2025年安徽中考物理热点实验专题五做功与机械能

2025年安徽中考物理热点实验专题五做功与机械能（解析版） 1．小华在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，称之为速度“交换”，如图甲所示。 小华想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？ 通过了解和初步实验，小华发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象。 为进一步探究，他设计了下述实验方案：将一个两端翘起、中间水平的光滑轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止（设A球状撞击前的速度为），B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2.通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断。请回答以下问题： (1)A球从斜面滑下的过程中， ⁠能转化为动能，B球由静止变为运动，是因为B球在碰撞中获得了动能。 (2)若h2=h1，则说明B球被撞后开始运动的速度vB （选填“>”“=”或“<”）vA。 (3)在实际实验中，测出的h2总小于h1，若导致这一现象的原因是轨道不光滑，那么在阻力不可避免的情况下，你认为小华的设计是否还有价值？ ⁠，请说出你的理由：　 。 (4)若将右端斜面去掉，水平轨道改为足够长的光滑轨道，请描述B球被撞击后的运动状态及理由： ⁠。 【答案】(1)重力势 (2)= (3) 有价值 因为在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h2越接近h1，即可推理得出：当无阻力时，h2=h1，即可判断vB=vA (4)B球做匀速直线运动；因为B球受到平衡力的作用，由于惯性会保持原来的运动速度和方向做匀速直线运动 【详解】（1）A球从斜面滑下的过程中，A球高度变小，重力势能减小，而速度变大，故动能增大，重力势能转化为动能。 （2）因轨道光滑时，A球下滑的过程中重力势能全部转化为动能，所以 Ep＝Ek 即 mgh1＝mvA2 vA＝① 若h2＝h1，则最高点时A和B球的重力势能相等，由①可知，B球碰撞后的速度和A球碰撞前的速度相等，即 vB＝vA （3）[1] 在实际实验中，轨道不光滑，阻力不可避免的情况下，测出的h2总小于h1，小华的设计仍有价值。 [2] 因为在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h2越接近h1，即可推理得出：当无阻力时 h2=h1 即可判断 （4）若将右端斜面去掉，水平轨道改为足够长的光滑轨道，B球被撞击后做匀速直线运动；因为B球受到平衡力的作用，由于惯性会保持原来的运动速度和方向做匀速直线运动。 2．（1）如图甲，质量为m的小球从A点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦道运动（其中BC段水平）。已知重力势能为E势=mgh；h为小球离轨道BC的高度；当小球运动到B点时，h=0，动能为（vB为B点的运动速度） ①小球在A点的机械能E机= （用题目所给物理量符号表示） ②请推导出：小球从A点静止释放，到达B点时的速度 ； ③vB与小球的质量m是否有关？ （选题“有关”或“无关”）。 （2）如图乙所示，当小球静止释放后，它会沿轨道一直运动到末端，离开轨道后继续飞出一段距离，最后掉到地上。小聪猜想： a.小球的质量越大，它离开轨道末端到刚接触地面所用的时间越长； b.小球静止释放时的高度越高，它离开轨道末端到刚接触地面所用的时间越长； 现有一定数量的小球，有的质量相等，有的质量不等.请你选用合适的器材，设计实验验证猜想a是否正确 ①需要补充的实验器材是 ； ②实验步骤 ： ③判断你所验证的猜想是否正确的依据 。 【答案】 无关 秒表 见解析 见解析 【详解】（1）①[1]小球在A点时，速度为0，因此动能0，而A点的高度为h，所以重力势能为 根据机械能的定义，机械能等于动能与势能之和，所以小球在A点的机械能为 ②[2]小球从A点到B点的过程中，由于无摩擦且没有空气阻力，所以机械能守恒。即A点的机械能等于B点的机械能。在B点，动能为 重力势能为0（因为h=0）。所以，我们有 即 得 ③[3]从上面的推导中，可以看到vB​的表达式中并不包含小球的质量m，所以vB​与小球的质量m无关。 （2）①[4]为了验证猜想a是否正确，我们需要一个测量时间的工具，即秒表。 ②[5]实验步骤： 步骤1：如图乙组装器材，使小球静止释放，用秒表测量它离开轨道末端到刚接触地面所用的时间，记作t； 步骤2：保持释放时的高度不变，逐次增大选用小球的质量，重复步骤1； ③[6]判断依据：当小球的质量越大时，若它离开轨道末端到刚接触地面所用的时间越长，则猜想正确；否则，猜想错误。 3．探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关？ 【猜想与假设】 猜想一：可能与篮球的材质有关； 猜想二：可能与篮球的 有关。 【制定计划与设计实验】 在探究猜想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球，设计了以下实验方案。 方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度； 方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落。观察比较它们反弹后的高度； 方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同高度。观察比较它们所需自由下落高度。 【评估与交流】 （1）按照方案一探究，其不足之处是 ； （2）按照方案二探究，篮球反弹后的高度越高，反弹性能就越 （选填强/弱）；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上称为转换法； （3）按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越 ，反弹性能就越强。 【拓展与应用】类比于机械效率，我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的 来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越 （选填强/弱）。 【答案】 充气情况 见解析 强 小 比值 强 【猜想与假设】[1]根据实际，篮球的反弹性能还可能与篮球的充气情况、大小等因素有关。 【评估与交流】（1）[2]方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，在用力向下抛球时，无法控制用相同的力拍打篮球。 （2）[3]人无法直接用肉眼观察篮球的反弹性能，但是如果篮球能够反弹的高度越高，说明其弹性越好，用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，称为转换法。 （3）[4]弹跳相同的高度，篮球所需自由下落的高度越高，说明篮球的反弹性能越弱。 【拓展应用】[5]机械效率是有用功与总功的比值，其值越大，效率越高；与其类似，用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的比值来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则相同情况弹跳高度越大，说明反弹性能就越强。 4．在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中 ，小明同学设计了如图甲 、乙 、丙所示的三次实验 。让铁球从同一 斜面上某处由静止开始向下 运动 ，然后与放在水平面上的纸盒相碰 ，铁球与纸盒在水平面上共 同移动一段距离后静止。 （1）本实验是通过 来反映铁球动能大小的 ，请你说出 一 个能够支持“动能大小可能与速度大小有关 ”的猜想依据： ； （2）要探究动能大小与物体质量的关系 ，应保证铁球到达水平 面的速度相同 ，为了达到这一 目的所采取的具体操作方法是： （3）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时 ， ； （4）三次实验中 ，碰撞前动能最小的是图 （填“ 甲”“乙”或“丙 ”）中的小球 ，判断 的依据是 。 【答案】 纸盒被推动的距离 见解析 将质量不同的铁球从同一高度由静止释放 速度越大，动能越大 丙 见解析 【详解】（1）[1]本实验是通过纸盒被撞击后移动的距离的大小来反映铁球动能大小的，这是转化法的思想。 [2]同一电动车，速度大比速度小时，很给停下来，就是因为它速度大时具有较大的动能。 （2）[3]为了保证铁球到达水平 面的速度相同，将质量不同的铁球从同一斜面的同一高度由静止开始释放。 （3）[4]甲、丙再次实验中，铁球的质量相同；甲中小球从同一斜面的较大高度位置滚下，到达平面时的速度较大；实验现象是：甲中小球将纸盒撞击得远。结论是：物体的质量相同时，速度越大，动能越大。 （4）[5][6]三次实验中，碰撞前动能最小的是图丙中的小球，原因是纸盒被撞的距离最近。 5．某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中。准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图所示。 （1）本实验是通过 来反映钢球动能大小的； （2）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析； （3）实验为探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 （选填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 ； （4）实验小组的同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离大小（如表），小车在三个表面克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”）； 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 （5）小磊在探究“动能大小与速度的关系”时将实验装置改成如图所示，利用质量相同的铁球将弹簧压缩不同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行？ 答∶ 。理由是 。 A．铁球的质量相同，初速度不同               B．铁球的质量相同，初速度相同 C．铁球的质量不同，初速度不同              D．铁球的质量不同，初速度相同 【答案】 木块移动的距离 乙和丙 不同高度 大 相等 可行 A 【详解】（1）[1]实验中，钢球的动能不同，对木块做功不同，木块移动的距离不同，所以可通过木块移动的距离反映钢球动能的大小。 （2）[2]要探究动能大小与质量的关系，应保持钢球的速度相同，改变其质量，为了保持速度相同，应让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度静止释放。所以应选择乙和丙两图进行实验。 （3）[3]要探究动能大小与速度的关系，应保持钢球的质量相同，改变其速度，所以应让质量相同的钢球从同一斜面的不同高度静止滚下，则到达水平面时的速度不同。 [4]实验时，选择图甲和乙进行探究。乙中，钢球的高度更高，静止滚下到水平面的速度更大，撞击木块移动的距离更远，钢球的动能更大，所以可得：当质量一定时，钢球速度越大，动能越大。 （4）[5]据控制变量法，探究阻力对物体运动的影响，除了阻力改变，其它因素应保持不变，所以小车从斜面滚下到水平面时的速度相同，具有的动能相同，小车最后都停下在斜面上，克服阻力做功，将所有的动能转化为内能，所以小车在三个表面克服摩擦力做功相等。 （5）[6][7]将弹簧压缩到不同程度，弹簧所具有的弹性势能不同，弹簧恢复原状的过程中，弹性势能转化为动能，撞击同一木块时，铁球的动能不同，而铁球的质量相同，速度不同，所以该方案可靠。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．小明和小杰观看杭州亚运会公路自行车比赛时，发现运动员在转弯时，身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的。 （1）骑自行车转弯时，身体为什么要向弯道内侧倾斜呢？小明提出了疑问，一旁的小杰说：“要想转弯，必须受力，身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力”，小明觉得小杰“要想转弯，必须受力”的观点很有道理，因为力是 （选填“维持”或“改变”）物体运动状态的原因。运动员骑车转弯时，受到的力 （选填“是”或“不是”）平衡力； （2）我们平时骑自行车转弯时，身体的倾斜没有这么明显，可为什么比赛时选手倾斜得这么明显呢？且靠近内道的选手转弯时比外道选手倾斜得更明显，使骑行的自行车转弯的力的大小可能与哪些因素有关呢？小明和小杰提出了猜想： 猜想一：可能与骑行的速度有关； 猜想二：可能与圆弧形跑道的半径有关。 小明和小杰一起设计实验并在实验室里通过实验验证猜想一： 把半径为0.5m的半圆轨道置于压力传感器上时，传感器示数为1N，让质量为30g的同一小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面A、B、C三处自由滚下，如图乙所示，观察、记录每次压力传感器达到的最大示数（注：小钢球到达最低点时的示数最大），记录如下表。由 处自由滚下的小钢球到达最低点时的速度最快；该实验可以得出的初步结论是：在自行车转弯半径相同时，速度越 ，使自行车转弯的力越大。 小钢球初始位置 A B C 距压力传感器高度/m 0.5 0.4 0.3 压力传感器达到的最大示数/N 1.90 1.78 1.66 （3）若要验证猜想二，需对上述实验进行两项改变：（不考虑小钢球与轨道之间的摩擦）①要让同一小钢球从同一高度处自由滚下；②改变圆弧形轨道的 ； （4）下列的四个实例中与上面探究实验所用的实验方法相同是 （选填序号）。 A．通过水流来初步认识电流 B．用光线表示光传播的径迹和方向 C．探究压力大小对压力作用效果的影响时，控制受力面积等因素不变 D．探究电磁铁磁性强弱时，用电磁铁吸引大头针的数量来比较磁性强弱 【答案】 改变 不是 A 大 半径 C 【详解】（1）[1][2]骑自行车转弯时，自行车的运动状态不断发生改变，而力是改变物体运动状态的原因，所以小华的观点“要想转弯，必须受力”是正确的；运动员骑车转弯时，运动状态发生改变，是非平衡状态，受到的力不是平衡力。 （2）[3][4]由猜想知，骑行的自行车转弯的力的大小可能与两个因素（骑行的速度、圆弧形跑道的半径）有关，所以要验证：骑行的自行车转弯的力的大小可能与骑行的速度有关，实验中控制了小球质量、圆弧形跑道的半径相同，使同一小球从不同的高度滚下来，从而使得小球到达压力传感器的速度不同，高度越高，速度越大，根据表格数据知：距压力传感器高度越高，压力传感器示数越大，所以A处球的速度最大，故可以得出：在自行车转弯半径相同时，速度越大，使自行车转弯所需要的力越大。 （3）[5]若要验证猜想二即骑行的自行车转弯的力的大小可能与圆弧形跑道的半径有关，需要控制小球的质量相同、下落的高度相同，圆弧形跑道的半径不相同，故需要改变圆弧形跑道的半径；让同一小球在不同轨道上距压力传感器的同一高度自由滚下。 （4）[6]A．通过水流来初步认识电流，是类比法，而本实验是控制变量法，故A不符合题意； B．用光线表示光传播的径迹和方向，是模型法，而本实验是控制变量法，故B不符合题意； C．探究压力大小对压力作用效果的影响时，控制受力面积等因素不变，故C符合题意； D．探究电磁铁磁性强弱时，用电磁铁吸引大头针的数量来比较磁性强弱是转换法，而本实验是控制变量法，故D不符合题意。 故选C。 7．某课外兴趣小组同学利用小车做以下物理小实验． （1）如图甲，小车长度为 ; （2）如图乙，小车A上固定磁体，小车B上固定铁块，将它们靠近一定距离后，固定小车A,释放小车B,小车B向小车A运动，说明力是使物体 的原因； （3）如图丙，探究“阻力对物体运动的影响”时，水平部分的材料依次选用棉布、木板和玻璃板，其目的是 小车在水平面受到的阻力；正确操作后，小车三次在不同水平面上由运动变为静止过程中克服阻力所做的功 （选填“相等”或“不相等”）； （4）如图丁，放在光滑水平地面的小车一端与弹簧连接，弹簧另一端固定在墙壁上，小车位于A点时弹簧恰好为自然长度，现从B点释放小车，小车在B、C之间运动，则弹性势能转化为动能的过程有 ． A．从A到B    B．从B到A    C．从A到C    D．从C到A 【答案】 1.80（1.78~1.80） 运动状态改变 减小 相等 BD 【详解】（1）[1]如图刻度尺的分度值为0.1cm。读数时要估读到分度值的下一位。小车的长度为1.80cm。 （2）[2]B受到力的作用由静止运动，表明力是改变物体运动状态的原因。 （3）[3][4]要探究的是阻力对物体运动的影响，因此，应控制小车在到达水平面时的初速度相同，只改变小车运动时所受阻力的大小，分别选用棉布、木板和玻璃板进行实验，目的是减小小车运动时所受阻力；同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，到达水平面时的速度相同，动能相同，小车在粗糙程度不同的水平面上由运动到静止过程中，克服摩擦做功，动能转化为内能，由于动能相同，所以克服摩擦力所做的功也相同。 （4）[5]图中B到A的过程中弹簧由被压缩到恢复原状，弹性势能减小，动能增大，弹性势能转化为动能；A到C的过程中，弹簧由原长被逐渐拉伸，弹性势能变大，动能变小，动能转化为弹性势能；从C到A的过程中弹簧由被拉伸到恢复原状，弹性势能减小，动能增大，弹性势能转化为动能；从A到B的过程中弹簧由原长被逐渐压缩，弹性势能变大，动能变小，动能转化为弹性势能。故BD符合题意。 8．楚杭在课外活动时，偶然将两个弹性球叠放在一起，使它们同时自由下落，发现上面小球反弹的高度大于下落的高度，于是他想探究同一个上面小球反弹的高度与哪些因素有关。为此，他提出了三个猜想：①与两个弹性球下落的高度有关；②与下面弹性球的质量有关；③与下面弹性球的材料有关。