项中，描述重力对该重物做功大小与下落时间关系最接近正确的图线是________。 A． B． C． D． (5)结合本实验和所学知识，分析图丁所示的水坝，水力发电机安装在________（选填“C”或“D”）位置较为合理。 21．（25-26九年级上·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，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为：，三个木桩完全相同。三个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被撞击后陷入沙中的情形如图乙所示，重物B、C将木桩撞入沙中的深度相同。 (1)让重物自由下落撞击在木桩上，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，这里所采用的实验方法是___________。 (2)比较重物A和B将木桩撞入沙中的深度可得出的结论是：物体质量一定时，___________，重力势能越大。 (3)根据甲、乙所示的实验，我们___________（能/不能）比较出图甲中重物B、C的重力势能大小，理由是___________。 (4)实验后，同学们学以致用，设计了火车进站前一段铁路工程图，如图丙、丁所示，从节约能源的角度考虑，你将选择___________图的设计方案。 题型3 观察不同物质吸热升温的现象实验（共5小题） 【模型】采用相同规格的电加热器（酒精灯）对质量相等的水和煤油加热，通过观察温度计示数变化，比较不同物质的吸热能力。实验采用控制变量法：控制质量、吸收热量相同，比较升高的温度；或控制质量、升高温度相同，比较吸收的热量（加热时间）。 【方法】1. 相同电加热器加热相同时间，意味着两种物质吸收的热量相等，转换为通过加热时间长短比较吸热多少。 2. 质量相等的不同物质，吸收相同热量，温度升高越慢的物质吸热能力越强（比热容越大）。 3. 实验中搅拌器的作用是使物质受热均匀；温度计玻璃泡要浸没在液体中，不接触容器底和壁。 常见易错点：混淆"升高的温度"和"加热时间"的物理意义；忽略控制质量相等的前提；误认为吸热多的物质比热容大（未说明质量和升温幅度）。 22．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）科技小组同学用如图甲所示的装置比较不同物质的吸热情况。将质量相等的油和水分别盛在两个相同的试管中，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。 (1)由图像分析可知_____液体是油（选填“A”或“B”）； (2)小华用该装置重新实验，得到油和水的温度随时间变化图线完全重合且与图乙中的B相同，则小华所取的油和水质量之比为_____； (3)历时176天的“苏超”，泰州队逆袭夺冠，直接让“冠军之城－－泰州”原地起飞，热度飙升。泰州地区与远离大海的内陆城市相比气温有明显差异。如图丙是泰州和某内陆城市同一天的气温变化曲线，从图像可以看出，能代表泰州气温变化的曲线是_____（选填“a”或“b”）； (4)做完实验后，小忠想起八年级上学期学过冰熔化的实验，于是在实验室利用酒精灯加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出温度随加热时间变化的关系图线如图所示。根据图像丁和相关知识，若冰的质量是2500g，比热容是，酒精热值为，若加热过程中酒精灯的热效率为50%，则该物质从B点到C点的过程中消耗酒精的质量是_____g。 23．（25-26九年级上·江苏宿迁·期中）请根据所学知识解决以下问题： (1)如图甲所示为“观察不同物质吸热升温的现象”实验。实验过程中，沙子和水吸收热量的多少可通过____________（选填“升高的温度”/“加热时间”）比较；质量相同的沙子和水，吸收相同的热量，______（选填“沙子”/“水”，下同）升温快；由此可以推理，质量相同的沙子和水升高相同的温度，______需要吸收的热量多。 (2)小明学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值。他实验的装置如图乙、丙所示，试管中水的质量相同，煤油和菜籽油的质量相同，每隔1分钟记录了试管中水的温度，如下表。 加热时间/min 0 1 3 5 7 … 燃料烧完 乙管水温/℃ 25 27 32 36 40 … 50 丙管水温/℃ 25 26 29 32 34 … 42 ①为完成实验，除温度计和秒表外，还需要的测量工具为_______。 ②通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。 ③不计热量散失，根据表中数据，菜籽油的热值为______J/kg。（煤油的热值为4.6×107J/kg）。 24．（25-26九年级上·江苏盐城·期中）小汇利用如图所示的装置“比较不同物质吸热的情况。” 