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必考点7：影响重力势能大小因素的探究问题（解析版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2021·湖南娄底·九年级二模）球竖 ( http: / / www.21cnjy.com )直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．速度比在S点的大
B．机械能大于在S点的
C．机械能等于在S点的
D．离地高度比在S点的低
【答案】B
【详解】
A．由图可知，M点的动能小于S点的动能，所以球在M点的速度比在S点的小，故A不符合题意；
BC．由图可知，M点的动能和重力势能之和大于S点的动能和重力势能之和，故M点的机械能大于在S点的机械能，故B符合题意，C不符合题意；
D．由图可知，M点的重力势能大于S点的重力势能，所以M点的离地高度比在S点的高，故D不符合题意。
故选B。
2．（2021·全国八年级单元测试） ( http: / / www.21cnjy.com )2020年12月20日在阳江海陵岛举行“跑遍中国，幸福广东”马拉松，图甲是航拍镜头，该图片是由一款我国具有完全自主知识产权的大疆无人机（图乙）。在无人机匀速下降的过程中，对其分析正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能减少 D．机械能不变21*cnjy*com
【答案】C
【详解】
AB．动能大小的影响因素： ( http: / / www.21cnjy.com )质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大，在无人机匀速下降的过程中，它的质量不变，速度不变，所以动能不变，故AB错误；
C．重力势能大小的影响因素：质量、 ( http: / / www.21cnjy.com )被举的高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。在无人机匀速下降的过程中，它的质量不变，高度减小，所以它的重力势能减小，故C正确；
D．机械能是动能和势能之和，无人机动能不变，重力势能减小，机械能减小，故D错误。
故选C。
3．（2021·全国八年级 ( http: / / www.21cnjy.com )课时练习）球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．在M点的速度等于在S点的 B．在M点的速度小于在S点的
C．在M点的离地高度等于在S点的 D．经过M、S两点时其机械能守恒
【答案】B
【详解】
AB．小球在 M 点时的动能小于在 S 点的动能，故小球在M点的速度小于在S点的速度，故A不符合题意，B符合题意；
C．小球在 M 点时的重力势能大于在 S 点的重力势能，所以在M点的离地高度大于在S点的高度，故C不符合题意；
D．机械能等于小球的动能与势能之和，由图可知，经过M点的机械能大于S点的机械能，机械能不守恒，D故不符合题意。
故选B。
4．（2021·广西桂平· ( http: / / www.21cnjy.com )）2021年3月1日，最新刑法修正案生效，“高空抛物”正式入刑。“高空抛物”已成为城市的痛，一个50g的鸡蛋从高约70m的25楼落下，可使人当场死亡，说明（　　）
A．鸡蛋砸到人，是鸡蛋的重力势能转化为人的动能
B．鸡蛋在下落过程中，机械能守恒
C．鸡蛋的重力势能与质量和高度有关
D．鸡蛋在下落过程中，重力做功为3500J
【答案】C
【详解】
A．鸡蛋下落过程中，质量不变，高度变小，速度变大，则鸡蛋的重力势能减小，动能增大，所以是鸡蛋的重力势能转化为鸡蛋的动能，故A错误；
B．鸡蛋在下落过程中，需要克服空气阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，所以机械能变小，故B错误；
C．鸡蛋的重力势能与鸡蛋的质量和鸡蛋所处的高度有关，故C正确；
D．鸡蛋的质量
m＝50g＝0.05kg
其重力
G＝mg＝0.05kg×10N/kg＝0.5N
则鸡蛋在下落过程中重力做功为
W＝Gh＝0.5N×70m＝35J
故D错误。
故选C。
5．（2021·河南巩义·）如图所示为冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能不变
B．短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动状态不变
C．冰壶运动员掷出去的冰壶继续向前运动，是由于冰壶受到惯性
D．冰球运动员用球杆推着冰球水平滑动，说明力可以改变物体的运动状态
【答案】D
【详解】
A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，质量不变、高度减小，其重力势能减小；故A错误；
B．短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动方向发生改变，所以其运动状态发生改变；故B错误；
C．冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性要保持原来的运动状态，惯性是一种性质，不是力，不能说受到惯性的作用；故C错误；