为了验证猜想：楚杭选取了质量为10g的A球作为上面的反弹小球，用体积相同的B、C、D三个球分别作为下面的弹性球，B、C两球质量相同但材料不同，C、D两球材料相同但质量不同，楚杭在同一水平地面上做了多次实验，实验数据如下表： 实验序号 下面弹性球 质量/kg 下落高度/m A球反弹高度/m 1 B 0.5 0.9 1.6 2 1.1 1.9 3 1.3 2.1 4 C 0.5 0.9 1.7 5 1.1 2.0 6 1.3 2.5 7 D 0.8 0.9 2.2 8 1.1 2.3 9 1.3 2.8 （1）楚杭实验选取的测量工具有电子秤和 ； （2）比较三次实验 （选填序号），可以初步得出的结论是：在下面弹性球的质量、材料等条件一定时，下落高度越高，上面弹性球反弹的高度越高； （3）比较实验序号4、7（5、8或6、9），可以初步得出的结论是：在下面弹性球的材料、下落高度等条件一定时， ，上面弹性球反弹的高度越高； （4）为了探究猜想③，除了选取A球作为上面的反弹小球外，还应在B、C、D三个弹性球中选择 两球进行实验； （5）实验表明，每次所测A球反弹的高度总比下落高度要高，是因为在两球碰撞时下面弹性球对上面A球做功，使A球机械能总量 （选填“增大、减小或不变”），这一现象 （选填“会”或“不会”）违背能量守恒定律。 【答案】 刻度尺 1.2.3 下面弹性球的质量越大 B、C 增大 不会 【详解】（1）[1]实验中需要用刻度尺测量小球下落的高度和弹起的高度，故除了用到电子秤，还需要刻度尺。 （2）[2]由表格中的信息可知，实验序号1、2、3（4、5、6或7、8、9），下面弹性球各自的材料和质量相同，下落高度越高，上面弹性球反弹的高度越高。 （3）[3]比较实验序号4、7（5、8或6、9）可知，下面弹性球的材料相同，下落相同高度时，质量越大的，上面弹性球反弹的高度越高，故结论为：在下面弹性球的材料、下落高度等条件一定时，下面弹性球的质量越大，上面弹性球反弹的高度越高。 （4）[4]探究下面弹性球反弹的高度与与下面弹性球的材料有关时，应控制质量相同、下落高度相同，材料不同，故应选择B、C两球进行实验。 （5）[5][6]每次测量得A球反弹的高度总比下落高度要高，这是因为在两球碰撞时，下面的弹性球对上面A球施加了一个向上的力，并在这个力的方向上移动了一段距离，即对上面A球做功，使得A球机械能增大，因此这一现象不违背能量守恒定律。 9．在可乐瓶中装入适量的水，用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，配置上火箭顶端的导流罩就完成了水火箭的制作，其结构示意如图-1所示，如图-2所示，将水火箭置于地而，利用打气筒通过打气管向瓶内打气。当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落．瓶内的水向后喷出，水火箭迅速飞起。琦琦对水火箭水平方向飞行距离的影响因素产生了兴趣，他作出以下猜想：Ⅰ．可能与加水质量的多少有关；Ⅱ．可能与发射的角度有关。请回答下列问题： （1）在探究猜想Ⅰ时，使用同一支水火箭，依次加入0g、50g、100g、150g、200g、250g的水，每次用同样的打气筒加压15次，每组实验进行三次，调整箭体与水平地面夹角为40度，实验时无风，测量发射点到落地点的水平距离记录如下表： 水的质量（g） 水平距离（m） 次数 0 50 100 150 200 250 第一次 3.20 40.1 44.3 71.6 55.6 46.2 第二次 3.25 35.3 42.6 66.3 59.2 42.4 第三次 3.40 33.6 50.5 63.l 56.3 48.9 平均值 3.28 36.33 45.80 67.00 57.03 45.83 ①根据实验数据得出：当水的质量为 g时水火箭水平方向飞行距离最远； ②瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为 ； ③当水火箭竖直向上发射时。无法直接测量水火箭发射的最大高度，这时可以测量水火箭从发射到落地时的 来间接反映发射的高低情况； （2）探究猜想Ⅱ时，选用同一支水火箭，控制水量和气压一定，依次改变其发射角度（“发射角度”指水火箭与水平面的夹角大小）为、、、、，并记录水平方向飞行距离如下表，其他条件相同的情况下，水平方向飞行距离与发射角度的关系为 ， 发射角度（度） 25 35 45 55 65 水平距离（m） 31.32 43.60 53.07 49.82 35.42 （3）除上述探究过的影响因素外。你认为还有哪些因素可能会影响水火箭的飞行距离： （写出一条）； （4）若水火箭发射前的总质量为2kg，则当水火箭竖直上升至10m高时，水火箭克服自身重力做功将 （选填“等于”“大于”或“小于”）200J； （5）在水火箭向上发射的整个过程中，下列分析正确的是 。 A．上升过程中，水火箭重力势能转化为动能 B．下降过程中，水火箭的重力势能逐渐增大 C．水火箭的动能是由瓶内高压气体内能转化来的 【答案】 150 力的作用是相互的 时间 发射角度增大，水平方向飞行距离先增大后减小 水火箭自身重力 小于 C 【详解】（1） [1]①根据实验数据得出：当水的质量为150g时水火箭水平方向飞行距离最远。 [2]②瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为力的作用时相互的，火箭对水施加力的同时，也到水力的作用。 [3]③当水火箭竖直向上发射时。无法直接测量水火箭发射的最大高度，这时可以测量水火箭从发射到落地时的时间来间接反映发射的高低情况，时间越长，表示火箭发射的最大高度越高。 （2）[4]由表格中数据得，其他条件相同的情况下，发射角度增大，水平方向飞行距离先增大后减小。 （3）[5]影响水火箭的飞行距离可能还有空气流速、水火箭自身重力、瓶塞塞入的深度等。 （4）[6]若上升过程中，水火箭的质量不变，重力不变，则当水火箭竖直上升至10m高，水火箭克服自身重力做功 而水火箭实际上升过程中，质量减小，重力减小，则实际水火箭克服自身重力做功小于200J。 （5）[7] A．上升过程中，水火箭的重力减小，高度升高，速度先增大后减小，则动能先增大后减小，若重力势能转化为动能，动能应不断增大，故A错误； B．下降过程中，高度不断降低，重力势能不断减小，故B错误； C．水火箭的动能是由瓶内高压气体内能转化来的，气体将内能转化为机械能，气体内能减小，故C正确。 故选C。 10．（1）为了探究动能与质量的关系，楚杭设计的实验装置如图甲所示，实验过程如下：质量为m、M的两小球从斜面上同一高度下滑，由于M在水平面上滑行一段距离之后再撞击木块，最终木块在水平面上滑行的距离相同。于是楚杭根据这次实验情况得出结论：物体动能大小与质量无关。与我们已知的结论不符。请你评估他实验中的不足： ； （2）如图乙，是研究弹簧弹性势能与其形变程度关系的实验装置，小球压缩弹簧，并撞击纸盒。假若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能/不能”）达到探究目的； （3）如图丙，探究物体重力势能与哪些因素有关的实验，三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同，甲、乙、丙三物体的质量关系为：m甲=m乙<m丙。图丙中乙、丙两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同， （选填“能/不能”）说明乙、丙的初始的重力势能相同； （4）张工、李工两位是建筑设计师，均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计，最后张工上交了如图丁所示的设计方案图，若你是此公司代表，你将选择 图的设计方案，结合你学到的物理知识，请简要谈谈你选择的理由是： 。 【答案】 没有控制水平面上木块的起点位置相同 不能 能 戍 火车上坡过程中一部分动能转化为重力势能，容易刹车 【详解】（1）[1]根据控制变量法可知探究动能与质量的关系需使小球到达水平面的速度相同，改变质量，还需控制水平面上木块的起点位置相同，所以实验中的不足是没有让木块从同一起点开始。 （2）[2]乙图中弹簧将小球弹开的过程，消耗弹性势能，产生动能，将弹簧的弹性势能转化为小球动能的过程。小球推动纸盒移动一段距离后都要停下来，是因为水平面有摩擦力，木块克服摩擦做功，机械能转化为内能。若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的。 （3）[3]重力势能大小通过木块陷入沙子的深度反应，图丙中乙、丙两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同，能说明乙、丙的初始的重力势能相同。 （4）[4][5]根据动能与重力势能的转化可以知道丁图中火车进站时下坡，这一过程中有一部分重力势能转化为车的动能，就会使得车速提高，难以刹车，故不合理；戊图设计中利用上坡过程中一部分动能转化为重力势能，可以降低车速，容易刹车。 11．如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角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 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”）。 【答案】 质量 转换 速度 匀速 相等 错误 【详解】（1）[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。除质量外，其他条件完全相同，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）[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）[3]乙、丙所示的探究过程，当悬线与竖直方向的夹角越大，小球开始时的高度越高，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）[4]由牛顿第一定律知，如果运动的木块不受力，将做匀速直线运动； （5）[5][6]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，质量不同，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．