《2025年5年中考3年模拟物理湖南专版》

9.（2024长沙一模）在探究“物体的重力势能与什么因素有关”时，小明提出了如下猜想。
猜想一：物体的重力势能可能与物体的密度有关；
猜想二：物体的重力势能可能与物体所在的高度有关；
猜想三：物体的重力势能可能与物体的质量有关。
为此他设计了如图所示的实验装置。把一个小球用细线悬挂，将小球拉到某位置由静止释放，小球运动到最低点时击打放在木板上的木块，让木块在木板上滑行，实验过程中接触面粗糙程度不变，忽略空气阻力的影响。

（1）实验中通过比较______来比较小球释放时的重力势能的大小。
（2）除了图中所示器材，还应该有：______、四个金属球（100 g的铁球、100 g的铝球、50 g的铁球、50 g的铜球）。
（3）实验中木块获得的动能______（选填“大于”“等于”或“小于”）小球释放时具有的重力势能，这是因为______。
（4）设计出探究“猜想二”的记录数据表格。

答案： 9.答案
(1)木块在木板上移动的距离
(2)刻度尺
(3)小于 小球与木块碰撞过程中，有能量损失
(4)如表所示
实验次数 1 2 3
小球的高度h/m
木块移动的距离s/m
解析
(1)小球运动到最低点时会撞击木块，使木块在木板上移动一段距离，小球的动能越大，木块移动得越远，本实验就是通过比较木块移动的距离来比较小球动能大小的，而小球的动能在忽略空气阻力的影响的前提下又是由小球的重力势能转化而来的，因此，比较木块在木板上移动的距离就能比较小球的重力势能了。
(2)要得到木块在木板上移动的距离，需要长度的测量工具刻度尺来测量这个距离。
(3)小球与木块碰撞过程中，有能量损失，小球由重力势能转化而来的动能并不能完全传递给木块，因此木块获得的动能会比小球释放时具有的重力势能小一些。
(4)猜想二探究的是重力势能与物体所在的高度的关系，那么应选择同一小球，让其在不同的高度由静止释放，测量木块在木板上移动的距离，如果移动的距离不同，则说明重力势能与高度有关，如果移动的距离相同，则说明重力势能与高度无关。那么在实验中，需要记录小球所处的高度，木块移动的距离。

10.（2024娄底二模）为助力乡村振兴，某生态农庄将生态农业和游湖观光相结合，打造美丽度假乡村。如图是该农庄游湖用的观光船，它的空船质量是850 kg，发动机最大输出功率是48 kW，最大航速为15 m/s，限载8人，g取10 N/kg，求：
（1）观光船空船静止在湖面上时所受浮力；
（2）观光船以最大功率、最大航速匀速直线航行时，受到的牵引力；
（3）观光船以最大功率、最大航速匀速直线航行10 min，牵引力所做的功。

答案： 10.答案
(1)8500N
(2)3200N
(3)2.88×10⁷J
解析
(1)观光船空船静止在湖面上时，浮力等于重力，即F = G = mg = 850kg×10N/kg = 8500N；
(2)根据P = $\frac{W}{t}$ = $\frac{Fs}{t}$ = Fv可知，观光船以最大功率、最大航速匀速直线航行时，受到的牵引力F牵 = $\frac{P}{v}$ = $\frac{48000W}{15m/s}$ = 3200N；
(3)观光船以最大功率、最大航速匀速直线航行10min，牵引力所做的功W = Pt = 48000W×10×60s = 2.88×10⁷J。