2025年中考物理实验题专项：做功与机械能

2025年中考物理实验题专项：做功与机械能 一、实验题 1．小宁在放学的路上常看到如图甲所示的交通警示牌，为了研究车辆超速、超载对交通安全的影响，他用铁球A、木球B（mA>mB）碰撞静止在同一水平长木板上的木块，进行了“动能的大小与什么因素有关”的探究实验。如图乙所示。 （1）a、b两图是探究动能与 的关系，需要将同一小球分别放置于斜面的不同高度后，使其由 状态自由滚下； （2）分析a、c两次实验的现象，可得出的结论是 ； （3）每次实验中，如果小球具有的动能越多，那它就能对木块 越多，因此我们可以通过观察 的多少来判断小球动能的多少。通过实验可知，发生交通事故时，车辆超载、超速就会对被撞的物体产生更大的危害。 2．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。 (1)小球滚下斜面的过程中，它的 能转化为动能，其动能大小是通过 来反映的； (2)分析比较 两次实验，可探究出的结论是： 相同的物体， 越大，动能越大； (3)甲实验中若木块的重力为 1N，水平移动的距离是 30cm，则重力对木块做功 J； (4)如果水平面光滑，则 （选填“能”或“不能”）完成本实验。 3．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，如图所示，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块。请回答下列问题： (1)该实验的目的是研究动能的大小与 的关系； (2)让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放的目的是 ； (3)该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小； (4)实验中若使用的木块质量较大，为保证较好的实验效果，方法有多种，请说出你的一种方法： ； (5)通过甲乙两图的实验探究可以得出的结论是： 。 4．如图，小明用a、b两球探究“物体动能大小与哪些因素有关”。小球质量ma<mb，让小球从同一斜面由静止释放，撞击水平面上的木块。 （1）该实验中物体的动能指 （选填“小球”或“木块”）的动能，其动能大小是通过距离的大小来反映的，此研究方法是 法。 （2）对比甲图和乙图是为了探究动能大小与 的关系。 5．如图是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置。 （1）该实验是研究 （选填“小车”或“木块”）的动能大小和哪些因素有关的；通过观察 来判断动能的大小； （2）图中改变小车在斜面的高度是为了探究 对动能的影响。 6．在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”，小明选择了有A、B、C三个小球，其质量分别为0.4kg、0.2kg、0.2kg的钢球和一水平细沙面，他进行的操作如图所示。 （1）实验中，小明可以通过观察比较 来反映重力势能大小； （2）小明通过比较A、B两球的实验现象，探究 对重力势能的影响，此实验中，小明应控制A、B两球的 相同； （3）小明要探究高度对重力势能的影响，他应选择图中的 两球； （4）小明通过正确的实验操作，得到的实验结论是，物体的重力势能与物体的 有关。    7．如图所示是探究物体的动能大小与物体的质量、速度关系的示意图。 （1）本实验研究的是钢球的动能与它的质量、速度的关系。实验中通过观察 来比较动能的大小。 （3）在探究动能与速度的关系时，要保持小球的质量不变，让小球从不同的高度滚下，以不同的速度推动木块移动。该实验得出的结论是： 。 （4）在探究动能与物体质量的关系时，要选择两个质量不同的小球，并让它们分别从同一斜面相同）高度滚下，该实验看到的现象是： 。 8．重力势能及其大小的决定因素： 器材 相同的实心铜球、铁球和铝球，装有细沙的水槽 步骤 分别将铜球、铁球和铝球从 高度自由下落到细沙中，观察到 球在细沙中下陷更深一些. 结论 在 一定时， ，重力势能越大. 9．在“探究影响动能大小的因素”实验中，如图a、b、c所示，让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下，小球撞击放在水平木板上的木块，使木块滑动，虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。 (1)小球动能是由 （填某种能量）转化来的； (2)实验中通过观察 反映小球动能的大小，这种研究方法称为 法，该实验还用到的实验方法有 法； (3)比较 两图进行的实验，可以探究小球的动能与速度的关系，其结论为在质量相等的情况下，物体运动的速度 其动能越大； (4)比较a、b两图进行的实验，可以得到的结论为在 相等的情况下，物体的 越大其动能越大。 10．在探究物体的重力势能的活动中，甲、乙、丙三物体的质量关系为：m甲＝m乙＜m丙，木桩在沙坑中的起始位置相同 （1）物体重力势能的大小是通过 来反映的；比较A、B两木桩的情景，可以得出的结论是：质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就 ； （2）如图中所示，B、C两木桩上表面在同一水平线上，那么 （选填“ 能” 、“不能”）说明乙、丙的重力势能相同，理由： ． 11．