2022年中考物理实验机械能探究实验练习题

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2022年中考物理实验3-机械能探究实验1、如图所示是教材中的两个实验，都用到了斜面、水平木板和小车。A．探究阻力对物体运动的影响； B．探究影响动能大小的因素。（1）若要完成A实验，还需要增加的器材有：①毛巾；②　   　。（2）若要完成B实验，还需要增加的器材有：①木块；②　   　。（3）上述实验中的　  　（选填“A”或“B”）要求把同一小车放在同一高度释放，这是为了控制　                          　相同。 2、 如图所示装置,让木球从斜槽上滚入水平槽,在水平槽里竖立一个弹簧片,它的下端固定,观察木球与弹簧片碰撞的过程,并思考这个过程中能的转化。(1)从木球刚刚接触弹簧片到木球逐渐把弹簧片压弯的过程中,木球的速度　　　　,弹簧片的弹性形变程度　　　　,这个过程是　　　　转化为　　　　　　　。 (2)弹簧片恢复原状到将木球弹回的过程中,木球的速度　　　　,弹簧片的弹性形变程度　　　　,这个过程是　　　　　　　　转化为　　　　。 (3)这个实验可以说明　　　　　和　　　　　　　　可以相互转化。  3、为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，薛物理同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验，将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB），推动小木块运动一段距离后静止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，对以下问题进行解答：（1）本实验中通过观察　         　来反应小球动能的大小，这种研究问题的方法是　         　（填控制变量法或转换法）。（2）用来研究超速安全隐患时，需要控制的变量是　         　，实验时应选择　         　两个图所示实验进行比较。（3）用来研究超载安全隐患时，应选择　         　两个图所示实验进行比较，通过这个实验得到的结论是　         　。 4、“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图2虚线框内的四个实验场景。（1）为探究小车动能与质量的关系，应选用场景①和　   　（选填“②”、“③”或“④”）进行实验；选用场景③和④进行实验时，可探究小车动能与　   　的关系。（2）在实验中，小车动能越大，发生碰撞时对木块所做的功就越　   　，木块被碰撞后在木板上　   　。（3）若将场景①和②中的木块均移走，利用这两个场景可探究　   　对物体运动的影响。为提高实验结论的准确性，还需再增加一次实验，为此，在场景①的基础上，你所作的调整是：　   　。 5、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。实验中通过比较　 　来判断弹簧弹性势能的大小。（2）为了验证猜想一，应选择表中　 　（填实验序号）三组数据进行分析；由此得出的结论是：　 　相同时，　 　越大，弹簧的弹性势能越　 　。（3）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。 6、小明猜想物体的重力势能大小可能与物体的质量及被举的高度有关．为了验证自己的猜想，他进行了如下实验，让两个不同质量的锥子分别在两个不同高度自由下落，扎到下方四本相同的旧书上，书因此被扎出孔，分析这些被扎孔的不同，如图所示．（1）若比较甲和乙，这是通过控制________不变，来探究重力势能的大小与________的关系；    （2）在（1）中，小明不仅比较了甲、乙，还比较了丙、丁，他这样做的目的是________．    （3）小明设想了以下两种方案来判断物体重力势能的大小，你认为最佳的一种是（    ）            A. 测出书上被扎孔的深度；         B. 数出被扎孔的纸的页数． 7、为探究重力势能的影响因素，小刚用两种规格的四个铅球(m甲＝m乙>m丙＝m丁)在平整的沙地上从静止开始释放(如图所示)，请根据小刚的四个实验回答下列问题。 (1)本实验中，我们通过观察沙地中的什么现象来判断甲、乙两种情况重力势能大小的不同？现象是_________________________________                  _________________________．(2)四个实验中能说明重力势能的大小与质量有关的是____________两实验．(3)四个实验中能说明重力势能的大小与高度有关的是____________两实验．(4)若要乙和丁的重力势能大小相同，合理的做法是_____________________  ______________________________．(填一种即可) 8、小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力，g取10N/kg）：让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度和弹簧缩短的长度△x之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点。已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短1cm，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。（1）从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球动能的变化情况是_________，小球机械能的变化情况是______________。（2）实验中所用小球的质量为_____kg，全过程中，弹簧中弹力的最大值为_____N。 （3）由图可知，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为0，此时，小球处于______态（选填“平衡”或“非平衡”）。（4）已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为：；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。若本题中弹簧的原长为1m，则本题的小球是从距离地面________m的位置下落的。 