4-功和机械能-实验探究题(三个考点共18题)-+【备考2023】中考物理一轮复习电学、电和磁考点微专题-2022中考物理真题汇编(原卷版+解析版)

2023-03-31 00:02 

4-功和机械能-实验探究题(三个考点,共18题)- 【备考2023】中考物理一轮复习电学、电和磁考点微专题-2022中考物理真题汇编(解析版)
【考点目录】
一.探究影响物体动能大小的因素(共12小题)
三.实验 测量滑轮组的机械效率(共4小题)
三.探究影响物体势能大小的因素(共1小题)
四.斜面机械效率的测量实验(共1小题)
【真题练习】
一.探究影响物体动能大小的因素(共12小题)
1.(2022 东营)如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)小车的动能大小是通过  木块被撞击后移动的距离 来反映的;
(2)小车从粗糙斜面滑下的过程中,它的  重力势能 转化为动能,机械能  减小 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)物体的动能可能与运动的速度和质量有关。请你利用以上装置设计实验,探究同一个小车的动能大小与速度是否有关。
【实验步骤】 让同一个小车先后在斜面的不同高度由静止自由下滑,使小车到达水平面的速度不同,对比前后两次实验中木块被撞击后移动的距离 。
(4)【分析与论证】 物体的动能与物体的速度有关,在质量一定时,速度越大,动能越大。 。
【答案】(1)木块被撞击后移动的距离;
(2)重力势能;减小;
(3)让同一个小车先后在斜面的不同高度由静止自由下滑,使小车到达水平面的速度不同,对比前后两次实验中木块被撞击后移动的距离;
(4)物体的动能与物体的速度有关,在质量一定时,速度越大,动能越大。
【解析】解:(1)由于小车的动能大小无法直接测量,所以运用了转换法,让小车撞击木块,通过观察小车推动木块运动距离的大小来反映小车动能的大小。
(2)小车从粗糙斜面滑下的过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,所以是将重力势能转化为动能;小车从粗糙斜面滑下的过程中,要克服摩擦做功,消耗掉部分机械能,所以机械能减小。
(3)让同一个小车先后在斜面的不同高度由静止自由下滑,使小车到达水平面的速度不同,对比前后两次实验中木块被撞击后移动的距离。
(4)如果小车从较高高度滑下时,木块移动的距离较远,则说明在质量一定时,速度越大,动能越大。
2.(2022 潍坊)许多实验器材在物理实验中能被重复利用,斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容。
(1)图甲所示实验中,为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持  很小 (选填“很大”或“很小”)的坡度。
(2)图乙所示实验中,对于同一个球A,要改变A撞击木块前的动能大小,可进行的操作是  改变A在斜面上静止释放的高度 。
(3)图丙所示实验中,斜面倾斜角为30°,物体B重为4N。用弹簧测力计沿斜面拉动B时,应使B做  匀速直线 运动,实验中弹簧测力计示数如图所示,则所测斜面的机械效率为  80% 。
【答案】(1)很小;(2)改变A在斜面上静止释放的高度;(3)匀速直线;80%。
【解析】解:(1)斜面倾角越小,小车运动时间越长,为便于测量小车的运动时间,实验中,斜面应保持很小坡度;
(2)小球的动能与小球的质量和小球的速度有关,对于同一个球A,质量一定,要改变A撞击木块前的动能大小,需要改变小球的速度,所以改变A在斜面上静止释放的高度,使小球到达斜面底端的深度相同;
(3)在测量斜面机械效率的实验中,拉力的方向应平行于斜面向上,用弹簧测力计沿斜面拉动B做匀速直线运动;
由于斜面倾斜角为30°,所以s=2h,
由图丙知弹簧测力计的分度值为0.1N,拉力为2.5N,
斜面的机械效率为:
η=====×100%=80%。
3.(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=mB<mC,h1=h3>h2),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  钢球 (填“木块”或“钢球”)的动能。
(2)实验通过观察木块被钢球撞出  距离 的长短来判断钢球动能的大小,这种研究问题的方法叫  转换法 。
(3)比较  甲、乙 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  甲、丙 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  相等 (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, 大客车 (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。
【解析】解:(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,故选甲、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,改变钢球的质量,故选甲、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。
4.(2022 宿迁)如图为某学习小组“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  速度 。
(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  转换法 (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  错误 (选填“正确”或“错误”),理由是  没有控制小球质量相同 。
