2023年中考物理复习：《功和机械能》实验题.pdf

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1、2023年中考物理专题复习：功和机械能实验题姓名：班级：考号：1 .为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从8处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景：图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。（1）此 实 验 是 研 究（选填“碰撞前小球”、碰撞后小球”或“碰撞后木块”）的动能，通过 来反映动能的大小；（2）若要探究动能大小与速度的关系，应选择图（

2、选填“甲”、“乙”）进行实验；（3）木块在水平面上滑动时，受 到 水 平 面 的 摩 擦 力（选填“变大”、变小 或“不变”），克服摩擦力做功的功率（选填“变大”、“变小”或“不变”）。最终木块静止，是因为机械能转化为转化的能量很难再被利用是因为能量的转化和转移具有一o2 .在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击后，陷入沙坑中的情况如图所示。在此实验中，我们是通过 来比较各铁块的重力势能大小的。（1）若A、B两铁块质量相等，则铁块下落的高度关系是自 hB（填“大于”、“小于”或“等于“下同）；若B、C两铁块下落的高度相等，则两铁块的质量的关系是

3、mB_me.（2）本次探究实验中，运用了两种思维方法，它们是：a.。b.。3.小刚对“动能的大小与哪些因素有关 的实验进行了如下改进：他利用质量不同的实心铁球、长方体木块、细线等器材设计了如图所示的实验装置。实验过程如下：将铁球拉到图中所示的高度后由静止释放，铁球向右摆动并撞击木块，木块随即在粗糙的水平桌面上滑动一段距离后停下：（1）实验中，为了让木块能在桌面上平稳滑动，应 该 将 木 块（选填：“平放”或 竖放”）。根据实验目的比较木块滑行的距离是为了判断 的动能大小；（2）为了验证动能的大小与质量的关系，小刚应选用质量_ _ _ _ _ _（选填：相阿 或 不阿）的铁球从同一高度由静止释放

4、并摆动到最低点撞击木块。要使铁球每次被拉起的高度相同，写 出 你 的 操 作 方 法;（3）为了验证动能的大小与速度的关系，小刚设计的方案如下：先后两次将木块左侧置于A点和B点（保证铁球均能撞击木块），让同一铁球从相同高度释放并撞击木块，比较两次木块滑行的距离。请你用机械能的相关知识帮他分析此方案是否可行？你的理由是：o4.如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的 质 量 悬 线 与 竖 直 方 向 之 间 的 夹 角 历。2。甲 乙 丙（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）

5、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；（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；（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

6、球的动能_ _ _ _ _ _ _ _ _（选填“相等”或“不相等”），该方案（选填“合理 或“不合理5.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被举起的高度有关猜想三：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入，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）。实验数据如表:实验序号铅球代号铅球质量/g下落高度/m陷入沙中的深度/mA2 0 00.50

7、.1B4 0 00.50.2 5C2 0 010.2D2 0 010.2（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：（4）比较，得到的结论是 o6.引体向上是同学们经常做的一项健身运动，如图所示，该运动的规范动作是两手正握单杠，由悬垂开始，上提时，下颗须超过杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。课外活动时，小华同学连续做了 1 5 个规范的引体向上，小组的同学们设计了如下表格，并测量一些物理量估测小华同学做

8、引体向上时的功率。（1）所需要的测量器材有体重计、秒表和;（2）请在表格。处填上合适的物理量、符号及单位：（不需要填写数据）;人的质量ni/kg完 成 15个的时间 sa功率P/W（3）写出计算小华同学做引体向上时功率的表达式：P=（利用以上测量的物理量符号表示）；（4）如果两位同学完成15个规范动作的时间都是Im in,两位同学的功率不一定相等，理由是：7.小明想测出自己从一楼跑到三楼做功的功率，如图所示。（1）需要的测量工具有：台秤、;（2）小明设计的实验方案如下，其中多余的是；A.测出自身的质量小B.测出楼梯的总长度心C.测出一楼到三楼的竖直高度D.测出上楼所用的时间rE.算出上楼的功率

