中考物理实验专项复习势能相关实验.docx

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中考物理实验专项复习势能相关实验

2021年中考物理实验专项复习——势能相关实验

1.（2021崇川模拟）小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验（不考虑空气阻力）。

让系于橡皮筋一端的小球，从O点的正下方的P点由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。

整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。

（1）小球从a点运动到c点的过程中，小球下落速度的变化情况是______（填字母）。

A.一直变大

B.一直变小

C.先变大后变小

D.先变大后不变

（2）当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为________（选填“va”、“vb”或“0”），此时小球处于________状态（选填“平衡”或“非平衡”）；

（3）已知该橡皮筋每受到0.3N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：

ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。

则实验中所用小球的重力为________N。

2.（2021南京秦淮区模拟）小明用橡皮筋做了以下一些实验：

（1）如图甲，小明制做橡皮筋测力计：

将橡皮筋的一端固定，另一端悬挂钩码（图甲所示），此时橡皮筋的固定点到钩码上沿长度为cm，记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx，这是利用使物体发生

的外力越大，物体的形变就越大。

（2）图乙，小明把一本厚厚的书放在桌面上，用一根橡皮筋拉动它匀速前进，然后在书和桌面间垫几支圆柱形铅笔，再次拉动它匀速前进，根据橡皮筋，比较两种情况下摩擦力大小，得出变滑动为滚动可以减小物体间摩擦。

（3）图丙，小明在一个罐子的盖和底各开两个小洞。

用细线将一个钩码系在橡皮筋的中部，将橡皮筋在盖子和罐底的小孔固定，做成“魔罐”.小明将“魔罐”在水平地面上滚出去后“魔罐”又会自己往回滚，在“魔罐'滚回来的过程中，能量转化是：

。

3．（2021成都模拟）小明发现水平抛出的物体落地时间有差异，善于思考的他对水平抛出的物体“落地时间与什么因素有关”提出如下猜想：

①与抛出物体的质量有关；②与水平抛出的速度有关；③与水平抛出点的离地高度有关。

在老师帮助下，他利用能控制发射速度的弹射器、两个质量分别为0.1kg和0.2kg的钢球、刻度尺等实验器材，按如图方法进行实验，得到下表实验数据。

（1）实验中还需要的测量工具是________。

（2）为了验证猜想①，应选用实验序号为________两组实验进行对比分析。

（3）选用实验序号为3、4两组实验进行对比分析，是为了验证猜想________。

（4）分析表格数据，可以得出实验结论：

水平抛出的钢球落地时间与________有关，与________、________无关。

4.（2021河北模拟）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。

如图所示，弹性轻绳上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者身上，并与固定在地面上的扣环相连。

打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B上升到最高位置C点，在B点时速度最大。

从A到B的过程中，弹性绳的弹性势能　　（选填“增大”“不变”或“减小”）；从A到C的过程中，人的　　能逐渐增加；在B点时，人　　（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。

（忽略空气阻力）

5.（2021福建模拟）（5分）某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示）。

为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想：

A．与卡片的质量有关；

B．与橡皮筋的形变量有关；

C．与橡皮筋的条数有关。

为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同的卡片进行实验。

（1）小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是______________，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。

（2）探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，控制其他实验条件相同。

操作中将卡片反过来，每次把它在桌面上用手压平的目的是_______

___________________。

（3）探究跳起高度与橡皮筋形变量是否有关，请你为该小组提供使橡皮筋的形变量不同的两种方法：

①____________________________________________________。

②____________________________________________________。

6.（2021天津模拟）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。

（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。

7.（2021洪泉中学二模）如图甲所示，原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个质量为m的小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间的距离为2l，钢球从O点运动到A点的过程中：