(4)通过比较步骤  甲 和  乙 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;没有控制小球质量相同;(4)甲;乙。
【解析】解:(1)让不同质量的两个小球从同一高度由静止滚下,使小球到达水平面时的速度是相同的;
(2)木块B被小球撞击后移动的距离s越大,说明小球对木块做的功越多,也反映了小球具有的动能越大;木块的距离长短反映了物体动能的大小,这种方法叫作转换法;
(3)由图知实验步骤乙和实验步骤丙的质量和下落的高度都不同,不可以判断动能大小与速度的关系;
(4)要探究动能大小与物体质量的关系,需要控制速度相同,改变物体的质量,步骤甲、乙符合题意。
5.(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  弹簧被压缩的程度 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  速度 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  质量 有关;
(4)本实验中用到的研究方法是  控制变量法(或转换法) (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)。
【解析】解:(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,让钢球获得动能,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。
(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。
(4)本实验中用到的研究方法是控制变量法和转换法。
6.(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  距离s (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  大 ;
(3)分析比较  甲、丙 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  速度 ;
(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  减小 (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。
【解析】解:(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。
(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)研究物体的动能与质量的关系,要控制速度大小相同(即小球在斜面上释放时的高度相同),而小球的质量不同,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。
7.(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  会 (选填“会”或“不会”)产生追尾的危害。本实验可用木块运动的  距离 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  质量 的逐次增大而增大,但仍未追尾,原因可能是小车此时  速度 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。
①操作: 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 ;
②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? 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 。
【答案】(1)会;距离;(2)质量;速度;(3)①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;②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。
【解析】解:(1)小车撞击木块并与木块共同运动一段距离,是小车“追尾”木块的结果,因此这表明货车超速会产生追尾的危害,追尾的危害程度越大,木块被推动移动的距离越远,因此本实验可用木块运动的距离反映追尾的危害程度;
(2)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;每次小车都从A处释放,每次到达斜面底端时,速度相同,小车逐次增加砝码的个数,使得小车的质量逐次增加,因此小车的动能逐次增大,但小车相比探究(1)降低了释放的高度,使得小车到达斜面底端时,速度减小,因此第2次探究,小车均未与木块撞击的原因可能是小车的速度不够大;
(3)探究(2)中小车未与木块相撞是因为速度太小,结合探究(1)的情况,可以让小车从斜面的顶端释放,以增加小车到达斜面底端的速度,确保小车能撞击木块,由于要探究超载的危害,因此需要改变小车的质量,故操作如下: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;
②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。
8.(2022 恩施州)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  相同 (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  大 的小球具有的动能较大。
【答案】(1)相同;(2)大。
