2023年人教版初中物理八年级下册重难点专题:：影响势能的因素实验探究题

试卷更新日期：2023-06-12 类型：复习试卷

进入出卷网下载

一、实验探究题

1. 某物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：

(1)、物体M从P点运动到Q点过程中，物体M的动能变化情况：；

(2)、弹簧弹性势能的大小是通过比较来判断的；

(3)、探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用相同弹簧进行实验，先改变之间的距离，再测出物体M静止时的位置，然后重复实验，测量多组数据并记录。

查看试题解析
2. 在探究物体重力势能的大小与哪些因素有关的实验中，小亮设计了如图所示的实验。在容器中装入适量的细砂，将木质小桌放在平整的细砂上，将铁块置于木质小桌正上方，各次实验中铁块从图中水平虚线处由静止释放，铁块自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动，并使桌腿陷入细砂中相应的深度。A、B、C三个铁块的质量关系为 $m_{A} < m_{B} < m_{C}$ ，甲、乙、丙、丁四次实验中，桌腿陷入细砂中的深度依次增大（图中未画出，铁块下落的高度远大于桌腿陷入细砂中的深度），请回答下列问题：

(1)、实验中通过来反映铁块重力势能的大小；

(2)、若要探究物体重力势能的大小与物体被举高的高度是否有关，应选择（填实验序号）两次实验；

(3)、小亮利用乙、丙、丁三次实验，探究“物体重力势能的大小与质量的关系”，他的探究中存在的问题是。

查看试题解析
3. 某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m₁<m₂=m₃ ，实验的情景如图所示。

(1)、通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，运用的物理方法是（选填“转换法”或“类比法”）；

(2)、分析比较（选填“甲和乙”、 “甲和丙”或“乙和丙”）两种情况可知，重力势能的大小与物体的高度有关；

(3)、小铁球m₂落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为能。

查看试题解析
4. 在探究“物体的重力势能与高度、质量是否有关”的实验中，小明准备了四块相同的花泥，两个体积相同但质量不同（m_钢>m_玻）的小球。

(1)、如图甲所示，将钢球、玻璃球从距花泥h₁高处由静止释放，砸在花泥上，砸出深浅不同的痕迹，由图可知，实验的自变量是，控制不变的量是；

(2)、如图乙所示，将钢球分别从距花泥h₁分和h₂析（h₁ >h₂）高处由静止释放，砸在花泥上，砸出深浅不同的痕迹，据图得出结论：当相同时，重力势能与有关。

查看试题解析

5. 高空坠物伤人事件时有发生，奋发小组对物体从高空落到地面的破坏力进行如下实验研究：

实验器材：1cm厚的石膏板若干、质量为50g的鸡蛋数枚。

实验过程：无风环境下，将鸡蛋从楼上由静止释放，砸中铺在草坪上的石膏板，记录实验现象。

实验序号	楼层	石膏板的破坏情况
1	5	鸡蛋破碎，石膏板凹陷且出现一圈圈螺旋状的裂纹
2	15	鸡蛋破碎，石膏板被砸中的地方出现小坑且破裂
3	25	鸡蛋破碎，石膏板被击穿

(1)、实验中，鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过反映出来。

(2)、根据表格中数据现象，可以得出：同一物体从高空落到地面的破坏力与有关。

(3)、根据所学知识你认为高空坠物破坏力还与因素有关，你的猜想依据是：。

查看试题解析

6. 在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知重物A、B、C的底面积相同，质量关系为m_A=m_B=m_C<m_D。四个完全相同的木桩和四个从不同高度处释放时的重物位置如图甲所示，木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，重物C、D将木桩打入沙中的深度相同。

(1)、下表是该同学设计的探究重力势能与物体释放高度是否有关的记录表格。请将表格中①、②的内容填写完整；
① ②；
次数
①
物体释放高度H
②
重力势能大小E
1
2
3

(2)、让重物自由下落打击在木桩上，通过观察木桩陷入沙中的深度判断（选填“重物”或“木桩”）的重力势能大小，这种研究方法是（选填“控制变量法”或“转换法”）；

(3)、比较A、B、C三个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和高度的关系，得出的结论是；

(4)、结合（3）中的实验结论，通过比较D和（选填“A”“B”或“C”）两个重物将木桩打入沙中的深度，小明认为重力势能还可能跟质量有关。

查看试题解析
7. 如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C，球A、C离沙地高度相同.现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。

(1)、根据A，B，C三个小球在沙地中下陷的深度可以判断出释放前球的重力势能最大；

(2)、比较球A、C可得出结论；

(3)、球在空中下落时减少的重力势能主要转化为；

(4)、小球在下落过程中，重力会对小球做功，则重力对小球做功大小与时间关系图应是______。

A、 B、 C、 D、

查看试题解析
8. 如图所示，甲、乙两图中摆线的长度、摆线与竖直方向的夹角以及木块均相同，小球A、B的质量m_A＜m_B。

(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)、小强用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”，将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，本实验中通过木块滑行的距离来反映小球撞击木块（前/后）的动能大小；