如图a所示为冬奥会冰壶比赛的场最； （1）当冰壶从投掷点投出后，沿图b所示方向向靶心运动的过程中，运动员有时会在冰壶运动线路上的某些区域刷冰，目的是 （选填“增大”或“减小”）冰壶与冰面间的摩擦力，使冰壶速度减小得更 （选填“快"或“慢”），运动的距离更 ；    （2）为探究冰壶到达靶心所需刷冰的距离，兴趣小组同学用图c装置寻找模拟刷冰区域的材料，他们将木块分别放在长木板、绸布、棉布上，用弹簧测力计沿 方向拉动木块做 运动，发现测力计示数关系是F棉>F木>F绸若用木板模拟未刷冰区域，则应选 模拟刷冰区域； （3）接着用图d装置，将长为I的所选材料平铺在木板上，让木块从斜面上下滑，最后停在P点。要让木块运动到P点，所选材料的长度1与哪些因素有关?大家提出以下猜想： 猜想1：与木块刚到达水平面的速度v有关： 猜想2：与所选材料左端到斜面底端的距离x有关； ①验证猜想1时，保持x不变，让木块从斜面的不同高度由静止下滑，改变1，使木块最终都停在P点，数据记录如下： 序号 1 2 3 4 5 释效高度h/m 0.10 0.14 0.18 0.23 0.26 所选材料长度L/m 2.00 1.62 1.23 0.79 1.41 实验发现：保持x不变，木块到达水平面的速度v越 ，所选材料的长度越长； ②接着将木块从斜面的同一高度由静止滑下，发现每次只将所选材料前后移动，木块都会经过它停在P点，由此可知猜想2是 （选填“正确”或“错误”）的。 【答案】 减小 慢 远 水平 匀速直线 绸布 大 错误 【详解】（1）[1][2][3]运动员有时会在冰壶运动线路上的某些区域刷冰，根据（2）中研究刷冰的信息可知，可以减小冰壶与冰面间的摩擦力，使冰壶速度减小得更慢，运动的距离更远。 （2）[4][5]为了使木板处于平衡状态，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块做匀速直线运动，根据二力平衡，弹簧测力计的拉力等于滑动摩擦力。 [6]发现测力计示数关系是 绸布摩擦力最小，所以选用绸布。 （3）①[7]由表中数据可知，随着h的越来越大，重力势能越大，到水平面转化的动能越大，即木块到水平面时的速度越来越大，所选材料的长度越长。 ②[8]接着将木块从斜面的同一高度由静止滑下，发现每次只将所选材料前后移动，木块都会经过它停在P点，改变x的长度，但最终停在P点，说明与所选材料左端到斜面底端的距离x无关，所以猜想2是错误的。 13．小林打篮球时远投三分总是沾不到篮筐，如图甲所示。他通过查阅资料，知道篮球被投出后所做的运动叫做斜抛运动。他想：若不计空气阻力，篮球投射距离可能与球出手时的速度和球出手时的抛射角度有关。他用如图乙、丙所示的装置进行实验，将容器放在水平桌面上，让喷水嘴的位置不变，用开关控制水喷出的速度，通过水落入容器中的位置判断物体抛出的距离。      （1）首先让喷水嘴的方向不变做了三次实验：第一次让水的喷出速度较小，这时水喷出后落在容器的A点；第二次，让水的喷出速度稍大，水喷出后落在容器的B点；第三次，让水的喷出速度最大，水喷出后落在容器的C点，如图乙所示。小林经过分析得出如下结论：在 一定时，物体抛出的 ，抛出的距离就越远。 （2）控制开关使水喷出的速度不变，让水沿不同方向喷出，如图丙所示，得到如下的数据： 喷嘴与水平方向的夹角 落点到喷嘴的水平距离 50 100 50 ①该实验过程中，需要的测量仪器是 和 。 ②小林对上述数据进行了归纳分析，得出的结论是：在抛出的速度一定时，随着物体抛出时与水平方向夹角的增大，抛出距离 。 （3）根据上面的探究结果，小林决定进行以下改进：一是加强力量锻炼，使篮球出手时的速度增大；二是尽可能使篮球出手时与水平面的夹角为 度。改进后，小林能把篮球投得更远了，三分投篮能力得到了大大加强。 （4）请再写出一个应用到上述结论的体育运动： 。（写出一种即可） 【答案】 抛射角 速度越大 ①量角器 刻度尺 先增大后减小 45 投铅球 【详解】（1）[1][2]由图乙可知，当抛射角一定时，物体抛出的速度越大，抛出的距离就越远。 （2）[3][4][5]该实验过程中，需要测量抛射角和物体抛出的距离，所以需要的测量工具有量角器和刻度尺。从表中的数据可以看出，随着物体抛出时与水平方向夹角的增大，抛出的距离先增大后减小，所以得出的结论是：在抛出的速度一定时，随着物体抛出时与水平方向夹角的增大，抛出距离先增大后减小。 （3）[6]由以上分析可知，在抛出的速度一定时，物体与水平面的夹角为45度时，抛出的距离最大。 （4）[7]在投铅球的体育运动中，可以应用到上述结论。 14．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1甲、乙两图可知，当物体质量相同时， 越大，动能越大； （3）如1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，可得出结论： ； （4）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2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： （a）探究货车超速的危害：如图2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； （b）探究货车超载的危害：如图2丙所示，木块置于B处，将砝码固定在小车上，逐次增加砝码个数重复实验，仍从A处释放小车。观察木块运动的距离s，请你评价本次实验能否探究超载的危害 ；理由： 。 【答案】 钢球 速度 当物体速度相同时，质量越大，动能越大 会 距离 不能 甲、丙到达斜面底端的速度相同，由于丙图小车的重力大，小车与地面的摩擦力大，不符合控制变量法的要求，所以不能探究超载的危害 【详解】（1）[1]该实验中所探究物体的动能是指钢球的动能，通过钢球推动木块移动的距离来判断钢球动能的大小。 （2）[2]如图1甲、乙两图所示，钢球的质量相同，在斜面滑下时的高度不同，甲图钢球滑到斜面底端的速度大，木块移动的距离大，钢球的动能大，故可以得出：当物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）[3]如图1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，两球滑到斜面底端的速度相同，由图知，丙球的质量大，木块移动的距离大，故可以得出：当物体速度相同时，质量越大，动能越大。 （4）（a）[4][5]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。 （b）[6][7]由图2的甲、丙两图知，丙图小车的质量大，甲、丙到达斜面底端的速度相同，由于丙图小车的重力大，小车与地面的摩擦力大，不符合控制变量法的要求，所以不能探究超载的危害。 15．小明带领实验兴趣小组利用弹簧测力计、木块、木板、砝码等器材进行“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。 （1）在图甲所示的实验中，水平拉动物块B做 运动，根据 知识，读出弹簧测力计示数即为物块B所受滑动摩擦力的大小。 （2）在实验过程中记录的数据如下表： 比较1、2、3三次实验数据，可以看出：在接触面粗糙程度相同时，接触面 ，滑动摩擦力越大。分析这3次实验数据可知摩擦力与压力的关系式为： 。 次数 压力 接触面（粗糙程度） 摩擦力 1 3 木板 1.2 2 4 木板 1.6 3 5 木板 2.0 （3）兴趣小组将木板A组装成斜面，如图乙所示，将物块B和砝码的总重力增加到10N，用的拉力沿斜面匀速将物块B由底端拉到顶端的过程中，拉力做的功为 ，物块B所受摩擦力为 N（木板的厚度忽略不计）。 【答案】 匀速直线 二力平衡 受到的压力越大 8J 1.6 【详解】（1）[1]读题干可知，弹簧测力计示数即为物块B所受滑动摩擦力的大小，推出物块B受力平衡，受力平衡时，物体做匀速直线运动，因此水平拉动物块B做匀速直线运动。 [2]对物块B进行受力分析，水平方向上受到拉力和滑动摩擦力，二力平衡。 （2）[3]根据表可知，实验改变的量是压力大小，且受到的压力越大，滑动摩擦力越大。 [4]分析这3次实验数据可知摩擦力与压力成正比，因此关系式为 代入数据得到 因此摩擦力与压力的关系式为 （3）[5]先进行单位换算 s=100cm=1m 则拉力做的功为 [6]拉力做的总功为 先进行单位换算 h=64cm=0.64m 则所做的有用功为 则额外功为 则摩擦力的大小为 16．小红在科技馆里做如图所示的实验：把一个钢球从光滑斜槽上的A点自由滚下，经抛出点C后离开斜槽，最后落在地面上的P点。她用刻度尺分别测出抛出点C离A点的高度为h1、抛出点C离地高度为h2、落地点P离抛出点C的水平距离为s。小红猜想s可能与下列三个因素有关系： 猜想一：钢球的质量； 猜想二：钢球离地高度h2； 猜想三：钢球水平运动的速度。 