2022年中考物理二轮复习——功和机械能+实验专项训练

2022年中考物理二轮复习——功和机械能 实验专项训练

题型一   探究影响动能大小的因素

1．（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。

2．（2021·重庆实验外国语学校八年级期末）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小酣同学设计了如图所示甲､乙､丙三次实验｡让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止｡

（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 __________两图，实验中为保证速度相同，应将铁球从同一斜面的 _____静止释放｡

（2）选用甲､丙两次实验，可以得出动能的大小与 _____有关｡

3．（2021·辽宁大洼·八年级期末）某物理实验小组探究物体的动能大小跟哪些因素有关。用质量不同的两个小钢球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，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程中如图甲、乙、丙所示。

（1）若水平面绝对光滑，本实验___________（选填“能”或“不能”）达到探究目的。

（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与___________有关。

（3）小华同学根据甲、丙两图得出结论：物体动能的大小与质量有关，她的看法是否正确？________（选填“正确”或“错误”），理由是___________。

（4）在丙图中画出小球在斜面上受到的支持力的示意图。

4．（2021·江苏泗洪·九年级期中）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＞m），分别从不同的高度h和H（H＞h）由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。

（1）小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是 _____。若水平面绝对光滑，本实验将 _____（选填“能”或“不能”）达到探究目的。

（2）由甲、乙两图可得出实验结论：物体的动能大小与 _____有关。实验中，发现木块有时会从水平木板右侧滑出，而影响了实验，则可以通过 _____（选填“增大”或“减小”）木块的质量来加以改进。

（3）小明根据乙、丙两图 _____（选填“能”或“不能”）来探究重力势能大小与质量的关系。

（4）小王同学则用如图丁所示的方法来探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2＞h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是 _____（选填“正确”或“错误”）的，理由是 _____。

5．（2021·浙江·杭州市紫金港中学九年级阶段练习）实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一位置由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。

（1）从上表中数据可以看出，他们上述操作探究的目的是：______；

（2）在第3次实验中，木块被撞后滑出了木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，你认为应当采用______同学的建议；

（3）接下来实验小组同学要探究“物体动能大小与速度的关系”，请帮他们设计一个可以进行3次实验的记录表：______。

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．（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。

8．（2020·广东惠城·九年级阶段练习）某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、   形状相同的 A、B、C、D四个铅球，其中 A、C、D三球的质量为 m，B球质量为 2m，让A、B两球从距沙表面高 H静止下落，C球从距沙表面高   2H静止下落，D球从距沙表面高 2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得 A、B两球陷入沙深度分别为 h1和 h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且 h1＜h2＜h3。

(1)本实验中，铅球的重力势能大小是通过______来反映的。

(2)比较 A、B两球，发现 B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时， ______。

(3)比较______两球，发现 C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。

(4)比较 C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论： 物体的重力势能与物体运动的路径______ （选填：“有关”或“无关”）。

9．（2021·全国·八年级单元测试）小夏同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发，并产生了如下猜想：

猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关

猜想二：物体的重力势能与物体的下落高度有关

猜想三：物体的重力势能与物体的运动路径有关

为此小夏设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处静止释放，其中D球从光滑弯曲管道上端静止滑人，最后从管道下端竖直落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），实验数据如下表：

（1）本实验中，采用的研究问题的方法是___________ （写出一种方法即可）；

（2）本实验中，铅球的重力势能大小是通过___________来反映的；

（3）为验证猜想二，应比较___________ （填实验序号），得到的结论是：当物质量相同时， _______________________；

（4）比较③④，得到的结论是_____________________；

（5）经进一步实验和分析，小夏大胆给出重力势能（）的表达式“”，并去办公室询问了老师，得以证实，小夏高兴不已，回到教室后，根据学过的知识又算出了各小球落到沙表面的动能，其中B球的动能为___________J（忽略空气阻力，g=10 N/kg）.

10．（2020·山东安丘·模拟预测）如图是“探究影响重力势能大小因素”的实验过程（容器中装有沙子，A和B为实心铁球，A的质量比B的质量小）。

(1)本实验是通过观察______来判断重力势能大小的；

(2)由______两图可探究物体重力势能的大小与物体质量的关系；

(3)由甲、丙两图______（填“能”或“不能”）探究重力势能的大小与高度的关系，理由是______。

题型三   探究影响弹性势能大小的因素

11．（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。

12．（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。

（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。

13．（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。

14．（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。

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．     做功     相同     不同     远     不同     相同     转换     控制变量

2．     甲､乙     同一高度     速度

3．     不能     速度     错误     没有控制小球到达水平面时的速度相同    

4．     转换法     不能     速度     增大     可以     错误     没有控制水平面的粗糙程度相同

5．     探究动能与质量的关系     甲    

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．     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

8．     铅球陷入的深度     质量越大，重力势能越大     AC     无关

9．     控制变量法     球陷入沙面的深度     ①③     物体所处的高度越高，重力势能越大     物体的重力势能与物体运动的路径无关     2

10．     铁钉陷入沙子中的深度     乙、丙     不能     没有控制两球的质量相同

11．     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

12．     动     木块移动的距离     弹簧被压缩的程度     2、4、6

13．     h0－h1     弹簧的弹性势能     Δl2

14．     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