【解析】解:(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)由下面两图可知,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。
9.(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。
(1)该实验中所探究物体的动能是指  钢球 的动能。(选填“钢球”或“木块”)
(2)由甲、乙两图可知,当物体质量相同时,速度越大,动能越大。
(3)如甲、丙两图所示,让不同质量的钢球从同一斜面的  同一高度 由静止滚下,目的是  使钢球运动到水平面时速度相同 ,可得出结论: 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,本实验  不能 达到实验目的。(选填“能”或“不能”)
【答案】(1)钢球;(3)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;(4)不能。
【解析】解:(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)由甲、乙两图可知,当物体质量相同时,速度越大,动能越大。
(3)换用质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止开始滚下,由于高度相同,则到达水平面的速度是相同的,由于质量是不同的,所以探究钢球的动能大小与物体质量的关系为:当物体速度相同时,质量越大,动能越大;
(4)从斜面上滚下,若水平面绝对光滑,钢球不受摩擦力作用,钢球所受合力为0,所以钢球将做匀速直线运动,不能达到实验目的。
10.(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 。
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mA>mB,高度hA>hB,距离sA>sB。他得出“物体的质量越大,动能越大”的结论,他的实验方法  错误 (选填“正确”或“错误”),理由是  没有控制钢球的速度相同 。
(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  速度 的关系。
【答案】(1)A;(2)错误;没有控制钢球的速度相同;(3)速度。
【解析】解:(1)根据题意可知,实验中需要改变小球的质量或小球撞击木块时的速度,所以是探究小球的动能,即小球撞击木块时的动能的大小,故选A;
(2)根据甲、乙两图可知,乙图中小球的质量大于甲图中小球的质量,甲图的高度大于乙图的高度,不符合控制变量法的操作要求,所以无法得到物体的动能大小与质量有关,想要探究物体的动能大小与质量有关,需要控制小球到达水平面时的速度相同;
(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,小球的质量相同,速度不同,这是为了探究物体动能与速度的关系。
11.(2022 金昌)如图所示,摆线的长L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向的夹角θ1<θ2。
(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  质量 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  木块移动的距离 反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫  转换法 (选填“控制变量法”或“转换法”);
(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  速度 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  匀速 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  相等 (选填“相等”或“不相等”),该方案  错误 (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)相等;错误。
【解析】解:(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的任一时刻的速度大小与小球的质量无关;
(2)实验中,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。本实验就是通过木块移动的距离反映小球撞击木块C前的动能大小,这种研究方法叫转换法;
(3)乙、丙所示的探究过程,当悬线与竖直方向的夹角越大,小球撞击木块时的速度越大;观察到图丙中木块C撞得更远,说明:物体的动能大小与速度有关;
(4)由牛顿第一定律知,如果小车不受力,小车将做匀速直线运动;
(5)在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度时,弹簧的弹性势能转换成小球的动能,所以不同小球的动能是相同的;小球的动能与其质量和速度都有关,由于小球的动能不变,改变其质量,因而小球的速度也会发生改变,所以该方案存在两个变量,故错误。
12.(2022 绍兴)在“研究动能大小与速度关系”实验中,小敏利用图甲中的装置进行研究,在水平面铺上材料A制成的粗糙平板,同一小球从斜面不同高度静止释放,运动一段距离后停止,位置如图。
(1)根据图甲实验结果,可得出的结论是:质量相同时,物体的速度越大, 动能越大 。
(2)图乙中,水平面铺上不同材料的平板,其中材料A、B、C粗糙程度依次减小。小敏先后三次将同一小球从同一高度静止释放,刚到底部时用频闪相机(间隔相同时间自动拍摄)开始记录小球在平板上的位置情况。请在材料C平板上画出第2、3次频闪相机拍摄到小球的大致位置。