为了验证猜想，小红认真做了四次实验实验并把实验数据记录到如下表格里： 序号 钢球质量m/g 抛出点离最高点的高 度h1/m 抛出点离地的高度 h2/m 落地点与抛出点的水平距离 s/m 1 10 0.05 2 0.64 2 20 0.05 2 0.64 3 10 0.2 2 1.28 4 10 0.2 4 1.82 （1）不计空气阻力，离开抛出点C后的钢球受 力的作用；离开抛出点C后，钢球沿如图所示的路径运动，说明钢球的运动状态是 （选填“改变”或“不变”）的； （2）为了研究猜想一是否正确，应选用实验序号为 两组实验进行对比，分析可得钢球水平运动的距离与钢球的质量 （选填“有关”或“无关”）； （3）对比实验序号为3、4两组实验，第4次钢球离开抛出点C的速度 （选填“大于”“等于”或“小于”）第3次钢球离开抛出点C的速度；对比这两组实验数据，可证明猜想二是 （选填“正确”或“错误”）的； （4）通过上述实验，初步得出结论：落地点P离抛出点C的水平距离s与 有关。    【答案】 重 改变 1、2 无关 等于 正确 钢球水平运动的速度、抛出点离地的高度有关 【详解】（1）[1][2]离开抛出点后，钢球处于空中，不计空气阻力，钢球只受重力；钢球沿如图所示的路径运动，钢球的运动方向在不断变化，所以运动状态在改变。 （2）[3][4]为了研究猜想一：与钢球质量有关，需要控制其它量不变，只改变钢球质量，由表格数据可知，实验序号1和2 ，抛出点离最高点的高度和抛出点离地的高度相同，钢球质量不同，落地点与抛出点的水平距离相同，由此可得出钢球水平运动的距离与钢球质量无关。 （3）[5][6]由表格数据可知，实验序号为3、4两组实验，钢球质量和抛出点离最高点的高度相同，抛出点离地的高度不同，落地点与抛出点的水平距离不同，由此可得出钢球水平运动的距离与钢球离地高度有关，故猜想二是正确的；钢球质量和抛出点离最高点的高度相同，则钢球在A处的重力势能相同，从A到C ，重力势能和转化为动能，所以C处动能相同，速度相同，则第4次钢球离开抛出点C的速度等于第3次钢球离开抛出点C的速度。 （4）[7]根据实验序号为1、3两组实验数据可知,钢球的质量、抛出点离地的高度相同，抛出点离最高点的高度不同，落地点与抛出点的水平距离不同，所以s与抛出点离最高点的高度有关；根据实验序号为3、4两组实验，钢球质量和抛出点离最高点的高度相同，抛出点离地的高度不同，落地点与抛出点的水平距离不同，由此可得出钢球水平运动的距离与钢球离地高度有关。综上所述，落地点P离抛出点C的水平距离s与钢球水平运动的速度、抛出点离地的高度有关。 17．水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图甲所示。小球在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？小明提出了以下三个猜想：    猜想1：与小球离开桌面时的速度有关； 猜想2：与小球的质量有关； 猜想3：与小球离地面的高度有关； （1）为了使小球向前运动，小明设计如图乙所示的实验装置，将一根轻质弹簧固定在A点，小球将弹簧压缩到C处后由静止释放，则小球在弹簧推力的作用下向前滚动，在此过程中，弹簧的 能转化为小球的 能； （2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同。这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的； （3）小明接下来想探究猜想2，仍采用图乙的装置，用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，由静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系；你认为小明的方案存在的问题是 ，请你为小明设计一个正确的方案： ； 序 号 质量 m/g 速度 v/cm·s-1 离地高 度H/cm 水平飞行 距离s/cm 1 10 5 5 5 2 10 5 20 10 3 10 5 45 15 4 10 5 80 20 （4）小华按正确的方法探究了猜想3，并记录数据，根据表中数据，可以得出结论：当小球质量和离开桌面的速度一定时，小球离地面的高度H为 cm时，小球水平飞行的距离s为30cm。 【答案】 弹性势 动 正确 没有控制小球的速度相同 让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下 180 【详解】（1）[1][2]小球将弹簧压缩到C，释放前弹簧发生弹性形变，具有弹性势能，释放后，小球在弹簧推力的作用下向前滚动，小球具有动能，所以此过程中弹簧的弹性势能转化为小球的动能。 （2）[3]要验证猜想1是否正确，即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，需要控制小球质量和离地高度不变，改变小球的速度，实验中弹簧被压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，获得的速度不同，发现小球水平飞行的距离不相同，说明小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，所以猜想1正确。 （3）[4]要探究猜想2，即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关，需要控制小球的速度和离地高度不变，改变小球的质量，实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，弹簧的弹性势能一定，静止释放后小球的动能相同，但由于质量不同，速度也不相同，故不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系。 [5]为了保证不同质量小球的初速度相同，可以让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球水平飞行的距离。 （4）[6]根据表格数据知离地高度H由5cm增大到20cm，变成原来的4倍，水平飞行距离s由5cm增大到10cm，变成原来的2倍，依此类推离地高度H由5cm增大到45cm，变成原来的9倍，水平飞行距离s由5cm增大到15cm，变成原来的3倍，离地高度H由5cm增大到80cm，变成原来的16倍，水平飞行距离s由5cm增大到20cm，变成原来的4倍，由此可以得出离地高度H变成原来的n2倍，水平飞行距离s变成原来的n倍，所以当小球水平飞行的距离s为30cm时，是原来5cm的6倍，离地高度H变成原来的62=36倍，即小球离地面的高度 H=36×5cm=180cm 18．小明同学骑自行车上学途中，要经过一段上坡路。他思考：物体以相同初速度冲上斜坡后运动的最大距离可能跟哪些因素有关呢？他和小华思考后提出以下猜想： 猜想一：可能与斜坡的粗糙程度有关； 猜想二：可能与物体的质量大小有关； 猜想三：可能与斜坡的倾角大小有关。 他们将与水平面平滑连接的长木板以角度θ（可改变）倾斜固定，并找来质量不同的小木块若干、较光滑的斜面M（物块在斜面M上滑动时可忽略物块所受的摩擦力）和轻弹簧P等实验器材进行探究。 （1）他们上网查找得知：初速度相同的汽车关闭发动机后在路面滑行时，路面越粗糙，汽车滑行的距离越短。由此他们思考认为猜想一是 （选填“正确”或“错误”）的； （2）为了验证猜想二，小明在老师的帮助下一起设计了如图甲所示的装置。实验时将质量 的小木块从斜面M的 高度自由滑下，就可以使木块以 的初始速度滑上长木板，通过比较木块冲上长木板的最大距离就可以验证猜想二（以上三格均选填“相同”或“不同”）； 小华设计了如图乙所示的装置进行实验，他认为只要让不同质量的小木块分别将同一弹簧压缩到相同程度后自由释放，也可以验证猜想二。老师告诉小华这一设计方案是不可行的，理由是： ； （3）他们保持长木板的粗糙程度和木块的初速度相同，分别改变木块的质量m和长木板的倾角θ，测得木块冲上长木板后运动的最大距离x，实验数据记录如表； m/kg 1.2 1.0 0.5 0.3 θ/° 10 20 30 30 40 45 45 50 55 55 60 65 x/m 1.76 1.57 1.45 1.45 1.38 1.37 1.37 1.36 1.37 1.37 1.39 1.42 分析数据可知： ①最大距离x与质量m （选填“有关”或“无关”）； ②最大距离x随长木板倾角θ变化的关系是：θ角增大时， 。 【答案】 正确 不同 相同 相同 不能控制初速度相同 无关 上滑的最大距离x先减小后增大 【详解】（1）[1]初速度相同的汽车关闭发动机后在路面滑行时，路面越粗糙，汽车滑行的距离越短，说明物体以相同初速度冲上斜坡后运动的最大距离与斜坡的粗糙程度有关，故猜想一正确。 （2）[2][3][4]为了验证猜想二，即物体以相同初速度冲上斜坡后运动的最大距离可能与物体的质量大小有关，需要控制速度相同，质量不同，即使质量不同的木块从同一高度滑下，就可以使木块以相同的初始速度滑上长木板，通过比较木块冲上长木板的最大距离就可以验证猜想二。 [5]让不同质量的小木块分别将同一弹簧压缩到相同程度后，弹性势能相同，释放后，转化成的动能相同，由于质量不同，速度不同，木块到达斜面底端的速度不相同，所以不能验证猜想二。 （3）[6]由表格数据知当长木板的倾角θ一定，质量不相同时，木块冲上长木板后运动的最大距离x相同，说明最大距离x与质量m大小无关。 [7]由实验数据可以发现，从10°到50°这个过程，物体的上升的高度随着倾斜角度的增加在减小；从50°到65°这个过程，物体的上升的高度随着倾斜角度的增加在增大；故得结论：随倾角θ的增大，木块上滑的最大距离x先减小后增大。 19．小明利用如图所示的装置进行物理实验时，发现小球每摆一个来回的时间似乎都相等，于是小明想到这样一个问题：小球来回摆动一次所用的时间（称周期T）跟哪些因素有关呢？ 猜想1：可能跟小球摆动的幅度有关； 猜想2：可能跟小球的质量有关； 猜想3：可能跟绳子的长度有关。 