(3)、用该实验装置（可以/不可以）探究“物体的重力势能大小与哪些因素有关”；

(4)、在探究动能与物体质量的联系时，为了控制物体的速度，小强又设计了如图丙所示的实验方案：利用不同质量的小球将弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块（水平面对小球的阻力忽略不计）。方案是否可行？答：；若按此方案操作，他会看到的现象：。

查看试题解析
9. 如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C，球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。

(1)、根据可以判断出球释放前的重力势能最大；

(2)、比较球A、C可得出影响重力势能大小的因素是；

(3)、比较球A、B可得出的结论是：；

(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，你认为更合适是（选填“甲”或“乙”）。

查看试题解析
10. 某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动时的能量损失不计）.实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。

(1)、本实验是通过观察来判断重力势能大小的，用到的物理研究方法为法；

(2)、比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论；

(3)、比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径（填“有关”或“无关”）；

(4)、由B、C两图不能探究重力势能的大小与高度的关系，理由是。

查看试题解析
11. 在探究物体的重力势能与其质量是否有关时，实验台上有大小相同、质量不同的实心铁块和实心木块各一个，小桌、装有细沙的玻璃容器、记号笔各一个，小敏利用上述器材，设计了自己的实验方案，如图甲、乙所示：

(1)、本实验方案中通过反映物体重力势能的大小，这是物理实验中常用到的“转换法”，即物理量不能直接测量时，把它们转换成其他可测量的物理量，从而进行研究比较。下列实验中也利用了转换法的是（填字母）；
A．用海绵凹陷的深度来表示压力产生效果的强弱
B．测量出100张纸的厚度后除以张数得出一张纸的厚度
C．探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系时要保持液体密度不变

(2)、小敏所画的实验设计方案存在的问题是；

(3)、铁块在下落过程中减少的重力势能主要转化为；

(4)、本实验可得出的结论是：当高度相同时，，物体的重力势能越大。

查看试题解析
12. 小明同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系。”他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：
次数
橡皮条
橡皮条宽度/cm
橡皮条长度/cm
弹射的水平距离/m
1
a
0.50
20.00
10.10
2
b
0.50
30.00
8.20
3
c
1.00
20.00
14.00
请回答以下问题：

(1)、实验中怎样间接反映橡皮条的弹性势能大小？

(2)、比较第1次和第2次实验可以得到怎样的实验结论？

(3)、分析第1次和第3次实验可以得到橡皮条的弹性势能与哪个因素的关系？

(4)、用同种材料相同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最小的橡皮条是____

A、窄而长的 B、宽而长的 C、宽而短的 D、窄而短的

(5)、在此实验中用到了哪两种物理方法？。

查看试题解析
13. 小华和小东利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。

(1)、把重物按照图甲所示方式分别放在小桌上，观察桌腿陷入沙子中的深度。探究压力作用效果与什么因素有关；
①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，小华选择图甲、乙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越明显；小东选择图甲、丙两次实验进行比较。得出结论：压力越大，压力作用效果越不明显；你认为的结论是正确的，另一人错误的理由是；
②分析两次实验可发现压力的作用效果与受力面积有关；

(2)、如图丁所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关；
①实验探究的是（选填“重物”或“小桌”）的重力势能；
②通过图丁戊两次实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越，说明它的重力势能越；
③要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用不同的重物，让它们从（选填“不同高度”或“相同高度”）自由落下，观察桌腿陷入沙子的深度；

(3)、上述探究过程中都是通过观察桌腿陷入沙子的深度来得出要探究的问题，在物理中称之为转换法，请举出一个也用到这种方法的实验。

查看试题解析
14. 如图是小明“探究重力势能大小跟哪些因素有关”的实验，图中物体质量的关系：m_A＝m_B＜m_C ，物体被举的高度关系h_A＝h_C＜h_B ，木桩开始时高度相同。

(1)、分析图中两次实验可以得到的实验结论是：质量相同时，物体被举的越高，重力势能越大；

(2)、分析图中甲、丙两次实验可以得到的实验结论是：；

(3)、图中B、C两个物体的重力势能大小E_BE_C（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

查看试题解析
15. 在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，用三个体积相同而质量不同的实心小球做实验。实验时分别将小球由某个高度自由落下，然后观察在松软的花泥上砸出的痕迹，从而判断重力势能的大小，实验过程及现象如图所示（括号内小写字母为实验序号，已知m_钢>m_玻璃>m_木）。

