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8.某物理兴趣小组用可乐瓶制作了一个水火箭(如图14.1-4所示),先在瓶里装适量水,再将带有阀门的金属管插入瓶塞,拧紧瓶塞,用打气筒往瓶里打足气,打开阀门,水从尾部的金属管向下喷出,火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是
(
A.发射时,瓶内高压气体对水没有做功
B.发射时,火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的
C.上升过程中,火箭的重力势能转化为动能
D.下降过程中,火箭的重力势能逐渐增大
(
B
)A.发射时,瓶内高压气体对水没有做功
B.发射时,火箭的动能是由瓶内高压气体的内能转化来的
C.上升过程中,火箭的重力势能转化为动能
D.下降过程中,火箭的重力势能逐渐增大
答案
8.B
解析
【分析】
这道题考查做功的判断和能量转化的知识，解题时需先回忆相关知识点：做功的两个必要因素（作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离）；能量转化遵循“消耗的能量转化为得到的能量”；动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关。再逐个分析选项：先判断发射时高压气体对水是否做功，再分析发射时能量的转化，接着看上升、下降过程中动能和重力势能的变化，从而确定正确选项。
【解析】
A选项：发射时，瓶内高压气体对水施加向下的力，水在力的方向上向下喷出，移动了距离，因此高压气体对水做了功，A错误；
B选项：发射时，瓶内高压气体膨胀对外做功，将自身的内能转化为水和火箭的机械能（主要是动能），所以火箭的动能由瓶内高压气体的内能转化而来，B正确；
C选项：火箭上升时，质量不变，速度减小则动能减小，高度增加则重力势能增大，是动能转化为重力势能，C错误；
D选项：火箭下降时，质量不变，高度降低，重力势能逐渐减小，D错误。
综上，正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
内能与机械能转化、动能势能转化、做功的判断
【点评】
本题结合水火箭的实际场景，考查初中物理基础的做功和能量转化知识，将物理概念与实际应用结合，需要学生准确分析不同过程中的能量变化和做功情况，难度适中。
【难度系数】
0.6
这道题考查做功的判断和能量转化的知识，解题时需先回忆相关知识点：做功的两个必要因素（作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离）；能量转化遵循“消耗的能量转化为得到的能量”；动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关。再逐个分析选项：先判断发射时高压气体对水是否做功，再分析发射时能量的转化，接着看上升、下降过程中动能和重力势能的变化，从而确定正确选项。
【解析】
A选项：发射时，瓶内高压气体对水施加向下的力，水在力的方向上向下喷出，移动了距离，因此高压气体对水做了功，A错误；
B选项：发射时，瓶内高压气体膨胀对外做功，将自身的内能转化为水和火箭的机械能（主要是动能），所以火箭的动能由瓶内高压气体的内能转化而来，B正确；
C选项：火箭上升时，质量不变，速度减小则动能减小，高度增加则重力势能增大，是动能转化为重力势能，C错误；
D选项：火箭下降时，质量不变，高度降低，重力势能逐渐减小，D错误。
综上，正确答案为B。
【答案】
B
【知识点】
内能与机械能转化、动能势能转化、做功的判断
【点评】
本题结合水火箭的实际场景，考查初中物理基础的做功和能量转化知识，将物理概念与实际应用结合，需要学生准确分析不同过程中的能量变化和做功情况，难度适中。
【难度系数】
0.6
9. 如图14.1-5所示，将一个薄壁金属筒固定在桌面上，筒里放一些酒精，用塞子将筒口塞紧，拿一根绳子在筒外绕几圈并迅速来回拉动，将会看到塞子跳离筒口，筒口出现白雾。
图14.1-5
(1)拉动绳子克服摩擦力做功，是将机械能转化为
(2)请写出该实验中出现的一个现象，并简述其原因。
现象：
原因：
图14.1-5
(1)拉动绳子克服摩擦力做功，是将机械能转化为
内
能。(2)请写出该实验中出现的一个现象，并简述其原因。
现象：
塞子被弹起
。原因：
筒内气体膨胀对塞子做功，内能转化为机械能。（或现象：筒口出现白雾。原因：气体膨胀对外做功，内能减小，温度降低，酒精蒸气液化成液态酒精）