为验证自己的猜想，小明用秒表测出了不同条件下，小球来回摆动多次所用的时间，算出平均摆动一次所用的时间，请回答： （1）小明采用测量小球来回摆动多次的时间取平均值的方法，而不是测量小球来回摆动一次所用的时间来确定周期T，目的是为了 ； （2）测量周期时，当小球摆动到 开始计时更好；（填“最高点”或者“最低点”） （3）大量的实验表明，同一个地点小球摆动一次的周期T只跟绳子的长度有关，且绳子越长，周期T越大。摆钟就是根据这个原理制成的。小明发现家里的摆钟比正常时钟变慢，要把它调准，小明应将摆钟的摆长 （填“调长”或“调短”）。 【答案】 减小误差 最高点 调短 【详解】（1）[1]多次测量取平均值是为了减小测量时间的误差。 （2）[2]小球摆动到最高点时速度较慢，利于计时，所以小球摆动到最高点计时更好。 （3）[3]因为“同一个地点小球摆动一次的周期T只跟绳子的长度有关，且绳子越长，周期T越大”，所以当小明发现家里的摆钟比正常时钟变慢时，可以将绳子调短，减小摆动周期，使钟表摆动变准。 20．质量可忽略的细绳上端固定，下端系一质量为m的金属螺母，做成摆长为l的摆（如图所示），让螺母在竖直面内小幅度往返摆动，每完成一次往返摆动的时间均为（g＝9.8N/kg）请你根据，推测，螺母往返摆动一次的时间T与螺母的质量m是否有关 （选填“有关”、“无关”）。现有足量的细绳、大小相同的金属螺母，这些螺母有的质量相等，有的质量不等。 （1）写出验证你的推测的实验步骤（若有需要，可补充器材） ； （2）设计实验表格 。 【答案】 无关 见详解 见详解 【详解】[1]根据可知，公式中不包含单摆的质量，螺母往返摆动一次的时间T与螺母的质量m无关。 （1）①[2]取一段长度合适的细绳，用天平从大小相同的螺母中称出质量不同的螺母； ②把螺母系在绳子上，固定好绳子另一端，用刻度尺测量绳端到螺母的长度l； ③把螺母拉到一个合适的位置由静止释放，记录螺母往返摆动n次的时间t，求出螺母往返摆动一次的时间T； ④保持绳端到螺母的长度l不变，换用质量不同的螺母重复以上实验，然后比较螺母往返摆动一次的时间T； ⑤对比每次测的周期T，得出结论。 （2）[3]实验保持摆长的长度l不变，根据要测量的物理量，设计表格如下所示； 螺母的质量m/g 摆动5次用的时间t/s 摆动一次用的时间t/s 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年安徽中考物理热点实验专题五做功与机械能（原卷版） 1．小华在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，称之为速度“交换”，如图甲所示。 小华想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？ 通过了解和初步实验，小华发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象。 为进一步探究，他设计了下述实验方案：将一个两端翘起、中间水平的光滑轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止（设A球状撞击前的速度为），B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2.通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断。请回答以下问题： (1)A球从斜面滑下的过程中， ⁠能转化为动能，B球由静止变为运动，是因为B球在碰撞中获得了动能。 (2)若h2=h1，则说明B球被撞后开始运动的速度vB （选填“>”“=”或“<”）vA。 (3)在实际实验中，测出的h2总小于h1，若导致这一现象的原因是轨道不光滑，那么在阻力不可避免的情况下，你认为小华的设计是否还有价值？ ⁠，请说出你的理由：　 。 (4)若将右端斜面去掉，水平轨道改为足够长的光滑轨道，请描述B球被撞击后的运动状态及理由： ⁠。 2．（1）如图甲，质量为m的小球从A点静止释放，在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦道运动（其中BC段水平）。已知重力势能为E势=mgh；h为小球离轨道BC的高度；当小球运动到B点时，h=0，动能为（vB为B点的运动速度） ①小球在A点的机械能E机= （用题目所给物理量符号表示） ②请推导出：小球从A点静止释放，到达B点时的速度 ； ③vB与小球的质量m是否有关？ （选题“有关”或“无关”）。 （2）如图乙所示，当小球静止释放后，它会沿轨道一直运动到末端，离开轨道后继续飞出一段距离，最后掉到地上。小聪猜想： a.小球的质量越大，它离开轨道末端到刚接触地面所用的时间越长； b.小球静止释放时的高度越高，它离开轨道末端到刚接触地面所用的时间越长； 现有一定数量的小球，有的质量相等，有的质量不等.请你选用合适的器材，设计实验验证猜想a是否正确 ①需要补充的实验器材是 ； ②实验步骤 ： ③判断你所验证的猜想是否正确的依据 。 3．探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关？ 【猜想与假设】 猜想一：可能与篮球的材质有关； 猜想二：可能与篮球的 有关。 【制定计划与设计实验】 在探究猜想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球，设计了以下实验方案。 方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度； 方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落。观察比较它们反弹后的高度； 方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同高度。观察比较它们所需自由下落高度。 【评估与交流】 （1）按照方案一探究，其不足之处是 ； （2）按照方案二探究，篮球反弹后的高度越高，反弹性能就越 （选填强/弱）；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上称为转换法； （3）按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越 ，反弹性能就越强。 【拓展与应用】类比于机械效率，我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的 来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越 （选填强/弱）。 4．在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中 ，小明同学设计了如图甲 、乙 、丙所示的三次实验 。让铁球从同一 斜面上某处由静止开始向下 运动 ，然后与放在水平面上的纸盒相碰 ，铁球与纸盒在水平面上共 同移动一段距离后静止。 （1）本实验是通过 来反映铁球动能大小的 ，请你说出 一 个能够支持“动能大小可能与速度大小有关 ”的猜想依据： ； （2）要探究动能大小与物体质量的关系 ，应保证铁球到达水平 面的速度相同 ，为了达到这一 目的所采取的具体操作方法是： （3）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时 ， ； （4）三次实验中 ，碰撞前动能最小的是图 （填“ 甲”“乙”或“丙 ”）中的小球 ，判断 的依据是 。 5．某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中。准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图所示。 （1）本实验是通过 来反映钢球动能大小的； （2）为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析； （3）实验为探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 （选填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 ； （4）实验小组的同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离大小（如表），小车在三个表面克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”）； 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 （5）小磊在探究“动能大小与速度的关系”时将实验装置改成如图所示，利用质量相同的铁球将弹簧压缩不同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行？ 答∶ 。理由是 。 A．铁球的质量相同，初速度不同               B．铁球的质量相同，初速度相同 C．铁球的质量不同，初速度不同              D．铁球的质量不同，初速度相同 6．小明和小杰观看杭州亚运会公路自行车比赛时，发现运动员在转弯时，身体和自行车都是向弯道内侧倾斜的。 （1）骑自行车转弯时，身体为什么要向弯道内侧倾斜呢？小明提出了疑问，一旁的小杰说：“要想转弯，必须受力，身体倾斜是为了给自行车一个向内侧转弯的力”，小明觉得小杰“要想转弯，必须受力”的观点很有道理，因为力是 （选填“维持”或“改变”）物体运动状态的原因。运动员骑车转弯时，受到的力 （选填“是”或“不是”）平衡力； （2）我们平时骑自行车转弯时，身体的倾斜没有这么明显，可为什么比赛时选手倾斜得这么明显呢？