第5课 机械能与内能实验专题（解析版）

第5课机械能与内能实验专题学习目标学习目标探究影响物体动能大小的因素探究不同物体的吸热能力探究不同燃料热值002预习导学1、机械能和内能：概念影响大小的因素单位动能由于运动而具有的能质量、速度J势能弹性势能发生弹性形变的物体具有的能弹性形变量J重力势能物体由于被举高而具有的能质量、高度J机械能动能和势能动能、势能J内能物体内所有分子动能和分子势能的总和叫作分子的内能温度、质量、体积、状态J机械能和内能的区别机械能是宏观的能量，和物体整体的运动速度与是否受力有关；内能是物体内部分子的能量，是微观的能量，和物体的整体无关；机械能和内能是不同形式的能，它们之间可以互相转化。2、比热容、热值、热量概念单位符号计算特点比热容温度升高时，吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比J/（kg·℃）比热容是物质本身的一种性质，同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收（或放出）热量的多少及温度的改变无关。热值燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量之比叫作燃料的热值J/kg或J/m3热值是物质本身的一种性质，它的大小与物质的质量和是否完全燃烧没有关系热量物体在热传递过程中转移的能量J热量是一个过程量，在热传递过程中吸收或放出多少热量，不能说物体具有热量。003探究提升知识点一：探究影响动能的因素【实验目的】探究影响动能大小的因素。【实验器材】木板，长方形木块，质量不同的小球。【实验原理】运动的小球碰到水平桌面上的木块，木块被推的越远，说明小球对木块做的功越多，小球动能越大。【实验步骤】实验装置如图。让小球A从斜面顶端自由滚下，小球碰到木块B后，将B推动一段路程，记录路程大小s1，并计入表格。让小球A从斜面中间位置自由滚下，小球碰到木块B后，将B推动一段路程，记录路程大小s2，并计入表格。换另一个质量不同的小球，重复上述两步实验，并记录路程s3、s4；数据并计入表格。实验表格整理器材。【实验结论】物体动能与质量有关，与速度有关。质量越大、速度越大的物体，动能越大。【探究重点】考查方向解答思路研究方法转换法(动能大小转换成木块移动距离)如果水平面绝对光滑能否达到实验目的不能，在光滑平面上，木块做匀速直线运动比较哪两步可以看出动能与速度有关步骤二、三比较哪两步可以看出动能与物体质量有关步骤二、四判断动能和质量有关必须控制小球到水平面时速度相同判断动能和速度有关必须使用相同小球起点位置越高小球达到斜面底端速度越大木块运动距离越大动能越大【例题精讲】（2023·天津南开·统考三模）如图所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA=mB<mC，hA=hC>hB）推动纸盒运动一段距离后静止。