。答案
9.(1)内 (2)现象:塞子被弹起。原因:筒内气体膨胀对塞子做功,内能转化为机械能。(或现象:筒口出现白雾。原因:气体膨胀对外做功,内能减小,温度降低,酒精蒸气液化成液态酒精)
解析
【分析】
这道题围绕做功改变物体内能的知识点展开，解题思路是：首先分析拉动绳子时的能量转化，克服摩擦做功会消耗机械能，转化为内能；再结合实验现象，分析筒内气体内能变化后的表现，气体内能增大后膨胀做功，会出现塞子弹起的现象，同时气体对外做功内能减小，温度降低，会出现液化形成白雾的现象，对应解释现象的原因。
【解析】
(1) 拉动绳子时，绳子与金属筒外壁间存在摩擦力，克服摩擦力做功，消耗机械能，使金属筒和酒精的内能增加，因此是将机械能转化为内能。
(2) 实验中的现象及原因：
现象：塞子被弹起。原因：筒内气体因内能增加，压强增大，气体膨胀时对塞子做功，将内能转化为塞子的机械能，使塞子跳离筒口。
或现象：筒口出现白雾。原因：筒内气体膨胀对塞子做功，内能减小，温度降低，筒口处的酒精蒸气遇冷液化成小水滴，形成白雾。
【答案】
(1) 内；(2) 塞子被弹起；筒内气体膨胀对塞子做功，内能转化为机械能（或筒口出现白雾；气体膨胀对外做功，内能减小，温度降低，酒精蒸气液化成液态酒精）
【知识点】
做功改变内能；能量转化；液化
【点评】
本题通过实验直观呈现了做功改变内能的原理，结合能量转化和物态变化，考查学生对基础热学知识的理解与应用，属于典型的实验类基础题。
【难度系数】
0.3
这道题围绕做功改变物体内能的知识点展开，解题思路是：首先分析拉动绳子时的能量转化，克服摩擦做功会消耗机械能，转化为内能；再结合实验现象，分析筒内气体内能变化后的表现，气体内能增大后膨胀做功，会出现塞子弹起的现象，同时气体对外做功内能减小，温度降低，会出现液化形成白雾的现象，对应解释现象的原因。
【解析】
(1) 拉动绳子时，绳子与金属筒外壁间存在摩擦力，克服摩擦力做功，消耗机械能，使金属筒和酒精的内能增加，因此是将机械能转化为内能。
(2) 实验中的现象及原因：
现象：塞子被弹起。原因：筒内气体因内能增加，压强增大，气体膨胀时对塞子做功，将内能转化为塞子的机械能，使塞子跳离筒口。
或现象：筒口出现白雾。原因：筒内气体膨胀对塞子做功，内能减小，温度降低，筒口处的酒精蒸气遇冷液化成小水滴，形成白雾。
【答案】
(1) 内；(2) 塞子被弹起；筒内气体膨胀对塞子做功，内能转化为机械能（或筒口出现白雾；气体膨胀对外做功，内能减小，温度降低，酒精蒸气液化成液态酒精）
【知识点】
做功改变内能；能量转化；液化
【点评】
本题通过实验直观呈现了做功改变内能的原理，结合能量转化和物态变化，考查学生对基础热学知识的理解与应用，属于典型的实验类基础题。
【难度系数】
0.3
10. 根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的情况下，物体增加的内能与外界对物体做的功相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图
所示的实验：在容器里装入一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，在转轴上缠绕绳子，绳子另一端通过滑轮与一个重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里水的温度升高，结合水的比热容计算出水增加的内能，以此验证水增加的内能与重物的重力做的功是否相等。（g取10 N/kg）
(1)为了完成此实验，除已提供的测量质量的电子天平外，还需要的测量工具有：
(2)兴趣小组在实验过程中发现，水增加的内能小于重物的重力做的功，请写出造成这种现象的一种原因：
(3)改进实验后，获得的实验数据如表所示，规律得到了验证。
若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25 kg的重物需下降
所示的实验：在容器里装入一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，在转轴上缠绕绳子，绳子另一端通过滑轮与一个重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里水的温度升高，结合水的比热容计算出水增加的内能，以此验证水增加的内能与重物的重力做的功是否相等。（g取10 N/kg）(1)为了完成此实验，除已提供的测量质量的电子天平外，还需要的测量工具有：
刻度尺
、温度计
。(2)兴趣小组在实验过程中发现，水增加的内能小于重物的重力做的功，请写出造成这种现象的一种原因：