加热时间（min） 0 1 2 3 4 水的温度（°C） 10 14 18 22 26 煤油的温度（°C） 10 18 26 34 42 (1)实验器材有相同规格的电加热器、烧杯，温度计各两个，以及___________（填测量工具）、电子天平、水和煤油； (2)选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较___________来比较物质吸收热量的多少； (3)实验中选取初温相同、___________（选填“体积”或“质量”）相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较___________来比较不同物质吸热能力的强弱； (4)部分实验数据如上表所示，分析数据可得出结论；___________（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 25．（2026·四川泸州·中考真题）使用精密仪器、精心设计实验装置可提高实验的精确度。如图甲所示，科技创新小组用红外线烤灯代替酒精灯、高清红外线热成像仪代替温度计，设计了“探究不同物质的吸热能力”的实验。他们在两个相同的浅盘中装入质量相等的砂和水，将红外线烤灯垂直固定在离两浅盘距离相等的正上方，高清红外线热成像仪置于正前方。根据实验数据绘制了如图乙所示的图像。 (1)用红外线烤灯作热源的优点是______，用高清红外线热成像仪的优点是更加精确地测量整盘砂、水的平均温度。 (2)红外线烤灯利用了红外线能传递______的特性。 (3)本实验用______（选填“升高的温度”或“加热的时间”）来反映物质吸热的多少。 (4)分析数据可知，水的吸热能力比砂的吸热能力更______。 26．（25-26九年级上·江苏淮安·期中）如图所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置 (1)在安装器材固定下面的铁圈位置时酒精灯_______（选填“需要”“不需要”或“都可以”）点燃 (2)加热过程中，用搅棒搅动的目的是________；水和煤油吸热的多少是通   过_________ 来反映的。（选填“温度计示数”或“加热时间”）。 (3)关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是 （     ）（填字母） A．采用相同的加热方法（如酒精灯火焰的大小，与烧杯底的距离等） B．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油 C．使用相同的烧杯 提升·进阶突破 题型4 比热容和热值实验对比类（共8小题） 【模型】两实验均以和为理论依据，通过比较"相同热源加热相同时间"或"完全燃烧放出的热量"建立等量关系。比热容实验控制质量相同、热源相同，观察升温快慢；热值实验控制质量相同、水（被加热物）相同，比较燃料消耗量或水温升幅。 【方法】明确探究对象：是物质的吸热本领，还是燃料的放热本领。 锁定控制变量：质量、初温、热源规格、散热条件。 选择转换量：比热容看"同热源同时间温度变化"，热值看"同质量燃料使同质量水升温多少"。 处理数据与误差：注意热量散失、燃料未完全燃烧、温度计读数偏差，结论需带前提条件表述。 答题要点：结论必须写全"在……相同条件下，……越大/越小，……"，缺控制条件即失分。 27．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）某实验小组利用如图所示的实验装置粗略测量蜡烛的热值，图中A为穿有小木棍的容器（内装有水），B为下部开了许多通气孔的罩子。[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）] (1)观察实验装置可知，实验小组的同学是通过测量A容器中水升高的温度和水的_____，可间接测量蜡烛燃烧放出的热量。 (2)要完成本实验，除了图中的实验器材，还必须有的测量工具是天平和_____。 (3)某次实验测得的数据如下：容器中是质量200g的水，初温25℃，燃烧前蜡烛的质量20.8g，燃烧后水温为45℃，此时测得蜡烛的质量为20g；则粗略测得这支蜡烛的热值q＝_____J/kg。 (4)本实验测出的热值会比真实值_____（填“偏大”“偏小”或“不变”），造成这一偏差的原因除了热损失以外，还可能是______。（写出一条即可） 28．（26-27九年级上·四川南充·阶段检测）如图所示，小潇准备了甲、乙、丙三个相同的装置，来探究不同物质的比热容和不同燃料的热值，其中液体质量、燃料质量均相等。 (1)探究不同物质的比热容时： ①应选择________两图进行实验； ②不同物质吸热的多少是通过________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）； ③小潇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），由图可知，________液体的比热容较大。若a的比热容是，b的比热容是，则=________（填数量关系）。 (2)探究不同燃料的热值时应选择________两图进行实验，实验时比较燃料热值的大小是通过________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。 29．（25-26九年级上·江苏常州·期中）如图所示，小华准备了甲、乙、丙三个相同的装置，来探究比热容和热值，其中液体质量、初温均相等，燃料的质量相等。 (1)探究比热容 ①应选择________两图进行对比实验，液体吸收热量的多少通过_________反映； ②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），由图可知_________的比热容更大，若a的比热容是，则b的比热容是_________ ③采用小型风力发电机独特的尾翼结构，如图戊左图所示，能使其旋翼自动迎风。