（1）实验中通过观察________比较动能的大小；（2）实验中采用________，使得小球滚到水平面的初速度相同；（3）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，________球的动能最大；（4）因探究的因素较多，所以该探究实验用到实验方法中的_________法；（5）分析比较实验甲与实验乙，可得出结论：_________；（6）分析比较实验甲与实验丙，可得出结论：__________。【答案】见解析见解析C控制变量见解析见解析【解析】（1）[1]小球动能不同，对纸盒做功不同，则纸盒移动的距离不同，所以实验中通过观察纸盒被小球推动的距离长短来比较动能的大小。（2）[2]为了让小球滚动到水平面的初速度相同，应让小球在同一高度静止滚下，小球在斜面的同一高度时，具有的重力势能相等，滚动过程，重力势能转化为动能，重力势能相等，转化为的动能相等，所以小球到达水平面时的速度相同。（3）[3]A、C两个小球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同，而A的质量小于C的质量，所以C的动能大于A的动能。B滚下的高度比A的小，到达水平面时，B的速度比A的小，两球质量相等，所以到达水平面时，A的动能比B的小，所以动能最大的是C小球。（4）[4]实验中，动能与多个因素有关，据控制变量法，应控制其它因素不变，改变一个因素。（5）[5]甲、乙实验中，小球的质量相同，从斜面静止滚下的高度不同，到达水平面的速度不同，撞击纸盒移动的距离不同，到达水平面的速度越大，纸盒移动的距离越远，所具有的动能越大。所以质量相同的物体，运动速度越大，动能越大。（6）[6]甲、丙实验中，小球从斜面静止滚下的高度相同，到达水平面的速度相同，两小球的质量不同，撞击纸盒移动的距离不同，质量越大，纸盒移动的距离越远，具有的动能越大，所以运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。【巩固训练】（2022·广西南宁·一模）在24届冬奥会上，中国自由式滑雪运动谷爱凌在女子大跳台决穿中获得金牌，小红观看了电视播放比赛的实况，对运动员落地点感到好奇。小明猜想：影响运动员离开跳台后沿水平方向运动距离的因素有三个：猜想A：运动员的质量；猜想B：运动员离地高度；猜想C：运动员水平运动的速度。为了验证猜想，小红进行了如图所示的实验；让钢球从光滑斜槽上的A点自由滚下，经抛出点C后离开斜槽，最后落在地面上的P点，用刻度尺分别测出抛出点离最高点的高度h1，抛出点离地高度h2，落地点P离抛出点C的水平距离s，实验表格如表所示。序号钢球质量m/g抛出点离最高点的高度h1/m抛出点离地的高度h2/m落地点与抛出点的水平距离s/m1100.0520.642200.0520.643100.221.284100.241.82（1）不计空气阻力，离开抛出点C后的钢球只受______力的作用，离开抛出点C后，钢球沿如图所示的路径运动，说明钢球的运动状态是______（选填“改变”成“不变”）的；（2）为了研究猜想A是否正确，应选用实验序号为______和______两组实验进行对比分析可得，钢球水平运动的距离与钢球质量______（选填“有关”或“无关”）；（3）进行实验序号为3、4两组实验，第4次钢球离开抛出点C的速度______（选填“大于”、“等于”或“小于”）第3次钢球离开抛出点C的速度；对比这两组实验数据，可证明猜想B是______（选填“正确”或“错误”）的。【答案】

重

改变

1

2

无关

等于

正确【解析】（1）[1]离开抛出点后，钢球处于空中，不计空气阻力，钢球只受重力。[2]钢球沿如图所示的路径运动，钢球的运动方向在不断变化，所以运动状态在改变。（2）[3][4][5]为了研究猜想A：与钢球质量有关，需要控制其它变量不变，只改变钢球质量，由表格数据可知，实验序号1和2，抛出点离最高点的高度和抛出点离地的高度相同，钢球质量不同，落地点与抛出点的水平距离相同，由此可得出钢球水平运动的距离与钢球质量无关。（3）[6][7]由表格数据可知，实验序号为3、4两组实验，钢球质量和抛出点离最高点的高度相同，抛出点离地的高度不同，落地点与抛出点的水平距离不同，由此可得出钢球水平运动的距离与钢球离地高度有关，故猜想B是正确的；钢球质量和抛出点离最高点的高度相同，则钢球在A处的重力势能相同，从A到C，重力势能和转化为动能，所以C处动能相同，速度相同，则第4次钢球离开抛出点C的速度等于第3次钢球离开抛出点C的速度。知识点二：探究物质比热容实验实验方法有控制变量法、转换法(通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱)。实验液体的选择：质量相同的不同液体。选择相同的热源目的是：以保证相同加热时间释放的热量相同。使用电加热器代替酒精灯的好处：易于控制产生热量的多少。实验中不断搅拌的目的：使液体受热均匀。描述物体吸热能力的物理量是比热容。结论:相同质量的不同物体，吸收相同的热量后升高的温度不同，比热容大的升高的温度低。做哪些实验还能用的此实验器材?答：水的沸腾实验；焦耳定律(探究电流产生的热量与哪些因素有关)。【探究重点】考查方向解答思路两套装置相同目的在相同时间内，液体吸收热量相同控制两种装置相同的量保证实验结论可靠性，酒精灯火焰大小、液体质量和初温实验方法控制变量法两种液体吸收热量能力是通过什么反映的温度升高值实验中不停搅拌液体的目的液体上下温度均匀如果要使水和煤油的最后温度相同如何操作给水继续加热温升相同那种液体吸收热量多水哪种液体的吸热能力强水表示不同物质吸热能力的物理量比热容吸收热量计算利用比热容公式进行计算安装顺序自下而上【例题精讲】（2022·江苏扬州·二模）如图甲所示，小明用相同的酒精灯给质量相等的水和沙子加热，实验数据如表所示。已知水的比热容为，则5min内水吸收的热量__(选填“”、“”或“”)沙子吸收的热量，测出沙子的比热容是__。如果采用升高相同温度，比较加热时间的方式，得到的图象应是乙图A、B中的__。物质水沙子起始温度19℃19℃同时加热5min后的温度29℃61℃【答案】

A【解析】[1]小明用相同的酒精灯给质量相等的水和沙子加热，在相同时间内，水和沙子吸收的热量是相同的，则5min内水吸收的热量沙子吸收的热量。[2]加热5min，水升高的温度为Δ沙子升高的温度为Δ在相同时间内，质量相同的水和沙子吸收相同的热量，根据Δ可知，物质的比热容与升高的温度成反比，则故沙子的比热容故沙子的比热容为J。[3]质量相同的水和沙子升高相同的温度，比热容大的，加热时间越长，吸收的热量越多，水的比热容大，则水的加热时间长，故A正确。【巩固训练】（2022·湖南岳阳）图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。（1）两支试管里水和煤油的质量_______（选填“相同”或“不同”）；（2）相同时间内，水吸收的热量_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）煤油吸收的热量；（3）由图乙可知，________的吸热能力更强。【答案】①相同；②等于；③水。【解析】（1）[1]根据控制变量法，比较不同物质的吸热能力试验中,用相同的加热装置，对质量相同、初温相同的水和煤油进行加热。（2）[2]比较不同物质的吸热能力实验中，用加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少，所以同时间内，水吸收的热量等于煤油吸收的热量。（3）[3]由乙图可知，质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，煤油的温度变化大，根据可知，水的比热容大，即水的吸热能力更强。知识点三：探究相等质量不同燃料燃烧放热实验热值(q)：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。对于的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。【探究重点】考查方向解答思路两套装置区别相同质量的不同燃料控制两种装置相同的量保证实验结论可靠性，液体质量和初温实验方法控制变量法两种燃料热值是通过什么反映的温度升高值实验中不停搅拌液体的目的液体上下温度均匀表示不同燃料燃烧放热的物理量热值安装顺序自下而上【例题精讲】（2022·江苏无锡·一模）为了比较水和煤油吸热本领的大小，小明做了如图所示的实验：在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和煤油，用两个相同的酒精灯对其加热。（１）除了火柴、酒精灯、烧杯、煤油、水、铁架台、石棉网、温度计、天平，小明在实验前还需要准备______（填一种测量器材）；（2）在此实验中我们可以通过比较______（选填“加热时间”或“液体升高温度”）来知道水和煤油吸收热量多少；（3）小明在原实验装置上进行两处改动来比较酒精和煤油的热值大小，需要的两处改动是：①将烧杯中的煤油换成质量______的水；②______。【答案】秒表

加热时间

相等

在两个酒精灯中分别放入适量质量相等的酒精和煤油【解析】（1）[1]实验中需要通过加热的时间来比较吸热的多少，故小明在实验前还需要准备计时工具秒表。（2）[2]实验中，吸收热量的多少不易直接测量，实验选择了两个相同的加热器，相同的时间产生的热量相同，我们可以通过比较加热时间来知道水和煤油吸收热量多少。【巩固训练】（2022·江苏盐城·一模）如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量相同，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：要完成本实验，燃料完全燃烧放出热量的多少，通过_____（选填“加热的时间”或“升高的温度”）来反映的；（2）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体（其中一种液体是水），采用相同的燃料和相同的加热方式供热，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示_____（选填“a”或“b”）是水。【答案】甲、丙

升高的温度

b【解析】（1）[1]要比较不同燃料的热值，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，应选择甲、丙两图进行实验。[2]根据转换法可知，燃料完全燃烧放出热量的多少，可以通过温度计示数的变化量来反映。（2）[3]如图丁所示，加热相同的时间，即吸收相同的热量，a液体的温度升高得较快，b液体的温度升高得慢，根据比较吸热能力的方法，故b液体的比热容较大，即b液体是水。00601强化训练(2021·天津中考真题)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：(提出问题)汽车的动能大小跟什么因素有关？(猜想假设)由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟______有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟______有关。(进行实验)他们做了如图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。物块被撞得越远，说明金属球到达水平面时的动能就越______；(分析论证)分析甲、丙两图的实验现象，可以初步得到的结论是：______；(实践应用)用甲、乙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车______(选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。【答案】速度；质量；大；质量相同时，汽车(物体)的速度越大，动能越大；超载。【解析】[1]“十次车祸九次快”是速度快容易车祸，所以汽车的动能可能跟速度有关。[2]“安全驾驶莫超载”是超载质量大容易车祸，所以汽车的动能可能跟质量有关。[3]物块被撞得越远，球对物块做功越多，金属球到达水平面时的动能就越大。[4]分析甲、丙两图的实验现象，质量一样，球位置越高，到水平面速度越大，物块运动越远，结论是质量相同时，物体的速度越大，动能越大。[5]甲、乙两图的实验现象，高度一样，球质量大，物块运动远，说明速度一样时，质量越大，物体动能越大，故可以解释汽车超载行驶时危险性大的原因。（2021·山东济宁·）如图所示，是探究“重力势能的大小与什么因素有关”的实验：（1）实验中，使一定质量的铁球从一定高度自由落下，撞击静止在沙槽里的小桌，通过______来显示重力势能的大小。这也是我们物理实验中常采用的一种实验方法，称之为______；（2）甲与乙两实验可探究，铁球重力势能的大小与铁球的______有关；甲与丙两实验可探究，铁球重力势能的大小与铁球的______有关；（3）实验中有时会发现，三次实验小桌都会全部陷入沙中，不能比较重力势能的大小。针对这一情况，请你提出一条合理的建议______。【答案】小桌陷入沙面的深度

转换法

质量

高度

减小铁球的质量或降低下落的高度【解析】（1）[1][2]本实验中，铁球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映的，用到转换法。（2）[3]甲与乙两实验中，两铁球高度相同，质量不同，由控制变量法知道，探究的是铁球重力势能的大小与铁球的质量有关。[4]比较甲与丙两实验知道，两铁球质量相同，高度不同，由控制变量法知道，探究的是铁球重力势能的大小与铁球的高度有关。（3）[5]若三次实验小桌都会全部陷入沙中，则说明小球下落时的势能太大，根据影响因素知道，需要减小铁球的质量或降低下落的高度。（2022·湖南岳阳）图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。（1）两支试管里水和煤油的质量_______（选填“相同”或“不同”）；（2）相同时间内，水吸收的热量_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）煤油吸收的热量；（3）由图乙可知，________的吸热能力更强。【答案】①相同；②等于；③水。【解析】（1）[1]根据控制变量法，比较不同物质的吸热能力试验中,用相同的加热装置，对质量相同、初温相同的水和煤油进行加热。（2）[2]比较不同物质的吸热能力实验中，用加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少，所以同时间内，水吸收的热量等于煤油吸收的热量。（3）[3]由乙图可知，质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，煤油的温度变化大，根据可知，水的比热容大，即水的吸热能力更强。(2021·湖南邵阳市·中考真题)去年暑假小明在爸妈的陪同下去邵水河畔玩要。他发现赤脚踩在水里清凉舒服，回到岸上踩在沙子上却很烫，对此很好奇，他设计了如图甲所示的装置探究“水和沙子谁的吸热本领大”。实验数据记录如下：质量m/g升高的温度℃加热的时间s沙子5020120水5020200(1)此实验中把沙子或者水吸收热量的多少转换为______(“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)；(2)分析实验数据可得：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，说明______(选填“水”或“沙子”)的吸热本领大；(3)粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯，发现烧杯中的水已经沸腾，此时温度计示数如图乙，请读出此时水的温度是______℃；(4)由(3)小题可知当地气压______(选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压。【答案】加热时间的长短水98小于【解析】(1)[1]通过加热时间的长短来反映水和沙子吸收的热量，因为相同的时间内，释放的热量相同，水和沙子吸收的热量相同。(2)[2]质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，水的比热容量大，故水的比热容大。(3)[3]从下到上示数变大，且分度值为1℃，故读数为98℃。(4)[4]水的沸点为98℃，而在标准大气压下水的沸点为100℃，大气压小于标准大气压时，水的沸点低于100℃，故填小于。（2021温州模拟）小明骑自行车上学途中，要经过一段陡坡路。为了探究自行车冲上陡坡后能达到的最大高度与哪些因素有关，他利用小球代替自行车并提出了以下几个猜想：猜想一：小球冲上斜面后达到的最大高度h可能与小球在斜面底端的速度v有关：猜想二：小球冲上斜面后达到的最大高度h可能与小球的质量m有关：猜想三：小球冲上斜面后达到的最大高度h可能与斜面的粗糙程度有关。小明准备了木质斜面、50g、100g、150g小球各一个、挡板、弹簧、棉布、毛巾、刻度尺等实验器材，并按如图所示的方法组装好实验装置，水平面和斜面连接良好：（1）器材准备完毕后进行了实验，实验所得到的数据如上表；（2）实验过程中，同一小球到达斜面底端时的不同速度是通过改变来实现的。（3）通过比较三组实验的数据，可以得出结论：小球冲上斜面后达到的最大高度h与斜面的粗糙程度有关。（4）通过比较①、④、⑤三组实验的数据，便可以得出猜想二是正确的结论，该做法（选填“合理”或“不合理“），理由是：.【答案】（2）弹簧被压缩的长度；（3）②⑥⑦；（4）不合理；没有控制小球冲上斜坡前的速度相同。【答案】解：（2）本实验中，弹簧被压缩的长度不同，弹簧具有弹性势能不同，转化成小球的动能不同，小于到达斜面底端时的速度不同，故本实验中，同一小球到达斜面底端时的不同速度是通过改变弹簧被压缩的长度来实现的；（3）研究小球冲上斜面后达到的最大高度h与斜面的粗糙程度的关系，要控制能小球的质量和弹簧被压缩的长度相同，只改变斜面的粗糙程度，故通过比较②⑥⑦三组实验的数据，可以得出结论：小球冲上斜面后达到的最大高度h与斜面的粗糙程度有关；（4）①、④、⑤实验中，将弹簧压强相同的长度，弹簧的弹性势能相同，转化成小球的动能相同，但因小球的质量不同，在水平面上运动到上坡前这段距离，根据影响摩擦力的因素，受到摩擦力大小不同，故克服阻力做的功不同，因此冲上斜坡前的速度不相同，故通过比较①、④、⑤三组实验的数据，便可以得出猜想二是正确的结论，该做法不合理，理由是：没有控制小球冲上斜坡前的速度相同。（2022·江苏南京·模拟预测）为了比较A、B两种液体比热容的大小，某实验小组做了如图甲所示的实验，在两个相同的试管中，分别装入质量相等的A、B两种液体，将两个试管放入盛有水的同一烧杯中，用酒精灯加热；按要求回答下列问题：（1）两试管放在同一杯热水中加热的优点是：______；（2）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，______（选填“A”或“B”）液体吸收的热量较多；质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，______（选填“A”或“B”）液体升温较高；（3）冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择______（选填“A”或“B”）液体。【答案】

在相同时间内吸收同样多的热量

B

A

B【解析】（1）[1]两试管放在同一杯热水中加热，能使液体在相同时间内吸收同样多的热量。（2）[2]由图乙可知，质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，B的加热时间长，说明B吸收的热量较多。[3]质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，即加热时间相同，A升温较高。（3）[4]因质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，B吸热多，所以B的吸热能力强，在降低相同的温度时，B放热多，供热效果好；故从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择B。小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。自己设计一个实验来探宄煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表：燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后的水温/℃煤油2544油菜籽2534

(1)取质量____(选填“相等”或“不相等”)的煤油和菜籽油做燃料，制成煤油灯和菜籽油灯。安装实验器材时，应按照____(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装。为了保证实验结论的可靠，小明同学应该选择两套完全相同的装置，在实验中还应控制水的质量和____相同。(2)实验中燃料燃烧放出的热量，通过____的方式使水内能增大(选填“做功”或”热传递”)。小明知道水的比热容，还想利用上图实验方案粗略计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还要补充的测量工具是____，利用此实验方法计算出的热值将比真实值____(选填“偏大”或“偏小”)。.(3)分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是____。【答案】相等自下而上初温热传递天平偏小煤油【解析】(1)[1]实验时要采用控制变量法，应该取质量相等的煤油和菜籽油做燃料。[2]为了确保用酒精灯外焰进行加热，并使温度计的玻璃泡浸没于水中且不碰到烧杯底部，安装实验器材时，应按照自下而上的顺序安装。[3]为了应用控制变量法，在实验中还应控制水的质量和初温相同。(2)[4]实验中燃料燃烧放出的热量，火焰的温度高于水的温度，通过热传递的方式使水内能增大。[5]想利用上图实验方案粗略计算出煤油和菜籽油的热值，就需要测量出水和煤油、菜籽油的质量，所以小明还要补充的测量工具是天平。[6]因为燃料不可能完全燃烧，燃烧产生的热量也不可能全部被水吸收，测得的热量偏小，所以，利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小。(3)[7]由题中表格可以看出，质量相等的煤油和菜籽油加热质量相等的水，煤油可以使水温度升得更高，说明煤油放出了更多的热量，所以，煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是煤油。（2022·广西河池·中考真题）如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。（1）本实验是通过观察________来比较钢球动能的大小；（2）保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与________有关；（3）换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与________有关；（4）本实验中用到的研究方法是________（填其中一种即可）。【答案】

弹簧被压缩的程度

速度

质量

控制变量法（或转换法）【解析】（1）[1]实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩，将动能转化为弹簧的弹性势能，钢球的动能越大，转化成的弹性势能越大，弹簧被压缩的程度就越大，所以本实验是通过观察弹簧被压缩的程度来比较钢球动能的大小，这是利用了转换法。（2）[2]保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大，说明钢球的动能越大，可得结论：物体的动能大小与速度有关，物体的速度越大动能越大。（3）[3]换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大，说明钢球的动能越大，可得结论：物体的动能大小与质量有关，物体的速度相同时，物体的质量越大，动能越大。（4）[4]本实验中在探究动能大小与质量的关系时，控制小球的速度不变，用到的研究方法是控制变量法。如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同；(1)选择甲、乙两图来进行比较不同燃料的热值实验过程中，燃料燃烧放出热的多少是通过______来反映的；(2)选择甲、丙两图来进行比较不同物质的吸热本领实验，不同物质吸热的多少是通过______来反映的；物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃液体a6020645液体b6021668(3)实验中发现液体b的温度比液体a的温度升高得______(选填“快”或“慢”)，这表明液体______吸热本领更强；(4)把物质吸热升温能力与用容器盛水水面升高来做类比，比热容和容器的哪个属性类似______。A．高度B．容积C．底面积D．表面积【答案】温度计升高的示数加热时间快aC【解析】(1)[1]燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计升高的示数来反应。(2)[2]实验过程中用相同的热源加热，热源在相同时间内放出的热量相同，物质吸收的热量相同，所以不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。(3)[3][4]根据表格中的数据可知，质量相同的a和b在吸收相同的热量时，b的温度升的高，则b的吸热能力要弱一些，a的吸热能力强。(4)[5]相同条件下升温越快，比热容越小；而相同体积的水在体积膨胀相同的情况下，底面积越小水面升高越大；如果把物质吸热升温和容器盛水水面升高做类比，比热容和容器的底面积属性类似，选C。如图所示，小明利用甲乙丙三套完全相同的装置，完成下面两个热学实验。(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小，他应选择______(选填“甲、乙”、“乙、丙”或“甲、丙”)两套装置；①实验应控制水和煤油的质量、初温相同，分别用两个相同的酒精灯对其加热。小明通过______(选填“加热时间”或“温度计上升的示数”)来比较水和煤油吸收热量的多少；②经过实验得出了水和煤油温度随时间的变化如图丁a、b所示，根据图丁可判断出______(选填“水”或“煤油”)的吸热能力强，若不计整个实验过程中的热量损失，根据丁图信息可以得到煤油的比热容是______J/(kg⋅℃)；(2)为比较不同燃料的热值，小明选择了甲、乙两套装置，他分别在加热器中放入相同质量的不同燃料，同时点燃后对质量和初温相等的同种液体