2022年中考物理真题汇编：功和机械能实验专题解析版.pdf

20222022 年中考物理真题汇编：功和机械能实验专题年中考物理真题汇编：功和机械能实验专题一、实验探究题一、实验探究题1（2022宜昌）小明和小红在“探究物体的动能与哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜槽上一定高度的位置滚下，在水平面上运动，碰上木块 C 并将 C 推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。（1）实验中探究的动能是指()A钢球撞击木块时的动能B钢球撞击木块后的动能C木块被钢球撞击后的动能（2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B 的质量 mAmB，高度 hAhB，距离 sAsB。他得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，他的实验方法（选填“正确”或“错误”），理由是；（3）小红让钢球 A 分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能与的关系。【答案】（1）A（2）错误；在研究物体的动能与物体的质量的关系时，要控制物体运动的速度相同，甲乙两次实验中，钢球在斜面上的高度不同，从斜面上滚下来碰撞木块的速度不同，因此他的实验方法是错误的（3）速度【知识点】探究影响物体动能大小的因素【解析】【解答】（1）一个物体能量的多少，可由它对外做功的多少来确定，本实验研究钢球动能的大小是通过钢球撞击木块时对木块做功，通过木块被推移的距离远近来反映做功的多少，所以本实验探究的是钢球在撞击木块时的动能大小，A 符合题意，BC 不符合题意。故答案为：A。（2）在研究物体的动能与物体的质量的关系时，要控制物体运动的速度相同，甲乙两次实验中，钢球在斜面上的高度不同，从斜面上滚下来碰撞木块的速度不同，因此他的实验方法是错误的。（3）小红让同一钢球 A 从同一斜面的不同高度由静止滚下，钢球的质量相同，而钢球的速度不同，则本次实验是为了研究物体动能的大小与物体运动的速度大小关系。【分析】（1）探究动能的影响因素时，研究的物体下落的物体的动能；（2）探究物体的动能和质量的关系，需要保持速度相等，使物体下落的高度相同；（3）当物体下落的高度不同时，可以探究动能和物体的速度的关系。2（2022绥化）为了探究动能大小的影响因素，利用斜面、钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图所示的探究活动。该实验中所探究物体的动能是指的动能；（选填“钢球”或“木块”）由甲、乙两图可知，当物体质量相同时，速度越大，动能越大；如甲、丙两图所示，让不同质量的钢球从同一斜面的由静止滚下，目的是，可得出结论：；若斜面下方水平面光滑，本实验达到实验目的。（选填“能”或“不能”）【答案】钢球；同一高度；使钢球运动到水平面时速度相同；当物体速度相同时，质量越大，动能越大；不能【知识点】探究影响物体动能大小的因素【解析】【解答】（1）实验中通过比较滚下的钢球撞击木块移动的距离，来比较钢球动能的大小，这里用到了转换法。（3）用不同质量的两个钢球从同一斜面的相同高度自由滚下，钢球到达水平面的速度是相同的；探究动能与质量的关系时，需要控制速度相同，质量不同，故需要比较甲、丙两次实验，根据实验现象可知，当物体速度相同时，质量越大，动能越大。（4）若斜面下方水平面光滑，根据牛顿第一定律，钢球和木块将永远一直运动下去，没有运动距离的远近之分，就不能达到通过比较距离来比较动能的目的，即此时达不到实验目的。【分析】（1）探究动能的影响因素时，被研究的物体是下落的物体；（3）当物体下落高度相同，速度相等；物体的质量越大，动能越大；（4）运动的物体不受力，作匀速直线运动。3（2022恩施）如图所示，让从斜面上由静止滚下的小球钻入水平面上的纸盒，探究影响小球动能大小的因素。（1）有多个因素可以影响物体的动能大小，比较质量（选填“相同”或“不同”）的两个小球从不同高度滚下，是为了改变小球撞击纸盒时的运动速度；（2）此实验现象说明运动速度较的小球具有的动能较大。【答案】（1）相同（2）大【知识点】探究影响物体动能大小的因素【解析】【解答】（1）影响动能大小的因素有两个：质量和速度；小球从不同的高度滚下，到达水平面的速度不同，因此探究的是动能与速度的大小关系，根据控制变量法可知，应控制小球的质量相同。（2）小球的速度越大，纸盒被撞得越远，说明小球的动能越大，因此此实验现象说明运动速度较大的小球具有的动能较大。【分析】（1）探究的是动能与速度的大小关系，根据控制变量法可知，应控制小球的质量相同；（2）质量相同时，物体运动速度越大，动能越大。4（2022贵阳）“十次事故九次快”说明汽车超速会带来危害，汽车“多拉快跑”更是追尾事故中的罪魁祸首，超速与超载严重危害了道路交通安全。小明通过实验探究货车超速与超载在追尾事故中的危害，用到的器材有：小车（模拟货车）、木块（模拟被追尾车辆）、砝码若干、坡度固定的斜面。