且靠近内道的选手转弯时比外道选手倾斜得更明显，使骑行的自行车转弯的力的大小可能与哪些因素有关呢？小明和小杰提出了猜想： 猜想一：可能与骑行的速度有关； 猜想二：可能与圆弧形跑道的半径有关。 小明和小杰一起设计实验并在实验室里通过实验验证猜想一： 把半径为0.5m的半圆轨道置于压力传感器上时，传感器示数为1N，让质量为30g的同一小钢球分别从距离传感器表面不同高度的弧面A、B、C三处自由滚下，如图乙所示，观察、记录每次压力传感器达到的最大示数（注：小钢球到达最低点时的示数最大），记录如下表。由 处自由滚下的小钢球到达最低点时的速度最快；该实验可以得出的初步结论是：在自行车转弯半径相同时，速度越 ，使自行车转弯的力越大。 小钢球初始位置 A B C 距压力传感器高度/m 0.5 0.4 0.3 压力传感器达到的最大示数/N 1.90 1.78 1.66 （3）若要验证猜想二，需对上述实验进行两项改变：（不考虑小钢球与轨道之间的摩擦）①要让同一小钢球从同一高度处自由滚下；②改变圆弧形轨道的 ； （4）下列的四个实例中与上面探究实验所用的实验方法相同是 （选填序号）。 A．通过水流来初步认识电流 B．用光线表示光传播的径迹和方向 C．探究压力大小对压力作用效果的影响时，控制受力面积等因素不变 D．探究电磁铁磁性强弱时，用电磁铁吸引大头针的数量来比较磁性强弱 7．某课外兴趣小组同学利用小车做以下物理小实验． （1）如图甲，小车长度为 ; （2）如图乙，小车A上固定磁体，小车B上固定铁块，将它们靠近一定距离后，固定小车A,释放小车B,小车B向小车A运动，说明力是使物体 的原因； （3）如图丙，探究“阻力对物体运动的影响”时，水平部分的材料依次选用棉布、木板和玻璃板，其目的是 小车在水平面受到的阻力；正确操作后，小车三次在不同水平面上由运动变为静止过程中克服阻力所做的功 （选填“相等”或“不相等”）； （4）如图丁，放在光滑水平地面的小车一端与弹簧连接，弹簧另一端固定在墙壁上，小车位于A点时弹簧恰好为自然长度，现从B点释放小车，小车在B、C之间运动，则弹性势能转化为动能的过程有 ． A．从A到B    B．从B到A    C．从A到C    D．从C到A 8．楚杭在课外活动时，偶然将两个弹性球叠放在一起，使它们同时自由下落，发现上面小球反弹的高度大于下落的高度，于是他想探究同一个上面小球反弹的高度与哪些因素有关。为此，他提出了三个猜想：①与两个弹性球下落的高度有关；②与下面弹性球的质量有关；③与下面弹性球的材料有关。为了验证猜想：楚杭选取了质量为10g的A球作为上面的反弹小球，用体积相同的B、C、D三个球分别作为下面的弹性球，B、C两球质量相同但材料不同，C、D两球材料相同但质量不同，楚杭在同一水平地面上做了多次实验，实验数据如下表： 实验序号 下面弹性球 质量/kg 下落高度/m A球反弹高度/m 1 B 0.5 0.9 1.6 2 1.1 1.9 3 1.3 2.1 4 C 0.5 0.9 1.7 5 1.1 2.0 6 1.3 2.5 7 D 0.8 0.9 2.2 8 1.1 2.3 9 1.3 2.8 （1）楚杭实验选取的测量工具有电子秤和 ； （2）比较三次实验 （选填序号），可以初步得出的结论是：在下面弹性球的质量、材料等条件一定时，下落高度越高，上面弹性球反弹的高度越高； （3）比较实验序号4、7（5、8或6、9），可以初步得出的结论是：在下面弹性球的材料、下落高度等条件一定时， ，上面弹性球反弹的高度越高； （4）为了探究猜想③，除了选取A球作为上面的反弹小球外，还应在B、C、D三个弹性球中选择 两球进行实验； （5）实验表明，每次所测A球反弹的高度总比下落高度要高，是因为在两球碰撞时下面弹性球对上面A球做功，使A球机械能总量 （选填“增大、减小或不变”），这一现象 （选填“会”或“不会”）违背能量守恒定律。 9．在可乐瓶中装入适量的水，用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，配置上火箭顶端的导流罩就完成了水火箭的制作，其结构示意如图-1所示，如图-2所示，将水火箭置于地而，利用打气筒通过打气管向瓶内打气。当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落．瓶内的水向后喷出，水火箭迅速飞起。琦琦对水火箭水平方向飞行距离的影响因素产生了兴趣，他作出以下猜想：Ⅰ．可能与加水质量的多少有关；Ⅱ．可能与发射的角度有关。请回答下列问题： （1）在探究猜想Ⅰ时，使用同一支水火箭，依次加入0g、50g、100g、150g、200g、250g的水，每次用同样的打气筒加压15次，每组实验进行三次，调整箭体与水平地面夹角为40度，实验时无风，测量发射点到落地点的水平距离记录如下表： 水的质量（g） 水平距离（m） 次数 0 50 100 150 200 250 第一次 3.20 40.1 44.3 71.6 55.6 46.2 第二次 3.25 35.3 42.6 66.3 59.2 42.4 第三次 3.40 33.6 50.5 63.l 56.3 48.9 平均值 3.28 36.33 45.80 67.00 57.03 45.83 ①根据实验数据得出：当水的质量为 g时水火箭水平方向飞行距离最远； ②瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为 ； ③当水火箭竖直向上发射时。无法直接测量水火箭发射的最大高度，这时可以测量水火箭从发射到落地时的 来间接反映发射的高低情况； （2）探究猜想Ⅱ时，选用同一支水火箭，控制水量和气压一定，依次改变其发射角度（“发射角度”指水火箭与水平面的夹角大小）为、、、、，并记录水平方向飞行距离如下表，其他条件相同的情况下，水平方向飞行距离与发射角度的关系为 ， 发射角度（度） 25 35 45 55 65 水平距离（m） 31.32 43.60 53.07 49.82 35.42 （3）除上述探究过的影响因素外。你认为还有哪些因素可能会影响水火箭的飞行距离： （写出一条）； （4）若水火箭发射前的总质量为2kg，则当水火箭竖直上升至10m高时，水火箭克服自身重力做功将 （选填“等于”“大于”或“小于”）200J； （5）在水火箭向上发射的整个过程中，下列分析正确的是 。 A．上升过程中，水火箭重力势能转化为动能 B．下降过程中，水火箭的重力势能逐渐增大 C．水火箭的动能是由瓶内高压气体内能转化来的 10．（1）为了探究动能与质量的关系，楚杭设计的实验装置如图甲所示，实验过程如下：质量为m、M的两小球从斜面上同一高度下滑，由于M在水平面上滑行一段距离之后再撞击木块，最终木块在水平面上滑行的距离相同。于是楚杭根据这次实验情况得出结论：物体动能大小与质量无关。与我们已知的结论不符。请你评估他实验中的不足： ； （2）如图乙，是研究弹簧弹性势能与其形变程度关系的实验装置，小球压缩弹簧，并撞击纸盒。假若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能/不能”）达到探究目的； （3）如图丙，探究物体重力势能与哪些因素有关的实验，三个相同木桩在沙中所处的初始深度相同，甲、乙、丙三物体的质量关系为：m甲=m乙<m丙。图丙中乙、丙两物体从图示位置由静止释放，分别撞击B、C两木桩使之扎入沙坑的深度相同， （选填“能/不能”）说明乙、丙的初始的重力势能相同； （4）张工、李工两位是建筑设计师，均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计，最后张工上交了如图丁所示的设计方案图，若你是此公司代表，你将选择 图的设计方案，结合你学到的物理知识，请简要谈谈你选择的理由是： 。 11．如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角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 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．如图a所示为冬奥会冰壶比赛的场最； （1）当冰壶从投掷点投出后，沿图b所示方向向靶心运动的过程中，运动员有时会在冰壶运动线路上的某些区域刷冰，目的是 （选填“增大”或“减小”）冰壶与冰面间的摩擦力，使冰壶速度减小得更 （选填“快"或“慢”），运动的距离更 ；    （2）为探究冰壶到达靶心所需刷冰的距离，兴趣小组同学用图c装置寻找模拟刷冰区域的材料，他们将木块分别放在长木板、绸布、棉布上，用弹簧测力计沿 方向拉动木块做 运动，发现测力计示数关系是F棉>F木>F绸若用木板模拟未刷冰区域，则应选 模拟刷冰区域； （3）接着用图d装置，将长为I的所选材料平铺在木板上，让木块从斜面上下滑，最后停在P点。要让木块运动到P点，所选材料的长度1与哪些因素有关?大家提出以下猜想： 猜想1：与木块刚到达水平面的速度v有关： 猜想2：与所选材料左端到斜面底端的距离x有关； ①验证猜想1时，保持x不变，让木块从斜面的不同高度由静止下滑，改变1，使木块最终都停在P点，数据记录如下： 序号 1 2 3 4 5 释效高度h/m 0.10 0.14 0.18 0.23 0.26 所选材料长度L/m 2.00 1.62 1.23 0.79 1.41 实验发现：保持x不变，木块到达水平面的速度v越 ，所选材料的长度越长； ②接着将木块从斜面的同一高度由静止滑下，发现每次只将所选材料前后移动，木块都会经过它停在P点，由此可知猜想2是 （选填“正确”或“错误”）的。 13．小林打篮球时远投三分总是沾不到篮筐，如图甲所示。