9、P（3）小明爬楼功率的表达式为P=（用方案中所给物理量表示）.8.在图中，s=60cm,与之对应的/?=30cm。现用弹簧测力计进行两次操作：（1）沿竖直方向匀速提升小车；（2）沿斜面方向匀速拉动小车记录数据如下表;操作数据测力计示数/N移动距离/cm竖直提升1030沿斜面拉升5.260（1）分析表中的数据可知，斜面是一种（省力/费力）的简单机械;（2）沿竖直方向匀速提升小车拉力所做的功是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _J,沿斜面方向匀速拉动小车拉力所做的功是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ J,由此实验可推断，利用斜面提升物体时，（能/不能）省功；（3）生活中常见的斜面有 o （

10、写出一个）9.某实验小组利用如图装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：用轻绳悬挂杠杆一端的。点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；竖直向上拉动弹簧测力计 上升（保持0点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、2两点上升的高度为如、h2.完成下列问题：（1）步骤中空白处应填上_ _ _ _ _ _ _ _。（2）若测得G=2.5 N,F=1.2 N,h/=8cm,/z2=2 0 c m,则杠杆机械效率为%_ _ _ _ _ _ _。（3）本次实验中，若提升的钩码重一定，若只将钩码的悬挂点由A移至C,0、8位

11、置不变，仍将钩码提升相同的高度，则有用功，杠 杆 的 机 械 效 率 将 （均选填“变大”、“变小”或 不变”）。1 0.在拓展课上，小武同学用如图所示的滑轮组，模拟某建筑工地上拉动工件的情景。他用2 0N的拉力拉着重为1 00N的物体，使它在4 s内沿着水平地面匀速直线运动了 2 m,若物体运动时受到地面的摩擦力为30N,不计绳重及机械间的摩擦。求：（1）人的拉力所做的功；（2）人的拉力做功的功率；（3）动滑轮的重力。1 1 .我们知道使用杠杆、滑轮等简单机械能够省力，但能不能省功呢？为了探究这个何题，小明和小红设计了如下实验.(1)实验步骤：直接用手将重为3 N的钩码提升0.1m；如图甲所

12、示，利用杠杆将同一钩码提升O.hn；如图乙所示，利用动滑轮将同一钩码提升0.1m.(2)实验数据如下表所示:钩码重/N钩码提升高度/m不用机械做的功/J手的拉力/N手移动距离/m使用机械做的功/J杠杆30.10.310.30.3动滑轮30.10.31.50.20.3(3)实验分析：通过小明和小红的实验探究过程，回答下面的问题.分析表格中的数据，你能得出的结论是.为什么人们要使用机械呢？结合实例写出几条人们使用机械的好处.12.小明同学为了模拟研究汽车超速和超载带来的安全隐患，设计的实验装置如图甲所示，将小车从斜面上高力处由静止释放，运动至木板后与木块碰撞，通过改变小车释放时高度和在小车中增加钩

13、码，得到了如图2、3、4所示的三个实验场景。(1)在实验中，木块被碰撞后在木板上滑行的距离越长，表 明 发 生 碰 撞 时 小 车 对 木 块 所 做 的 功 就 越，小车动能越大；(2)在研究超载带来的安全隐患时，应选用如图乙和图_ _ _ _ _ _(选填 丙 或 丁”)的场景进行实验。在速度相同的情况下，汽车的 越大，其动能就越大，发生交通事故时造成的伤害就越大；同时质量越大，具有的 越大，容易发生追尾事故。因此严禁汽车超载是减轻交通事故造成伤害的一个重要手段；(3)在研究超速带来的安全隐患时，应选用图丁和图 (选填“乙 或 丙)的场景进行实验。在质量相同的情况下，汽车的 越大，其动能就

14、越大，发生交通事故时造成的伤害就越大，因此严禁汽车超速是减轻交通事故造成伤害的另一个重要手段。1 3.如图甲、乙，分别是“探究动能大小与哪些因素有关”和“探究物体重力势能大小与哪些因素有关”的实验装置。（1）图甲中的钢球从斜面上由静止开始滚下，高度力 越大，钢 球 推 动 木 块 移 动 距 离 越,对木块 越多，说明钢球的_ _ _ _ _ _ 越大。经过多次实验，探究出物体动能大小与 关系。（2）图乙中的木块从小桌正上方的不同高度，由静止自由落下。下落过程中，木块的 转化为 o该实验通过 反映物体重力势能大小。1 4.回顾有关“机械能的几个小实验，请完成下列三个小题。（1）如图甲所示，木块