将小车从如图甲所示的A 处自由释放，小车在水平面上运动一段距离 s0后停止，s0可视为刹车后运动的距离。将木块静置于小车右侧所在的位置B 处，表明符合核载量并在限速内的货车不会对前车追尾。请回答下列问题：（1）探究货车超速的危害：如图乙所示，木块置于B 处，小车由斜面顶端释放，撞击木块并与木块共同运动一段距离 s1，这表明货车超速（选填“会”或“不会”）产生追尾的危害。本实验可用木块运动的反映追尾的危害程度；（2）探究货车超载的危害：如图丙所示，木块置于B 处，将砝码固定在小车上，仍从 A 处释放小车，观察小车的运动情况。逐次增加砝码个数重复实验，发现小车在水平面上运动的距离几乎都为s0，均未与木块撞击。小明猜想：小车每次到达斜面底端时，虽其动能随的逐次增大而增大，但仍未追尾，原因可能是小车此时还不够大；（3）由（2）问中的实验看出小车超载几乎不会追尾前车，但生活中货车超载引起的追尾事故却频频发生。请你在上述实验的基础上再设计一步实验操作（木块仍置于B 处），证明货车追尾前车会因超载带来危害；操作：；请你对可能产生的现象进行合理预设，并指出仅因超载造成追尾的危害程度在实验结果中是如何体现的？。【答案】（1）会；距离（2）质量；速度（3）将装有砝码的小车放在斜面顶端释放，观察木块被撞击后运动的距离。；若木块运动的距离比乙图中木块运动的距离更远，则木块两次运动距离之差即可体现仅因超载带来的危害程度。【知识点】探究影响物体动能大小的因素【解析】【解答】（1）小车由斜面顶端释放，撞击木块并与木块共同运动一段距离s1，说明速度越大的物体具有动能越大，动能过大的货车会造成追尾事故。危害程度不能直观体现，只能运用转换法，用木块被撞击的距离间接体现。（2）逐次增加砝码个数重复实验，增加砝码质量越大，造成小车的动能越大。影响动能的因素除了质量，还有速度，所以考虑可能是速度还不够大。（3）将装有砝码的小车放在斜面顶端释放，观察木块被撞击后运动的距离。若木块运动的距离比乙图中木块运动的距离更远，则木块两次运动距离之差即可体现仅因超载带来的危害程度。【分析】（1）质量一定时，速度越大的物体具有动能越大；（2）动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越快，动能越大；（3）木块被撞击后运动的距离可以间接的反映动能的大小。5（2022宿迁）下图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为 m、2m、3m）。（1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的；（2）实验中通过比较木块 B 被小球撞击后移动的距离 s 来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于（选填“控制变量法”或“转换法”）；（3）小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是（选填“正确”或“错误”），理由是；（4）通过比较步骤和可以判断动能大小与物体质量的关系。【答案】（1）速度（2）转换法（3）错误；小球质量不同（4）甲；乙【知识点】探究影响物体动能大小的因素【解析】【解答】(1)小球开始下落时起始点的高度在这里决定了小球到达平面时速度的大小，实验中小球的质量不同，是探究动能与质量的关系，让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使小球到达斜面底端与木块 B 相碰时速度相同。(2)小球的动能大小是无法直接观察到的，所以实验中通过是比较木块B 被小球撞击后移动的距离 s 来判断小球具有动能的大小，将看不见的转化为看得见的，这种方法在物理学中属于转换法。（3）步骤乙和实验步骤丙中，小球的质量不同，下落的高度即到达水平面的水的不同，存在两个变量，根据控制变量法，没有控制小球的质量相等，所以无法判断动能大小与速度的关系，小华的该观点是错误。（4）要判断动能大小与物体质量的关系，应控制下落高度相同，即到达水平面的速度相同，而改变小球的质量，由图可知，可以比较步骤甲和乙，通过木块滑行距离的远近来判断动能大小与物体质量的关系。【分析】（1）物体下落的高度相同，到达水平面的速度相同；（2）通过小球推动木块移动的距离，反应动能的大小，利用了转换法；（3）探究动能和物体速度的关系，要保持质量相等；（4）探究动能和物体的质量的关系，要保持速度相等，下落的高度相同。6（2022河池）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】（1）弹簧被压缩的程度（2）速度（3）质量（4）控制变量法（或转换法）【知识点】探究影响物体动能大小的因素【解析】【解答】（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）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）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）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。【分析】（1）通过弹簧被压缩的程度可以反应动能的大小；（2）质量一定时，速度越大，物体的动能越大；（3）当速度相同时，质量越大，物体的动能越大；（4）改变被研究的量，其他保持不变，利用了控制变量法。7（2022玉林）如图 1 所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，将小钢球从高度为 h 的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块在水平面向前移动一段距离s 后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。（1）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过（选填“高度 h”或“距离 s”）大小来反映的；（2）分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越；（3）分析比较两组实验可得，物体速度相同时，质量越大，动能越大；（4）综合上述可知，如图 2 所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高；（5）在实验中，若增大水平面的粗糙程度，则木块移动的距离将（选填“增大”、“不变”或“减小”）。【答案】（1）距离 s（2）大（3）甲、丙（4）速度（5）减小【知识点】探究影响物体动能大小的因素【解析】【解答】（1）小钢球从斜面滚下过程中，其动能大小是通过小木块移动距离s 的大小来反映的，小木块移动距离越大，说明小钢球的动能越大。（2）分析比较甲和乙两组实验可知，小球的质量相同，而小球在斜面上释放时的高度不同，甲图中小球释放时的高度大，到达水平面时的速度大，推动木块滑行的距离远，故可得出结论：物体质量相同时，速度越大，动能越大。（3）探究动能大小与质量的关系，保持速度相同，钢球的质量不同，故分析比较甲、丙两组实验可得出物体的动能与质量的关系。（4）图 2 所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高速度，质量越大的车，限速越低。（5）在实验中，若增大水平面的粗糙程度，木块受到的阻力增大，则木块移动的距离将减小。【分析】（1）通过小球推动木块移动的距离，可以反应动能的大小；（2）当质量一定时，物体的速度越大，动能越大；（3）探究动能和物体的质量关系，要保持速度相同；（4）当动能一定时，质量越大，速度越小；（5）做功相同时，增大接触面的粗糙程度，物体移动的距离减小。8（2022阜新）在探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，如图甲、乙、丙所示，将A、B、C 三个钢球先后从同一装置高度分别为 h1、h2、h3的位置由静止开始滚下（mA=mBmC，h1=h3h2），水平面上同一位置的木块被撞出一段距离后停下。请回答以下问题：（1）该实验探究的是（填“木块”或“钢球”）的动能。（2）实验通过观察木块被钢球撞出的长短，来判断钢球动能的大小，这种研究问题的方法叫。（3）比较两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与速度有关。（4）比较两图进行的实验，可以探究钢球动能大小与质量有关。此探究过程中两球刚好运动到水平面时的速度（填“相等”或“不相等”）。（5）由此实验联想到某段道路限速牌上标明“100”和“80”字样，（填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是 80km/h。【答案】（1）钢球（2）距离；转换法（3）甲、乙（4）甲、丙；相等（5）大客车【知识点】探究影响物体动能大小的因素【解析】【解答】（1）该实验研究的主体是钢球，研究的是钢球动能的大小与速度和质量的关系。（2）该实验中钢球动能的大小是通过木块移动的距离体现的，木块被撞的越远，说明钢球的动能越大，被撞的越近，说明钢球的动能越小，这里采用了转换法的思想。（3）为了研究物体动能与物体速度的关系，应多次让同一钢球从斜面不同高度上静止滚下，控制钢球的质量相同，改变钢球的速度，故答案为：甲、乙两图；质量相同，速度越大，钢球推动木块移动的距离越大，动能越大。（4）为了研究物体动能与物体质量的关系，应多次让不同钢球从斜面相同高度上静止滚下，控制钢球到达水平面时的速度相同，改变钢球的速度，故答案为：甲、丙两图；速度相同，质量越大，钢球推动木块移动的距离越大，动能越大。（5）因速度相同时，质量越大，动能越大，克服摩擦力做功的越多，越不容易刹车，因大客车的质量更大，故限制的速度要越小，大客车的限速应该是80km/h。【分析】（1）探究动能的影响因素时，被研究的对象是下落的物体；（2）通过木块被推出的距离反应动能的大小，利用了转换法；（3）探究动能和速度的关系，保持质量相同，使物体下落的高度不同，改变速度；（4）探究动能大小和物体质量的关系，要保持速度相同，使物体下落的高度相同；（5）但动能一定时，物体的质量越大，速度越小。