D．冰球运动员用球杆推着冰球水平滑动，冰球由静止变为运动，说明力可以改变物体的运动状态；故D正确。
故选D。
6．（2021·南师附中树人学校九年级月考）下列几个实验中，说法不正确的是（　　）
A．探究影响动能的因素时，依次让体积相同的实心铜球和钢球从同一斜面的同一高度自由下滑撞击放在斜面底端的木块，一定是铜球把木块推出的距离更远
B．测量斜面的机械效率时，弹簧测力计必须拉着物体做匀速运动
C．为了探究究重力势能与高度的关系，可以把一个铜球从不同的高度用力扔下撞击地面
D．探究影响弹性势能因素时，可通过观察橡皮筋把纸团弹开的距离判断弹性势能的大小
【答案】C
【详解】
A．由于铜的密度大于钢的密度， ( http: / / www.21cnjy.com )所以当体积相同时，铜球的质量大于钢球的质量，当滑到底端时，两球的速度相同，铜球具有的动能大于钢球具有动能，所以铜球把木块推的远一些，故A正确，不符合题意；21教育名师原创作品
B．测量斜面的机械效率时，为了要保证弹簧测力计的示数稳定，必须让木块做匀速直线运动，故B正确，不符合题意；
C．探究重力势能与高度的关系时，应让铜球从一定高度由静止开始自由下落，而不能向下扔，故C错误，符合题意；
D．探究影响弹性势能因素时，可通 ( http: / / www.21cnjy.com )过观察橡皮筋把纸团弹开的距离判断弹性势能的大小；橡皮筋把纸团弹的越远，说明橡皮筋的弹性势能越大，这里采用了转换法，故D正确，不符合题意。
故选C。
7．（2021·湖北枣阳·）如图所示，在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中（m1=m2＜m3），下列说法错误的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．实验中木桩下陷的深度越深，则物体的重力势能越大
B．比较a、b两图可知：物体被举的越高，重力势能越大
C．选择b、c两图可比较物体的重力势能大小与质量的关系
D．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法
【答案】C
【分析】
重力势能和物体的质量与被举 ( http: / / www.21cnjy.com )高的高度有关，质量相同时，离参考面的位置越高，重力势能越大，高度相同时，质量越大，重力势能越大，高度和质量都不相同时，高度与重力的乘积越大，重力势能越大。2·1·c·n·j·y
【详解】
A．木桩下陷的深度越深，说明重力对物体做功越多，重力势能越大，故A正确，不符合题意；
B．比较a、b两图可知，当质量相同时，b物体下陷的深度深，对物体做功就多，重力势能大，故B正确，不符合题意；2-1-c-n-j-y
C．选择b、c两图物体高度与质量都不相同，无法得出重力势能与质量的关系，故C错误，符合题意；
D．a、b控制了质量相同，研究 ( http: / / www.21cnjy.com )的是高度与重力势能的关系，a、c控制了高度相同，研究的是质量与重力势能关系，体现的是控制变量法，实验中通过比较被撞击物体下陷的深度，比较重力势能大小，体现的是转换法，故D正确，不符合题意。
故选C。
【点睛】
应用控制变量法、转换法探究重力势能与质量和高度的关系。
8．（2021·全国）下列是教材中的几个探究案例，哪一个与另外三个研究方法不同（　　）
A．“探究重力势能大小与哪些因素有关”实验中，比较物体重力势能大小的方法
B．“比较纸锥下落的快慢”实验中，比较纸锥运动快慢的方法
C．“探究影响压力作用效果因素”实验中，比较压力作用效果的方法
D．“探究影响电流热效应的因素”实验中，比较电阻丝产生热量多少的方法
【答案】B
【分析】
研究问题的方法有很多，如“控制变量法”、“等 ( http: / / www.21cnjy.com )效替代法”、“类比法”、“理想模型法”、“转换法”等，可以先分析题中的四个选项分别用了哪一种研究方法，然后再找出不同的。
【详解】
A．“探究重力势能大小与哪些因素有关”实验中，利用铁球陷入沙坑深度比较重力势能大小，采用的是转换法；【来源：21·世纪·教育·网】
B．“比较纸锥下落的快慢”实验中，比较纸锥运动快慢采用相同距离比时间的方法，采用的是控制变量法；
C．“探究压力的作用效果”实验中，用受力面形变程度表示压力作用效果的方法，采用的是转换法；
D．“探究影响电流热效应的因素”实验中，比较电阻丝产生热量是通过温度计的示数不同实现的，采用的是转换法。www-2-1-cnjy-com
由此可见，ACD采用的都是转换法，只有B采用的是控制变量法。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
9．（2020·石家庄市同文中学八年级期末）小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”，下列说法正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．实验研究对象是三脚小桌
B．让同一木块从三个不同的高度由静止下落
C．让质量不同的木块从不同的高度由静止下落
D．用三脚小桌下陷的深度来表示木块重力势能的大小
【答案】D
【详解】
A．实验研究的对象是木块，是通过小桌子陷入的深度判断木块重力势能的大小，故A错误；
B．让同一木块从三个不同的高度由静止下落，是为了研究重力势能与高度的关系，故B错误；