转轴处存在摩擦(或容器保温性不好，合理即可)
。(3)改进实验后，获得的实验数据如表所示，规律得到了验证。
若使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25 kg的重物需下降
20
m。答案
10.(1)刻度尺 温度计 (2)转轴处存在摩擦(或容器保温性不好,合理即可) (3)20
解析
【分析】
本题围绕验证能量转化与守恒定律的实验展开，分三小问分析：
(1) 要验证重物做功等于水增加的内能，重物做功公式为$W=Gh$，需测量重物下降的高度，对应工具为刻度尺；水的内能变化通过温度变化体现，需测量水的温度，对应工具为温度计，因此需补充这两个测量工具。
(2) 重物下降时，做功转化的能量除了水的内能，还会因摩擦（如转轴处、滑轮处）生热，或容器散热等，导致水增加的内能小于重物做的功，需找出这类能量损失的原因。
(3) 根据实验数据，利用功的计算公式$W=Gh$和热量公式$Q=cm\Delta t$，结合能量守恒关系，通过比例关系计算出所需重物下降的高度。
【解析】
(1) 重物的重力做功$W=Gh$，需要测量重物下降的高度，故需刻度尺；水吸收热量内能增加，热量与温度变化有关，需测量水升高的温度，故需温度计，因此还需要的测量工具是刻度尺、温度计。
(2) 重物做功时，部分能量会因转轴处的摩擦转化为内能（或容器向外散热、绳子与滑轮间的摩擦消耗能量等），导致水增加的内能小于重物做的功，例如转轴处存在摩擦。
(3) 设水的质量为$m$，比热容为$c$，根据实验数据，当重物质量为$m_1$、下降高度$h_1$时，水升高温度$\Delta t_1$，此时重物做功$W_1=m_1gh_1$，水吸收热量$Q_1=cm\Delta t_1$，由能量守恒得$W_1\approx Q_1$；当重物质量为25kg，水升高温度2.5℃时，设重物下降高度为$h$，重物做功$W=25kg×10N/kg×h$，水吸收热量$Q=cm×2.5℃$，结合比例关系（由实验数据可得$cm=\frac{m_1gh_1}{\Delta t_1}$），代入计算得$h=20m$。
【答案】
(1) 刻度尺；温度计 (2) 转轴处存在摩擦（合理即可） (3) 20
【知识点】
能量守恒定律、功的计算、比热容
【点评】
本题是结合实验验证能量守恒的综合题，考查实验器材选择、实验误差分析及相关计算，注重学生的实验探究能力和公式应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕验证能量转化与守恒定律的实验展开，分三小问分析：
(1) 要验证重物做功等于水增加的内能，重物做功公式为$W=Gh$，需测量重物下降的高度，对应工具为刻度尺；水的内能变化通过温度变化体现，需测量水的温度，对应工具为温度计，因此需补充这两个测量工具。
(2) 重物下降时，做功转化的能量除了水的内能，还会因摩擦（如转轴处、滑轮处）生热，或容器散热等，导致水增加的内能小于重物做的功，需找出这类能量损失的原因。
(3) 根据实验数据，利用功的计算公式$W=Gh$和热量公式$Q=cm\Delta t$，结合能量守恒关系，通过比例关系计算出所需重物下降的高度。
【解析】
(1) 重物的重力做功$W=Gh$，需要测量重物下降的高度，故需刻度尺；水吸收热量内能增加，热量与温度变化有关，需测量水升高的温度，故需温度计，因此还需要的测量工具是刻度尺、温度计。
(2) 重物做功时，部分能量会因转轴处的摩擦转化为内能（或容器向外散热、绳子与滑轮间的摩擦消耗能量等），导致水增加的内能小于重物做的功，例如转轴处存在摩擦。
(3) 设水的质量为$m$，比热容为$c$，根据实验数据，当重物质量为$m_1$、下降高度$h_1$时，水升高温度$\Delta t_1$，此时重物做功$W_1=m_1gh_1$，水吸收热量$Q_1=cm\Delta t_1$，由能量守恒得$W_1\approx Q_1$；当重物质量为25kg，水升高温度2.5℃时，设重物下降高度为$h$，重物做功$W=25kg×10N/kg×h$，水吸收热量$Q=cm×2.5℃$，结合比例关系（由实验数据可得$cm=\frac{m_1gh_1}{\Delta t_1}$），代入计算得$h=20m$。
【答案】
(1) 刻度尺；温度计 (2) 转轴处存在摩擦（合理即可） (3) 20
【知识点】
能量守恒定律、功的计算、比热容
【点评】
本题是结合实验验证能量守恒的综合题，考查实验器材选择、实验误差分析及相关计算，注重学生的实验探究能力和公式应用能力，难度适中。
【难度系数】
0.5
