2022年中考物理二轮复习精选实验专题——功和机械能实验

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2022年中考物理二轮复习精选实验专题——功和机械能实验题型一  探究影响动能大小的因素1．（2022·广东·东莞市光明中学九年级期末）小华为了探究物体动能的大小与质量、速度的关系，设计了如图甲、乙所示的实验。实验甲：质量相同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处和B处开始向下运动，然后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，如图甲所示；实验乙：质量不同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处开始向下运动，然后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，如图乙所示；（1）要探究物体动能的大小与速度的关系应选用_______图；（填“甲”、“乙”）（2）甲、乙两组实验可以得出的结论是_______；（3）这个实验中，利用木块被碰撞后移动的_______来比较物体的动能大小。下列实例中与此实验方法相同的有_______ 。（填编号）①认识电流大小时，用水流进行类比②用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的③用酚酞试液滴入溶液变红色来判断溶液呈碱性2．（2021·广西八步·八年级期末）如图所示的是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置。（1）在实验中，物体B被推动的距离能够反映钢球A动能的大小，理由是物体B被推动的距离越远，说明钢球A对物体B______越多；（2）为了探究动能的大小与速度的关系，应该选用质量______（选填“相同”或“不同”）的钢球从斜面的______（选填“相同”或“不同”）高度由静止释放。实验表明，钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块B被撞得越______（选填“近”或“远”）；（3）为了探究动能的大小与质量的关系，应该选用质量______（选填“相同”或“不同”）的钢球从斜面的______（选填“相同”或“不同”）位置由静止释放；（4）物理研究方法有许多，如等效替代法.类比法、转换法、对比法、控制变量法，本实验主要运用了两种研究方法，一是______法；二是______法。3．（2022·山西阳城·九年级期末）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：（1）提出问题：汽车的动能大小跟什么因素有关？（2）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；（3）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，撞击到水平面上同一位置的相同物块，将物块撞出一段距离（已知s1＞s2＞s3）。物块被撞击得越远，说明 _____（填序号）越大；A．金属球在斜槽上时的动能B．金属球撞击物块时的动能C．金属球撞击物块后的动能（4）分析论证：分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是 _____；（5）实践应用：分析甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可用来解释汽车 _____（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。4．（2021·河南唐河·八年级期末）小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，他用质量不同的两个钢球M和m（M的质量大于m），分别从不同的高度H和h（H>h）静止开始滚下，实验过程如图所示。请完成以下问题：（1）小明是通过观察______，来判断小球动能的大小的，这种研究方法叫______（选填“控制变量法”或“转换法”）；（2）若水平面绝对光滑，本实验将______（选填“能”或“不能”）达到探究目的；对比甲、乙两图可知：在______一定时，物体的______越大其动能越大；（3）在丙组实验中，若木块被撞后滑出木板，则需要重做本组实验。A同学建议换用同样材质较长的木板，B同学建议换一个较大的木块，C同学建议降低钢球下滑的高度。你认为应当采用______（选填“A”、“B”或“C”）同学的建议；（4）小明根据甲、丙两图得出了“物体的质量越大动能就越大”的结论。他的说法是否正确？______（选填“正确”或“错误”），理由是：______。5．（2021·四川游仙·二模）为探究“动能大小的影响因素”，小华利用斜面、钢球、木块等器材开展了如图所示的实验。（1）实验中通过比较木块______来判断钢球动能的大小；（2）在图甲和图丙中，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：（3）如果水平面光滑，则______（选填“能”或“不能”）完成本实验。题型二  探究影响重力势能大小的因素6．（2021·广西·崇左市教育科学研究所九年级期末）某实验小组利用“模拟打桩”探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体质量m1 = m2 < m3，实验时，让物体从木桩正上方某一高度自由下落，将木桩打入沙中，如图。（1）物体下落过程中，重力势能转化为___________能，可以通过___________比较重力势能的大小，由图可判断：物体___________（选填“m1”“m2”或“m3”）释放前的重力势能最大；（2）比较图甲和图丙，可探究重力势能与___________的关系；（3）比较图甲和图乙，可初步得到的结论是___________；实验后，同学们联想到高空抛物是一种很不文明的行为，被称为“悬在城市上空的痛”，会带来很大的危害，因为高空的物体具有很大的___________能。7．（2022·上海·八年级课时练习）如下是研究重力势能的大小与哪些因素有关的一种实验。某小组同学每次都让重锤从高处由静止下落，砸到铁钉上。他们观察到不同情况下，铁钉进入泡沫塑料的深度不同，深度越大，表明重锤对铁钉做的功越大，即重锤具有的重力势能越大。