海边，仅在海陆风因素的影响下，图戊右图所示的情形通常发生在_________。 A．发生在白天，且陆地温度较高 B．发生在白天，且海水温度较高 C．发生在夜晚，且陆地温度较高 D．发生在夜晚，且海水温度较高 (2)探究热值 ①安装实验装置时，应按照_________（自下而上/自上而下）的顺序； ②本实验应采用_________（A/B）比较液体升温的方案： A．加热相同时间后　　B．燃料完全燃烧后 ③若实验环境氧气含量不足，燃料未能完全燃烧，则该燃料的热值_________（变大/变小/不变）；由于燃料燃烧放出的热量不能完全被水吸收，通过实验计算得到的燃料热值与实际相比_________（偏大/偏小/一样） 30．（25-26九年级上·江苏镇江·期中）用如图所示的相同装置，完成课本实验①“探究不同物质吸热升温现象”和实验②“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”。实验①②中燃料点燃直至燃尽，烧杯内液体的温度随时间变化的图像均如图丁所示（不计热损失）。 (1)用_____两图装置探究实验①，要完成实验①，除了图中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和______； (2)实验①是通过比较______来间接比较两种液体吸收热量多少的；实验②是通过比较________来间接比较两种燃料燃烧放出热量多少的； (3)用_____两图装置探究实验②，实验②要控制燃料燃烧的_____（选填“时间”或“质量”）相同； (4)若图像一、二为实验①的数据所绘，图像二对应的物质比热容为4.2×103 J/（kg·℃），则图像一对应的物质比热容为_____J/（kg·℃） ； (5)若图像一、二为实验②的数据所绘，假设燃料完全燃烧，则图像一和图像二对应燃料的热值之比为_____。 31．（25-26九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择_______两图进行实验；实验中燃料完全燃尽后放出的热量的多少是通过比较_______来反映的。 (2)为了比较不同物质吸热升温的特点，小柳选择了合适的两图进行实验，图丁是两种液体温度随时间变化的图像，分析可知_______（）液体的吸热本领强：若液体是水，则液体的比热容是_______。 32．（25-26八年级上·江苏扬州·期中）如图甲所示是“探究水和煤油吸热能力”的实验装置，在两个相同的烧杯中分别加入质量和初温都相等的水和煤油，用两个相同的酒精灯同时加热，并用玻璃棒不断搅拌。每隔1min记录一次温度。 (1)甲图实验中，水和煤油吸收热量的多少________（选填“能”或“不能”）通过温度计示数变化来反映，请说明理由：________________； (2)根据实验数据绘制出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，煤油8min吸收的热量________（选填“大于”“小于”或“等于”）水16min吸收的热量，由图像可知________吸热能力更强些； (3)为了比较两种燃料的热值，小明采用如图丙所示的两套相同的装置。进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，他用水吸收的热量除以消耗的燃料质量算出燃料的热值，你认为他的计算燃料热值与真实值相比是________（选填“偏大”“偏小”或“相等”），原因是________； (4)燃烧相同质量的燃料，记录燃烧时间和对应的水温；燃烧完后，画出水的温度随时间变化的关系图像如图丁所示。假设这一过程燃料都完全燃烧，且放出热量全部被水吸收，则燃料1与燃料2的热值之比为________。 33．（25-26九年级上·江苏无锡·期中）如图所示，为比较1、2两种液体的比热容及A、B两种燃料的热值，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量均为10g，烧杯内的液体初温相同，t0=22℃，三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图所示（不计热量损失）。 (1)在实验中，三个烧杯中液体1和液体2的_________（选填“质量”或“体积）必须相同。液体1的比热容c1与液体2的比热容c2相比，c1_________c2（选填“”、“＝”、“”）。 (2)比较1、2两种液体的比热容，应选择_________两图进行实验；比较A、B两种燃料的热值，应选择_________两图进行实验，燃料A和B的热值之比为_________。 (3)在甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，测出水的质量和燃料烧尽时水升高的温度，再结合燃料的质量这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比_________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 34．（26-27九年级上·江苏常州·阶段检测）某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。 