(3)小敏调节图甲中的平板呈不同角度,重现伽利略斜面实验。不考虑底部转折处的能量损失,下列最符合实际的现象是  B 。
【答案】(1)动能越大;(2)如图所示;(3)B。
【解析】解(1)图甲实验分析,随着小球放置在静止位置的高度变高时,则小球到达水平面的速度变大。小球在水平面上运动的距离变得更远,说明小球的动能更大。
(2)材料越光滑,阻力越小,小球在平面上速度减小得越慢,相同时间内移动的距离越长,大致位置如图;

(3)小敏调节图甲中的平板呈不同角度,重现伽利略斜面实验。不考虑底部转折处的能量损失,材料A制成的粗糙平板,由于摩擦力做功,部分能量转化为为内能,达不到一开始静止位置的高度,故A、C错误,B正确;
二.实验 测量滑轮组的机械效率(共4小题)
13.(2022 铜仁市)课后延时服务社团活动中,“勇创”兴趣小组计划探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实践活动,提出如下科学猜想:
猜想一:滑轮组机械效率可能与被提升物体的重力大小有关;
猜想二:滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关。
现有实验器材支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧测力计(量程合适)、规格2N的钩码多个,实验装置如图所示。请你协助“勇创”兴趣小组完成实验。
(1)除上述实验器材,完成该实验还需要的测量工具是  刻度尺 。
(2)实验数据记录如下表:
次数 物体重力(N) 物体上升的高度(cm) 弹簧测力计的示数(N) 绳子自由端移动的距离(cm) 机械效率
1 2 10 1.0 30 66.7%
2 4 10 1.7 30 …
3 6 10 2.4 30 83.3%
①根据表格中的数据,第二次实验时滑轮组的机械效率为  78.4% ;
②分析实验数据可得出结论同一滑轮组,物体提升相同高度, 物体越重 ,机械效率越高;
③若要验证猜想二,你的关键操作是  控制物体的重力、动滑轮的重力都相同,且绕绳方法相同,改变物体被提升的高度 。
【答案】(1)刻度尺;(2)①78.4%;②物体越重;③控制物体的重力、动滑轮的重力都相同,且绕绳方法相同,改变物体被提升的高度。
【解析】解:
(1)根据η==×100%知实验中需要用弹簧测力计测量物体的重力和拉力,用刻度尺测量绳子自由端和物体上升的高度,因此实验中还需要刻度尺;
(2)①第二次实验滑轮组的机械效率是:
η==×100%=≈78.4%;
②分析表中数据可知:同一滑轮组,物体提升相同高度,物体越重,滑轮组的机械效率越高;
③若要验证猜想二,即验证滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关,需要控制物体的重力、动滑轮的重力都相同,且绕绳方法相同,改变物体被提升的高度。
14.(2022 呼和浩特)在学习机械效率概念后,小娟和小玉同学探讨:在不计绳重和摩擦,同一滑轮组匀速提升不同货物,提升相同高度,动滑轮重力不变,额外功不变的条件下,机械效率是否变化的问题。小娟认为:“物重增加,有用功增加,总功也增加,所以机械效率可能变也可能不变”;小玉认为:“物重增加,有用功增加,总功也增加,那么额外功在总功中所占比例减小,则机械效率一定增加。”俩人争执不下,决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时,收集到的有关数据:
动滑轮重G动/N 物重G/N 物体上升距离h/m 拉力F/N 拉力作用点移动距离s/m 滑轮组机械效率η
1 0.5 1 0.1 0.5 0.3 66.7%
2 0.5 2.5 0.1 1.0 0.3 81.5%
3 0.5 4 0.1 1.5 0.3
(1)请分析表中数据,在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法;
(2)表中第3次实验时,滑轮组的机械效率为  88.9% ;
(3)实验验证, 小玉 (选填“小娟”或“小玉”)的说法是正确的。
【答案】(1)见解析;(2)88.9%;(3)小玉。
【解析】解:(1)由表格数据可知,s=3h,即绳子的有效段数为3,所以该滑轮组绕绳方法为:从动滑轮的上端挂钩向上绕过定滑轮,再由动滑轮的下方上行,如图:

(2)第3次实验时,该滑轮组的机械效率η==≈88.9%。
(3)由表格数据可知:动滑轮的重力不变;通过计算表明:随着物重的增加,有用功增加,总功也增加,机械效率增大,故小玉的说法是正确的。
15.(2022 襄阳)某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在下表中。
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 1.0 10 0.6 30 55.6%
2 2.0 10 1.0 30
3 4.0 10 1.6 30 83.3%
(1)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上  匀速 拉动弹簧测力计;
(2)第二次实验中,滑轮组的机械效率为  66.7% ;
(3)分析1、2、3次实验数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物越  重 (选填“重”或“轻”),滑轮组的机械效率越高;
(4)小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下,又做了上述第三次实验,结果会发现滑轮组的机械效率  不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)匀速;(2)66.7%;(3)重;(4)不变。
【解析】解:
(1)实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计,以保证拉力大小恒定;