他通过查阅资料，知道篮球被投出后所做的运动叫做斜抛运动。他想：若不计空气阻力，篮球投射距离可能与球出手时的速度和球出手时的抛射角度有关。他用如图乙、丙所示的装置进行实验，将容器放在水平桌面上，让喷水嘴的位置不变，用开关控制水喷出的速度，通过水落入容器中的位置判断物体抛出的距离。      （1）首先让喷水嘴的方向不变做了三次实验：第一次让水的喷出速度较小，这时水喷出后落在容器的A点；第二次，让水的喷出速度稍大，水喷出后落在容器的B点；第三次，让水的喷出速度最大，水喷出后落在容器的C点，如图乙所示。小林经过分析得出如下结论：在 一定时，物体抛出的 ，抛出的距离就越远。 （2）控制开关使水喷出的速度不变，让水沿不同方向喷出，如图丙所示，得到如下的数据： 喷嘴与水平方向的夹角 落点到喷嘴的水平距离 50 100 50 ①该实验过程中，需要的测量仪器是 和 。 ②小林对上述数据进行了归纳分析，得出的结论是：在抛出的速度一定时，随着物体抛出时与水平方向夹角的增大，抛出距离 。 （3）根据上面的探究结果，小林决定进行以下改进：一是加强力量锻炼，使篮球出手时的速度增大；二是尽可能使篮球出手时与水平面的夹角为 度。改进后，小林能把篮球投得更远了，三分投篮能力得到了大大加强。 （4）请再写出一个应用到上述结论的体育运动： 。（写出一种即可） 14．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1甲、乙两图可知，当物体质量相同时， 越大，动能越大； （3）如1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，可得出结论： ； （4）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2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： （a）探究货车超速的危害：如图2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； （b）探究货车超载的危害：如图2丙所示，木块置于B处，将砝码固定在小车上，逐次增加砝码个数重复实验，仍从A处释放小车。观察木块运动的距离s，请你评价本次实验能否探究超载的危害 ；理由： 。 15．小明带领实验兴趣小组利用弹簧测力计、木块、木板、砝码等器材进行“探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验。 （1）在图甲所示的实验中，水平拉动物块B做 运动，根据 知识，读出弹簧测力计示数即为物块B所受滑动摩擦力的大小。 （2）在实验过程中记录的数据如下表： 比较1、2、3三次实验数据，可以看出：在接触面粗糙程度相同时，接触面 ，滑动摩擦力越大。分析这3次实验数据可知摩擦力与压力的关系式为： 。 次数 压力 接触面（粗糙程度） 摩擦力 1 3 木板 1.2 2 4 木板 1.6 3 5 木板 2.0 （3）兴趣小组将木板A组装成斜面，如图乙所示，将物块B和砝码的总重力增加到10N，用的拉力沿斜面匀速将物块B由底端拉到顶端的过程中，拉力做的功为 ，物块B所受摩擦力为 N（木板的厚度忽略不计）。 16．小红在科技馆里做如图所示的实验：把一个钢球从光滑斜槽上的A点自由滚下，经抛出点C后离开斜槽，最后落在地面上的P点。她用刻度尺分别测出抛出点C离A点的高度为h1、抛出点C离地高度为h2、落地点P离抛出点C的水平距离为s。小红猜想s可能与下列三个因素有关系： 猜想一：钢球的质量； 猜想二：钢球离地高度h2； 猜想三：钢球水平运动的速度。 为了验证猜想，小红认真做了四次实验实验并把实验数据记录到如下表格里： 序号 钢球质量m/g 抛出点离最高点的高 度h1/m 抛出点离地的高度 h2/m 落地点与抛出点的水平距离 s/m 1 10 0.05 2 0.64 2 20 0.05 2 0.64 3 10 0.2 2 1.28 4 10 0.2 4 1.82 （1）不计空气阻力，离开抛出点C后的钢球受 力的作用；离开抛出点C后，钢球沿如图所示的路径运动，说明钢球的运动状态是 （选填“改变”或“不变”）的； （2）为了研究猜想一是否正确，应选用实验序号为 两组实验进行对比，分析可得钢球水平运动的距离与钢球的质量 （选填“有关”或“无关”）； （3）对比实验序号为3、4两组实验，第4次钢球离开抛出点C的速度 （选填“大于”“等于”或“小于”）第3次钢球离开抛出点C的速度；对比这两组实验数据，可证明猜想二是 （选填“正确”或“错误”）的； （4）通过上述实验，初步得出结论：落地点P离抛出点C的水平距离s与 有关。    17．水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图甲所示。小球在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？小明提出了以下三个猜想：    猜想1：与小球离开桌面时的速度有关； 猜想2：与小球的质量有关； 猜想3：与小球离地面的高度有关； （1）为了使小球向前运动，小明设计如图乙所示的实验装置，将一根轻质弹簧固定在A点，小球将弹簧压缩到C处后由静止释放，则小球在弹簧推力的作用下向前滚动，在此过程中，弹簧的 能转化为小球的 能； （2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同。这说明猜想1是 （选填“正确”或“错误”）的； （3）小明接下来想探究猜想2，仍采用图乙的装置，用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，由静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系；你认为小明的方案存在的问题是 ，请你为小明设计一个正确的方案： ； 序 号 质量 m/g 速度 v/cm·s-1 离地高 度H/cm 水平飞行 距离s/cm 1 10 5 5 5 2 10 5 20 10 3 10 5 45 15 4 10 5 80 20 （4）小华按正确的方法探究了猜想3，并记录数据，根据表中数据，可以得出结论：当小球质量和离开桌面的速度一定时，小球离地面的高度H为 cm时，小球水平飞行的距离s为30cm。 18．小明同学骑自行车上学途中，要经过一段上坡路。他思考：物体以相同初速度冲上斜坡后运动的最大距离可能跟哪些因素有关呢？他和小华思考后提出以下猜想： 猜想一：可能与斜坡的粗糙程度有关； 猜想二：可能与物体的质量大小有关； 猜想三：可能与斜坡的倾角大小有关。 他们将与水平面平滑连接的长木板以角度θ（可改变）倾斜固定，并找来质量不同的小木块若干、较光滑的斜面M（物块在斜面M上滑动时可忽略物块所受的摩擦力）和轻弹簧P等实验器材进行探究。 （1）他们上网查找得知：初速度相同的汽车关闭发动机后在路面滑行时，路面越粗糙，汽车滑行的距离越短。由此他们思考认为猜想一是 （选填“正确”或“错误”）的； （2）为了验证猜想二，小明在老师的帮助下一起设计了如图甲所示的装置。实验时将质量 的小木块从斜面M的 高度自由滑下，就可以使木块以 的初始速度滑上长木板，通过比较木块冲上长木板的最大距离就可以验证猜想二（以上三格均选填“相同”或“不同”）； 小华设计了如图乙所示的装置进行实验，他认为只要让不同质量的小木块分别将同一弹簧压缩到相同程度后自由释放，也可以验证猜想二。老师告诉小华这一设计方案是不可行的，理由是： ； （3）他们保持长木板的粗糙程度和木块的初速度相同，分别改变木块的质量m和长木板的倾角θ，测得木块冲上长木板后运动的最大距离x，实验数据记录如表； m/kg 1.2 1.0 0.5 0.3 θ/° 10 20 30 30 40 45 45 50 55 55 60 65 x/m 1.76 1.57 1.45 1.45 1.38 1.37 1.37 1.36 1.37 1.37 1.39 1.42 分析数据可知： ①最大距离x与质量m （选填“有关”或“无关”）； ②最大距离x随长木板倾角θ变化的关系是：θ角增大时， 。 19．小明利用如图所示的装置进行物理实验时，发现小球每摆一个来回的时间似乎都相等，于是小明想到这样一个问题：小球来回摆动一次所用的时间（称周期T）跟哪些因素有关呢？ 猜想1：可能跟小球摆动的幅度有关； 猜想2：可能跟小球的质量有关； 猜想3：可能跟绳子的长度有关。 为验证自己的猜想，小明用秒表测出了不同条件下，小球来回摆动多次所用的时间，算出平均摆动一次所用的时间，请回答： （1）小明采用测量小球来回摆动多次的时间取平均值的方法，而不是测量小球来回摆动一次所用的时间来确定周期T，目的是为了 ； （2）测量周期时，当小球摆动到 开始计时更好；（填“最高点”或者“最低点”） （3）大量的实验表明，同一个地点小球摆动一次的周期T只跟绳子的长度有关，且绳子越长，周期T越大。摆钟就是根据这个原理制成的。小明发现家里的摆钟比正常时钟变慢，要把它调准，小明应将摆钟的摆长 （填“调长”或“调短”）。 20．质量可忽略的细绳上端固定，下端系一质量为m的金属螺母，做成摆长为l的摆（如图所示），让螺母在竖直面内小幅度往返摆动，每完成一次往返摆动的时间均为（g＝9.8N/kg）请你根据，推测，螺母往返摆动一次的时间T与螺母的质量m是否有关 （选填“有关”、“无关”）。现有足量的细绳、大小相同的金属螺母，这些螺母有的质量相等，有的质量不等。 （1）写出验证你的推测的实验步骤（若有需要，可补充器材） ； （2）设计实验表格 。 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 $$