实验组别 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 1 水 200 25 40 13.5 煤油 200 25 40 6.5 2 水 200 25 40 12 煤油 200 25 40 5.5 (1)在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有____________和____________，加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过____________（选填“加热时间”或“温度计升高温度”）来判断的。 (2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表，通过分析实验数据，可得出相同质量的水和煤油，____________，吸收的热量不同。 (3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量-时间”和“温度-时间”图像，能正确描述该实验真实情况的图像是____________（选填序号）。 (4)使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间明显偏长，其原因可能是____________ (5)这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是____________。 (6)根据计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算酒精的热值，发现结果与真实的酒精热值相比____________（填“偏大”或“偏小”），分析原因可能是____________。 题型5 其他开放探究和跨学科实践综合类（共11小题） 【模型】一、开放探究类综合实验题解题模型 第一步：明确探究主题，从题干中提取自变量、因变量，识别实验需要控制的无关变量； 第二步：分析实验现象与数据，用"相同条件下，XX越大，XX越…”的规范话术得出结论； 第三步：针对实验缺陷（如未控制变量、样本量少、存在额外能量损耗）提出改进方案。 二、跨学科实践综合题解题模型 第一步：拆解情境中的物理过程，区分动能/势能/内能的转化环节； 第二步：涉及效率计算时，先明确有效利用的能量形式（机械能、水吸收的热量、输出功），再定位总能量来源（燃料燃烧释放的总热量），代入对应效率公式计算； 第三步：结合节能、环保等生活常识给出合理化建议。 【方法】 一、开放探究类综合实验题解题方法 开放探究题无固定答案，重在考查物理思维与综合能力，因此解题归根结底要做到三个“明确”： ①明确研究对象与问题——先通读题干，找准探究的是什么物理量或规律（如“动能与什么因素有关”），这是方向； ②明确实验方法——多因素问题用控制变量法，比较物理量大小用转换法，涉及跨学科时（如结合数学图像、化学气体、生物数据），需用对应学科工具辅助分析； ③明确结论表述规范——结论要说清“在XX相同时，XX越大/越小，XX越……”；若结论与猜想不符，应分析误差来源（如阻力影响）。 答题步骤：审题→选法→设计→分析→表述，五步缺一不可，逻辑自洽即可得分。 三、信息阅读题通用解题方法 先通读全文，标注文中给出的新概念、新公式、特殊定义；再对照题干问题定位原文对应段落，优先用文中给出的信息作答，不盲目套用旧知识；涉及图像题时，重点关注横纵坐标物理量、特殊点、斜率对应的物理含义，最后注意单位换算的统一。 35．（26-27九年级上·湖北襄阳·阶段检测）某中学科技创新兴趣小组制作出如图所示的水火箭。实验器材有：饮料瓶、打气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等。在瓶中装适量的水，塞好瓶塞后放在发射架上。用打气筒向瓶内打气，瓶内上方的气体压强达到一定程度时，高压气体将水和橡皮塞从瓶口中压出，把瓶子推向高空，飞向远处。 (1)从能量转化角度来看，水火箭的动能是由高压气体的___________能转化来的，这与汽油机的___________冲程类似。 (2)实验前小明提出了问题：水火箭飞行的距离与什么因素有关？ 猜想①与瓶中打入气体的多少有关； 猜想②与发射的角度有关； 你认为除上述两点影响因素外还与___________有关。（写出一个即可） (3)实验小组想探究水火箭发射距离与发射角度的关系，需要用到___________（选填“控制变量”或“转换”）法。 36．（2026·黑龙江·中考真题）跨学科实践：制作简易蒸汽机模型 【项目提出】 了解热机的原理，制作简易蒸汽机模型。 【项目实施】 将一支去掉笔芯和笔尾的中性笔，笔尖朝外，插入一个装有约半罐水的易拉罐中，用胶将罐的开口处密封。再将易拉罐放在如图所示的支架上，使笔尖对准小风扇。点燃酒精灯，过一会儿扇叶转动起来。 【项目交流】 (1)气流冲击使风车转起来，这与热机的________冲程原理相同。 (2)实验中若闻到酒精气味，属于________现象。 (3)喷气时，笔尖应对准风车的________（选填“扇叶”或“轴心”），能使风车转动得更快。 (4)实验时，发现喷出的水汽较少，风车转动较慢，改进方法是________。 A．向酒精灯内添加酒精 B．将酒精灯改换为煤油灯（） 37．（26-27九年级上·江苏南通·阶段检测）如图所示是我国第五代战斗机“歼-20”，为解决散热问题，采用了新一代液体冷却系统。飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标，发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比；推进效率是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与获得的机械能之比，飞机的部分参数如表所示： 空载质量 17t 最大起飞质量 37t 最大巡航速度 600m/s 发动机最大巡航推力 / 发动机热效率 40% 发动机的推进效率 / (1)若发动机用约4.8×104N的推力使飞机以400m/s的速度在水平方向匀速飞行时，1min内飞机发动机推力做了_________J的功，发动机的功率是_________W。 (2)已知燃油的热值q=4.86×107J/kg，战斗机飞行时空气阻力与速度平方成正比。若“歼-20”以最大速度巡航0.5h，消耗燃油10t，发动机的最大巡航推力是_________N，发动机的推进效率为_________。 38．（26-27九年级上·江苏徐州·阶段检测）《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作，书中记载着大量的古代农业机械，其中一段这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流，绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”如图甲为文中记载的筒车，图乙为筒车的简化示意图。 (1)筒车工作时是把水的动能转化为___________能； (2)当水流变湍急后，筒车提升水的功率会变___________； (3)若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s，水流冲击筒车的总功率为40W，则水流做的有用功为___________J；筒车旋转一周取水的机械效率为___________。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg） 39．（26-27九年级上·江苏徐州·阶段检测）阅读短文并回答下列问题。 龙骨水车 据史料记载，龙骨水车发明于东汉时期，因其结构形如长龙骨架而得名，是中国古代劳动人民发明的农业灌溉机械之一。如图甲所示，龙骨水车的主体由两部分组成：一是取水部分的车桶、大龙头轴、小龙头轴、刮水板等；二是人操作部分的扶手和脚踏板等。龙骨水车通体由木质板材构成，大部分采用榫接和连接结构，材料简单、技艺成熟，使龙骨水车很容易制作。 龙骨水车在工作时主要利用链轮传动原理，即当主动轴旋转时，链条与固定在主动轴上的链轮相啮合，从而带动固定在从动轴上的链轮旋转，使从动轴获得动力。如图乙所示，小龙头轴及刮水板浸入低处的水中，人握住扶手用脚踩动脚踏板，驱动大龙头轴（主动轴）转动，带动链条（由刮水板等组成）运动，进而带动小龙头轴（从动轴）转动，这一过程中刮水板将水带入车桶内，板叶刮水上行，将低处的水刮传至高处的农田中，实现连续提水灌溉。 这种古代先进的大型农用机械，不仅提高了当时农业灌溉的效率，更彰显了我国古代劳动人民的智慧。 请根据上述材料，回答下列问题： (1)刮水上行时水的________能增大； (2)刮板的面积越大，水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功越________（选填“多”或“少”），当工人踩动脚踏板的速度加快时，提升水的功率会变________（选填“大”或“小”）； (3)本题g取10N/kg。若农民伯伯踩动龙骨水车，驱动龙骨水车的机械效率为40%，平均功率为100W，那么它5min可以将________kg的水提到1.5m高的农田处； 40．（2026·天津·中考真题）避险车道是在公路行车道外侧增设的、供制动失效车辆减速停车的专用车道，如图所示。同学们想知道车辆在避险车道向上滑行的距离与什么因素有关，提出如下两个猜想： 猜想一：汽车滑行距离与上坡初始速度有关 猜想二：汽车滑行距离与汽车的质量有关 为了验证猜想，他们设计了图所示的实验。用小车模拟汽车，让小车从斜槽的某一高度由静止滑下，然后以某一初始速度滑上斜面，测出小车向上滑行的最大距离。下表是他们记录的实验数据： 序号 1 2 3 4 5 小车质量 100 100 100 200 300 释放的高度 20.0 30.0 40.0 20.0 20.0 向上滑行的最大距离 36.0 53.7 71.6 36.0 36.0 (1)实验过程中，小车沿斜面向上滑行时，_____能转化为重力势能； (2)分析1、2、3三组数据，可初步得出猜想一是_____（选填“正确”或“错误”）的；若要验证猜想二，需选用表中_____（填序号）三组数据进行分析； (3)为使制动失效的车辆在避险车道上尽快减速停车，请你对避险车道的设计提出一条建议：_________________________。 41．（2025·山东威海·中考真题）如图1所示，我国部分古代建筑屋顶采用弧线型设计，“如鸟斯革，如翚斯飞”。屋顶为什么这样设计？某兴趣小组通过实验进行探究。 根据经验，雨水流过屋顶的时间越短，防雨效果越好，为此他们首先进行了实验一。 实验一：探究雨滴经过屋顶的时间与哪些因素有关 (1)猜想：影响雨滴流过屋顶（高度、宽度均相同）时间的因素可能为：雨滴在屋顶运动的初始位置、屋顶材料、屋顶形状（雨滴与屋顶碰撞之后的速度近似为零，他们认为可不用研究雨滴初始速度这一因素） 设计实验方案： 请写出1个测量时间的工具：___________。 