第14講 機(jī)械能與內(nèi)能實(shí)驗(yàn)專題（解析版）

第14講機(jī)械能與內(nèi)能實(shí)驗(yàn)專題探究影響物體動(dòng)能大小的因素探究不同物體的吸熱能力探究不同燃料熱值1、機(jī)械能和內(nèi)能：概念影響大小的因素單位動(dòng)能由于運(yùn)動(dòng)而具有的能質(zhì)量、速度J勢(shì)能彈性勢(shì)能發(fā)生彈性形變的物體具有的能彈性形變量J重力勢(shì)能物體由于被舉高而具有的能質(zhì)量、高度J機(jī)械能動(dòng)能和勢(shì)能動(dòng)能、勢(shì)能J內(nèi)能物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫作分子的內(nèi)能溫度、質(zhì)量、體積、狀態(tài)J機(jī)械能和內(nèi)能的區(qū)別機(jī)械能是宏觀的能量，和物體整體的運(yùn)動(dòng)速度與是否受力有關(guān)；內(nèi)能是物體內(nèi)部分子的能量，是微觀的能量，和物體的整體無(wú)關(guān)；機(jī)械能和內(nèi)能是不同形式的能，它們之間可以互相轉(zhuǎn)化。2、比熱容、熱值、熱量概念單位符號(hào)計(jì)算特點(diǎn)比熱容溫度升高時(shí)，吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高溫度的乘積之比J/（kg·℃）比熱容是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)，同種物質(zhì)在同一狀態(tài)下的比熱容與其質(zhì)量、吸收（或放出）熱量的多少及溫度的改變無(wú)關(guān)。熱值燃料完全燃燒放出的熱量與燃料質(zhì)量之比叫作燃料的熱值J/kg或J/m3熱值是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)，它的大小與物質(zhì)的質(zhì)量和是否完全燃燒沒(méi)有關(guān)系熱量物體在熱傳遞過(guò)程中轉(zhuǎn)移的能量J熱量是一個(gè)過(guò)程量，在熱傳遞過(guò)程中吸收或放出多少熱量，不能說(shuō)物體具有熱量。知識(shí)點(diǎn)一：探究影響動(dòng)能的因素【探究重點(diǎn)】【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄坑绊憚?dòng)能大小的因素。【實(shí)驗(yàn)器材】木板，長(zhǎng)方形木塊，質(zhì)量不同的小球?！緦?shí)驗(yàn)原理】運(yùn)動(dòng)的小球碰到水平桌面上的木塊，木塊被推的越遠(yuǎn)，說(shuō)明小球?qū)δ緣K做的功越多，小球動(dòng)能越大?！緦?shí)驗(yàn)步驟】實(shí)驗(yàn)裝置如圖。讓小球A從斜面頂端自由滾下，小球碰到木塊B后，將B推動(dòng)一段路程，記錄路程大小s1，并計(jì)入表格。讓小球A從斜面中間位置自由滾下，小球碰到木塊B后，將B推動(dòng)一段路程，記錄路程大小s2，并計(jì)入表格。換另一個(gè)質(zhì)量不同的小球，重復(fù)上述兩步實(shí)驗(yàn)，并記錄路程s3、s4；數(shù)據(jù)并計(jì)入表格。實(shí)驗(yàn)表格整理器材?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】物體動(dòng)能與質(zhì)量有關(guān)，與速度有關(guān)。質(zhì)量越大、速度越大的物體，動(dòng)能越大?！纠}精講】（2022·江蘇·揚(yáng)州中學(xué)教育集團(tuán)樹(shù)人學(xué)校一模）在“探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小明讓鋼球從斜面某一高度處由靜止?jié)L下，撞擊水平面上的同一木塊，如圖所示是三次實(shí)驗(yàn)的情景，其中hA>hB=hC，mA=mB<mC。（1）實(shí)驗(yàn)中研究的是______（選填“鋼球”或“木塊”）的動(dòng)能大小，其動(dòng)能大小是通過(guò)______反映的；（2）比較甲、乙兩圖，假設(shè)圖甲中木塊克服摩擦力所做的功為W1，圖乙中木塊克服摩擦力所做的功為W2，則W1______W2。（選填“>”“<”或“=”）；（3）如果水平面光滑，則______（選填“能”或“不能”）完成本實(shí)驗(yàn)；（4）結(jié)合該實(shí)驗(yàn)，小明聯(lián)想到許多交通事故中，造成安全隱患的因素與汽車“超載”和“超速”有關(guān)，為探究“超載”的安全隱患，應(yīng)選擇______兩圖的實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行比較。53【答案】

鋼球

木塊移動(dòng)的距離

>

不能

乙丙【解析】（1）[1][2]該實(shí)驗(yàn)研究的主體是鋼球，實(shí)驗(yàn)中探究的是鋼球的動(dòng)能大小，其動(dòng)能的大小是通過(guò)觀察木塊被撞開(kāi)的距離來(lái)判斷的，采用了轉(zhuǎn)換法。（2）[3]甲乙圖中，木塊對(duì)水平面的壓力和接觸面的粗糙程度相同，所受摩擦力相等；甲中木塊移動(dòng)的距離大于乙中木塊移動(dòng)的距離，根據(jù)W=fs可知，甲中木塊克服摩擦力所做的功要大，即W1>W2。（3）[4]如果水平面是光滑的，沒(méi)有阻力作用，木塊被撞擊后將做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不能通過(guò)被撞擊的距離來(lái)比較動(dòng)能大小，所以不能完成本實(shí)驗(yàn)。（4）[5]超載是指汽車的速度一定時(shí)，質(zhì)量越大動(dòng)能越大；應(yīng)選擇到達(dá)水平面的速度相等，質(zhì)量不同的乙丙圖進(jìn)行對(duì)比。【鞏固訓(xùn)練】（2021溫州模擬）小明騎自行車上學(xué)途中，要經(jīng)過(guò)一段陡坡路。為了探究自行車沖上陡坡后能達(dá)到的最大高度與哪些因素有關(guān)，他利用小球代替自行車并提出了以下幾個(gè)猜想：猜想一：小球沖上斜面后達(dá)到的最大高度h可能與小球在斜面底端的速度v有關(guān)：猜想二：小球沖上斜面后達(dá)到的最大高度h可能與小球的質(zhì)量m有關(guān)：猜想三：小球沖上斜面后達(dá)到的最大高度h可能與斜面的粗糙程度有關(guān)。小明準(zhǔn)備了木質(zhì)斜面、50g、100g、150g小球各一個(gè)、擋板、彈簧、棉布、毛巾、刻度尺等實(shí)驗(yàn)器材，并按如圖所示的方法組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，水平面和斜面連接良好：（1）器材準(zhǔn)備完畢后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)如上表；（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，同一小球到達(dá)斜面底端時(shí)的不同速度是通過(guò)改變來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（3）通過(guò)比較三組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：小球沖上斜面后達(dá)到的最大高度h與斜面的粗糙程度有關(guān)。（4）通過(guò)比較①、④、⑤三組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，便可以得出猜想二是正確的結(jié)論，該做法（選填“合理”或“不合理“），理由是：.【答案】（2）彈簧被壓縮的長(zhǎng)度；（3）②⑥⑦；（4）不合理；沒(méi)有控制小球沖上斜坡前的速度相同?！敬鸢浮拷猓海?）本實(shí)驗(yàn)中，彈簧被壓縮的長(zhǎng)度不同，彈簧具有彈性勢(shì)能不同，轉(zhuǎn)化成小球的動(dòng)能不同，小于到達(dá)斜面底端時(shí)的速度不同，故本實(shí)驗(yàn)中，同一小球到達(dá)斜面底端時(shí)的不同速度是通過(guò)改變彈簧被壓縮的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的；（3）研究小球沖上斜面后達(dá)到的最大高度h與斜面的粗糙程度的關(guān)系，要控制能小球的質(zhì)量和彈簧被壓縮的長(zhǎng)度相同，只改變斜面的粗糙程度，故通過(guò)比較②⑥⑦三組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，可以得出結(jié)論：小球沖上斜面后達(dá)到的最大高度h與斜面的粗糙程度有關(guān)；（4）①、④、⑤實(shí)驗(yàn)中，將彈簧壓強(qiáng)相同的長(zhǎng)度，彈簧的彈性勢(shì)能相同，轉(zhuǎn)化成小球的動(dòng)能相同，但因小球的質(zhì)量不同，在水平面上運(yùn)動(dòng)到上坡前這段距離，根據(jù)影響摩擦力的因素，受到摩擦力大小不同，故克服阻力做的功不同，因此沖上斜坡前的速度不相同，故通過(guò)比較①、④、⑤三組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，便可以得出猜想二是正確的結(jié)論，該做法不合理，理由是：沒(méi)有控制小球沖上斜坡前的速度相同。知識(shí)點(diǎn)二：探究物質(zhì)比熱容實(shí)驗(yàn)【探究重點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)方法有控制變量法、轉(zhuǎn)換法(通過(guò)溫度變化快慢來(lái)反映吸熱能力的強(qiáng)弱)。實(shí)驗(yàn)液體的選擇：質(zhì)量相同的不同液體。選擇相同的熱源目的是：以保證相同加熱時(shí)間釋放的熱量相同。使用電加熱器代替酒精燈的好處：易于控制產(chǎn)生熱量的多少。實(shí)驗(yàn)中不斷攪拌的目的：使液體受熱均勻。描述物體吸熱能力的物理量是比熱容。結(jié)論:相同質(zhì)量的不同物體，吸收相同的熱量后升高的溫度不同，比熱容大的升高的溫度低。做哪些實(shí)驗(yàn)還能用的此實(shí)驗(yàn)器材?答：水的沸騰實(shí)驗(yàn)；焦耳定律(探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān))?！纠}精講】（2022·江蘇揚(yáng)州·二模）用相同的裝置給質(zhì)量相等的甲、乙兩種物質(zhì)（固態(tài)）加熱，它們的溫度隨時(shí)間變化情況的一部分如圖所示。當(dāng)加熱至2min時(shí)，甲吸收的熱量____乙吸收的熱量（選填“等于”、“大于”或“小于”）；從圖中可以看出固體物質(zhì)甲的吸熱能力______固體物質(zhì)乙的吸熱能力（選填“大于”、“小于”或“等于”）；根據(jù)圖像分析固體甲________晶體（選填“是”、“不是”或“可能是”）。【答案】

等于

大于

可能是【解析】[1]用相同的裝置加熱，在相同的時(shí)間內(nèi)放出的熱量相同，故甲吸收的熱量等于乙吸收的熱量；[2]從圖中可以看出吸收相同的熱量甲的溫度低，故甲的吸熱能力大于乙的吸熱能力；[3]甲有可能還沒(méi)有達(dá)到熔點(diǎn)，所以甲可能是晶體。【鞏固訓(xùn)練】（2022·江蘇鹽城·一模）小明在探究”海波熔化時(shí)溫度的變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)計(jì)了甲、乙兩種方案（如圖所示）．實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用_____方案，其優(yōu)點(diǎn)是_____，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溫度計(jì)的變化情況是_____．【答案】

甲

使物質(zhì)均勻受熱

先升高，后不變，再升高【解析】[1][2]利用水浴法加熱，不但能使試管受熱均勻，而且物質(zhì)的溫度上升速度較慢，便于及時(shí)記錄各個(gè)時(shí)刻的溫度，故應(yīng)選擇甲裝置．[3]實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，海波吸收熱量，溫度升高，海波在熔化過(guò)程中溫度不變，熔化結(jié)束后，溫度計(jì)示數(shù)逐漸變大．所以實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溫度計(jì)的變化情況是先升高，后不變，再升高．本題考查了固體熔化特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，知道晶體與非晶體的特點(diǎn)，屬于基礎(chǔ)知識(shí)．知識(shí)點(diǎn)三：探究相等質(zhì)量不同燃料燃燒放熱實(shí)驗(yàn)【探究重點(diǎn)】熱值(q)：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫熱值；熱值單位是：J/kg。對(duì)于的概念，要注重理解三個(gè)關(guān)鍵詞：“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是指燃料的質(zhì)量，如果燃料的質(zhì)量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不等于熱值的數(shù)值；某種燃料是指熱值與燃料的種類有關(guān)；完全燃燒意思是燃料要完全燒盡，否則1kg燃料燃燒過(guò)程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性，同時(shí)反映出不同燃料燃燒過(guò)程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大??；也就是說(shuō)，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無(wú)關(guān)?！纠}精講】（2022·江蘇南通·三模）如圖所示，A、B、C三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置完全相同，燃料的質(zhì)量都為10g，燒杯內(nèi)液體的質(zhì)量都相同．（1）比較不同燃料的熱值應(yīng)選擇_____兩個(gè)裝置（選填裝置序號(hào)A、B、C），當(dāng)溫度計(jì)的示數(shù)變化相同時(shí)，燃料剩下的越多，則該燃料的熱值_____。（選填“越大”或“越小”）（2）比較不同物質(zhì)的吸熱能力應(yīng)選擇_____兩個(gè)裝置（選填裝置序號(hào)A、B、C），當(dāng)燃料燃燒相同的時(shí)間，溫度計(jì)示數(shù)變化越大的那杯液體的比熱容_____。（選填“越大”或“越小”）【答案】

B、C

越大

A、B

越小【解析】(1)[1]由圖知，要比較不同燃料的熱值，需要選擇B和C兩圖，因?yàn)橹挥腥剂喜煌2]由熱值公式q=可知，當(dāng)溫度計(jì)的示數(shù)變化相同時(shí)，放出的熱量相同，燃料消耗的越少，剩下的越多，該燃料的熱值越大。(2)[3]要比較不同物質(zhì)的吸熱能力應(yīng)選擇A和B兩圖，因?yàn)橹挥幸后w種類不同；[4]當(dāng)燃料燃燒相同的時(shí)間，放出相同的熱量，液體a和液體b吸收的熱量相同，由熱量公式Q=cmt可知，液體a和液體b在質(zhì)量相同時(shí)，溫度變化越大，吸熱能力越差，即比熱容越小?！眷柟逃?xùn)練】（2022·江蘇省錫山高級(jí)中學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)校一模）如圖所示，甲、乙、丙三圖中裝置完全相同，燃料的質(zhì)量相同，燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量和初溫也相同。（1）比較不同燃料的熱值，應(yīng)選擇________兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；要完成本實(shí)驗(yàn)，除了圖中的實(shí)驗(yàn)器材，還必需的測(cè)量工具是________；燃料完全燃燒放出熱量的多少，通過(guò)________來(lái)反映的；（2）如果質(zhì)量和初始溫度均相同的a、b兩種液體（其中一種液體是水），采用相同的燃料和相同的加熱方式供熱，吸熱后它們的溫度隨時(shí)間變化的圖象如圖丁所示，由圖計(jì)算出，另一種液體的比熱容為_(kāi)_______?！敬鸢浮?/p>

甲丙

托盤天平

溫度計(jì)上升的示數(shù)

2.1×103【解析】（1）[1]為比較不同燃料的熱值，要用不同的燃料，加熱質(zhì)量相同的同種液體，根據(jù)Q=cm△t，液體升溫越高，則燃料放出的熱量越多，這種燃料熱值越大，故應(yīng)選擇甲丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。[2]因要控制燃料質(zhì)量相同，故要完成本實(shí)驗(yàn)，除了圖中的實(shí)驗(yàn)器材，還必需的測(cè)量工具是托盤天平。[3]燃料完全燃燒放出熱量的多少，通過(guò)溫度計(jì)上升的示數(shù)來(lái)反映的。（2）[4]我們使用相同的加熱裝置通過(guò)加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)比較吸熱多少，這種方法叫轉(zhuǎn)換法。使相同質(zhì)量的不同物質(zhì)升高相同的溫度，比較吸收的熱量(即比較加熱時(shí)間)，吸收熱量多的吸熱能力強(qiáng)。由圖丁繪制出的兩種液體溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象知，升高80℃-20℃=60℃a液體用時(shí)10min，b液體用時(shí)20min，故b液體吸熱能力強(qiáng)，因水的比熱容大，故b液體為水。升高60℃，b吸熱是a的2倍，根據(jù)Q=cm△t，在質(zhì)量和升高溫度相同的情況下，吸熱多少與比熱容大小成正比，故另一種液體（a液體）的比熱容為（2021·山東煙臺(tái)·八年級(jí)期末）如圖所示是小明同學(xué)利用斜面、鋼球和木塊等器材探究“物體的動(dòng)能大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)。（1）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)比較___________來(lái)反映鋼球動(dòng)能的大?。唬?）若要探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)該選擇___________兩個(gè)圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；（3）木塊在水平面上滑動(dòng)時(shí)，受到水平面的摩擦力___________（選填“變大”、“變小”或“不變”）；（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束得出結(jié)論后，小明想到了五一假期在高速路上看到的道路限速標(biāo)志牌，請(qǐng)你從能量的角度幫他解釋一下為什么大型客車的限制速度比小型客車的更小___________？【答案】

木塊移動(dòng)的距離

乙、丙

不變

見(jiàn)解析【解析】（1）[1]在研究動(dòng)能大小與什么因素有關(guān)時(shí)，我們是通過(guò)觀察鋼球推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離來(lái)反映鋼球動(dòng)能大小的，采用的是轉(zhuǎn)換法。（2）[2]要探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持高度相同，物體的質(zhì)量不同，應(yīng)該選擇乙、丙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。（3）[3]木塊在水平面上滑動(dòng)時(shí)，受到水平面的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力，與壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)，二者不變，滑動(dòng)摩擦力不變。（4）[4]在相同的道路上，不同車型的機(jī)動(dòng)車質(zhì)量不同，速度相同時(shí)，質(zhì)量大的動(dòng)能大，制動(dòng)距離大，質(zhì)量小的動(dòng)能小，制動(dòng)距離小，當(dāng)制動(dòng)距離相同時(shí)，不同車型限速就不同。(2020·四川省雅安市)小明在“探究物體的動(dòng)能大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，他用質(zhì)量不同的兩個(gè)鋼球m和M(M的質(zhì)量大于m)，分別從不同的高度h和H(H>h)靜止開(kāi)始滾下，觀察木塊B被撞擊后移動(dòng)的距離，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示。(1)小明通過(guò)觀察木塊B移動(dòng)的距離長(zhǎng)短，來(lái)判斷小球動(dòng)能的大小，這種研究方法是________(選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”)。若水平面絕對(duì)光滑，本實(shí)驗(yàn)將_____(選填“能”或“不能”)達(dá)到探究目的。(2)由甲、乙兩圖可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的動(dòng)能大小與______有關(guān)。(3)小麗根據(jù)甲、丙兩圖得出結(jié)論：物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量有關(guān)，她的看法是否正確？_____(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)，理由是：_________________。(4)另同學(xué)用圖所示的方法探究動(dòng)能的大小與速度的關(guān)系，他將相同質(zhì)量的小球從不同高度(h2>h1)由靜止開(kāi)始釋放，通過(guò)觀察木塊在鐵板和毛巾上滑行的距離來(lái)判斷小球動(dòng)能的大小，這種方法是_____(選填“正確的”或“錯(cuò)誤的”)?！敬鸢浮?1).轉(zhuǎn)換法(2).不能(3).速度(4).錯(cuò)誤(5).沒(méi)有控制速度一定(6).錯(cuò)誤的【解析】(1)掌握轉(zhuǎn)換法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察木塊被推動(dòng)的距離來(lái)比較物體動(dòng)能的大??；根據(jù)牛頓第一定律，若水平面絕對(duì)光滑，則木塊不受摩擦力作用，撞擊后將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)將不能達(dá)到探究目的；(2)(3)(4)動(dòng)能大小跟質(zhì)量和速度有關(guān)；在探究動(dòng)能大小跟質(zhì)量關(guān)系時(shí)，控制速度大小不變；在探究動(dòng)能大小跟速度關(guān)系時(shí)，控制質(zhì)量不變；影響動(dòng)能大小的因素有物體的質(zhì)量與速度，因此，在探究和分析結(jié)論時(shí)，一定要注意控制(1)[1]實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察木塊B移動(dòng)的距離長(zhǎng)短，來(lái)判斷小球動(dòng)能的大小，這里用到的物理學(xué)研究問(wèn)題的方法是轉(zhuǎn)換法；[2]若水平面絕對(duì)光滑，則木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)不受摩擦力作用，撞擊后將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，不能通過(guò)木塊移動(dòng)的距離長(zhǎng)短來(lái)判斷小球動(dòng)能的大小，所以本實(shí)驗(yàn)將不能達(dá)到探究目的。(2)[3]由甲、乙兩圖可得實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的動(dòng)能大小與速度有關(guān)。(3)[4][5]小麗的看法是錯(cuò)誤的，因?yàn)橐骄縿?dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，需要保證小球的速度不變，甲、丙兩圖中小球下落的高度不同，則到達(dá)水平面的速度不同，故不能得出動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系。(4)[6]圖所示的方法中為控制水平面的粗糙程度相同，故結(jié)論是錯(cuò)誤的。（2022·江蘇無(wú)錫·一模）為了比較水和煤油吸熱本領(lǐng)的大小，小明做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：在2個(gè)相同的燒杯中分別裝有質(zhì)量、初溫都相同的水和煤油，用兩個(gè)相同的酒精燈對(duì)其加熱。（１）除了火柴、酒精燈、燒杯、煤油、水、鐵架臺(tái)、石棉網(wǎng)、溫度計(jì)、天平，小明在實(shí)驗(yàn)前還需要準(zhǔn)備______（填一種測(cè)量器材）；（2）在此實(shí)驗(yàn)中我們可以通過(guò)比較______（選填“加熱時(shí)間”或“液體升高溫度”）來(lái)知道水和煤油吸收熱量多少；（3）小明在原實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行兩處改動(dòng)來(lái)比較酒精和煤油的熱值大小，需要的兩處改動(dòng)是：①將燒杯中的煤油換成質(zhì)量______的水；②______。【答案】

秒表

加熱時(shí)間

相等

在兩個(gè)酒精燈中分別放入適量質(zhì)量相等的酒精和煤油【解析】（1）[1]實(shí)驗(yàn)中需要通過(guò)加熱的時(shí)間來(lái)比較吸熱的多少，故小明在實(shí)驗(yàn)前還需要準(zhǔn)備計(jì)時(shí)工具秒表。（2）[2]實(shí)驗(yàn)中，吸收熱量的多少不易直接測(cè)量，實(shí)驗(yàn)選擇了兩個(gè)相同的加熱器，相同的時(shí)間產(chǎn)生的熱量相同，我們可以通過(guò)比較加熱時(shí)間來(lái)知道水和煤油吸收熱量多少。（3）[3]實(shí)驗(yàn)中，吸收熱量的多少不易直接測(cè)量，根據(jù)，在質(zhì)量與比熱容相同時(shí)，吸熱的多少與溫度的變化量有關(guān)，故實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制兩杯水的質(zhì)量相同。[4]由于燃料燃燒的速度不同，只能燃料燒完后再比較產(chǎn)生的熱量多少，則要求在兩個(gè)酒精燈中分別放入適量質(zhì)量相等的酒精和煤油。(2020·江蘇省鎮(zhèn)江市)在探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)中∶(1)小強(qiáng)將天平放在水平桌面上并將游碼歸零后，若指針靜止時(shí)位置如圖1所示，則他應(yīng)將平衡螺母向____端調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)天平平衡后，為稱取質(zhì)量相等的沙子和水，小強(qiáng)將裝有沙子和水的相同燒杯分別放在天平的左、右托盤上，稱取完成后，天平平衡時(shí)的場(chǎng)景如圖2所示，則小強(qiáng)在稱取中存在的問(wèn)題是____?(2)小強(qiáng)組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示，他在器材安裝中的一處錯(cuò)誤是____?(3)實(shí)驗(yàn)中某時(shí)刻溫度計(jì)的示數(shù)如圖4所示，其讀數(shù)為_(kāi)___℃?(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)東后，小強(qiáng)根據(jù)圖5所示的溫度隨時(shí)間變化圖像，用三種方法來(lái)比較沙子和水吸熱升溫的快慢，從而建立比熱容的概念∶①在相同的時(shí)間t內(nèi)比較溫度變化；②在相同的溫度變化內(nèi)比較時(shí)間t；③若和t均不同，則可用____來(lái)比較沙子和水吸熱升溫的快慢。在初中物理中，比較物體____的快慢時(shí)也用到了上述方法。【答案】(1).右(2).游碼未在左端零刻度線處(3).溫度計(jì)安裝位置偏高(或溫度計(jì)玻璃泡未能與水充分接觸)(4).35(5).(或)(6).運(yùn)動(dòng)(或做功)【解析】(1)[1]小強(qiáng)將天平放在水平桌面上并將游碼歸零后，若指針靜止時(shí)位置如圖1所示向左偏，則他應(yīng)將平衡螺母向右端調(diào)節(jié)。[2]天平平衡時(shí)的場(chǎng)景如圖2所示，則小強(qiáng)在稱取中存在的問(wèn)題是移動(dòng)游碼未在左端零刻度線處，造成沙子和水的質(zhì)量不同?(2)[3]小強(qiáng)組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示，他在器材安裝中的一處錯(cuò)誤是溫度計(jì)安裝位置偏高，或溫度計(jì)玻璃泡未能與水充分接觸?(3)[4]實(shí)驗(yàn)中某時(shí)刻溫度計(jì)的示數(shù)如圖4所示，刻度值越往上越大，則說(shuō)明是在零刻度線以上，分度值為1℃，指針位于30℃以上第5個(gè)小格處，故其讀數(shù)為35℃?(4)[5]實(shí)驗(yàn)結(jié)東后，小強(qiáng)根據(jù)圖5所示的溫度隨時(shí)間變化圖像，用三種方法來(lái)比較沙子和水吸熱升溫的快慢，從而建立比熱容的概念，和t成正比關(guān)系，則可用或來(lái)比較沙子和水吸熱升溫的快慢。[6]在初中物理中，根據(jù)速度公式或功率公式，可知比較物體運(yùn)動(dòng)或做功的快慢時(shí)也用到了上述方法。（2022·江蘇南通·三模）如圖所示，A、B、C三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置完全相同，燃料的質(zhì)量都為10g，燒杯內(nèi)液體的質(zhì)量都相同．（1）比較不同燃料的熱值應(yīng)選擇_____兩個(gè)裝置（選填裝置序號(hào)A、B、C），當(dāng)溫度計(jì)的示數(shù)變化相同時(shí)，燃料剩下的越多，則該燃料的熱值_____。（選填“越大”或“越小”）（2）比較不同物質(zhì)的吸熱能力應(yīng)選擇_____兩個(gè)裝置（選填裝置序號(hào)A、B、C），當(dāng)燃料燃燒相同的時(shí)間，溫度計(jì)示數(shù)變化越大的那杯液體的比熱容_____。（選填“越大”或“越小”）【答案】

B、C

越大

A、B

越小【解析】(1)[1]由圖知，要比較不同燃料的熱值，需要選擇B和C兩圖，因?yàn)橹挥腥剂喜煌?。[2]由熱值公式q=可知，當(dāng)溫度計(jì)的示數(shù)變化相同時(shí)，放出的熱量相同，燃料消耗的越少，剩下的越多，該燃料的熱值越大。(2)[3]要比較不同物質(zhì)的吸熱能力應(yīng)選擇A和B兩圖，因?yàn)橹挥幸后w種類不同；[4]當(dāng)燃料燃燒相同的時(shí)間，放出相同的熱量，液體a和液體b吸收的熱量相同，由熱量公式Q=cmt可知，液體a和液體b在質(zhì)量相同時(shí)，溫度變化越大，吸熱能力越差，即比熱容越小。（2021·陜西商洛·八年級(jí)期末）在探究“物體動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小欣同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙、丙所示的三次實(shí)驗(yàn)。讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，然后與放在水平面上的紙盒相碰，鐵球與紙盒在水平面上共同移動(dòng)一段距離后靜止。（1）要探究動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保證鐵球到達(dá)水平面的______（填“質(zhì)量”、“速度”、“動(dòng)能”）相同；（2）選用甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是：物體質(zhì)量相同時(shí)，______；（3）此套裝置能否用來(lái)探究重力勢(shì)能大小的影響因素？______；（4）小欣同學(xué)聯(lián)想到“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”時(shí)，也用到了斜面，讓小車從斜面頂端由靜止滑下，比較在不同表面滑行的距離（如表所示），小車在三個(gè)表面克服摩擦力做功______（選填“相等”或“不相等”）；若水平面絕對(duì)光滑，小車將______。表面毛巾棉布木板摩擦力最大較大最小小車運(yùn)動(dòng)距離最近較遠(yuǎn)最遠(yuǎn)【答案】速度

速度越大，動(dòng)能越大

能

相等

做勻速直線運(yùn)動(dòng)【解析】（1）[1]要探究動(dòng)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系，必須保證速度相同，故從同一高度滾下，應(yīng)保證鐵球到達(dá)水平面的速度相同。（2）[2]選用甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)，質(zhì)量相同，速度不同，丙的速度小，動(dòng)能小，木塊移動(dòng)的距離也變小，故結(jié)論是質(zhì)量相同時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大。（3）[3]此套裝置能用來(lái)探究重力勢(shì)能大小的影響因素，用不同的小球在同一高度靜止?jié)L下，質(zhì)量不同，重力勢(shì)能不同，推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離不同，探究重力勢(shì)能與高度的關(guān)系，需要將改變高度，同一小球，靜止?jié)L下，推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離不同，重力勢(shì)能不同。（4）[4][5]將同一小車從同一高度靜止釋放，重力勢(shì)能相同，滾下時(shí)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和克服斜面摩擦力做功轉(zhuǎn)化的內(nèi)能，由于斜面相同，故克服斜面摩擦力做功轉(zhuǎn)化的內(nèi)能相同，故到達(dá)水平水的動(dòng)能相同，而在不同的接觸面時(shí)，小車將木塊撞動(dòng)，并移動(dòng)一定的距離，最后速度都變?yōu)榱?，再此過(guò)程中，只有摩擦力做功，故克服的摩擦力做功相同；若接觸面絕對(duì)光滑，說(shuō)明不存在摩擦力，在水平面上不受力，小車將由于慣性，保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故將一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（2021·山東濟(jì)寧·）如圖所示，是探究“重力勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)中，使一定質(zhì)量的鐵球從一定高度自由落下，撞擊靜止在沙槽里的小桌，通過(guò)______來(lái)顯示重力勢(shì)能的大小。這也是我們物理實(shí)驗(yàn)中常采用的一種實(shí)驗(yàn)方法，稱之為_(kāi)_____；（2）甲與乙兩實(shí)驗(yàn)可探究，鐵球重力勢(shì)能的大小與鐵球的______有關(guān)；甲與丙兩實(shí)驗(yàn)可探究，鐵球重力勢(shì)能的大小與鐵球的______有關(guān)；（3）實(shí)驗(yàn)中有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，三次實(shí)驗(yàn)小桌都會(huì)全部陷入沙中，不能比較重力勢(shì)能的大小。針對(duì)這一情況，請(qǐng)你提出一條合理的建議______?！敬鸢浮啃∽老萑肷趁娴纳疃?/p>

轉(zhuǎn)換法

質(zhì)量

高度

減小鐵球的質(zhì)量或降低下落的高度【解析】（1）[1][2]本實(shí)驗(yàn)中，鐵球的重力勢(shì)能大小是通過(guò)球陷入沙面的深度來(lái)反映的，用到轉(zhuǎn)換法。（2）[3]甲與乙兩實(shí)驗(yàn)中，兩鐵球高度相同，質(zhì)量不同，由控制變量法知道，探究的是鐵球重力勢(shì)能的大小與鐵球的質(zhì)量有關(guān)。[4]比較甲與丙兩實(shí)驗(yàn)知道，兩鐵球質(zhì)量相同，高度不同，由控制變量法知道，探究的是鐵球重力勢(shì)能的大小與鐵球的高度有關(guān)。（3）[5]若三次實(shí)驗(yàn)小桌都會(huì)全部陷入沙中，則說(shuō)明小球下落時(shí)的勢(shì)能太大，根據(jù)影響因素知道，需要減小鐵球的質(zhì)量或降低下落的高度。（2022·江蘇揚(yáng)州·一模）小明和小華一起進(jìn)行了“不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”和“不同燃料燃燒放熱能力”兩項(xiàng)探究，他們?cè)O(shè)計(jì)的兩組實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．（1）探究“不同燃料燃燒放熱能力”應(yīng)選用______（甲/乙）組器材；（2）實(shí)驗(yàn)需要用到一些測(cè)量工具，除了圖中已經(jīng)呈現(xiàn)的，你認(rèn)為兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都要用到的測(cè)量工具是______；甲組實(shí)驗(yàn)還需要的測(cè)量工具是______；（3）甲組實(shí)驗(yàn)是通過(guò)______來(lái)比較不同物質(zhì)吸收熱量的多少，乙組是通過(guò)______來(lái)比較不同燃料放出熱量的多少；（4）小明通過(guò)乙組實(shí)驗(yàn)中酒精燃燒結(jié)束后水溫的變化，根據(jù)測(cè)量所得數(shù)據(jù)，利用公式______計(jì)算出水吸收的熱量，進(jìn)而計(jì)算出酒精的熱值，小華認(rèn)為該方法不合理，理由是______。【答案】

乙

天平

秒表

加熱時(shí)間

水溫的變化量

Q吸=cm（t-t0）

酒精燃燒釋放的熱量不可能被水完全吸收【解析】（1）[1]研究不同燃料燃燒放熱能力應(yīng)用不同的燃料，因此選乙組器材。（2）[2][3]觀察甲、乙兩圖，物質(zhì)的質(zhì)量都必須相等，因此還要用天平稱量質(zhì)量，即要用到相同的器材是天平；僅甲組實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量加熱時(shí)間，所用工具是秒表。（3）[4][5]甲組實(shí)驗(yàn)是通過(guò)加熱時(shí)間的多少來(lái)反映物質(zhì)吸收熱量的多少，因此秒表用在甲裝置中；乙組是通過(guò)水溫升高的度數(shù)或水溫的變化來(lái)反映燃料放出熱量的多少。（4）[6][7]根據(jù)測(cè)量所得數(shù)據(jù)，利用公式Q=cm（t-t0）計(jì)算出水吸收的熱量；該方法的不合理之處是：在加熱過(guò)程中，酒精燃燒釋放的熱量不可能被水完全吸收，酒精也不可能完全燃燒。(2021·湖北荊州·中考真題)體育課上，小明在同一位置用相同的力多次將足球踢出，發(fā)現(xiàn)足球斜向上飛出的角度越大，球運(yùn)動(dòng)得越高，但并不能運(yùn)動(dòng)得越遠(yuǎn)。小明查閱資料后知道：足球所做的運(yùn)動(dòng)叫做斜拋運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。足球起始運(yùn)動(dòng)方向與水平方向的夾角叫做推射角，拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離叫做射程，射程與拋出速度和拋射角的大小有關(guān)。若物體的動(dòng)能大小EK=mv2，重力勢(shì)能大小Ep=mgh不計(jì)空氣阻力，g=10N/kg，則：(1)若將質(zhì)量為0.4kg足球從地面踢出時(shí)，具有的動(dòng)能是120J，踢出后能達(dá)至的最大高度是5m，則足球在最高點(diǎn)時(shí)具有的動(dòng)能是______；(2)若足球的射程x與拋出速度、拋射角之間滿足公式，當(dāng)足球以20m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，足球的射程是______；

(3)足球運(yùn)動(dòng)的速度v可以分解成水平速度vx和豎直速度vy，三者可構(gòu)成如圖所示的矩形。足球在空中飛行時(shí)，水平速度保持不變，豎直速度先減小后增大。若足球在地面以10m/s的速度且與水平方向成45°角被踢出，當(dāng)足球的速度與水平方向夾角為30°角時(shí)，此時(shí)足球距地面的高度是______m。(小數(shù)點(diǎn)后保留2位數(shù)字)【答案】403.33【詳解】(1)[1]不計(jì)空氣阻力，那么機(jī)械能守恒，在最低處所具有的機(jī)械能為120J，在最高點(diǎn)處的機(jī)械能仍然為120J，則此時(shí)具有的重力勢(shì)能為故最高點(diǎn)的動(dòng)能為(2)[2]足球的射程是(3)[3]若足球在地面以