(2)由表中数据可知,不计绳重与摩擦,滑轮组的机械效率:
η2===×100%≈66.7%;
(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越大,滑轮组的机械效率越高;
(4)影响机械效率的只有摩擦力、绳子重力、动滑轮重力,仅改变提升物体速度的情况下,又做了上述第三次实验,结果会发现滑轮组的机械效率不变。
16.(2022 南通)用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重,每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重,实验数据如表。
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0 ▲ ▲
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
(1)每次实验绳端移动距离为  30 cm;
(2)第2次实验中拉力F的示数如图乙,读数为  2.5 N,第2次实验滑轮组的机械效率为  80 %。分析数据可知:在物重不变的情况下,动滑轮越重滑轮组的机械效率越  低 ;
(3)实验中若仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将  不变 ;
(4)本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例  变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)30;
(2)2.5;80;低;
(3)不变;
(4)变小。
【解析】解:(1)从图中可知n=3,每次实验绳端移动距离s=nh=3×10cm=30cm=0.3m;
(2)测力计的分度值为0.1N,读数为2.5N,第2次实验滑轮组的机械效率η======80%。分析数据可知:在物重不变的情况下,从实验1至实验4,动滑轮的重力逐渐变大,滑轮组的机械效率逐渐变小,故动滑轮越重滑轮组的机械效率越低;
(3)实验中若仅增大绳端移动的距离,根据η====可知滑轮组的机械效率将不变;
(4)四次实验中,物体上升的高度h=10cm=0.1m,有用功W有用=Gh=6.0N×0.1m=0.6J,
第1次实验中,克服动滑轮的重力所做的额外功W动1=G动1h=0.3N×0.1m=0.03J,
总功W总1=F1s=2.2N×0.3m=0.66J,
摩擦引起的额外功W摩1=W总1﹣W有用﹣W动1=0.66J﹣0.6J﹣0.03J=0.03J,
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为:==50%;
..............
第4次实验中,克服动滑轮的重力所做的额外功W动4=G动4h=3.2N×0.1m=0.32J,
总功W总4=F4s=3.4N×0.3m=1.02J,
摩擦引起的额外功W摩4=W总4﹣W有用﹣W动4=1.02J﹣0.6J﹣0.32J=0.1J,
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为:=≈24%;
本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。
三.探究影响物体势能大小的因素(共1小题)
17.(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①②③是为了探究  问题一 (选填“问题一”或“问题二”);
(2)利用实验④⑤可探究重力势能大小与  质量 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⑤⑥得出的结论来解释,请你写出该结论  在质量一定时,高度越高,重力势能越大 。
【答案】(1)问题一;(2)质量;(3)在质量一定时,高度越高,重力势能越大。
【解析】解:(1)实验①②受力面积相同,压力不同,所以探究的是压力的作用效果与压力大小的关系;②③的压力相同,受力面积不同,探究的是压力的作用效果与受力面积的关系;所以①②③探究的是问题一;
(2)实验④⑤中,物体落下的高度相同,物体的质量不同,质量越大,下陷的深度越深,具有的重力势能越大,所以实验④⑤探究重力势能大小与质量是否有关;
(3)实验⑤⑥中,物体的质量相同,物体落下的高度不同,高度越高,物体下陷的深度越深,具有的重力势能越大,故结论为:在质量一定时,高度越高,重力势能越大。
四.斜面机械效率的测量实验(共1小题)
18.(2022 海南)小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面,且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同,这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关,便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
(1)测量斜面的机械效率,需要的测量工具是  弹簧测力计 、 刻度尺 。
(2)请设计出实验数据记录表。
(3)准备动手实验时,有小伙伴提出,斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时,应当保持  斜面粗糙程度 不变,这里采用的科学研究方法是  控制变量法 。
【答案】(1)弹簧测力计;刻度尺;(2)如图所示;(3)斜面粗糙程度;控制变量法。
【解析】解:(1)机械效率涉及力和移动距离,所以需要弹簧测力计和刻度尺;
(2)斜面的机械效率是否与倾斜程度是否有关,需要记录倾斜角度和机械效率相关的物理量,表格如图所示;

(3)探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关,应保持其他量不变,包括斜面粗糙程度不变,改变倾斜程度分析机械效率的变化,这种方法叫做控制变量法;