15、从高处自由下落时将小桌的脚打入沙子中。要将小桌的脚打入沙子中更深些，应选用质量较（选填“大”或“小”）的木块，并将其从更（选填 高”或 低）处下落；（2）如图乙所示，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，就制成了一个“魔 罐 当 你 将 魔罐”在水平地面上滚出后，你将看到“魔罐”来回滚动，它能滚回来是 能转化为 能：（3）如图丙所示，这是一个会跳的卡片，将卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到卡片向上跳起。这个现象说明：发 生 弹 性 形 变 的 橡 皮 筋 能 对 卡 片,因此它具有弹性势能。要想使卡片向上跳得更高，应_ _ _ _ _ _ _

16、 _ _ _ _ （选填“增大”或“减小”）两个小豁口 A和 B之间的距离。1 5.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，。点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达。点右侧的B点（图中未画出）。（1）从 A到。的过程中，弹 簧 对 物 块 的 力 方 向 水 平 向，从。到 B的过程中，物体对弹簧的力方向水平向（2）从 A到 8的过程，弹 簧 对 物 体 的 作 用 力 的 大 小 变 化 情 况 （A.一直 变 小 B.一直 变 大 C.先变大后变小 D.先变小后变大E.不变）（3）从 A到 8的过程，弹 簧 的 弹 性 势 能 的

17、变 化 情 况 是（A.一直 变 小 B.一直 变 大 C.先变大后变小D.先变小后变大E、不变）（4）从 A到 3的过程，物 体 速 度 最 大 的 点 的 位 置 在 （A.。点 B.A点 C.A。之间的某点D.08之间的某点）（5）多次往复运动之后，系统的机械能转化为 能。W W WoAB16.如图甲所示，游乐场过山车是比较惊险刺激的项目，小明游玩后对此项目比较感兴趣，准 备对过山车到达竖直平面内的圆形轨道内侧的顶端而不会掉下来的情况进行研究。他从网上购买如图乙所示的离心轨道。小明把钢球从斜 轨 较 高 的4处由静止释放，到 达 轨 道 最 低 点C处后，再沿竖直平面内的圆形轨道内侧经最

18、高处D点，走完圆形轨 道，再 爬 上 斜 轨 到 达E处停下。甲在实验过程中，有许多发现。（1）从A处由静止释放钢球，到 达 轨 道 最 低 点C处，此过程中钢球的动能机械能.（均选填“增加”或“减小”或“不变”）；，重力势能（2）小 球 在E处时机械能（选填“大于”“小于”或“等于）其 在C处时的机械能，小 球 经 过。点时轨道对钢球的支持力的方向是竖直（向上/向下）;（3）把 钢 球 放 在 与。处等 高 点8处由静止释放，钢球.（选填“能”或“不能”）到达圆轨内侧最高点。处。17.如图甲，让同一小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑，比较小车在不同水平面上通过的距离，进一步推理可以得出：

19、如果水平面绝对光滑，小车将如图乙，让同一小车从同一斜面的不同高度由静止开始下滑，小车在斜面上的高度越高，木 块A在相同木板上被撞得越远，说明小车的动能的大小与.有关。若 木 块A两次移动过程中受到的摩擦力分别为力、力，则力.f2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。毛巾表面-棉布表面木板表面A甲18.在“探究物体动能大小与哪些因素有关 的实验中，小明让质量不同的小球从同一斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块，木块被撞出一段距离，如图甲所示。/乙(1)将小球从同一高度由静止释放的目的是 该 实 验 的 目 的 是 研 究(小 球/木 块)的 动 能 大小与质量的关系，其动能大小通过 来反映；(

20、2)有同学将实验装置改进成图乙所示，用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与 的关系；(3)下列实验中的物体，与本实验的木块作用相似的是()。A.“空气压缩引火仪”实验中筒内的棉絮B.“点火爆炸”实验中滴入的酒精C.“探究影响重力势能大小因素”实验中的小桌D.“探究不同物质吸热升温现象”实验中的水和沙子1 9 .小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。(1)选用图甲，两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水