9（2022天津）热爱劳动的津津，在家学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”时，一个饮料瓶不小心落到了松软的玉米面团上，在面团上留下较深的痕迹。于是他灵机一动，利用玉米面团和装有水的饮料瓶，依次做了如图所示的实验，对如下两个问题进行了探究。问题一：压力作用效果跟哪些因素有关问题二：重力势能大小跟哪些因素有关（1）做实验是为了探究（选填“问题一”或“问题二”）；（2）利用实验可探究重力势能大小与是否有关；（3）民法典中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为，“高空抛物”危害性大的原因，可通过分析实验得出的结论来解释，请你写出该结论。【答案】（1）问题一（2）质量（3）质量相同的物体，位置越高，重力势能越大【知识点】探究影响物体势能大小的因素；探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验【解析】【解答】（1）由图中可知，实验中，压力不同，而受力面积相同，实验中，压力相同，而受力面积不同，故可知做实验是为了探究问题一。（2）由实验可知，瓶子下落的高度相同，而瓶子和水的总质量不同，故可探究重力势能大小与质量是否有关。（3）由实验中可知，瓶子和水的质量相同，而瓶子下落的高度不同，面团的凹陷程度不同，故可知“高空抛物”危害性大的原因是：质量相同的物体，位置越高，重力势能越大。【分析】（1）当受力面积相同时，可以探究压力的作用效果和压力大小的关系；（2）当物体的高度相同时，可以探究重力势能和物体的质量的关系；（3）质量相同时，物体的高度越大，重力势能越大。10（2022武威）如图所示，摆线的长度 L 相同，小球 A、B 的质量 mAmB，悬线与竖直方向之间的夹角 12。（1）图甲、乙中，同时由静止释放 A、B 两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的无关；（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C 发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较反映小球撞击木块 C 前的动能大小，这种研究方法叫（选填“控制变量法”或“转换法”）；【分析】（1）不同物体从相同高度下落时，到达水平面时的速度相同，说明物体下落的速度和质量无关；（2）通过运动的物体推动木块的距离可以反应动能的大小；利用了的方法是转换法；（3）当质量相同时，速度变大，动能越大；（4）运动的物体若不受力的作用，做匀速直线运动；（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C 撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与（5）弹簧的形变程度相同时，具有的弹性势能相等，转化的动能是相同的。有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）；（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块 C 被撞击后，它将做直线运动（选填“减速”、“匀速”或”“加速”）；（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能（选填“相等”或“不相等”），该方案（选填“正确”或“错误”）。【答案】（1）质量（2）木块移动的距离；转换法（3）速度（4）匀速（5）相同；错误【知识点】探究影响物体动能大小的因素【解析】【解答】（1）图甲、乙中，小球 A、B 的质量不同，但从相同的高度同时由静止释放，它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，说明两个小球在任一时刻速度相同，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的质量无关。（2）小球与木块碰撞，小球动能越大，对木块做的功越多，木块移动的距离越大，所以通过比较木块移动的距离可以比较小球撞击木块 C 前的动能大小；通过木块移动的距离比较小球动能的大小，这种研究方法叫转换法。（3）因为 12，所以图丙中小球比图乙中小球释放时的高度更高，小球摆动到竖直位置时的速度更大，把木块撞得更远，说明小球的动能大小与速度有关。（4）若水平面绝对光滑，木块在水平方向不受外力作用，根据牛顿第一定律可知，木块C 被撞击后，它将做匀速直线运动。（5）将同一根弹簧压缩相同的程度，弹簧具有相同的弹性势能，弹出小球，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，那么不同质量的小球获得的动能也相等；因为动能大小与质量和速度有关，不同质量的小球的动能相同，小球的速度也不同，这里有两个变量，所以该方案是错误的。