图2所示5个实验：用钢珠代替雨滴，将相同钢珠从屋顶不同位置静止释放，记录钢珠经过屋顶的时间。若研究该时间与屋顶材料的关系，应选择实验___________进行研究。 测量与分析： 用传感器获得图2甲、乙中钢珠从屋顶顶端滑到底端完整的路程s和时间t实验数据，画出s-t关系如图3所示，其中图像___________（选填“c”“d”）表示钢珠运动的平均速度较大；钢珠滑过屋顶___________（选填“甲”“乙”）的时间较短。 实验二：探究下雨时不同屋顶对墙体的保护能力 (2)如图4所示，甲、乙、丙是下方墙体相同、屋顶的材料相同但形状不同的三个建筑。将代替雨滴的相同钢珠分别在甲、乙屋顶顶端静止滑下落到水平地面，测量落地点到墙的距离s1、s2，数据如表2所示。 表2 实验次数 距离/cm s1 s2 1 45 56 2 43 59 3 44 58 根据表2推测：为防止雨水落地时飞溅打湿墙体，下雨时___________对墙体保护更好（选填“甲”“乙”）。若不计一切阻力，甲图中钢珠落地时的动能___________乙图中钢珠落地时的动能（选填“<”“=”“>”）。 实验三：探究不同屋顶对建筑采光的影响 (3)图3甲、乙、丙三个建筑右侧墙体均安装大型窗户，某时刻阳光方向如图所示，阳光能够照射到房间内距离最远的是___________（选填“甲”“乙”“丙”）。 42．（26-27九年级上·江苏苏州·阶段检测）阅读短文《桔槔和筒车》，回答问题： 中国古代五大农书之首《齐民要术》中记载着：“井深用辘轳，井浅用桔槔。”桔槔的结构相当于一个普通的杠杆。如图甲所示，在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，横杆的一端用一根绳与汲器相连，另一端绑上或悬上一块重石头。当要提水时，人用力向下拉绳子，使水桶下降到水面以下，并让水流入水桶。当水桶装满水后，人向上拉动绳子，就可让绑重石端的位置下降，同时将提水的容器提升。《天工开物》中同样记录了一种汲水工具：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，一一倾于机内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧”，图乙为筒车的简化示意图。 (1)如图甲所示，汲水时，人用力向下拉绳子的过程中，桔槔相当于一个________（选填“省力”或“费力”）杠杆； (2)如图丙所示是桔槔的简化图模型，轻质杠杆AB，支点为O，AO:BO=3:2，B端挂有重为150N的石块P，A端挂有重为20N的空木桶Q（绳重忽略不计，取10N/kg），使用时，人向下拉绳放下空桶时拉力至少为________N。若水桶装满水后总重100N，石头仍重150N，更换支点为后（图中未画出），当桔槔达到平衡状态时，人对绳子向上的拉力是50N，则__________； (3)筒车工作时，是把动能转化为__________能，当水流变缓后，筒车提升水的功率会变__________（选填“大”或“小”）； (4)若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，筒车旋转一周所用时间为60s，水流冲击筒车的总功率为60W，筒车旋转一周取水的机械效率为________%（接水槽离倒水处的高度忽略不计，取10N/kg，结果保留一位小数）。 43．（26-27九年级上·江苏苏州·阶段检测）小真同学在“探究弹性势能大小与形变量的关系”时，猜测弹性势能可能与弹簧形变量x有某种定量关系，于是用如图甲所示的装置进行探究，他将轻弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平桌面上。刻度尺与杆平行，进行了如下操作： (1)实验步骤如下： ①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平桌面的高度h0； ②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平桌面的高度h1； ③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平桌面的高度h2； ④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②和③，将测出的数据记录在下面的表格中，并计算出弹簧的形变量x和小铁块移动的距离Δh； 实验次数 h0/m h1/m h2/m 1 0.50 0.40 0.55 2 0.50 0.30 0.90 3 0.50 0.20 1.55 实验中计算弹簧形变量的表达式为x=________（用所需物理量符号表示）； (2)实验中，弹簧弹性势能的大小是通过小铁块移动的距离________来间接反映的； A．h1 B．h2 C．h2-h0 D．h2-h1 (3)根据表中数据计算可得到的实验结论是：________成正比； (4)小真同学进一步探究上述三次实验中小铁块动能最大的位置，他发现： ①小铁块从距离地面高度为h1的位置上升至距离地面高度为h2的过程中，小铁块的动能________（填变化情况）； ②测得第1次实验和第3次实验时，小铁块动能最大的位置离水平面的高度分别为ha和hb，则ha________hb（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 44．（26-27九年级上·江苏南通·阶段检测）阅读短文，回答问题。 