C．让质量不同的木块则需要从同一高度静止下落，而不是不同高度，故C错误；
D．实验利用转换法，用三脚小桌下陷的深度来表示木块重力势能的大小，故D正确。
故选D。
10．（2021·山东莱芜·）有数据表明 ( http: / / www.21cnjy.com )：一个30克的小苹果从3楼抛下来就会让人起肿包；从6楼抛下来就可以让人头皮破裂；从15楼高抛下来就可以砸断行人的头骨；从20楼抛下可使人当场死亡.针对这一现象，同学们经过讨论形成了下面四个问题，你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是（ ）
A．苹果的重力势能的大小跟高度有什么样的关系
B．苹果的伤害性跟高度有什么样的关系
C．物体的重力势能的大小跟哪些因素有关
D．物体的重力势能的大小跟高度有什么样的关系
【答案】D
【详解】
物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的 ( http: / / www.21cnjy.com )能，叫做重力势能。重力势能大小与物体的质量和所处的高度有关。由题意知，相同质量的小苹果，下落高度越大，危害程度越大，即对外做功越多，表示这个物体的能量越大。因此，最有探究价值且易于探究的科学问题是：物体的重力势能的大小跟高度有什么样的关系，D符合题意，ABC不符合题意，故选D。
二、填空题
11．（2021·天津东丽· ( http: / / www.21cnjy.com )）用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1=m2( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】多 a、c
【详解】
[1]木桩陷入沙子的过程中，木桩会对沙子做功，所以木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越多，说明木桩在起始位置的重力势能越大。
[2]图a、c两组实验中 ( http: / / www.21cnjy.com )，木桩的高度相同，c组中木桩的质量大，其陷入沙坑中的深度深，说明物体重力势能的大小与物体的质量有关，结论是高度一定时，质量越大，重力势能越大。
12．（2021·安徽南陵·）2020 ( http: / / www.21cnjy.com )年7月23日12时41分，中国“天问一号”火星探测器，在海南文昌航天发射场点火升空。如图所示，火星探测器受到火箭的推动作用在加速上升过程中，火星探测器的重力势能将_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】变大
【详解】
加速上升过程中，质量不变，高度变高，重力势能变大。
13．（2021·山东泗水·八年级期末）结合图中情境，按要求回答下列问题。
( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）图甲研究的浮力和______的关系。
（2）图乙研究的是______和高度的关系。
（3）图丙中能正确表示动力臂的是______。
（4）图丁物体很难被压缩，说明分子间存在______。
【答案】物体排开液体的体积 重力势能 斥力
【详解】
（1）[1]图甲中，用弹簧 ( http: / / www.21cnjy.com )测力计悬挂着物体，浸入到液体中，并且改变物体浸入液体中的体积，观察测力计的示数，可知图甲研究的是浮力与物体排开液体的体积的关系。
（2）[2]图乙中，将同一个砝码从不同的高度由静止自由放下， 观察桌脚陷进沙子中的深度，这是为了探究重力势能大小与高度的关系。www.21-cn-jy.com
（3）[3]动力臂是支点到动力作用线的距离，图中定滑轮的作用是改变力的方向，所以动力臂的是。
（4）[4]物体很难被压缩，说明分子间存在斥力。
14．（2021·江苏泗阳县实验初级 ( http: / / www.21cnjy.com )中学九年级月考）在“探究影响重力势能大小因素”的实验中，小明在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，目的是探究重力势能大小与______的关系。如图所示，在纸上留下黑色圆斑A、B，圆斑______（填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】高度 B
【详解】
[1]相同的皮球质量不变，由于从不同高度自由下落，则目的是探究重力势能与高度的关系。
[2]当皮球从较高的地方下落时，落地时的动能更大，则与地面撞击后形变量更大，形成的黑色圆斑更大，故B是皮球从较高处下落形成的。【版权所有：21教育】
15．（2020·江苏徐州 ( http: / / www.21cnjy.com )·九年级期末）如图所示，将一张卡片对折，在开口的一边剪两刀，然后将橡皮筋套在开口边，就做成了一个会“跳”的卡片.将卡片反过来，用手压平在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，会看到卡片__________，这一现象说明：发生弹性形变的橡皮筋具有__________能，对卡片做功.卡片在上升过程中，重力势能将_____________（选填“增大”“减小”或“不变”）.