（1）重力做的功为　　。

（2）钢球的机械能最大的位置在　　（选填“O”或“A”）点。

（3）能表示其动能E随运动距离s变化的图像是图乙中的　　（填序号）。

8．（2021贵阳模拟）小玲、小红和小丽在操场上玩荡秋千。

如图1，小丽把小红、小玲分别轻轻推一下，细心的小丽发现，她俩往返摆动一次的时间几乎一样。

那么，秋千往返摆动一次的时间与哪些因素有关呢？

三人对此问题进行了研究，提出如下猜想：

猜想1：

秋千往返摆动一次所用的时间可能与人的质量有关。

猜想2：

秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千的绳长有关。

猜想3：

秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千摆动时离开中心线最大距离有关。

为了验证上述猜想，她们来到实验室，找来刻度尺、细线、秒表、小球，依照物理学习中的科学方法，按图2进行实验，得到表中数据。

请你通过分析回答下列问题：

（1）为验证猜想1，应选用序号为________两组实验进行对比分析。

（2）为验证猜想2，应选用序号为________两组实验进行对比分析。

（3）为验证猜想3，应选用序号为________两组实验进行对比分析。

（4）实验结论：

小球往返一次所用的时间与________有关，与________无关。

9.（2021宿迁模拟）在学校的科技社团活动中，小明在老师的指导下制作了一个大家熟悉的作品，如图1所示：

它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成、每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上，拉起最左侧的钢球，释放后、它将向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动、这就是牛顿摆。

这引发了大家的思考：

为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止?

经过讨论，大家把这个问题转化成一个探究问题：

撞击后摆动的钢球数量与哪些因素育？

大家作出以下猜想：

①可能与撞击球的速度大小有关；②可能与撞击球的数量多少有关

牛顿摆等效为图2甲的单摆模型，图中是一个钢球撞击其它钢球的情形、五个钢球自左向右标为A-E球.若不考虑能量损失，请回答下列问题：

（1）将A球作为撞击球拉至一定的高度（保持细线绷直），释放后，A球向右摆动过程中，将________能转化为动能。

（2）探究猜想I时，为了改变撞击球撞击时的速度，你的操作办法是：

________________。

释放后，当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出，由此可判断：

被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度____（选填：

“有关”或“无关”）。

（3）通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：

牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出。

根据老师的讲解，小明继续探究猜想II，将A．B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图2中的__________（选填：

“甲”、“乙”或“丙”）；请阐述你选择的理由：

______________________________________。

10.（2021陕西模拟）小明为了研究弹簧枪水平射程（x）与什么因素有关.他准备了一把可调节弹簧压缩量的弹簧枪和三种大小一样、质量不同的弹珠，并提出如下猜想∶

猜想A∶弹珠水平射程可能与弹珠质量m有关;

猜想B∶弹珠水平射程可能与弹簧压缩量有关;

猜想C∶弹珠水平射程可能与发射点距离地面高度h有关.

小明利用如图所示装置先后调整弹簧的压缩量和发射点距离地面的高度，选用不同质量的弹珠，分别进行实验，实验中弹珠均水平射出.实验数据记录如表∶

（1）弹珠最终会落回地面，是因为弹珠受到_力的作用，其方向总是的.

（2）比较实验序号___三次实验数据，可验证猜想B，结论是其它条件相同时，越大，水平射程越远.

（3）比较实验序号4、6、7三次实验数据，可验证猜想_____是正确的.

（4）该实验运用的科学探究方法是

（5）实验序号2、4、5三次实验中，若不计空气阻力及弹珠与枪管间的摩擦力，弹珠刚落地时机械能_______（选填"相等"或"不相等"）.

11.（2021南山双语学校模拟）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v和弹簧缩短的长度

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，小球速度的变化情况是_____；

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_____状态（选填“平衡”或“非平衡”）。

12.（2021济宁模拟）小康同学的物理兴趣小组准备探究“弓弦弹性势能的大小与什么因素有关”。

他们猜想：

弓弦弹性势能可能与弓弦拉伸长度、弓弦截面积大小、弓弦的材料等因素有关。

他们的实验装置如图，把弓弦固定在O点，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。

将物体M从O点拉伸弓弦到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弓弦分开，最终运动到Q点静止。

请补

充完成他们的探究过程：

（1）弓弦弹性势能的大小是通过________来衡量的。

（2）探究弓弦弹性势能与弓弦拉伸长度的关系，应该选用（选填“相同”或“不同”）弓弦进行实验，并先后改变之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测得多组数据并记录。

（3）小康的实验小组经过多次实验得出了结论。

在上面的实验中，他们运用到了转换法和两种物理思想方法。

2021年中考物理实验专项复习——势能相关实验参考答案

1.（2021崇川模拟）小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验（不考虑空气阻力）。

让系于橡皮筋一端的小球，从O点的正下方的P点由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。

整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。

（1）小球从a点运动到c点的过程中，小球下落速度的变化情况是______（填字母）。

A.一直变大

B.一直变小

C.先变大后变小

D.先变大后不变

（2）当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为________（选填“va”、“vb”或“0”），此时小球处于________状态（选填“平衡”或“非平衡”）；

