（期末复习）功与机械能实验题专题突破练-2024-2025学年物理人教版（2024）八年级下册

（期末复习）功与机械能实验题专题突破练-2024-2025学年物理人教版（2024）八年级下册 1．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从同一斜面不同的高度h和H（H>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)小明通过观察 来判断小球动能的大小，这种研究方法是 （选填“控制变量法”或“转换法”）；若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的； (2)由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与 有关； (3)小明根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的结论是否正确？ （选填“正确”或“错误”），理由是 。 2．小明为了探究动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图所示的实验： （1）让质量相同的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，然后与水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。 （2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与水平上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。 在上述甲、乙两组实验中： ①判断小球动能大小的依据是 ； ②要探究动能大小与物体运动速度的关系应选用 图； ③乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是 ； ④从甲组实验可以得出的结论是 。 3．“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图甲所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图乙虚线框内的四个实验场景。 (1)为探究小车动能与质量的关系，应选用场景①和 （选填“②”“③”或“④”）进行实验；本实验中，小车动能的大小是通过 来反映的； (2)为探究动能大小与速度的关系，应让小车从斜面的 （填“相同”或“不同”）的高度由静止下滑；可得到的结论是：小车的质量一定时， 。 (3)如果本实验中的水平面绝对光滑，则 （选填“能”或“不能”）完成本实验探究，其原因是 。 (4)小江同学尝试改用如图丙所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，经过思考设计了以下两个实验方案： 实验方案一：探究动能大小与速度的关系：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离； 实验方案二：探究动能大小与质量的关系：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离； 关于小江的实验方案，________（填选项符号） A．只有实验方案一可行 B．只有实验方案二可行 C．两个实验方案均可行 D．两个实验方案均不可行 4．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，A、B、C三个小球的大小相同，质量关系为。现让三个小球同时由静止释放，小球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 (1)由图可知，小球 （选填“A”“B”或“C”）的重力势能最大； (2)比较小球 ，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，得出的结论是：物体质量一定时， ，重力势能越大； (3)小球在空中下落时减少的重力势能主要转化为 ； (4)某组同学在探究时为了显示重力势能的大小，甲同学用橡皮泥代替沙子，乙同学用海绵代替沙子，你认为更合适的方案是 （选填“甲”或“乙”）。 5．探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，三个完全相同的木桩和三个木块从高处释放时的位置如图甲所示，已知木块A、B、C的质量关系为mA=mC<mB，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示。 (1)实验时，是通过观察 来比较木块的重力势能大小。 (2)比较木块A和B对木桩撞击的情形，可得出结论：当 相同时， 越大，物体的重力势能越大。 (3)比较木块B和C对木桩撞击的情形， （选填“能”或“不能”）得出物体的重力势能与高度有关的初步结论，理由是 。 6．小王用图甲所示的器材探究“物体动能大小与哪些因素有关”。他让小球从斜面上由静止释放，然后撞击静止在水平面上的木块。 (1)本实验研究的是小球在 （选填“在斜面上”、“撞击木块时”或“撞击木块后”）的动能大小； (2)实验中通过观察 来反映小球的动能大小； (3)让不同质量的小球从同一高度由静止释放，可以使小球到达斜面底端的 相同，从而探究小球的动能大小与 （选填“质量”或“速度”）的关系； (4)小亮另外设计了图乙所示的装置，来探究小球的动能大小与质量的关系，他用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，发现木块移动的距离相同。这个设计方案 （选填“可行”或“不可行”），原因是相同的弹簧压缩相同距离后，由静止释放转化的动能 （选填“相同”或“不同”）。 