《2025年实验班提优训练九年级物理上册苏科版》

16. (2023·徐州睢宁县期中)小萌同学利用图甲所示装置探究“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(球上有一个过球心的小孔)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.

(1)压缩的弹簧可以将小球向上弹起,说明发生弹性形变的物体具有弹性势能.
(2)小萌记录了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“$t_{1}$”“$t_{2}$”“$t_{3}$”时刻的动能最大的是t₁时刻.
(3)下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不成正比,表格中第5次实验小球上升的高度应为37.50cm.
|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| |

答案：
(1)弹性形变
(2)t₁
(3)不成 37.50
[解析]
(1)根据题意可知,压缩的弹簧可以将小球向上弹起,说明发生弹性形变的物体具有弹性势能.
(2)小球离开弹簧后,可以继续向上运动,但是小球每一次反弹的高度逐渐变小,是因为存在空气阻力,在此过程中小球的机械能转化为内能,所以在整个过程中小球的机械能不断减小,t₁、t₂、t₃ 时刻小球的高度相同,重力势能相同,故小球动能最大时是在 t₁ 时刻.
(3)由表中数据知,当压缩量由 1.00 cm 变为 2.00 cm 时,压缩量变为 2 倍,而反映弹簧弹性势能大小的小球的高度是从 1.50 cm 变成了 6.00 cm,是原来的 4 倍,所以弹簧的弹性势能 E 与压缩量 x 不成正比.分析数据可知,弹簧的弹性势能 E 与压缩量 x 的平方成正比,表格中第 5 次实验中压缩量由 1.00 cm 变为 5.00 cm,压缩量变为 5 倍,所以反映弹簧弹性势能大小的小球的高度应是原来的 25 倍,故小球上升的高度应为 1.50 cm×25=37.50 cm.
名师点评 本题的第
(3)问考查了对实验数据的分析,在实际实验中,若数据不成正比关系,在确保数据准确的情况下,可以合理猜想数据成反比关系、平方成正比关系等,这是物理学必备的学科素养.

17. (2024·镇江中考)如图所示,某种可重复使用火箭在降落过程中,通过控制推力,沿竖直方向先从A点减速运动到B点,再从B点匀速运动到C点,且AB= BC,不计运动过程中的空气阻力,忽略火箭质量的变化,则(C).

A.火箭受到推力的施力物体是空气
B.AB段的推力小于BC段的推力
C.AB段重力做功的功率大于BC段
D.AB段火箭的重力势能转化为动能

答案： C [解析]火箭点火后,尾部向下喷出高温高压的燃气,燃气反过来推动火箭上升,说明物体间力的作用是相互的,火箭受到推力的施力物体是喷出的高温高压燃气,故 A 错误;由题意知火箭在 AB 段做减速运动,推力大于重力,火箭在 BC 段做匀速运动,推力等于重力,所以 AB 段的推力大于 BC 段的推力,故 B 错误;由于 AB=BC,根据 G=mg 知火箭在 AB 段重力做功等于火箭在 BC 段重力做功,AB 段火箭减速运动,速度越来越慢,火箭在 BC 段做匀速运动,所以 AB 段的时间要小于 BC 段的时间,根据公式 P=W/t 可知,AB 段的功率大于 BC 段的功率,故 C 正确;AB 段火箭减速下降,质量不变,速度减小,动能减小,高度减小,重力势能减小,不是火箭的重力势能转化为动能,故 D 错误.

18. 新情境 巡航导弹的飞行轨迹 (2023·潍坊中考)巡航导弹是导弹的一种,具有突防能力强,难以拦截的优点.如图所示为某巡航导弹的飞行路线图,发射升空段,发动机点火,导弹以极快的速度穿出大气层升至高空；俯冲加速段,发动机处于关闭状态,导弹向下俯冲,会被加速到极高的速度；巡航阶段,主发动机的推力与阻力平衡,弹翼的升力与重力平衡,可以实现远距离“巡航状态”,最后精确打击目标.下列关于该巡航导弹的说法正确的是(C).

A.整个过程中,在F点动能最大
B.O点到E点的过程中,机械能不变
C.G点到H点的过程中,机械能不变
D.I点到J点的过程中,不消耗导弹携带的燃料

答案： C [解析]F 点后俯冲加速阶段,发动机处于关闭状态,导弹向下俯冲,会被加速到极高的速度,说明 F 点的速度不是最大,则 F 点动能不是最大的,故 A 错误;O 点到 E 点的过程中,发动机点火,巡航导弹由静止加速升空,巡航导弹速度在增大,可知其动能在增大,高度在增大,可知其重力势能在增大,则其机械能在增大,故 B 错误;G 点到 H 点的过程中,在大气层外,没有空气阻力,发动机关闭,没有对巡航导弹做功,只有重力在做功,减少的重力势能等于增加的动能,则可知在 GH 阶段巡航导弹的机械能不变,故 C 正确;由题意可知,I 点到 J 点的过程中,发动机处于打开状态,要对巡航导弹做功,可知其消耗导弹携带的燃料,故 D 错误.故选 C.