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】跳起 弹性势 增大
【详解】
[1]将图中的卡片反过来，用手把它压平在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，观察到的实验现象是卡片会跳起来；
[2]当压平在桌面上时，橡皮筋伸长，发生弹性形变，具有了弹性势能，在橡皮筋恢复原状的过程中，对卡片做功；
[3]卡片在上升过程中，质量不变，高度不断增加，重力势能不断增大。
16．（2020·上海黄浦 ( http: / / www.21cnjy.com )·）在图中，重为10牛的实心物体A静止在水面下，若物体A的体积为1×10-3m3，其受到浮力的大小为______牛；此时物体A所受重力与浮力的合力大小为______牛。若剪断细线，物体A下沉，此过程中其重力势能将______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】9.8 0.2 减小
【详解】
[1]物体在水中处于浸没状态，排开水的体积和自身体积相等，其受到的浮力
[2]此时物体A所受的重力和浮力的方向相反，故A所受重力与浮力的合力
[3]物体下沉的过程中，其质量不变，但高度减小，故其重力势能减小。
17．（2021·湖北宜昌·）如 ( http: / / www.21cnjy.com )图是宜昌某景区的彩虹滑道，小东和小红从顶端滑到底端的过程中，重力势能______，机械能______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】减小 减小
【详解】
[1]小东和小红从顶端滑到底端的过程中高度减小，重力势能减小。
[2]下滑过程中，速度越来越快，一 ( http: / / www.21cnjy.com )部分重力势能转化为动能；由于滑板与滑道之间有摩擦，克服摩擦还要做功，一部分机械能转化为内能，故机械能减小。
18．（2021·宜兴外国语学校）用“模拟打 ( http: / / www.21cnjy.com )桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1=m3( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】多 质量 A、C
【详解】
[1]物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深。21·cn·jy·com
[2]比较A、B可知，两个物体所处 ( http: / / www.21cnjy.com )的高度相同，由题中条件可知，m1[3]要知道物体重力势能的大小与 ( http: / / www.21cnjy.com )物体被举的高度有关，需要物体被举的高度不同，木桩进入沙中的深度不同，其他相同，观察A、B、C可知，A、C和B、C，物体被举的高度不同，但是B、C木桩进入沙中的深度相同，B、C不符合，而A、C木桩进入沙中的深度不同，A、C中物体重力势能大小不同，A、C中物体的质量m1=m3，质量相同，可以知道物体重力势能的大小与物体被举的高度有关。
三、实验题
19．（2021·山东济宁·八年级期末）如图所示，是探究“重力势能的大小与什么因素有关”的实验：
( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）实验中，使一定质量的铁球从 ( http: / / www.21cnjy.com )一定高度自由落下，撞击静止在沙槽里的小桌，通过______来显示重力势能的大小。这也是我们物理实验中常采用的一种实验方法，称之为______；
（2）甲与乙两实验可探究，铁球重力势能的大小与铁球的______有关；甲与丙两实验可探究，铁球重力势能的大小与铁球的______有关；
（3）实验中有时会发现，三次实验小桌都会全部陷入沙中，不能比较重力势能的大小。针对这一情况，请你提出一条合理的建议______。
【答案】小桌陷入沙面的深度 转换法 质量 高度 减小铁球的质量或降低下落的高度
【详解】
（1）[1][2]本实验中，铁球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映的，用到转换法。
（2）[3]甲与乙两实验中，两铁球高度相同，质量不同，由控制变量法知道，探究的是铁球重力势能的大小与铁球的质量有关。
[4]比较甲与丙两实验知道，两铁球质量相同，高度不同，由控制变量法知道，探究的是铁球重力势能的大小与铁球的高度有关。
（3）[5]若三次实验小桌都会全部陷入沙中，则说明小球下落时的势能太大，根据影响因素知道，需要减小铁球的质量或降低下落的高度。
20．（2021·上海市罗南中学八年级期中） ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示是研究重力势能的大小与哪些因素有关的实验装置。某小组同学每次都让重锤从高处由静止自由下落砸到铁钉上，他们观察到不同情况下，铁钉进入泡沫塑料的深度不同，深度越大，表明重锤对铁钉做的功越多，即重锤具有的重力势能越大。他们用m表示重锤的质量，h表示重锤升起的高度，D表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将实验数据详细记录在下面的表格中。
( http: / / www.21cnjy.com / )
实验序号 重锤质量m（千克） 重锤升起高度h（米） 铁钉进入泡沫塑料深度D
1 0.1 0.6 0.024
2 0.1 0.9 0.030
3 0.2 0.3 0.024
4 0.2 0.6 0.035
5 0.3 0.3 0.030
6 0.3 0.4 0.035
（1）分析比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：___________。21世纪教育网版权所有
（2）分析比较实验序号_ ( http: / / www.21cnjy.com )___________的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当物体所处的高度相同时，物体的质量越大，具有的重力势能就越大。
（3）进一步综合分析比较实验序号1与3、2与5或4与6中的实验数据，可得出的结论是：____________；【来源：21cnj*y.co*m】
（4）进一步综合分析比较实验序号1与3、2与5和4与6中的实验数据，可得出的结论是：____________。
【答案】m相同，h增大，重力 ( http: / / www.21cnjy.com )势能增加 1、4或3、5 当m与h乘积相同时，重力势能相同 m与h乘积越大，重力势能越大
【详解】