7．在探究“物体的重力势能大小与物体质量和所处高度的关系”实验时，所用器材有：若干个质量不同的重物、装有适量沙子的透明沙箱、小桌，实验装置如图所示。把小桌腿朝下放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度； (1)实验中探究的是 （选填“A．重物”、“B．小桌”或“C．沙子”）的重力势能；桌腿陷入沙子的深度越大，研究对象具有的重力势能越 ； (2)将质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放，且hA<hB<hC，这是要探究物体重力势能大小与物体 的关系；实验时，观察到桌腿陷入沙子的深度分别为hA′、hB′、hC′，且hA′<hB′<hC′，由此可得出结论 ； (3)第（2）步操作结束后，各组同学在交流中发现有的小组观察到的hA′、hB′、hC′差别不大，难以得出结论，造成这一现象的原因可能是重物 （提示：不考虑沙子的各种原因）； (4)同学们在讨论重力势能与生活、生产的联系时，提出下列几种现象或应用，其中与本实验结论有关的是_________。 A．禁止高空抛物 B．大货车限载限速 C．上车请系好安全带 D．机翼上部总是凸起下部平滑 8．跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。 (1)用磅秤测量出 （填物理量名称及对应字母）； (2)估测自己平均每次跳起的 （人的重心上升的高度）； (3)用计时器记录跳n次所用的 （填物理量名称及对应字母）； (4)小华跳绳时克服重力做功的平均功率为P= （用以上的字母表示）； (5)若两位同学想比较跳绳的平均功率（设两人跳起的平均高度相同）， 则 ； A．跳的时间短的功率大                    B．相同时间完成相同次数，体重大的功率大 C．体重相同，跳的时间长的功率大        D．条件不足，无法比较 (6)跳绳能让人体各个器官得到充分的锻炼，若跳绳者的质量为50kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示，根据所给条件可算出此跳绳者在 1min内运动员总共跳绳 次（g=10N/kg）。 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 《（期末复习）功与机械能实验题专题突破练-2024-2025学年物理人教版（2024）八年级下册》参考答案 1．(1) 木块B移动的距离 转换法 不能 (2)速度 (3) 错误 没有控制钢球到达水平面时的速度相同 【解析】【小题1】[1][2]在探究物体动能大小与哪些因素有关的实验中，小球动能的大小是通过观察木块B被撞击后移动的距离来判断的。小球动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越远，这种将不容易直接测量的动能大小转换为容易观察测量的木块移动距离的方法叫转换法。 [3]若水平面绝对光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来判断小球动能的大小，所以本实验不能达到探究目的。 【小题2】由甲、乙两图可知，同一小球，从不同高度滚下，到达水平面时的速度不同，高度越高，速度越大，木块被撞击后移动的距离越远，说明物体的动能大小与速度有关。 【小题3】[1][2]甲、丙两图中，小球的质量不同，滚下的高度也不同，没有控制速度相同，所以不能得出物体的动能大小与质量有关的结论。要探究动能与质量的关系，应控制小球到达水平面时的速度相同，即让不同质量的小球从同一高度滚下。 2． 纸盒移动的距离的大小 甲 使小球到达水平面时的速度相同 小球的质量相同时，速度越大，动能越大 【详解】[1]小球对纸盒做功，把纸盒推出的距离长，说明小球的动能大。可由纸盒移动的距离的大小，反应小球动能的大小，这里用了转换法。 [2]要研究动能与速度关系，需要控制质量相同，速度不同（小球下滑高度不同），甲图满足这两个条件。 [3]球起始点的高度越高，球到达水平面时的速度越大，让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是：使小球到达水平面时的速度相同。 [4]由甲图可知，小球质量相同，小球的高度越高，到水平面速度越快，纸盒在水平面上移动的距离越远，所以可得出结论：小球的质量相同时，速度越大，动能越大。 3．(1) ③ 木块被撞击后移动的距离 (2) 不同 速度越大，小车的动能越大 (3) 不能 若水平面绝对光滑，小车将保持匀速直线运动状态 (4)A 【详解】（1）[1][2]实验中为探究动能大小与质量的关系，应控制小车到达水平面的速度相同，让质量不同的小车，从斜面上同一高度由静止释放，应选场景①和③。本实验中，小车动能的大小是通过木块被小车撞击后移动的距离来反应，木块移动的距离越大，说明小车的动能越大。 （2）[1][2]实验中为探究动能大小与速度的关系，应控制小车的质量相同，从斜面上不同的高度释放，小车到达水平面上的速度不同，可得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，小车的动能越大。 （3）[1][2]若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。 （4）方案一：质量相同的钢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，可以研究钢球的动能大小与速度的关系； 方案二：若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧弹性势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的，故选A。 4．