小明用图甲的装置做“探究动能大小与哪些因素有关”的实验。 (1)实验中通过观察 来比较小车动能的大小； (2)让同一小车在斜面的不同高度处由静止释放，是为了探究动能与 的关系； (3)若要探究动能与另外一个因素的关系，需要添加的一个器材是 （选填“毛巾”、“砝码”或“弹簧测力计”）； (4)图乙实验中的器材和本实验中木块的作用相同的是 （选填序号）。 12．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，下鄂须超过杠面；下放时，两臂放直，不能曲臂。这样上拉下放，重复动作，可达到锻炼臂力和腹肌的目的。物理实践活动时，小明连续做了15个规范的引体向上，小组的同学们测量小明做引体向上时的功率，如设计的实验记录表格所示。 质量m/kg 完成15个的时间t/s ① 做的总功W/J ② （1）实验原理： ； （2）需要的测量器材；体重计、 、 ； （3）请将表中空格处内容补充完整：① ；② 。 13．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1＝h3>h2，mA＝mB<mC。 （1）小钢球的动能大小是通过 （选填“高度h”或“距离s”）来反映的； （2）分析比较甲、乙两组实验可知，物体质量相同时，速度越大，动能越 ； （3）比较 两组实验可知物体的动能与质量的关系是：当 一定时，物体的质量越大，动能越 ； （4）若水平面是光滑的， （选填“能”或“不能”）达到探究目的； （5）实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较，对此请你写出一条改进措施： ； （6）实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道：在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如表： 实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚下的高度h/cm 木块被撞后运动的距离s/m 1 30 10 4 2 30 20 16 3 60 10 8 ①为了探究“超载”安全隐患，应选择 两个序号的实验进行比较； ②分析表格中对应的实验数据可知： （选填“质量”或“速度”）对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 14．如图，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验图．小球在光滑斜面上由静止开始下滑，到达底端的速度只与起点高度有关，起点越高，到达底端的速度越大，运动小球撞击停在平面上的物体后，物体运动距离越长，说明小球具有动能越大． （1）分析比较实验甲与实验乙，可得出结论： ，实验中被控制的物理量是: ． （2）分析比较实验乙与实验丙，可得出结论： ，实验中被控制的物理量是: ． （3）实验结果表明，物体动能与物体的 有关． 15．某同学在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，用质量不同的两个钢球A和A'（A'的质量大于A）分别从相同的高度h由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示。    （1）木块B被撞的越远，A对B做的功就越多，A的动能就 ； （2）分析比较甲、乙两次实验可知： （填“速度”或“高度”）相同的物体，质量越大，动能越大：利用该结论可以解释汽车 （填“超载”或“超速”）带来的安全隐患； （3）为了探究物体的动能跟速度的关系，应该用质量相同的钢球从 （填“相同”或“不同”）高度由静止滚下； （4）请在图乙中画出木块B向右滑行时对水平面的力的示意图。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年中考物理实验题专项：做功与机械能》参考答案 1． 速度 静止 速度一定时，物体的质量越大，具有的动能越多 做功 木块移动的距离 【详解】（1）[1][2]a、b两图同一铁球A分别放置于斜面的不同高度后，由静止状态自由滚下的过程中，重力势能转化为动能，质量相同，斜面的不同高度，重力势能不同，转化为的动能大小不同，速度也不同，故探究动能与速度的关系。 （2）[3]分析a、c两次实验的现象，铁球A、木球B放置于斜面相同的高度后，静止滚下后，铁球A将同一水平长木板上的木块推行得更远，说明铁球具有的动能更大，得出结论的是在速度一定时，物体的质量越大，具有的动能越多。 （3）[4][5]每次实验中，小球碰撞木块，小球对木块做功，如果小球具有的动能越多，那它就能对木块做功越多，在实验的过程中，我们通过木块移动的距离的多少来判断小球动能的多少。 2． .重力势 木块被撞击后移动的距离 甲、乙 质量 速度 0 不能 【详解】(1)[1]小球滚下斜面的过程中，质量不变，速度变快，动能增大，高度降低，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能。 [2]小球具有的动能大小是通过木块被推动的距离反映的，这利用的是转换法。 (2)[3][4][5]比较甲、乙两次实验，质量相同，甲实验中小球到达水平面的速度更快，甲实验中木块被推动的距离更远，所以得出结论是质量相同的两个物体，速度越大，动能越大。 (3)[6]甲实验中若木块的重力为 1N，水平移动的距离是 30cm，重力的方向竖直向下，木块没有在重力的方向上移动一段距离，所以重力做功是0。 (4)[7]如果水平面光滑，那么被撞击后的木块将一直做匀速直线运动，无法完成实验。 3． 速度 使小球到达水平面的速度不同 木块移动的距离 增大小球的质量/提高小球的释放高度 当质量一定时，物体的速度越大，动能越大 【详解】(1)[1]实验中，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，是控制了球的质量相同，研究的是动能与速度的关系。 (2)[2]让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放的目的就是：为了控制球的质量相同，使小球到达水平面的初速度不同，以达到控制一个影响因素相同，研究另一个变量的目的。 (3)[3]实验中通过观察木块被撞击后运动距离的大小，来间接判断物体动能的大小，这运用的是转换法。 (4)[4] 实验中若使用的木块质量较大，为保证较好的实验效果，方法有多种，既可以增大小球的质量，也可以提高小球的释放高度，从而使小球推动木块移动较大的距离。 (5)[5]比较甲乙两图知道，小球质量相同，下落高度不同，小球到达水平面的速度不同，可得出结论是：当质量一定时，物体的速度越大，动能越大。 4． 小球 转换 速度 【详解】（1）[1][2]实验中小球从斜面下滑，所以探究物体的动能指的是小球的动能，在实验中我们是通过观察木块移动的距离长短来判断小球动能大小，这利用到的物理学研究问题的方法是转换法。 （2）[3]对比甲、乙两图可知，小球选用的都是a球，即小球的质量相同，小球在斜面上的高度不同，所以小球到达水平面时的速度不同，因此，这探究的是动能大小与速度的关系。 5． 小车 木块被推运动距离的远近 速度 【详解】（1）[1][2]在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小车动能大小的，采用的是转换法的思想。 （2）[3]小车从斜面上自由滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，所以图中改变小车在斜面的高度是为了改变速度的大小，探究速度对动能的影响。 6． 钢球陷入细沙中的深度 质量大小 高度 B、C 质量和所处的高度 【详解】（1）[1]实验中，钢球重力势能越大，对外做功越大，落入细沙中陷入的深度越大；由转换法可知，小明可以通过观察比较钢球陷入细沙中的深度来反映重力势能大小。 （2）[2][3]A、B两球所在的高度相同，质量不同，可以用于探究质量大小对重力势能的影响；由控制变量法可知，小明应控制A、B两球的高度相同。 （3）[4]小明要探究高度对重力势能的影响，根据控制变量法，他要控制两个小球的质量相同，但高度不同，所以他应选择图中的B、C两球进行实验。 （4）[5]通过A、B小球的实验，可以得出初步结论：物体的重力势能与物体的质量有关；通过B、C小球的实验，可以得出初步结论：物体的重力势能与物体的高度有关，综上得到的实验结论是：物体的重力势能与物体的质量和所处的高度有关。 7． 木块运动距离大小 见解析 见解析 【详解】（1）[1]实验中通过木块运动距离大小来反映钢球动能大小，木块被撞击后移动的距离越远，钢球具有动能越大。 （2）[2]动能的大小与质量和速度有关，若要探究动能的大小与速度的关系，需控制钢球的质量相同，速度不同，得出的结论是：在质量相同时，钢球的速度越大，动能越大。 （3）[3]选质量不同的两个钢球，使两球从斜面的相同高度滚下来，到达水平面的速度相同，在速度相同时，钢球的质量越大，动能越大。 8． 体积 同一 铜 高度 质量越大 【详解】[1] [2][3]重力势能与物体的质量和被举的高度有关，要验证物体重力势能的大小与物体被举高的高度的关系，应采用控制变量法，让小球的质量相同，只改变小球释放的高度，若要验证物体重力势能的大小与物体的质量的关系，应让小球从同一高度自由下落，只改变小球的质量；又因为铜、铁、铝的密度大小不同，所以只要铜球、铁球和铝球的体积相同即可；然后分别将铜球、铁球和铝球从同一高度自由下落到细沙中，观察到质量大铜球，在细沙中下陷更深一些； [4][5]由上面现象即可得出，在物体被举高的高度相同时，质量越大的物体，落在细沙上，形变量就越大，即小球具有的重力势能越大． 9． 重力势能 木块滑动的距离 转换 控制变量 ac 越大 速度 质量 【详解】(1)[1]实验中，小球从高处滑下，重力势能转化为动能。 (2)[2][3][4]实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小，这种研究方法叫转换法；动能的大小与质量、速度有关，实验中采用的是控制变量法。 (3)[5][6]探究动能的大小与速度的关系时，需要控制质量相同，让小球从相同斜面的不同高度由静止滚下，小球到达水平面的速度是不同的；故应该对比a、c两图；根据图片可知，高度越高，速度越大，推动木块移动的距离越远，小球具有的动能越大。 (4)[7][8]比较a、b两图进行的实验，可知，小球滚下的高度相同，速度相同，质量不同，质量越大，推动木块移动的距离远，动能大。 10． 