(1)、实验通过观察，判断重力势能的大小；

(2)、实验序号三次实验现象是在研究重力势能与质量是否有关，可以得出初步结论：物体高度相同时，；

(3)、实验（a）、（d）、（e）中控制的变量是，可归纳得出初步结论：。

查看试题解析
16. 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。

查看试题解析

17. 在24届冬奥会上，中国自由式滑雪运动谷爱凌在女子大跳台决穿中获得金牌，小红观看了电视播放比赛的实况，对运动员落地点感到好奇。小明猜想：影响运动员离开跳台后沿水平方向运动距离的因素有三个：

猜想A：运动员的质量；

猜想B：运动员离地高度；

猜想C：运动员水平运动的速度。

为了验证猜想，小红进行了如图所示的实验；让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，用刻度尺分别测出抛出点离最高点的高度h₁ ，抛出点离地高度h₂ ，落地点P离抛出点C的水平距离s，实验表格如表所示。

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后的钢球只受力的作用，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”成“不变”）的；

(2)、为了研究猜想A是否正确，应选用实验序号为和两组实验进行对比分析可得，钢球水平运动的距离与钢球质量（选填“有关”或“无关”）；

(3)、进行实验序号为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B是（选填“正确”或“错误”）的。

查看试题解析

18. 据报道高空坠物伤人事件时有发生，某专业研究小组对物体从高空落到地面的破坏力进行如下实验研究。

实验器材：1cm厚的石膏板若干、质量为50g的鸡蛋数枚。

实验过程：无风环境下，将鸡蛋从楼上静止释放，砸中铺在草坪上的石膏板，记录实验现象。

实验序号	楼层	石膏板被破坏的情况
1	5	鸡蛋破碎，石膏板凹陷且出现一圈圈螺旋状的裂纹
2	15	鸡蛋破碎，石膏板被砸中的地方出现小坑且破裂
3	25	鸡蛋破碎，石膏板被击穿

(1)、实验中，鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过反映出来，这种实验研究方法是；

(2)、根据表格中数据现象，可以得出：同一物体从高空落到地面的破坏力与有关；

(3)、根据所学知识你认为高空坠物破坏力还与因素有关；

(4)、实验后，小科对“高空落下的雨滴不会对人造成伤害”感到好奇。他通过查阅资料知道：雨滴从高空落下的过程中，受到的空气阻力与雨滴速度的平方成正比，所以雨滴下落时先加速，达到最大速度后，雨滴再匀速落向地面。雨滴下落过程中重力势能、机械能（均选填“增大”“不变”或“减小”）。

查看试题解析

19. 小萌同学利用甲图探究“物体的弹性势能的大小与弹性形变程度的关系”。将弹簧和金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB（足够长）上面，每次将小球压缩弹簧后松手。

实验次数	弹簧压缩量x（cm）	上升的高度h（cm）
1	1.00	1.50
2	2.00	6.00
3	3.00	13.50
4	4.00	24.00
5	5.00

(1)、压缩的弹簧可以将小球向上弹起，说明发生的物体具有弹性势能；

(2)、实验时每次将弹簧压缩（填“相同”或“不同”）的长度，分析比较（“小球第一次弹起的高度”、“小球最终静止时的高度”或“任意某一次的弹起高度”），从而比较弹簧的弹性势能大小；

(3)、当压缩的弹簧x=5.00cm时，小球离开弹簧后继续向上运动，达到最高点H时，弹性势能全部转化为能。小萌记录小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。在整个过程中，小球在“t₁”、“t₂”、“t₃”时刻的动能最大的是时刻；

(4)、上表中的数据是小萌同学的实验记录。分析数据后发现弹簧的弹性势能E与压缩量x 正比（选填“成”或“不成”），表格中第5次实验小球上升的高度应为 cm。

查看试题解析

20. 在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，已知木块A、B、C的质量关系为m_A=m_B<m_C；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；木桩被打击后陷入沙中的情形如图乙所示，木块B、C将木桩打入沙中的深度相同．

(1)、实验时，木块应在木桩的(选填“正上方“或“后上方”)释放，将木桩打入沙中；

(2)、比较木块A和B将木桩打入沙中的深度，可得：在质量一定时，物体高度 (选填“越高”或“越低”)，重力势能 (选填“越大”或“越小”)；

(3)、比较木块B和C将木桩打入沙中的深度相同，小刚认为：物体重力势能的大小与质量无关，你认为小刚的观点是 (选填“正确”或“错误”)的，理由是．

(4)、实验时，我们可以通过观察木桩陷入沙中的来判断重力势能的大小；下列实验与该步骤采用探究方法类似的是
A．学习光的三原色时，与颜料三原色做比较

B．研究发声的音叉是否振动，把音叉放进水里观察到水花四溅

查看试题解析