(1)A (2) A、B 高度越高 (3)动能 (4)甲 【详解】（1）小球释放前的重力势能越大，小球的能量就越多，做功本领越强，则小球陷入沙中越深，图中小球A陷入沙中的深度最大，说明小球A的重力势能最大。 （2）[1][2]若要判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，根据控制变量法可知，控制小球的质量相同，小球所处的高度不同，所以，可比较小球A、B；由题意和题图可知，小球A、B质量相同，所处的高度不同，小球A所处的高度较大，小球A陷入沙中的深度较大，说明小球A的重力势能较大，由此可得：物体质量一定时，高度越高，重力势能越大。 （3）球在空中下落时，高度降低、速度变大，重力势能减少，动能增大，重力势能主要转化为动能。 （4）本实验是通过观察小球陷入沙中的深浅来判断影响小球的重力势能大小的因素，因重力势能的大小无法直接观察到，所以采用的是转换法，橡皮泥形变不能恢复，便于前后进行比较，而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变，故更合适的是甲同学的方法。 5．(1)木桩陷入沙中深度 (2) 高度 质量 (3) 不能 没在控制木块的质量相同 【详解】（1）实验中木块在高处，具有重力势能，重力势能越大，uh木块对木桩做的功越多，木桩陷入沙中越深，所以可以通过木桩陷入沙中的深度来判断木块重力势能的大小，这用到了转换法。 （2）[1][2]木块A、B的高度相同，质量关系为mA<mB，被木块B打击后的木桩陷入沙中的深度更深，说明高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。 （3）木块B、C的质量不同，所处高度也不同，根据控制变量法是不能得出物体的重力势能与高度有关的初步结论的。 6．(1)撞击木块时 (2)木块移动的距离 (3) 速度 质量 (4) 不可行 相同 【详解】（1）实验探究物体动能大小与哪些因素有关，研究对象是小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小。 （2）实验中通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有动能大小的，木块被推动的距离越远，说明小球所具有的动能越大。 （3）[1][2]让不同质量的小球从同一高度由静止释放，质量不同，高度相同，小球到达斜面底端的速度相同，从而探究小球的动能大小与质量的关系。 （4）[1][2]若用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧弹性势能相同，转化出的动能相同，如果按此方案操作，可以观察到的现象是木块最终移动的距离相同，故此方案不可行。 7．(1) A 大 (2) 所处高度 物体质量一定时，所处高度越大，重力势能越大 (3)所处高度相差较小 (4)A 【详解】（1）[1]让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，用桌腿陷入沙子的深度来反映重物的重力势能的大小，所以实验中探究的是重物的重力势能，故选填A。 [2]由于重物的重力势能大小不能直接判断，所以该实验应用转化法，用桌腿陷入沙子的深度来反映重物的重力势能的大小，党会桌腿陷入沙子的深度越大，说明重物对外做功本领越大，故研究对象具有的重力势能越大。 （2）[1]质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放，且且hA<hB<hC，所以重物的质量相同，所处的高度不同，根据控制变量法知，这是要探究物体重力势能大小与物体所处高度的关系。 [2]实验时，发现质量相同的重物从不同高度落下，高度越高，观察到桌腿陷入沙子的深度，能够对外做功越多，说明它的重力势能越大，故观察到桌腿陷入沙子的深度分别为hA′、hB′、hC′，且hA′<hB′<hC′，由此可得出结论物体质量一定时，所处高度越大，重力势能越大。 （3）由实验结论可知，重物越重，被举起越高，重力势能越大，所以实验结束后，各组同学在交流中发现有的小组观察到的hA′、hB′、hC′差别不大，即重力势能差别不大，由于重物的质量相同，所以造成这一现象的原因可能是重物所处高度相差较小。 （4）A．由于高空的物体重力势能较大，对外做功本领越强，越危险，所以禁止高空抛物，故A符合题意； B．由于货车的速度一定，质量越大，动能越大，对外做功本领越强，越危险，所以货车设定最大承载质量，故B不符合题意； C．由于一切物体都具有惯性，所以急刹车时，车上人员由于惯性容易撞伤，所以上车需要系好安全带，故C不符合题意； D．由于流体流速快的位置，压强小，所以飞机机翼的上表面弯曲，下表面比较平，则飞机机翼上方压强小，在机翼上下压强差的作用下，易于起飞，故D不符合题意。 故选A。 8．(1)质量m (2)高度h (3)时间t (4) (5)B (6)180 【详解】（1）跳绳是克服重力做功，所以要用磅秤测量出自己的质量m，便于计算重力。 （2）要估测自己平均每次跳起的高度h，根据求克服重力做的功。 （3）根据，还要用计时器记录跳n次所用的时间t。 （4）计算出一次跳绳克服重力做的功为 W=Gh=mghn次跳绳克服重力做的总功为 W总=nW=nmgh 克服重力做功的平均功率为 （5）两人跳起的平均高度相同，即h相同。 A．根据，跳的时间短的，起跳的次数不一定多，不知道体重，也无法比较功率的大小，故A不符合题意； BD．相同时间完成相同次数，起跳的高度相同，体重大的做功多，时间相同，根据可知，体重大的功率大，故B符合题意，D不符合题意； C．体重相同，跳的时间长的，次数不一定多，功不一定大，无法比较功率大小，故C不符合题意。 故选B。 （6）由图像可得，跳绳一次所用的时间为，所以1min钟跳绳的次数为 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 $$