（1）[1]比较实验序号1 ( http: / / www.21cnjy.com )与2（或3与4或5与6）的数据知道，重锤质量均相同，重锤举得越高，铁钉进入泡沫塑料深度越大，所以，得出的结论是：在质量相同的情况下，举得越高的物体，具有的重力势能就越大。
（2）[2]从表中找出高度相同，质量不同的数据，可以看出实验序号1与4（或3与5）符合探究的要求。
（3）[3]分析比较实验序号1与3，或2 ( http: / / www.21cnjy.com )与5，或3与6中第二列、第三列及第四列中的数据，依次计算表中质量与高度的乘积，再观察乘积相等时铁钉进入泡沫塑料深度的大小，可以得出：物体的质量与举起的高度的乘积相等时，物体具有相同的重力势能，对铁钉做的功也相同。21*cnjy*com
（4）[4]分析比较实验序号1与3 ( http: / / www.21cnjy.com )和2与5和3与6中第二列、第三列及第四列中的数据，比较乘积不同的数据知道，物体的质量与高度的乘积越大，具有的重力势能越大，做的功也越大。
21．（2021·福建翔安·八年级期末） ( http: / / www.21cnjy.com )某实验小组在用“模拟打桩”来探究“影响重力势能大小的因素”，已知物体质量的关系为m1=m2( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）本实验被研究的物体是___________（选填“重物”或“木桩”）；
（2）选择a和c两图实验进行分析，可以探究物体重力势能大小与___________的关系；
（3）为了探究重力势能大小与高度的 ( http: / / www.21cnjy.com )关系，应让质量相同的物体，从___________（选填“相同高度”或“不同高度”）由静止自由放下。结论：当质量一定时，物体所处的高度越大，重力势能越___________；
（4）你认为本实验中影响实验结果的因素主要有___________。（写出一项即可）
【答案】重物 质量 不同高度 大 沙子是否均匀等
【详解】
（1）[1]在探究“影响重力势能大小的因素”的实验中，比较的是重物在不同因素下的重力势能的大小，所以探究对象是重物。
（2）[2]分析a和c两图实验可知，重物的高度相同，质量不同，所以可以探究物体重力势能大小与质量的关系。
（3）[3][4]探究重力势能与高度 ( http: / / www.21cnjy.com )的关系，必须保证物体的质量相等，从不同高度由静止自由放下，图a和图b物体的质量相同，图b物体的位置较高，木桩陷入沙中的深度较深，重力势能较大，可以得到当质量一定时，物体所处的高度越大，重力势能越大。
（4）[5]通过实验已知物体的重力势能 ( http: / / www.21cnjy.com )与物体的质量和高度有关，但是在实验过程中若操作不当可能会影响实验结果。因为需要通过木桩陷入沙中的深度来判断重物重力势能的大小，若沙子铺垫不均匀，可能会导致实验结果有问题。
22．（2021·江苏铜山·）小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重物质量m＜M。
实验步骤
具体操作 ( http: / / www.21cnjy.com / )
实验现象 ( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察___判断_（小桌/重物）的重力势能大小。
（2）由实验步骤_____，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点正确吗，理由 ___。
【答案】小桌下陷的深度 重物 A、B 见解析
【详解】
（1）[1][2]在实验探究过程中，通过观察小桌下陷的深度来比较重物的重力势能的大小，用到了转换法。
（2）[3]研究重力势能大小和高度的关系时，保证质量不变，改变小球的高度。由图知：实验步骤A、B可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
（3）[4]小明认为由实验步骤B和C，可 ( http: / / www.21cnjy.com )判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点是错误的，因为B、C步骤中重物的质量、高度两个都是变量，无法比较。
23．（2021·江苏海陵· ( http: / / www.21cnjy.com )泰州中学附属初中九年级月考）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。
( http: / / www.21cnjy.com / )
（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）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 ( http: / / www.21cnjy.com )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___________（甲/乙）。
【答案】沙地的凹陷程度 A 质量 动能 甲
【详解】
（1）[1][2]小球释放前 ( http: / / www.21cnjy.com )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，图中铁球A陷入沙中的深度最大，说明铁球A的重力势能最大。
（2）[3]比较A、C两 ( http: / / www.21cnjy.com )球可知，两球所处的高度相同，A是铁球，C是塑料球，铁球A的质量大，A球陷入沙的深度大，因此得出的结论是：物体所处的高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。
（3）[4]球在空中下落时，高度降低、速度变大，重力势能主要转化为动能。
（4）[5]本实验是通过观察小 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
24．（2021·北京清华附中九年级月考）李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧组有关。他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面点左侧光滑，右侧粗糙。将物体从点压缩弹簧到点后从静止释放，当物体运动到点时，弹簧恢复到原长与物体脱离。物体运动到点停止。请补充完成他们的探究过程
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（1）该实验是通过观察比较___________来判断弹簧弹性势能大小的。
（2）若探究弹性势能与弹簧长度变化量的关系，则应选择相同的弹簧进行实验，并先后改变___________的距离。
【答案】木块在OQ段上移动的距离 AP
【详解】
（1）[1]弹性势能越大，木块在OQ段滑行的距离越远，故可以通过木块在OQ段上移动的距离来判断弹性势能的大小。21教育网
（2）[2]若探究弹性势能与弹簧长度变化量的关系，即弹簧的长度变化量为变量，即AP的距离。
25．（2021·北京十一晋元中学）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： 【出处：21教育名师】
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、和（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。
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实验次数 所使用的弹簧 弹簧被压缩后的长度/ 木块移动的距离/
1 弹簧 8 3.5
2 弹簧 5 6.2
3 弹簧 2 10.6
4 弹簧 5 8.7
5 弹簧 6 11.5
6 弹簧 5 13.1
（1）弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹 ( http: / / www.21cnjy.com )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。21cnjy.com
（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：弹簧材料相同时，___________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】动 木块移动的距离 1、2、3 弹簧被压缩的程度 大 2、4、6
【详解】
（1）[1][2]弹簧将小球 ( http: / / www.21cnjy.com )弹开的过程中，小球的速度变大，弹簧的弹性势能变小，故将弹簧的弹性势能转化为小球的动能；小球的动能越大，能够将木块推得更远，故可以通过木块移动的距离来判断弹性势能的大小。21·世纪*教育网
（2）[3]为了验证猜想一 ( http: / / www.21cnjy.com )，弹簧弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关，那么弹簧被压缩的程度是变量，材料需要相同，而同一根弹簧，弹簧的长度不同，弹簧被压缩的程度也不同，故选择1、2、3三组实验；
[4][5]从实验数据可知，弹簧的长度越来 ( http: / / www.21cnjy.com )越短，即弹簧被压缩的程度越大，而此时木块移动的距离变大，故可以得出结论，当材料相同，弹簧的压缩程度越大；弹簧的弹性势能越大。
（3）[6]为了验证猜想二，弹簧弹性 ( http: / / www.21cnjy.com )势能的大小与弹簧的材料有关，变量是弹簧的材料，那么需要改变弹簧的材料，弹簧的长度需要相同，故选择2、4、6三组实验。
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必考点7：影响重力势能大小因素的探究问题（原卷版）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2021·湖南娄底·九年级二模）球竖直 ( http: / / www.21cnjy.com )向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．速度比在S点的大
B．机械能大于在S点的
C．机械能等于在S点的
D．离地高度比在S点的低
2．（2021·全国八年级单 ( http: / / www.21cnjy.com )元测试）2020年12月20日在阳江海陵岛举行“跑遍中国，幸福广东”马拉松，图甲是航拍镜头，该图片是由一款我国具有完全自主知识产权的大疆无人机（图乙）。在无人机匀速下降的过程中，对其分析正确的是（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能减少 D．机械能不变21世纪教育网版权所有
3．（2021·全国八年级课时 ( http: / / www.21cnjy.com )练习）球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球（　　）
( http: / / www.21cnjy.com / )
A．在M点的速度等于在S点的 B．在M点的速度小于在S点的
C．在M点的离地高度等于在S点的 D．经过M、S两点时其机械能守恒
4．（2021·广西桂平·）2021年3月 ( http: / / www.21cnjy.com )1日，最新刑法修正案生效，“高空抛物”正式入刑。“高空抛物”已成为城市的痛，一个50g的鸡蛋从高约70m的25楼落下，可使人当场死亡，说明（　　）21*cnjy*com
A．鸡蛋砸到人，是鸡蛋的重力势能转化为人的动能
B．鸡蛋在下落过程中，机械能守恒
C．鸡蛋的重力势能与质量和高度有关
D．鸡蛋在下落过程中，重力做功为3500J
5．（2021·河南巩义·）如图所示为冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法正确的是（　　）【来源：21cnj*y.co*m】
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A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能不变
B．短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动状态不变
C．冰壶运动员掷出去的冰壶继续向前运动，是由于冰壶受到惯性
D．冰球运动员用球杆推着冰球水平滑动，说明力可以改变物体的运动状态
6．（2021·南师附中树人学校九年级月考）下列几个实验中，说法不正确的是（　　）
A．探究影响动能的因素时，依次让体积相同的实心铜球和钢球从同一斜面的同一高度自由下滑撞击放在斜面底端的木块，一定是铜球把木块推出的距离更远
B．测量斜面的机械效率时，弹簧测力计必须拉着物体做匀速运动
C．为了探究究重力势能与高度的关系，可以把一个铜球从不同的高度用力扔下撞击地面
D．探究影响弹性势能因素时，可通过观察橡皮筋把纸团弹开的距离判断弹性势能的大小
7．（2021·湖北枣阳·）如图所示，在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中（m1=m2＜m3），下列说法错误的是（　　）【出处：21教育名师】
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A．实验中木桩下陷的深度越深，则物体的重力势能越大
B．比较a、b两图可知：物体被举的越高，重力势能越大
C．选择b、c两图可比较物体的重力势能大小与质量的关系
D．本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法
8．（2021·全国）下列是教材中的几个探究案例，哪一个与另外三个研究方法不同（　　）
A．“探究重力势能大小与哪些因素有关”实验中，比较物体重力势能大小的方法
B．“比较纸锥下落的快慢”实验中，比较纸锥运动快慢的方法
C．“探究影响压力作用效果因素”实验中，比较压力作用效果的方法
D．“探究影响电流热效应的因素”实验中，比较电阻丝产生热量多少的方法
9．（2020·石家庄市同文中学八年级期末）小明用图示装置“探究重力势能大小与质量的关系”，下列说法正确的是（　　）www-2-1-cnjy-com
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A．实验研究对象是三脚小桌
B．让同一木块从三个不同的高度由静止下落
C．让质量不同的木块从不同的高度由静止下落
D．用三脚小桌下陷的深度来表示木块重力势能的大小
10．（2021·山东莱芜·） ( http: / / www.21cnjy.com )有数据表明：一个30克的小苹果从3楼抛下来就会让人起肿包；从6楼抛下来就可以让人头皮破裂；从15楼高抛下来就可以砸断行人的头骨；从20楼抛下可使人当场死亡.针对这一现象，同学们经过讨论形成了下面四个问题，你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是（ ）www.21-cn-jy.com
A．苹果的重力势能的大小跟高度有什么样的关系
B．苹果的伤害性跟高度有什么样的关系
C．物体的重力势能的大小跟哪些因素有关
D．物体的重力势能的大小跟高度有什么样的关系
二、填空题
11．（2021·天津东丽·） ( http: / / www.21cnjy.com )用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1=m2( http: / / www.21cnjy.com / )
12．（2021·安徽南陵·）2 ( http: / / www.21cnjy.com )020年7月23日12时41分，中国“天问一号”火星探测器，在海南文昌航天发射场点火升空。如图所示，火星探测器受到火箭的推动作用在加速上升过程中，火星探测器的重力势能将_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
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13．（2021·山东泗水·八年级期末）结合图中情境，按要求回答下列问题。
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（1）图甲研究的浮力和______的关系。
（2）图乙研究的是______和高度的关系。
（3）图丙中能正确表示动力臂的是______。
（4）图丁物体很难被压缩，说明分子间存在______。
14．（2021·江苏泗阳县实验 ( http: / / www.21cnjy.com )初级中学九年级月考）在“探究影响重力势能大小因素”的实验中，小明在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，目的是探究重力势能大小与______的关系。如图所示，在纸上留下黑色圆斑A、B，圆斑______（填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。
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15．（2020·江苏徐州·九年级期末 ( http: / / www.21cnjy.com )）如图所示，将一张卡片对折，在开口的一边剪两刀，然后将橡皮筋套在开口边，就做成了一个会“跳”的卡片.将卡片反过来，用手压平在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，会看到卡片__________，这一现象说明：发生弹性形变的橡皮筋具有__________能，对卡片做功.卡片在上升过程中，重力势能将_____________（选填“增大”“减小”或“不变”）. 21教育名师原创作品
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16．（2020·上海黄浦·）在图中 ( http: / / www.21cnjy.com )，重为10牛的实心物体A静止在水面下，若物体A的体积为1×10-3m3，其受到浮力的大小为______牛；此时物体A所受重力与浮力的合力大小为______牛。若剪断细线，物体A下沉，此过程中其重力势能将______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。21·cn·jy·com
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17．（2021·湖北宜昌·）如图是宜 ( http: / / www.21cnjy.com )昌某景区的彩虹滑道，小东和小红从顶端滑到底端的过程中，重力势能______，机械能______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
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18．（2021·宜兴外国语 ( http: / / www.21cnjy.com )学校）用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1=m3( http: / / www.21cnjy.com / )
三、实验题
19．（2021·山东济宁·八年级期末）如图所示，是探究“重力势能的大小与什么因素有关”的实验：
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（1）实验中，使一定质量的铁 ( http: / / www.21cnjy.com )球从一定高度自由落下，撞击静止在沙槽里的小桌，通过______来显示重力势能的大小。这也是我们物理实验中常采用的一种实验方法，称之为______；21*cnjy*com
（2）甲与乙两实验可探究，铁球重力势能的大小与铁球的______有关；甲与丙两实验可探究，铁球重力势能的大小与铁球的______有关；