小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示： 速度/（km·h-1） 40 60 80 100 120 制动距离/m 8 18 50 72 (1)“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机，是因为水的___________。在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会___________，这是通过___________方式来改变内能的； (2)轿车在上坡时，将挡位换成低速挡后加大油门，这样做的目的是___________； A．安全 B．省油 C．减小摩擦 D．增大爬坡的牵引力 (3)根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是___________m； (4)如图甲所示该混合动力汽车的内燃机是一台单缸四冲程汽油机，如图乙是汽车行驶过程中所受阻力与速度的关系，则汽车以50km/h的速度行驶时，1h内牵引力做的功是___________J，图丙是汽油机的___________冲程，若这台汽油机每秒内完成25个该冲程，则其飞轮转速为___________r/min。 (5)小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100km/h，发动机转速为2000r/min，平均油耗为9L/100km，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率为___________%。（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3） 45．（26-27九年级上·江苏南通·期中）阅读短文，回答问题。 我国航天技术已达到世界领先水平。在跨学科实践课上，某小组开展了“制作火箭模型”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容： (1)①了解火箭的相关知识：喷气发动机是指靠喷管高速喷出的气流直接产生反作用推力的发动机，广泛用作飞行器的动力装置，按燃料燃烧时所需要的氧化剂的来源，可分为两大类：一类是火箭发动机，另一类是空气喷气发动机。如图甲为涡轮喷气发动机（属于空气喷气发动机的一种），压缩后的混合气体在燃烧室燃烧，燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出，其巨大的反冲推力直接成为飞机的推进力。如图乙为火箭发动机的工作原理图，火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似，主要的差别是：火箭自带燃料和氧化剂如图乙，涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂，同涡轮喷气发动机相比较，火箭发动机的最大特点是：它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来助燃，不需要从周围大气层中汲取氧气，所以它不但能在大气层内也可以在大气层之外的宇宙真空中工作。火箭发动机可用于航天器推进，也可用于导弹等在大气层内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的都是火箭发动机。如图丙，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，3名航天员顺利进入太空。 ②制作并发射：火箭模型小组的同学制作了水火箭并进行发射，如图丁的图一，图二是其结构示意图，对水火箭打气，打开阀门，水向下喷出，水火箭一飞冲天。使用打气筒打气时能量转化过程与汽油机的___________冲程相同。水火箭起飞用到的物理原理是：______________________。当水火箭上升至最高点时，此时水火箭受到___________（选填“平衡力”或“非平衡力”）。 (2)项目评估：各个小组制作好了“水火箭”后开展飞行比赛，发现“水火箭”在竖直方向上升的高度不容易测量。同学们讨论后认为可以通过测量_________________________________来评选出“最佳飞行奖”。（写出一种方法即可） (3)项目拓展思考： ①如图丙所示是火箭发射时的情景，下列说法正确的是___________； A．火箭点火升空离开发射台期间，重力势能不变 B．涡轮喷气发动机可用于各种宇宙飞行器中 C．火箭升空过程中，燃料燃烧释放的内能全部转化为火箭的机械能 D．火箭升空过程中外壳温度会上升，这是通过做功的方式增加了外壳的内能 ②一架飞机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如表，表中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功（推力所做的功）与其获得的机械能之比。已知飞机所受空气阻力与运行速度平方的关系如图戊所示，当飞机以200 m/s的速度水平匀速巡航0.5 h的过程中，推力为___________N，此时需要___________t的航空燃油。 热效率 40% 推进效率 60% 航空燃油热值q 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $