物理九年级上册 第十二章 机械能和内能(培优篇)(Word版 含解析)

物理九年级上册第十二章机械能和内能（培优篇）（Word版含解析）

一、初三物理第十二章机械能和内能易错压轴题提优（难）

1．小明用三根材料和厚度相同但长宽不同的橡皮条、一个弹珠，探究“影响橡皮条弹性势能的因素”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性限度范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：

次数橡皮条橡皮条宽

（cm）

橡皮条长

（cm）

弹射的水平距离/m

1a0.52010.1

2b0.5308.2

3c 1.02014.0

请回答以下问题：

（1）实验中是通过比较________________来间接反映橡皮条的弹性势能大小，下列实验中采取的方法与这一方法不同的是________（填字母）。

A．在研究影响电热大小的因素时，我们可以将电热的多少转换成液柱上升的高度

B．判断电路中是否有电流时，我们可通过电路中的灯泡是否发光去确定

C．研究电流时，将它比作水流

（2）比较第1、2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的

________有关；比较第1、3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的________有关；你猜想影响橡皮条弹性势能的因素可能还有______________。

（3）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是

________。

A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的

（4）请你对小明的实验做出评价_________（写出一条即可）。

【答案】弹珠被弹射的水平距离C长度宽度橡皮条的厚度D多做几次实验，使实验结果具有普遍性

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]实验通过弹珠被弹射的水平距离反映橡皮条的弹性势能大小，弹珠弹射的越远，说明皮条的弹性势能转化为弹珠的动能越多，说明皮条具有的弹性势能越多。

[2]AB．电热的多少转化为液柱上升的高度，是否有电流转化为灯泡是否发光，应用的转化法与实验中的方法相同，故AB不符合题意；

C ．研究电流时，将它比作水流，是类比法，与实验中的方法不同，故C 符合题意。 故选C 。

(2)[3]比较第1、2次实验，橡皮条宽相同，橡皮条长不同，弹射的水平距离不同，说明拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。

[4]比较第1、3次实验，橡皮条长相同，橡皮条宽不同，弹射的水平距离也不同，说明拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关。

[5]影响橡皮条弹性势能的因素除橡皮条的长度和厚度外，可能还与橡皮的厚度有关。

(3)[6]由实验数据可知，橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度和宽度有关，在伸长量相同时，长度越短弹性势能越大，宽度越宽弹性势能越大，所以弹性势能最大的橡皮条应当选短而宽的橡皮条，故选D 。

(4)[7]实验设计应用了控制变量法和转化法，但实验次数太少，使实验结论得出具有偶然性，应当多做几次实验，使实验结果具有普遍性。

2．小明利用图甲装置研究某燃料热值。他取少量燃料置于燃烧皿中，测出总质量为 30g ，点燃后对100g 的热水加热4min 立即熄灭燃料，再测得燃料和燃烧皿总质量如图乙所示，并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像如图丙中a 线所示。

(1)实验的第2-4min 的过程中，水______（选填“吸”或“不吸”热）；

(2)已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放热量仅60%能被水吸收，4min 内水吸收的热量为______J ，则该燃料的热值为 ______J/kg ；（整个过程中忽略水的质量变化）

(3)若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水，绘出了如图所示丙中b 线，则这杯水的质量______（选填“大于”、“等于”、或“小于”）上一杯水质量。

【答案】吸 5.04?104J 2.1?106J/kg 相等

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由图象知，水沸腾时温度保持99℃，说明水的沸点为99℃，水沸腾的特点是：不断吸热，但温度不变；此时水面上方的气压小于一标准大气压；在第2～4min 的过程中，水的温度不变，但内能增大。

(2)[2]水4min 吸收的热量为2min 吸收热量的2倍，水4min 吸收热量

())()0433=2=2-2 4.210J kg 10010J k 9 5.90g 93410Q Q cm t t -'=???????-=吸吸

℃℃℃ [3]由图乙可知燃料质量

30g 25.8g 4.2g m =-=

由=Q Q η吸放

可得燃料放出热量 Q Q η=吸放

而Q mq =放，故有

=Q mq η

吸

该燃料的热值 64-3===2.110J kg 4.21.0kg 60%

50410J Q q m η????吸 (3)[4]由图丙可知，相同时间，两杯水吸收的热量相同，温度变化相同，根据Q=cm △t 可知质量的大小相等。

3．《民法典》要求物业服务企业等建筑物管理人员应采取必要的安全保障措施，防止高空抛物现象发生。小明对物体从高空落到地面的破坏力进行模拟探究：

实验器材：几张大小相同的普通白纸、表面涂有黑色粉末的篮球、刻度尺

实验过程：将同一个篮球从不同高度由静止释放，落到铺在地面的白纸上，实验记录如下表

(1)实验中，蓝球从高空坠落的破坏力可以通过__________反映出来，这种研究物理的方法是_________ 法；

(2)根据实验现象，可以得出的结论是_____________；

(3)在建筑高层楼房时，为了避免高空施工建筑物坠落砸伤地面上的人，请你为工程队提一条预防措施________________________（合理即可）

【答案】篮球在白纸上留下的圆斑大小 转换 质量相等的物体，所处的高度越高，落到地面破坏力越大 在主通道顶部装设安全防护棚（安装防护棚网或封闭作业）

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]实验中，为了能够比较物体从高空坠落的破坏力大小，我们可以通过篮球在在白纸上留下的圆斑大小来反映，这种方法称之为转换法。

(2)[3]根据表中数据可知，同一个物体，由静止释放的高度越大，在白纸上留下的圆斑越

大，即质量相等的物体，所处的高度越高，落到地面破坏力越大。

(3)[4]为了避免高空施工建筑物坠落砸伤地面上的人，在建筑高层楼房时，在主通道顶部装设安全防护棚、安装防护棚网或封闭作业。

4．在研究“动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小阳用同一实验装置，让从斜面上滚下的小钢球钻入水平面上的硬纸盒，如图甲、乙所示。请完成以下实验。

(1)通过比较甲、乙两次实验中硬纸盒被推的远近，可得出：质量相同时，物体的________越大，动能越大。对比甲、乙两次实验还可以得出：质量相同时，物体位置越高，重力势能________。在甲、乙两次实验中，硬纸盒所受滑动摩擦力________（选填“相同＂或“不同”）。

(2)如果做图乙实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸盒损坏，改进图乙实验再与图甲实验对比。在不改变木板长度的情况下，应采用以下________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．换用一个较重的硬纸盒

(3)若要採究影响动能大小的另一因素，具体的操作方法是；选择两个不同的钢球，从同一斜面的________（选填“相同”或“不同”）高度由静止滑下。

(4)小阳在原硬盒的上表面粘上砝码，设计了如图丙所示实验，採究影响滑动摩擦力大小的因素，通过比较甲、丙两次实验可得出：滑动摩擦力大小与______有关。

【答案】速度越大相同 C 相同压力大小

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]通过比较甲、乙两次实验知道，两球质量相同，释放的高度不同，即达到水平面时的速度不同，根据硬纸盒被推的远近，可以得出结论是：质量相同时物体的速度越大，动能越大。

[2]重力势能的大小与质量和高度有关；对比甲、乙两次实验还可以得出：质量相同时，物体位置越高，重力势能越大。

[3]在甲、乙两次实验中，硬纸盒对水平面的压力和接触面的粗糙程度相同，所以受滑动摩擦力相同。

(2)[4]做图乙实验时，为了防止造成硬纸盒掉落造成损坏，可适当降低钢球的高度，这样小球的动能减小，撞击纸盒后前进的距离变小，就不会掉落了，同时还控制了质量和接触面

相同，故C正确，应选C。

(3)[5]物体的动能与物体的质量和速度有关，若要探究影响动能大小与质量的关系，需要控制小球的速度相同，具体操作方法是：选择两个质量不同的钢球，从同一斜面相同高度由静止滑下。

(4)[6]摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，小阳在原硬纸盒的上表面粘上砝码，改变了压力的大小，可以探究影响滑动摩擦力大小的因素，所以通过比较甲、丙两次实验可得出的结论是：滑动摩擦力与压力大小有关。

5．水是生命之源，保护水资源和节约用水是每个公民应尽的义务。小明同学在学习了密度知识后，想进一步了解家里的水质，为此他向老师借来实验器材来测家里自来水的密度：(1)将天平放在水平桌面上，游码移到标尺左侧的零刻度线，然后调节_____使指针指在分度盘中央；

(2)实验正确操作，测出自来水和杯子总质量为118.8g，将部分水倒入量筒，如图甲所示，测出量筒中水的体积为_____cm3。测出剩余自来水和杯子的质量，如图乙所示，为

_____g；

(3)根据上述实验数据，计算出自来水的密度为_____kg/m3；

(4)在向量筒倒入自来水时，如果不慎有水溅出，则测出的自来水密度会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；

(5)小明还了解到水的比热容较大，人们用它的这一特征为生产、生活服务。下列与这个特征无关的是______

A．让热水流过散热器来取暖

B．在落差大的河流上建水电站，用水发电

C．内陆地区早晚温差比沿海地区大

D．汽车发动机用水循环冷却

【答案】平衡螺母 60 58.2 1.01×103偏大 B

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]使用天平时，游码移到标尺左侧的零刻度线后，通过调节平衡螺母使指针指在分度盘

中央。

(2)[2]由图甲知，量筒中水的体积为60cm 3。

[3]如图乙知，剩余自来水和杯子的质量为58.2g 。

(3)[4]量筒中的水的质量

m =118.8g-58.2g=60.6g

则自来水的密度

333360.6g 1.01g/cm 1.0110kg/m 60cm

m V ρ====? (4)[5]在向量筒倒入自来水时，如不慎有水溅出，则测出的自来水体积偏小，但测量的质量不变，那么测得的密度偏大。

(5)[6]因为水的比热容较大，所以可以用水来取暖、冷却，而且水也可调节气温，即沿海地区早晚温差较小，而在落差大的河流上建水电站，是利用水能发电，故B 不是利用水的比热容较大来工作的。

6．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_______来判断钢球动能的大小，这里运用的研究方法是_______（选填“转换法”、“控制变量法”）；

(2)用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的_______相同；通过比较_______两次实验可知，在速度相同时，质量越大，动能越大；

(3)通过比较_______两次实验可知，在质量相同时，速度越大，动能越大；

(4)小球从斜面顶端由静止下落的过程中机械能转化是_______能转化为_______能，若水平面表面绝对光滑，本实验将_______（选填“能”或“不能”）达到实验探究目的。

【答案】移动的距离 转换法 速度 甲、丙 甲、乙 重力势 动 不能

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]钢球动能的大小不能直接测量，而钢球在推动木块时，对木块做功，其动能不同对木块做功也不同，那么木块移动的距离也不同。这种研究方法是转换法。

(2)[3]让质量不同的钢球在斜面上相同高度自由滚下的目的是让钢球到达水平面时有相同的

初速度，于是撞击木块时的速度也相同。

[4]要探究动能与质量的关系，应让钢球的速度相同，质量不同，所以应选甲、丙两图。

(3)[5]要探究动能与速度的关系应比较甲、乙两图。因为在甲、乙两图中，钢球的质量相同，但从斜面静止滚下的高度不同，于是到达水平面的速度也不同。

(4)[6][7]钢球从斜面滚下的过程中，动能增大，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能。