他们用m表示重锤的质量，h表示重锤升起的高度，x表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将实验数据详细记录在下面的表格中。为了进一步探究重锤的重力势能跟重锤做功本领的关系，他们还进行了适量的运算，计算的一部分数据也记录在表格的后两列中。实验序号重锤质量m（千克）重锤升起高度h（米）铁钉进入泡沫塑料深度x（米）（米-1）x2（米2）10.10.60.02441.6660.000620.10.90.03033.3330.000930.20.30.02441.6660.000640.20.60.03528.5710.001250.30.30.03033.3330.000960.30.40.03528.5710.0012 （1）分析比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：________；（2）分析比较实验序号_________的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：在高度相同的情况下，物体的质量越大，具有的重力势能就越大；（3）分析比较表中第二列、第三列及第四列中的数据，可初步得出：_______；（4）为进一步探究重锤具有的重力势能跟重锤做功本领的关系，可综合分析、比较表中记录的数据，以及经运算得到的数据，同时结合观察到的现象，归纳并得出结论：________。8．（2021·浙江·杭州市十三中教育集团（总校）九年级期中）如图甲所示，是探究小球的重力势能大小与哪些因素有关的实验装置。其中AB是四分之一光滑图弧轨道，BC是粗糙的水平面，木块初始静止在B点，让小球从距水平面高h处由静止释放。小球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆弧轨道，然后与木块发生碰撞，木块运动一段距离后最终停下来。小球可认为是光滑的。如图乙所示。是实验过程中的三个步骤，其中小球质量m1＜m2=m3，小球由静止释放的位置距水平面的高度h1=h2＜h3。（1）小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中，小球的重力势能转化为小球的 ___________；（2）通过观察 ___________来比较小球的重力势能的大小；（3）步骤一、步骤二中让不同小球从距水平面相同高度h处由静止释放的目的是 ___________。这样是为了探究小球的重力势能大小与 ___________关系。9．（2021·北京·人大附中九年级期中）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。按上述方案进行实验，其实验数据如表所示。实验序号铁块质量铁块距桌高度桌腿进入沙子的深度①20201.9②20302.9③20403.8④30202.9⑤40203.8 （l）该实验是通过观察比较______来判断铁块重力势能大小的。（2）分析比较①②③实验数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：在______相同的情况下，______。10．（2021·北京海淀·九年级期中）小明利用实验小桌、沙箱、质量不同的重物A、B和C，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将重物从高处（图中水平虚线处）由静止释放，重物自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。已知各次实验中小桌初始时桌腿陷入沙子中的深度相同，图中所画出的状态是桌腿最终静止在沙子中的位置。观察各次实验中桌腿陷入沙子中的深度情况，便可知物体开始下落时的重力势能大小的关系。已知实验中三个重物的质量关系为，重物下落的距离远大于重物的厚度和小桌陷入沙子中的深度。请观察甲、乙、丙、丁所示的实验操作与小桌最终陷入沙子中的结果，按要求回答下列问题：（1）比较___________两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关；（2）比较甲、丙、丁可知，物体的重力势能与物体的质量有关：___________相同的物体，质量越大，它的重力势能越大；（3）设乙实验操作中物体A释放前的重力势能为，丁实验操作中物体C释放前的重力势能为，则___________（选填“大于”“小于”或“等于”）。题型三  探究影响弹性势能大小的因素11．（2021·陕西·宝鸡市第一中学九年级阶段练习）小江同学利用个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，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/m1a0.5020.0010.102b0.5030.008.203c1.0020.0014.00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；（2）比较第1次和第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；（3）比较第1次和第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；（4）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（5）小江同学还想探究“橡皮条的弹性势能与厚度的关系”，应控制材料、长度 ___________相同。12．（2021·江苏东台·九年级阶段练习）在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；（1）为验证猜想一，他设计了如图所示实验，（小球质量大于木块的质量）实验时将同一弹簧压缩不同的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球撞击同一位置的相同木块上，分析比较___________，从而得出弹性势能大小。（2）为验证猜想二，需选用材料___________的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩___________（选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若___________，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。