木桩陷入沙中深度 越大 能 乙、丙对木桩做功相同 【详解】（1）物体重力势能的大小是通过木桩陷入沙中深度来反映的这里利用了转换法；图中是研究重力势能的影响因素，因为，图中A. B两木甲乙质量相同，所处高度不同，桩扎入沙坑的深度不同，因此可以得出的结论是：质量一定时，物体的高度越大，具有的重力势能就越大．乙丙的质量虽然不同，但若图中B. C两木桩扎入沙坑的深度相同，乙、丙物体对木桩做的功相同，所以能说明乙、丙的重力势能相同． 【点睛】用控制变量法和转换法对物体势能大小进行判断．重力势能的大小与物体的质量，物体被举起的高度有关，当高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大；当质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大．结合图象进行分析判断． 11．(1)木块被撞后移动的距离 (2)速度 (3)砝码 (4)AB 【详解】（1）根据转换法可知实验中是通过小车推动木块移动的距离来反映动能的大小的，木块移动的距离越远，表明小车对木块做功越多，小车的动能越大。 （2）同一小车质量相同，分别从同一斜面的不同高度处由静止释放，小车到水平面上的初速度不同，高度越高，初速度越大，所以可探究动能与速度的关系。 （3）要探究动能与质量的关系，根据控制变量法可知，要保证小车从同一高度由静止滑下，使速度相同，改变小车的质量，所以需要添加的器材是砝码。 （4）A．本实验中木块的作用是反应小车动能的大小，研究弹性势能的实验中，小车移动的距离反映弹簧弹性势能的大小，小车起到与木块相同的作用，故A符合题意； B．研究弹性势能的实验中，卡片弹起的高度反映橡皮筋弹性势能的大小，卡片起到与木块相同作用，故B符合题意； C．研究重力势能实验中通过桌腿陷入的深度反映木块的重力势能大小，这里木块的作用与本实验不同，故C不符合题意。 故选AB。 12． 刻度尺 秒表 重心上升的高度h/m 功率P/W 【详解】（1）[1]根据功率的公式 可得，实验原理为。 （2）[2][3]根据实验原理可知，实验需要的测量仪器除体重计外，还需要刻度尺、秒表。 （3）[4][5]根据实验原理和实验目的，表中空格处内容为：①重心上升的高度h/m；②功率P/W。 13． 距离s 大 甲、丙 速度 大 不能 增大斜面高度 1、3 速度 【详解】（1）[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的距离s大小来反映的。 （2）[2]分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，而下滑的高度不同，甲图中下滑的高度大，运动到水平面时速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）[3][4][5]研究物体的动能与质量的关系要控制速度大小相同，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，C球的质量较大，木块滑行的距离较大，动能较大，可以得到当速度一定时，物体的质量越大，动能越大。 （4）[6]若水平面是光滑的，不能通过距离比较动能大小，不能达到探究目的。 （5）[7]在实验过程中，发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较，说明可能是小球到达水平面时的动能小，可以增大小球的重力势能，即实验时，可以增大小球在斜面的高度或者增大球的质量，也可能是水平面对木块的摩擦力较大，可以减小水平面的粗糙程度或者将木块换为小车等方法。 （6）①[8]研究超载隐患时，应控制小球下滑的高度相同而质量不同，由表中实验数据可知，应选择1、3所示实验进行比较。 ②[9]由表中实验数据可知，在同等条件下速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 14． 质量一定,速度越快，动能越大 质量 速度一定,质量越大，动能越大 速度 质量、速度 【详解】(1)[1][2]甲、乙两图中的球的质量相同，所处高度越高的球，把木块推出的距离越远，因此可以得出的结论是：在质量一定时，速度越大，动能越大； (2)[3][4]乙、丙两图可知，两球的所处的高度相同，但两球的质量不同，所以可以探究动能的大小与质量的关系； 钢球的质量大于木球的质量，钢球把木块推出的距离越远，所以可以得出的结论是：在速度一定时，质量越大，动能越大； (3)[5]经过以上分析可以看出，动能的大小与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能也越大． 15． 越大 速度 超载 不同    【详解】（1）[1]该实验中小球动能的大小是通过物体B移动的距离体现的，B被撞的越远，说明小球的动能越大，这里采用了转换法的思想。 （2）[2][3]分析甲、乙两图可知，物体的质量不相等，小球的高度相同，到达水平面时的速度相同，乙图小球的质量越大，物体被撞击得更远，故结论为：速度相同的物体，质量越大，动能越大，可以解释超载行驶是危险性大的原因。 （3）[4]实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的小球，改变速度大小，故从同一斜面不同高度由静止滚下。 （4）[5]木块B在水平面上滑动时，对水平面有垂直向下的压力F和对水平面有向右的摩擦力f，如下图：    答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$