9、在探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”时，让A、B两个质量不同的铅球从沙坑表面上方由静止释放，铅球落下后陷人沙子中，实验情景如图1所示。（1）实验中通过比较　         　来判断铅球重力势能的大小。（2）由该实验情景可得出结论：当　         　一定时，物体的　         　越大，重力势能越大。（3）若要探究物体重力势能与高度的关系，则需用　         　的两个铅球，让两球　         　，比较它们陷人沙子中的深度。（4）如图2所示，C球由静止下落，D球光滑弯曲管道静止滑下。实验表明，物体重力势能的大小与　         　。 10、老师利用如图甲所示的装置演示动能与重力势能的相互转化后，小光想：小球在摆动过程中的机械能的大小是否与细线的长度有关呢？为了探究此问题，他设计了以下实验装置：将无弹性的细线上端固定在铁架台上，下端拴住小球，使小球摆动到最低点时恰好撞击静止在水平桌面上的木块，如图乙所示。（不计细线固定端的摩擦与空气阻力）（1）小光将长为l的细线拉至水平状态静止时，小球具有的机械能是以＿＿＿＿能的形式存在。（2）释放小球后，木块被小球撞击并在水平桌面上滑动了一段距离s，在此过程中木块克服＿＿＿＿力做功。（3）小光多次改变拴小球的细线长度，并调整细线固定端的位置，每次均将小球拉至细线处于水平状态时自由释放，使它摆动到相同的最低点撞击同一木块，测出木块被撞击后运动的距离，通过比较运动距离的长短来判断小球具有的机械能大小。请你分析小光的实验方案是否可行？＿＿＿＿，理由是：＿＿＿＿。（4）小光想：细线没有弹性，如果换成长度为，l（l′<l）的橡皮筋拴住小球，并保持小球在第（1）问的水平高度静止（如图丙所示），自由释放小球后，若仍能摆动到原来的最低点撞击同一木块，那么借助橡皮筋的弹性应该能使木块运动的距离大于s。请你从能量转化的角度分析这一设想是否正确？________。 11、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，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　    　（选填“控制变量法”或“转换法”）。（2）由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与　    　有关。（3）小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是否正确？　    　（选填“正确”或“错误”），理由是：　    　。（4）在该实验中，与钢球接触的斜面是不光滑的，则钢球从斜面某一高处由静止滚到底部的过程中，其机械能　    　（选填“增大”“减小”或“不变”）。 12、已知物体动能的大小与物体的速度和质量有关，在探究“物体动能的大小与物体速度的关系”时，所用的实验装置如图所示（刻度尺未画出）。（1）该实验中，“物体动能的大小”中的“物体”是指 　        　。（选填“铁球”或“木块”）（2）物体动能的大小是通过 　                　来反映的。（3）每次实验时，如何操作来改变物体的速度？　                   　。（4）请你画出实验数据的记录表格，表格中要有必要的信息。（5）实验时，让木块距离斜面底端近一些，会更容易使实验现象明显。请你分析其中的原因。 　                                           　。 13、如图，是探究物体动能的大小与什么因素有关的实验装置示意图。(1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体_______的关系；（物体A、B质量不变）(2)该实验中所探究物体的动能是指物体__________（选填“A”或“B”）的动能。(3)该实验物体动能的大小是通过__________来反映的；(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度，它是通过________（选填“高度”或“质量”）来改变的；(5)实验表明，同一物体A从斜面滚下，高度越大。物体B被撞得越远，可得结论______；(6)若要研究物体动能与质量的关系，则需要用不用质量的物体从斜面_________高度由静止滚下，并观察记录；(7)如果木块在运动过程中所受的摩擦阻力为0，木块将___________。答案1、（1）木板；（2）砝码；（3）A；小车到达水平面时的速度 2、（1）变小；变大；动能；弹性势能；(2)变大；变小；弹性势能；动能；(3)动能；弹性势能； 3、（1）木块被推动的距离；转换法；（2）质量；甲乙；（3）甲丙；速度一定时，质量越大，动能越大。 4、（1）③；速度；（2）多；滑行的距离越长；（3）阻力（摩擦力）；在木板上铺设玻璃板（或毛巾）。 5、（1）动；木块移动的距离。（2）1、2、3；弹簧的材料；弹簧被压缩的程度；大。（3）2、4、6。 6、（1）高度；质量（2）便于总结普遍规律，防止偶然性（3）B   7、(1)铅球陷入沙坑中的程度　(2)甲、丙(3)甲、乙(或丙、丁)　(4)将丁球放在比乙球更高的位置(合理即可)8、先增加后减小    减小    0.1    6.1    非平衡    2.25     9、（1）铅球陷入沙的深度；（2）下落高度；质量；（3）质量相同；从不同高度下落；（4）运动路径无关。 10、（1）重力势（2）摩擦（3）不可行。改变了细线的长度后，为了能使小球摆到最低点时撞击木块，所以在水平位置自由释放时小球所处的高度改变，其重力势能改变。故在实验中不能控制高度相同，因此方案不可行。（4）无论用细线还是用橡皮筋，小球的释放高度相同，具有相同的重力势能。而用橡皮筋进行实验时，小球摆动到最低点的过程中，重力势能中的一部分能量转化为橡皮筋的弹性势能，故小球摆动到最低点时的动能减小，不能将木块撞得更远。 11、（1）转换法；（2）速度；（3）错误；没有控制速度一定；（4）减小。 12、（1）铁球；（2）木块移动的距离；（3）改变铁球滚下的高度；（4）如下表；（5）小球到达水平面时运动的过程中，会受到摩擦力的作用，小球的动能会转化为内能，使得小球的动能减小，实验效果不明显，所以为了增大实验效果，应让木块距高斜面底端近一些。 次数铁球的质量小球滚下的高度h小球到达底端速度v木块移动的距离s/cm1mh1  22mh1  32mh2    13、速度    A    物体B移动的距离s的大小    高度    物体的速度越大，动能越大    同一    做匀速直线运动