（3）若水平面绝对光滑，则___________（选填“能”或“不能”）完成本实验。13．（2021·福建湖里·八年级期末）小明在探究“弹簧弹性势能的大小跟哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想： 猜想一：弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹簧弹性势能的大小与弹簧的材料有关。为了验证上述猜想，小明选用材料不同的三根弹簧A、B和C（长度和粗细均相同），一把长刻度尺，小球、木块各一个，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同，实验数据如下表所示。实验次数所使用的弹簧弹簧被压缩后的长度/cm木块移动的距离/cm1弹簧A83.52弹簧A56.23弹簧A210.64弹簧B58.75弹簧C611.56弹簧C513.1 （1）弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的___________能。（2）实验中通过比较___________来判断弹簧弹性势能的大小。（3）为了验证猜想一，应选择表中1，2，3三组数据进行分析；由此得出的结论是：弹簧材料相同时，___________越大，弹簧的弹性势能越大。（4）为了验证猜想二，应选择表中___________（填实验序号）三组数据进行分析。14．（2021·北京丰台·八年级期末）在“探究弹簧弹性势能大小与形变量的关系”时，某实验小组同学提出两种猜想。猜想一：“弹簧弹性势能大小可能与弹簧的弹性形变量成正比”；猜想二：“弹簧弹性势能大小可能与弹簧的弹性形变量的平方成正比”。为了验证猜想他们用如图所示装置进行实验，弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上，刻度尺与杆平行， 主要实验步骤如下：①弹簧处于自由状态时，读出其上端对应刻度尺的高度为 h0，记录数据。②将中间有孔的小铁块套在光滑竖直杆上放于弹簧上端，并竖直向下按压小铁块，读出此时弹簧上端对应刻度尺的高度为h1，记录数据。③释放小铁块使弹簧恢复原长，当小铁块上升到最大高度时，读出小铁块下端对应刻度尺的高度为 h2，记录数据。④改变弹簧的压缩长度，仿照步骤②和③，记录数据，并计算弹簧的形变量Δl、形变量的平方Δl2 和小铁块上升的距离 h。 请回答下列问题：（1）实验中弹簧的形变量Δl=___________（用所测物理量符号表示）。（2）小铁块上升的距离h可以间接反映弹簧的_________大小。（3）该小组同学根据实验数据分别做出h—Δl和h—Δl2的图像，如图所示，由此得到的结论是：同一个弹簧，其弹性势能的大小与_______成正比。15．（2021·江苏·中考真题）篮球运动员传球时，篮球撞击地面后能准确反弹到远处队友手中，小明觉得好奇：篮球撞击地面后，反弹方向与哪些因素有关呢与同学讨论后，他们觉得可以用弹性小球代替篮球，对小球撞击水平地面后的反弹方向进行探究，并提出了三种猜想。猜想1：与小球撞击地面前是否旋转有关；猜想2：与小球撞击地面时的入射方向有关；猜想3：与地面的粗糙程度有关。（1）对于猜想1，联想到旋转的乒乓球打到球台后，反弹的路线发生明显变化，由此判断猜想1是______的；（2）为验证猜想2和3，同学们设计了如图甲所示的装置，每次都让弹性小球从压缩了相同长度的弹簧的下端，由静止弹出并撞击地面，分别改变地面的粗糙程度和小球的入射方向与地面的夹角α，测出小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β，记录数据如下表。夹角α20.0°30.0°45.0°60.0°70.0°夹角β玻璃地面25.5°34.7°49.2°63.5°72.8°木板地面28.6°37.3°51.6°65.4°74.1°水泥地面30.9°39.2°53.9°67.5°76.6° ①对猜想2，分析数据可得β与α的定性关系是：______，说明该猜想是正确的；②对猜想3，小虎认为：表中α一定时，各次测得的β不等，这是由测量误差引起的，所以猜想3是错误的。同学们不赞成小虎的观点，理由是______；（3）用每隔s曝光一次的频闪照相机拍摄到某次小球从地面O位置反弹至D位置的照片，如图乙所示。①用毫米刻度尺测出图乙中小球在O、D两位置时球心间距为______cm；小球上标有“直径4cm”字样，请估测小球从O运动至D的平均速度为______m/s；②小球是从图乙中的______（选填“A”、“B”或“C”）位置开始入射的；（4）同学们分析，当α一定时，地面越光滑，β值与α越接近，由此推理，如果地面没有摩擦，则β与α应相等，请写出一个用此思想方法研究问题的实例______。
参考答案：1．     甲          小球推动木块距离的长短     ②③2．     做功     相同     不同     远     不同     相同     转换     控制变量3．     速度     质量     B     在速度相同时，质量越大，动能越大     超速4．     木块移动的距离     转换法     不能     质量     速度     A     错误     没有控制速度一定5．     被碰撞后移动的距离     速度     不能6．     动     木桩下陷的深度     m2     质量     重力势能与物体的高度有关     重力势7．     物体质量一定时，高度越高，重力势能越大     1、4或3、5     物体质量与高度的乘积越大时，重力势能越大     物体质量与高度乘积与铁钉进入泡沫塑料深度x的平方的比值是个定值8．     动能     木块被小球推动的距离     使小球到达水平面的速度相同     质量9．     桌腿进入沙子的深度     质量     高度越高，物体所具有的重力势能越大10．     甲、乙     被举高的高度     小于11．     弹珠被弹射的水平距离     长度     宽度     D     宽度12．     木块移动的距离     不同     相同     前后两次木块移动的距离不同     不能13．     动     木块移动的距离     弹簧被压缩的程度     2、4、614．     h0－h1     弹簧的弹性势能     Δl215．     正确     当地面的粗糙程度一定时，小球的入射方向与地面的夹角α越大，小球撞击地面后的反弹方向与地面的夹角β就越大          32.00     3.2     B     探究阻力对物体运动的影响