（3）已知该橡皮筋每受到0.3N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：

ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。

则实验中所用小球的重力为________N。

【答案】

（1）C

（2）0；非平衡

（3）3

2.（2021南京秦淮区模拟）小明用橡皮筋做了以下一些实验：

（1）如图甲，小明制做橡皮筋测力计：

将橡皮筋的一端固定，另一端悬挂钩码（图甲所示），此时橡皮筋的固定点到钩码上沿长度为cm，记录橡皮筋受到的拉力大小F和橡皮筋的伸长量Δx，这是利用使物体发生

的外力越大，物体的形变就越大。

（2）图乙，小明把一本厚厚的书放在桌面上，用一根橡皮筋拉动它匀速前进，然后在书和桌面间垫几支圆柱形铅笔，再次拉动它匀速前进，根据橡皮筋，比较两种情况下摩擦力大小，得出变滑动为滚动可以减小物体间摩擦。

（3）图丙，小明在一个罐子的盖和底各开两个小洞。

用细线将一个钩码系在橡皮筋的中部，将橡皮筋在盖子和罐底的小孔固定，做成“魔罐”.小明将“魔罐”在水平地面上滚出去后“魔罐”又会自己往回滚，在“魔罐'滚回来的过程中，能量转化是：

。

【答案】4.00；弹性形变；长度变短；橡皮筋的弹性势能转化为魔罐的动能

3．（2021成都模拟）小明发现水平抛出的物体落地时间有差异，善于思考的他对水平抛出的物体“落地时间与什么因素有关”提出如下猜想：

①与抛出物体的质量有关；②与水平抛出的速度有关；③与水平抛出点的离地高度有关。

在老师帮助下，他利用能控制发射速度的弹射器、两个质量分别为0.1kg和0.2kg的钢球、刻度尺等实验器材，按如图方法进行实验，得到下表实验数据。

（1）实验中还需要的测量工具是________。

（2）为了验证猜想①，应选用实验序号为________两组实验进行对比分析。

（3）选用实验序号为3、4两组实验进行对比分析，是为了验证猜想________。

（4）分析表格数据，可以得出实验结论：

水平抛出的钢球落地时间与________有关，与________、________无关。

【答案】

（1）秒表；

（2）1、2；（3）③；

（4）抛出点离地高度；钢球质量；水平抛出的速度。

4.（2021河北模拟）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。

如图所示，弹性轻绳上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者身上，并与固定在地面上的扣环相连。

打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B上升到最高位置C点，在B点时速度最大。

从A到B的过程中，弹性绳的弹性势能　　（选填“增大”“不变”或“减小”）；从A到C的过程中，人的　　能逐渐增加；在B点时，人　　（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。

（忽略空气阻力）

【答案】减小；重力势；是。

5.（2021福建模拟）（5分）某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A和B，然后套上橡皮筋，做成了一个会跳的卡片（如图所示）。

为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想：

A．与卡片的质量有关；

B．与橡皮筋的形变量有关；

C．与橡皮筋的条数有关。

为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同的卡片进行实验。

（1）小明将图中的卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的现象是______________，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。

（2）探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，控制其他实验条件相同。

操作中将卡片反过来，每次把它在桌面上用手压平的目的是_______

___________________。

（3）探究跳起高度与橡皮筋形变量是否有关，请你为该小组提供使橡皮筋的形变量不同的两种方法：

①____________________________________________________。

②____________________________________________________。

【答案】

（1）卡片被弹起　做功　

（2）控制橡皮筋的形变量相同

（3）①分别压两个卡片时将一个卡片压平，另一个卡片不压平

②使小豁口A、B的间距不相同

6.（2021天津模拟）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。

（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。

【答案】

（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。

7.（2021洪泉中学二模）如图甲所示，原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个质量为m的小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间的距离为2l，钢球从O点运动到A点的过程中：