21、平面上一段距离后静止,探究的是当两个小球的 相同时，动能与 的关系，得 出 的 结 论 是:；(2)乙图中让两个小球沿同一光滑斜面从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时，具 有 相 同 的；得出的结论是：;(3)实验中用 来表示小球动能大小，这是 法，如果水平面是光滑的，小球 和 纸 盒 将 做,实验结论将得不出。2 0 .如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。甲 乙 丙(1)分析比较 两次实验，可得：同一个小球从高处滚下，高度越高，运 动 到 水 平 面 时 的 速 度 就 越,木块被

22、撞得越远，所以，相同时，小球的速度越大，动能越大；(2)由甲、丙实验表明，速度相同时，质量越 的小球将木块撞得越远，所以，小球的速度相同时，质量越大，越大。2 1 .同学们猜想“物体动能大小与物体的质量和速度大小有关“，在探究“物体动能大小与物体质量大小的关系”实验中，他所用的实验装置如图所示。A为小球，B为木块。请你回答：A木板（1）本实验根据什么确定小球动能的大小？;（2）画出本实验所需要的数据表格，并将表格中必要的信息填写完整_ _ _ _ _；（3）实验中如何控制小球每次到达斜面底端的速度相同？；（4）实验中看到的现象是质量大的小球把木块推的远，请你写出该实验的探究结论：；（5）如果第

23、1 次实验中，木块运动到了长木板的末端之外。在不更换实验器材的条件下，解决的办法是：。2 2.“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置如图所示，小明同学让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离回答下列问题：（1）小明同学在研究动能大小跟 的关系，实验中他控制了钢球的 不变；（2）钢球沿斜面滚下过程中，重力势能（选填“增大”“减小”或 不变”）；（3）观察木块被撞击后移动距离的长短，是为了判断（选填“钢球”或“木块”）动能大小；若水平面绝对光滑，本实验将（选填 能 或 不能”）达到探究目的。参考答案：1.碰撞前小球木块移动距离 乙 不 变 变 小 内能 方向性2

24、.木 桩 陷 入 沙 坑 的 深 度 小 于 大 于 控 制 变 量 法 转 换 法3.平放铁球不同铁球每次被拉起时使拉动小球的线与竖直方向上的角度为定值 不 可 行 小 球 撞 击 木 块 的 位 置 不 同，对实验结果可能造成影响4.质 量 木 块 滑 动 的 距 离 转 换 法 速 度 匀 速 相 等 不 合 理5.控 制 变 量 法 或 转 换 法 铅 球 陷 入 沙 子 的 深 度 物 体 的 质 量 相 同 时，被举起的高度越高，物体具有的重力势能越大物体的重力势能与物体的运动路径无关6.刻度尺 纹 皿t7.亥 度 尺 秒 表 B 皿t8.省力 3 3.1 2 不 能 盘 山 公

25、路9.匀 速 匀 速 8 3.3%不 变 变 大1 0.(1)8 0 J；(2)2 0 W；(3)1 0 N1 1.使用机械不能省功 省力：使用老虎钳很容易钳断坚硬的钢丝；省距离：用铁锹铲,手移动距离小，土移动距离大；改变力的方向：定滑轮使升国旗变得很容易.1 2.多丙质量惯性丙速度1 3.大 做 功 动 能 速 度 重 力 势 能 动 能 小 桌 下 陷 的 深 度1 4.大高弹性势动做功增大1 5.右 右 D D C 内1 6.增 加 减 小 减 小 小 于 向 下 不 能1 7.做 匀 速 直 线 运 动 速 度 等 于1 8.控 制 小 球 到 达 斜 面 底 端 速 度 相 同 小 球 木 块 移 动 的 距 离 速 度 A C1 9.质 量 速 度 当 物 体 的 质 量 相 同 时，速度越大，动 能 越 大 速 度 当 物 体 的 运动速度一定时，质 量 越 大 动 能 越 大 纸 盒 移 动 的 距 离 转 换 匀 速 直 线 运 动2 0.甲、乙大质量大动能2 1.木块移动的距离 让小球从同一高度由静止滑下小球速度一定时，质量越大，动能越大降低小球开始下落时的高度2 2.速 度 质 量 减 小 钢 球 不 能