HYPERLINK "()
" ()
4-功和机械能-实验探究题(三个考点,共18题)- 【备考2023】中考物理一轮复习电学、电和磁考点微专题-2022中考物理真题汇编(原卷版)
【考点目录】
一.探究影响物体动能大小的因素(共12小题)
三.实验 测量滑轮组的机械效率(共4小题)
三.探究影响物体势能大小的因素(共1小题)
四.斜面机械效率的测量实验(共1小题)
【真题练习】
一.探究影响物体动能大小的因素(共12小题)
1.(2022 东营)如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)小车的动能大小是通过    来反映的;
(2)小车从粗糙斜面滑下的过程中,它的    转化为动能,机械能    (选填“增大”“减小”或“不变”);
(3)物体的动能可能与运动的速度和质量有关。请你利用以上装置设计实验,探究同一个小车的动能大小与速度是否有关。
【实验步骤】   。
(4)【分析与论证】   。
2.(2022 潍坊)许多实验器材在物理实验中能被重复利用,斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容。
(1)图甲所示实验中,为便于测量小车在斜面上的运动时间,应使斜面保持    (选填“很大”或“很小”)的坡度。
(2)图乙所示实验中,对于同一个球A,要改变A撞击木块前的动能大小,可进行的操作是    。
(3)图丙所示实验中,斜面倾斜角为30°,物体B重为4N。用弹簧测力计沿斜面拉动B时,应使B做    运动,实验中弹簧测力计示数如图所示,则所测斜面的机械效率为    。
3.(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=mB<mC,h1=h3>h2),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。
4.(2022 宿迁)如图为某学习小组“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。
5.(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)。
6.(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”)
7.(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。
①操作:   ;
②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?   。
8.(2022 恩施州)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。
9.(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。
(1)该实验中所探究物体的动能是指    的动能。(选填“钢球”或“木块”)
(2)由甲、乙两图可知,当物体质量相同时,速度越大,动能越大。
(3)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:   。
(4)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”)
10.(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mA>mB,高度hA>hB,距离sA>sB。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。
11.(2022 金昌)如图所示,摆线的长L相同,小球A、B的质量mA<mB,悬线与竖直方向的夹角θ1<θ2。
(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”);
(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(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”)。
12.(2022 绍兴)在“研究动能大小与速度关系”实验中,小敏利用图甲中的装置进行研究,在水平面铺上材料A制成的粗糙平板,同一小球从斜面不同高度静止释放,运动一段距离后停止,位置如图。
(1)根据图甲实验结果,可得出的结论是:质量相同时,物体的速度越大,   。
(2)图乙中,水平面铺上不同材料的平板,其中材料A、B、C粗糙程度依次减小。小敏先后三次将同一小球从同一高度静止释放,刚到底部时用频闪相机(间隔相同时间自动拍摄)开始记录小球在平板上的位置情况。请在材料C平板上画出第2、3次频闪相机拍摄到小球的大致位置。
(3)小敏调节图甲中的平板呈不同角度,重现伽利略斜面实验。不考虑底部转折处的能量损失,下列最符合实际的现象是    。
二.实验 测量滑轮组的机械效率(共4小题)
13.(2022 铜仁市)课后延时服务社团活动中,“勇创”兴趣小组计划探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实践活动,提出如下科学猜想:
猜想一:滑轮组机械效率可能与被提升物体的重力大小有关;
猜想二:滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关。
现有实验器材支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧测力计(量程合适)、规格2N的钩码多个,实验装置如图所示。请你协助“勇创”兴趣小组完成实验。
(1)除上述实验器材,完成该实验还需要的测量工具是    。
(2)实验数据记录如下表:
次数 物体重力(N) 物体上升的高度(cm) 弹簧测力计的示数(N) 绳子自由端移动的距离(cm) 机械效率
1 2 10 1.0 30 66.7%
2 4 10 1.7 30 …
3 6 10 2.4 30 83.3%
①根据表格中的数据,第二次实验时滑轮组的机械效率为    ;
②分析实验数据可得出结论同一滑轮组,物体提升相同高度,   ,机械效率越高;
③若要验证猜想二,你的关键操作是    。
14.(2022 呼和浩特)在学习机械效率概念后,小娟和小玉同学探讨:在不计绳重和摩擦,同一滑轮组匀速提升不同货物,提升相同高度,动滑轮重力不变,额外功不变的条件下,机械效率是否变化的问题。小娟认为:“物重增加,有用功增加,总功也增加,所以机械效率可能变也可能不变”;小玉认为:“物重增加,有用功增加,总功也增加,那么额外功在总功中所占比例减小,则机械效率一定增加。”俩人争执不下,决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时,收集到的有关数据:
动滑轮重G动/N 物重G/N 物体上升距离h/m 拉力F/N 拉力作用点移动距离s/m 滑轮组机械效率η
1 0.5 1 0.1 0.5 0.3 66.7%
2 0.5 2.5 0.1 1.0 0.3 81.5%
3 0.5 4 0.1 1.5 0.3
(1)请分析表中数据,在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法;
(2)表中第3次实验时,滑轮组的机械效率为    ;
(3)实验验证,   (选填“小娟”或“小玉”)的说法是正确的。
15.(2022 襄阳)某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在下表中。
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 1.0 10 0.6 30 55.6%
2 2.0 10 1.0 30
3 4.0 10 1.6 30 83.3%
(1)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上    拉动弹簧测力计;
(2)第二次实验中,滑轮组的机械效率为    ;
(3)分析1、2、3次实验数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物越    (选填“重”或“轻”),滑轮组的机械效率越高;
(4)小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下,又做了上述第三次实验,结果会发现滑轮组的机械效率    (选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.(2022 南通)用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重,每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重,实验数据如表。
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0 ▲ ▲
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
(1)每次实验绳端移动距离为    cm;
(2)第2次实验中拉力F的示数如图乙,读数为    N,第2次实验滑轮组的机械效率为    %。分析数据可知:在物重不变的情况下,动滑轮越重滑轮组的机械效率越    ;
(3)实验中若仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将    ;
(4)本实验中,在物重不变的情况下,动滑轮变重时,由摩擦引起的额外功占总额外功的比例    (选填“变大”“变小”或“不变”)。
三.探究影响物体势能大小的因素(共1小题)
17.(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①②③是为了探究    (选填“问题一”或“问题二”);
(2)利用实验④⑤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⑤⑥得出的结论来解释,请你写出该结论    。
四.斜面机械效率的测量实验(共1小题)
18.(2022 海南)小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面,且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同,这引发了小明对斜面的兴趣。他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关,便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
(1)测量斜面的机械效率,需要的测量工具是    、   。
(2)请设计出实验数据记录表。
(3)准备动手实验时,有小伙伴提出,斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关。则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时,应当保持    不变,这里采用的科学研究方法是    。
HYPERLINK "()
" ()

4-功和机械能-实验探究题(三个考点共18题)-+【备考2023】中考物理一轮复习电学、电和磁考点微专题-2022中考物理真题汇编(原卷版+解析版)

本文地址:https://www.qiuzhishu.com/zhishi/42832.html
版权声明:本文为原创文章,版权归 qiuzhishu 所有,欢迎分享本文,转载请保留出处!

评论已关闭!