（1）重力做的功为　　。

（2）钢球的机械能最大的位置在　　（选填“O”或“A”）点。

（3）能表示其动能E随运动距离s变化的图像是图乙中的　　（填序号）。

【答案】

（1）2mgL；

（2）O；（3）D。

8．（2021贵阳模拟）小玲、小红和小丽在操场上玩荡秋千。

如图1，小丽把小红、小玲分别轻轻推一下，细心的小丽发现，她俩往返摆动一次的时间几乎一样。

那么，秋千往返摆动一次的时间与哪些因素有关呢？

三人对此问题进行了研究，提出如下猜想：

猜想1：

秋千往返摆动一次所用的时间可能与人的质量有关。

猜想2：

秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千的绳长有关。

猜想3：

秋千往返摆动一次所用的时间可能与秋千摆动时离开中心线最大距离有关。

为了验证上述猜想，她们来到实验室，找来刻度尺、细线、秒表、小球，依照物理学习中的科学方法，按图2进行实验，得到表中数据。

请你通过分析回答下列问题：

（1）为验证猜想1，应选用序号为________两组实验进行对比分析。

（2）为验证猜想2，应选用序号为________两组实验进行对比分析。

（3）为验证猜想3，应选用序号为________两组实验进行对比分析。

（4）实验结论：

小球往返一次所用的时间与________有关，与________无关。

【答案】

（1）2；4。

（2）1；3。

（3）4；5。

（4）绳长；小球的质量。

9.（2021宿迁模拟）在学校的科技社团活动中，小明在老师的指导下制作了一个大家熟悉的作品，如图1所示：

它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成、每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上，拉起最左侧的钢球，释放后、它将向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动、这就是牛顿摆。

这引发了大家的思考：

为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止?

经过讨论，大家把这个问题转化成一个探究问题：

撞击后摆动的钢球数量与哪些因素育？

大家作出以下猜想：

①可能与撞击球的速度大小有关；②可能与撞击球的数量多少有关

牛顿摆等效为图2甲的单摆模型，图中是一个钢球撞击其它钢球的情形、五个钢球自左向右标为A-E球.若不考虑能量损失，请回答下列问题：

（1）将A球作为撞击球拉至一定的高度（保持细线绷直），释放后，A球向右摆动过程中，将________能转化为动能。

（2）探究猜想I时，为了改变撞击球撞击时的速度，你的操作办法是：

________________。

释放后，当钢球发生碰撞时，仅有E球被撞出，由此可判断：

被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度____（选填：

“有关”或“无关”）。

（3）通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：

牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出。

根据老师的讲解，小明继续探究猜想II，将A．B两球作为撞击球紧挨着拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图2中的__________（选填：

“甲”、“乙”或“丙”）；请阐述你选择的理由：

______________________________________。

【答案】

（1）重力势能

（2）将小球拉到不同的高度后释放无关（3）乙撞击球的速度被大小不变地依次“传递”下一个球

10.（2021陕西模拟）小明为了研究弹簧枪水平射程（x）与什么因素有关.他准备了一把可调节弹簧压缩量的弹簧枪和三种大小一样、质量不同的弹珠，并提出如下猜想∶

猜想A∶弹珠水平射程可能与弹珠质量m有关;

猜想B∶弹珠水平射程可能与弹簧压缩量有关;

猜想C∶弹珠水平射程可能与发射点距离地面高度h有关.

小明利用如图所示装置先后调整弹簧的压缩量和发射点距离地面的高度，选用不同质量的弹珠，分别进行实验，实验中弹珠均水平射出.实验数据记录如表∶

（1）弹珠最终会落回地面，是因为弹珠受到_力的作用，其方向总是的.

（2）比较实验序号___三次实验数据，可验证猜想B，结论是其它条件相同时，越大，水平射程越远.

（3）比较实验序号4、6、7三次实验数据，可验证猜想_____是正确的.

（4）该实验运用的科学探究方法是

（5）实验序号2、4、5三次实验中，若不计空气阻力及弹珠与枪管间的摩擦力，弹珠刚落地时机械能_______（选填"相等"或"不相等"）.

【答案】重竖直向下1、2、3弹簧压缩量C控制变量法不相等

11.（2021南山双语学校模拟）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v和弹簧缩短的长度

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，小球速度的变化情况是_____；

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_____状态（选填“平衡”或“非平衡”）。

【答案】

（1）.先变大后变小

（2）.0.1（3）.6.2（4）.非平衡

12.（2021济宁模拟）小康同学的物理兴趣小组准备探究“弓弦弹性势能的大