（3）实验中有时会发现，三次实验小桌都会全部陷入沙中，不能比较重力势能的大小。针对这一情况，请你提出一条合理的建议______。
20．（2021·上海市 ( http: / / www.21cnjy.com )罗南中学八年级期中）如图所示是研究重力势能的大小与哪些因素有关的实验装置。某小组同学每次都让重锤从高处由静止自由下落砸到铁钉上，他们观察到不同情况下，铁钉进入泡沫塑料的深度不同，深度越大，表明重锤对铁钉做的功越多，即重锤具有的重力势能越大。他们用m表示重锤的质量，h表示重锤升起的高度，D表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将实验数据详细记录在下面的表格中。
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实验序号 重锤质量m（千克） 重锤升起高度h（米） 铁钉进入泡沫塑料深度D
1 0.1 0.6 0.024
2 0.1 0.9 0.030
3 0.2 0.3 0.024
4 0.2 0.6 0.035
5 0.3 0.3 0.030
6 0.3 0.4 0.035
（1）分析比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：___________。21教育网
（2）分析比较实验序号__ ( http: / / www.21cnjy.com )__________的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当物体所处的高度相同时，物体的质量越大，具有的重力势能就越大。
（3）进一步综合分析比较实验序号1与3、2与5或4与6中的实验数据，可得出的结论是：____________；2-1-c-n-j-y
（4）进一步综合分析比较实验序号1与3、2与5和4与6中的实验数据，可得出的结论是：____________。【版权所有：21教育】
21．（2021·福建翔安·八年级期末） ( http: / / www.21cnjy.com )某实验小组在用“模拟打桩”来探究“影响重力势能大小的因素”，已知物体质量的关系为m1=m2( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）本实验被研究的物体是___________（选填“重物”或“木桩”）；
（2）选择a和c两图实验进行分析，可以探究物体重力势能大小与___________的关系；
（3）为了探究重力势能大小 ( http: / / www.21cnjy.com )与高度的关系，应让质量相同的物体，从___________（选填“相同高度”或“不同高度”）由静止自由放下。结论：当质量一定时，物体所处的高度越大，重力势能越___________；
（4）你认为本实验中影响实验结果的因素主要有___________。（写出一项即可）
22．（2021·江苏铜山·）小明探究“重力势能与重物质量和下落高度的关系”，如图所示，重物质量m＜M。
实验步骤
具体操作 ( http: / / www.21cnjy.com / )
实验现象 ( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）让重物自由下落到平放在细沙表面的小桌上，通过观察___判断_（小桌/重物）的重力势能大小。
（2）由实验步骤_____，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系。
（3）小明认为由实验步骤B和C，可判断重力势能的大小和重物质量的关系，该观点正确吗，理由 ___。
23．（2021·江苏海陵·泰州中学附属 ( http: / / www.21cnjy.com )初中九年级月考）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。
( http: / / www.21cnjy.com / )
（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）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 ( http: / / www.21cnjy.com )，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___________（甲/乙）。21·世纪*教育网
24．（2021·北京清华附中九年级月考）李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧组有关。他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面点左侧光滑，右侧粗糙。将物体从点压缩弹簧到点后从静止释放，当物体运动到点时，弹簧恢复到原长与物体脱离。物体运动到点停止。请补充完成他们的探究过程
( http: / / www.21cnjy.com / )
（1）该实验是通过观察比较___________来判断弹簧弹性势能大小的。
（2）若探究弹性势能与弹簧长度变化量的关系，则应选择相同的弹簧进行实验，并先后改变___________的距离。21cnjy.com
25．（2021·北京十一晋元中学）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、和（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。
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实验次数 所使用的弹簧 弹簧被压缩后的长度/ 木块移动的距离/
1 弹簧 8 3.5
2 弹簧 5 6.2
3 弹簧 2 10.6
4 弹簧 5 8.7
5 弹簧 6 11.5
6 弹簧 5 13.1
（1）弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的 ( http: / / www.21cnjy.com )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。2·1·c·n·j·y
（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：弹簧材料相同时，___________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。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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