[8]若水平面表面绝对光滑，则本实验不能达到探究目的，因为钢球撞击木块后，两者一起做匀速直线运动，无法停下。

7．利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A 、B 分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C 发生碰撞，木块就会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L 都相同，12θθ<，球A 、B 的质量分别为A m 、B m （A B m m <）。

(1)如图甲、乙所示，同时释放A 、B ，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置．说明两小球在摆动过程中的速度大小与小球的______无关。

(2)分析比较_______两次实验，可探究出的结论是：速度相同的物体，质量越大，动能越大

(3)图乙中小球B 到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B 到达竖直位置时的速度，如图乙、丙所示，图丙中木块C 滑行得更远些，由此可得出结论：

_________________________________________。

(4)质量和速度谁对动能的影响较大呢？小明所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示。

表一（钢球撞击速度v =8cm/s 序号 钢球质量 木块滑行距离

1

100 10 2

200 20 3 300 30

表二（钢球质量m =100g ）

序号 钢球撞击速度 木块滑行距离

1

8 10 2

16 40 3 24 90

分析表一、二两组数据可以得出：__________________对物体的动能影响较大。

【答案】质量 甲、乙 质量相同的物体，速度越大，动能越大 速度

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]甲、乙两图中，A 、B 小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球相对静止，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关。

(2)[2]如图甲、乙所示，A B m m <，摆角相同，两球的速度相同，B 球能将木块C 撞得更远，说明B 球的动能更大，因此可得速度相同时，物体的质量越大，动能越大。

(3)[3]乙、丙两图，小球的质量相同，12θθ<，所以乙图中小球B 到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B 到达竖直位置时的速度，图丙中木块C 滑行得更远些，因此可得：质量相同的物体，速度越大，动能越大。

(4)[4]对比分析表一、表二中三次实验数据发现，物体获得的动能跟物体的质量和速度有关，但是速度对物体的动能影响较大。

8．小明为研究动能大小与哪些因素有关，设计了如图实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和水平面平滑相接，请结合实验回答下列问题：

(1)实验中通过______反映小球动能的大小；实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度______（选填“越大”或“越小”）时，观察到弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关。

(2)为了研究动能大小是否和物体质量有关，应该让不同质量的小球从斜面上相同的高度滚下，这样做的目的是______。

(3)实验中小明发现小球压缩弹簧后被弹簧弹回到斜面上，为了研究小球被弹回到斜面上的高度与哪些因素有关，小明分别将玻璃板、木板和毛巾铺在接触面（含斜面和平面）上，进行实验，而保证小球质量和高度______（选填“相同”或“不同”），发现当小球在玻璃表面滚动时被弹回的高度最大，在毛巾表面滚动时被弹回的高度最小，因此小明认为小球被弹回的高度与接触面粗糙程度有关。

(4)小明在(3)实验所得结论基础上进行推理，接触面越光滑小球被弹回的越高，如果接触面

光滑到没有摩擦，那么小球将______

A．沿着斜面匀速直线运动 B．不能上升到初始高度，最终静止在平面上

C．上升到初始高度后静止 D．能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动

(5)小明在(4)中用到一种科学方法，下面哪个定律或原理的得出用到了同一种方法______ A．阿基米德原理 B．杠杆原理 C．牛顿第一定律。

【答案】弹簧被压缩的程度越大使小球到达水平面时速度相同相同 D C

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]小球压缩弹簧，对弹簧做功，做功的多少反映了小球动能的多少，弹簧被压缩的程度越大，说明小球的动能越大。所以，可以通过弹簧被压缩的程度来反映小球动能的多少。

[2]实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度越小时，小球达到水平面上的速度越小，弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关。

(2)[3]要研究动能大小与质量的关系，由控制变量法的应用可知：就要控制速度不变，让质量变化；速度是通过起始点的高度来控制的，所以要控制两球从同一高度滚下。

(3)[4]斜面实验中，小球从同一斜面的同一高度滚下，可以让小球到达水平面上时保持相同的初速度。

(4)[5]接触面越光滑小球被弹回的越高，由此推理，如果接触面光滑到没有摩擦，只有动能和势能相互转化，机械能保持不变，那么小球将能上升到初始高度，并在斜面和弹簧之间往复运动。

(5)[6]牛顿第一定律：水平面越光滑，对小车的阻力越小，小车运动得越远，小车的速度减小得越慢；由此推理，当水平面绝对光滑时，运动的小车受到的阻力为0，即小车在水平方向上不受力的作用时，小车将匀速直线运动下去；牛顿第一定律也是在实验和科学推理相结合的基础上得出的。

9．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，其中m A=m B

h A=h C>h B：

(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)使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与_____的关系；

(3)在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球_____（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的_____相等；

(4)如上表，完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离______（选填“相等”或“不相等”），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功_____（选填“相等”或“不相等”）。

【答案】B 速度静止速度不相等相等

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；故选B。

(2)[2]使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系。

(3)[3][4]让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。

(4)[5]根据表中信息可知到小车在三个不同表明受到的摩擦力大小不相同，在三个不同的表面上能滑行的距离不相等。

[6]让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等。

10．小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精灯加热，测得它们升高的温度如表，并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线．

（1）用温度计测量水的初温如图甲所示，其读数为__________℃。

（2）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子__________相同．

（3）请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线。

（4）沙子在1.0～1.5min内升高的温度有明显异常，其主要原因是__________。

（5）小明再用50g水和100g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度△t为横坐标，分别画出50g水和100g水的Q-△t图象．它们都是过原点的直线，即Q=k△t．进一步分析，发现这两条直线的k值与对应水的__________之比相等。

【答案】（1）18 （2）吸收的热量（3）答案如图所示（4）没有及时用玻璃棒搅拌，使沙子受热均匀（5）质量

【解析】

试题分析：物体吸热升温快慢与物质的种类、物体的质量、吸热的多少等因素有关。在实验中要比较水和沙子吸热升温快慢就需要选择相同质量的水和沙子；采用相同的加热器，可以使水和沙子在相等时间内吸收热量相等。在实验器材中还需要搅拌棒，沙子是固体，加热时上下沙子受热不均匀，需要不断搅拌；水是液体，加热时通过对流使其受热均匀的。吸收热量的多少可以利用Q=cm△t计算，水的比热是相同的，Q与△t是正比关系，所以画出来的是过原点的直线，利用Q=k△t表示它们的关系时，k=cm，c是比热容，是一个定值，实验中改变水的质量m，就是改变了k的值。

加热时间/min0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

升高的

温度/℃

水 2.0 4.0 6.08.010.0

沙子 4.37.915.218.421.5

考点：比较质量相等的不同物质吸热升温快慢

11．探究物体的动能：

（1）如图甲所示，小明先探究动能大小与速度关系，他控制小车的____保持不变，让小车从斜面的____（同一/不同）高度下滑，目的是____．通过比较____，可以比较小车具有的动能．

（2）小明在操作中发现，不用斜面而直接通过人手推小车，也可以使小车在水平木板上运动．若采用此方法来推同一辆小车，____（能/不能）探究动能大小与质量的关系，理由是：____．

（3）小华去掉木块，做了如图乙所示的实验，两次实验中小车克服所有阻力所做的功____（第①次大/第②次大/一样大）．

【答案】质量不同改变小车碰撞木块时的速度小车推动木块的距离不能用手推小车的速度难以控制相等第2次大

【解析】

【分析】

【详解】

（1）让同一小车从斜面不同高度滑下，是为了控制质量不变，研究动能大小与速度的关系；因此实验中他控制小车的质量保持不变，让小车从斜面的不同高度下滑，目的是改变小车刚到水平面时的速度．通过比较小车推动木块距离的远近，来比较小车具有的动能；（2）不用斜面而直接通过人手推小车，也可以使小车在水平木板上运动．但不能保证用手推小车的速度与小车从斜面落下的速度相同，不能控制好变量．所以采用此方法不能探究动能大小与质量的关系；

（3）第二次小车上放了砝码，相同高度质量更大，重力势能更大，小车克服所有阻力所做的功更多．

12．小南拿如图甲所示的装有弹簧的笔玩弹笔游戏，结果发现不同的笔弹得高低不一样，他认为：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？

猜想①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；

猜想②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。

（1）在上面的实验中，他们运用到了控制变量法和________两种物理思想方法。

（2）为了验证猜想①，在操作时除了控制小球、木块、水平面等相同外，还需要控制

________相同。

（3）实验中可以用“木块被小球推动的距离”表示“弹性势能的大小”，请你从功和能的角度分析解释 _____________。

（4）在完成实验后，小南又用不同质量的小球（m1>m2）在同一水平面上分别压缩同一根弹簧至相同位置后释放撞击同一木块，得到木块移动的距离分别为S1和S2，忽略小球自身摩擦对实验的影响。请你比较S1和S2的大小关系。________

【答案】转换法弹簧的压缩量弹簧弹出小球的过程是把弹簧的弹性势能转化为小球的动能，具有动能的小球推动木块移动对木块做功，小球动能减小S1=S2

【解析】

【详解】

[1]实验中，把弹簧的弹性势能转换为小球的动能，小球动能转换为木块移动的距离来表现出来，所以他们运用了控制变量法和转换法两种物理思想方法。

[2]弹簧的压缩量也应控制相同。

[3] 弹簧弹出小球的过程是把弹簧的弹性势能转化为小球的动能，具有动能的小球推动木块移动对木块做功，小球动能减小。

[4]两球把同一根弹簧压缩到相同位置时，弹簧具有相同的弹性势能，弹簧弹出小球时，两小球具有相同的动能，小球对木块做功使木块克服阻力移动一定距离，即小球动能转化为木块的内能也相等。由于木块相同，阻力相同，所以以木块移动的距离也相同。故S1=S2。

13．物理兴趣小组成员想知道：质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是否相同呢？他们在相同的烧杯甲、乙中分别装上了100g的冰、萘，用同样的酒精灯(恒热源)加热，并用停表测出它们熔化过程所用的时间，记录的数据如下表所示。

物质熔化时间/min

冰10

萘4

（1）分析实验数据，可以得出结论：质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是_____的。

（2）通过查找资料，他们知道为了表示晶体的这种性质，物理学中引入了熔化热这个物理量。依照热值的定义可知：某种晶体熔化成同温度的液体时吸收的热量与其_____之比，叫做这种晶体的熔化热。用字母λ表示。公式：λ=_____。

（3）请你根据图中反映的甲烧杯中的物质温度随时间变化的图象回答：第10min 时，甲烧杯中的物质所处状态是_____；甲烧杯中这种物质从C 点加热到D 点吸热为_____J ；已知该物质从B 点到C 点吸热335J ，这种晶体的熔化热是_____J/kg 。

【答案】不同 质量

Q m 固液共存态 4200 33.3510? 【解析】

【详解】

(1)[1]根据题干中的提供的数据可知：冰和萘的质量相等，熔化时间不同（熔化时间不同也就说明了吸收热量是不同的），从而得出结论：质量相同的不同晶体熔化时吸收的热量是不同的；

(2)[2]仿照比热容的定义，可知：单位质量的某种晶体熔化成同温度的液体时吸收的热量，叫做这种晶体的熔化热；

[3]用字母λ表示熔化热，则公式为:Q m

λ= (3)[4]由图象可知第10min 时物体处于熔化过程，晶体未全部熔化，所以状态为固液共存状态；

[5]C 点后冰完全熔化成水，100g 的水从C 点加热到D 点（沸腾）需要吸收热量为：

()34.210J/kg C 0.1kg 10C 4200J Q cm t ==??????=吸

[6]这种晶体的熔化热为：

3335J 3.3510J /kg 0.1kg

Q m λ=

==? 14．小明使用了如图甲所示的装置探究“比较不同物质吸热的情况”。

（1）在设计实验方案时，你认为下列做法中不必要的是______

A ．用相同的电加热器加热

B ．控制两种液体的质量相同

C ．控制温度计的深度相同

D ．用相同的容器盛装两种液体

（2）小明选择合适器材，正确操作， A 液体加热5min ，B 液体加热10min ，温度都升高了10℃时，则______液体吸收热量多，______液体的吸热能力强。

（3）停止加热后，绘制出两种液体温度随时间变化的图象如图乙所示，则A 液体的温度

变化图象是______（选填“①”或“②”）。

【答案】C B B②

【解析】

【详解】

(1)[1]本实验采用控制变量法进行实验，由于实验的目的是比较不同物质吸热的情况，所以要求除了液体种类不同其他条件都相同，即用相同的电加热器、质量相同的不同液体、用相同的容器盛和相同的温度计，但由于液体的内部温度与液体的深度没有关系，所以不要求温度计插入液体的深度相同，故选C；

(2)[2][3] 用相同的电加热器加热，A液体加热5min，B液体加热10min，可见B液体吸收热量多，它们升高相同的温度，因此B液体的吸热能力强；

(3)[4]根据相同质量的不同物质放出相同的热量，比热容大的温度变化比较小和B的比热容大于A的，可以知道停止加热后，A的温度下降比较快，所以图像②是A液体的温度变化图象。

15．学过比热容知识后，小红为了比较铝和铜这两种物质的比热容，设计了如下实验。她将质量相等的铝块和铜块放入沸水中煮相当长一段时间，取出后迅速放在足够多的等质量的0℃的两块冰上，热传递中止后，称取剩余冰的质量，来判断铝和铜的比热容。

（1）在该实验设计中，放入沸水中煮相当长一段时间的目的是

________________________，此操作是否需要在标准大气压下进行____________（选填“需要”或“不需要”）。

（2）在该实验设计中，选用足量等质量的冰的目的是________________________，热熔化生成的水均流走，则冰块的温度____________，内能____________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

（3）铝和铜在热传递过程中，放热的多少是通过____________反映出来，这种探究问题的方法是____________。

（4）若最终与铝块发生热传递的冰剩余较少，则可以判定c铝____________ c铜（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

【答案】让铝和铜这两种物质最终温度一样，和沸水温度一样不需要防止冰全部熔化成水和可以通过剩余冰的质量来对比铝和铜的比热容大小不变减小剩余冰的质量

转换法大于

【解析】

【详解】

(1)[1][2]在该实验设计中，放入沸水中煮相当长一段时间的目的是让铝和铜这两种物质最终温度一样，和沸水温度一样；此操作不需要在标准大气压下进行，只要让水沸腾，温度达到沸点即可；

(2)[3]选用足量的冰是为了防止冰全部熔化成水，选用等质量的冰目的是可以通过剩余冰的质量来对比铝和铜的比热容大小；

[4]热熔化生成的水均流走，这已经是冰水混合物状态，冰块的温度为0℃，冰块是晶体，继续熔化，温度不变；

[5]温度不变，热熔化生成的水均流走，冰的质量减小，那么内能减小；

(3)[6][7]铝和铜在热传递过程中，放热的多少是通过剩余冰的质量来反映的；这种探究问题的方法是转换法，把一个要研究的对象转换到另一个对象上；

(4)[8]若最终与铝块发生热传递的冰剩余较少，也就是与铝块接触的冰更多地转换为水，吸

，铝块和收了更多的热量，那么铝块放出的热量比铜块放出的热量更多，根据Q cmΔt

铜块质量相等，都是从同一温度下降到0℃，即温度变化量相同，铝块放出的热量Q较大，那么铝块的比热容较大。