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7. 如图是研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验。图中三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块 $A$、$B$、$C$ 撞击后陷入沙坑的情况,在此实验中,$m_{A}= m_{C}\lt m_{B}$,铁块所处的初始高度 $h_{A}= h_{B}\lt h_{C}$。
(1)实验中我们通过观察
(2)为探究“重力势能大小与物体的质量的关系”,应对比
(1)实验中我们通过观察
木桩陷进沙坑的深度
来比较重力势能的大小。(2)为探究“重力势能大小与物体的质量的关系”,应对比
A、B
两铁块的撞击实验,得到的结论是具有相同高度的物体，质量越大，重力势能越大
。答案
（1）木桩陷进沙坑的深度（2）A、B 具有相同高度的物体，质量越大，重力势能越大
解析
【分析】
（1）重力势能的大小无法直接观测，实验中采用转换法，将重力势能的大小转换为可观察的现象，通过木桩陷进沙坑的深度来间接比较铁块重力势能的大小，陷得越深，说明铁块的重力势能越大。
（2）探究重力势能与质量的关系时，需控制物体的高度相同，改变质量。根据已知条件，铁块A、B的初始高度相同（$h_A=h_B$），质量不同（$m_A＜m_B$），所以应对比A、B两铁块的实验，通过观察木桩陷入深度的差异得出结论。
【解析】
（1）本实验运用转换法，将不可直接测量的重力势能大小转换为木桩陷进沙坑的深度这一可见现象，因此通过观察$\boldsymbol{木桩陷进沙坑的深度}$来比较重力势能的大小。
（2）根据控制变量法的要求，探究重力势能与物体质量的关系时，要控制物体所处的高度相同，改变质量。由题中条件$h_A=h_B$、$m_A＜m_B$可知，应对比$\boldsymbol{A、B}$两铁块的撞击实验。
观察实验现象可知，B铁块撞击后木桩陷入沙坑更深，说明B的重力势能更大，因此得出结论：$\boldsymbol{当物体所处的高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大}$。
【答案】
(1) 木桩陷进沙坑的深度
(2) A、B；当物体所处的高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大
【知识点】
转换法、控制变量法、重力势能的影响因素
【点评】
本题是重力势能影响因素的探究实验，重点考查转换法和控制变量法的应用，需要理解如何将不可见的物理量转换为可见现象，以及控制变量法在探究单一变量影响时的操作逻辑，属于力学基础探究题型。
【难度系数】
0.8
（1）重力势能的大小无法直接观测，实验中采用转换法，将重力势能的大小转换为可观察的现象，通过木桩陷进沙坑的深度来间接比较铁块重力势能的大小，陷得越深，说明铁块的重力势能越大。
（2）探究重力势能与质量的关系时，需控制物体的高度相同，改变质量。根据已知条件，铁块A、B的初始高度相同（$h_A=h_B$），质量不同（$m_A＜m_B$），所以应对比A、B两铁块的实验，通过观察木桩陷入深度的差异得出结论。
【解析】
（1）本实验运用转换法，将不可直接测量的重力势能大小转换为木桩陷进沙坑的深度这一可见现象，因此通过观察$\boldsymbol{木桩陷进沙坑的深度}$来比较重力势能的大小。
（2）根据控制变量法的要求，探究重力势能与物体质量的关系时，要控制物体所处的高度相同，改变质量。由题中条件$h_A=h_B$、$m_A＜m_B$可知，应对比$\boldsymbol{A、B}$两铁块的撞击实验。
观察实验现象可知，B铁块撞击后木桩陷入沙坑更深，说明B的重力势能更大，因此得出结论：$\boldsymbol{当物体所处的高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大}$。
【答案】
(1) 木桩陷进沙坑的深度
(2) A、B；当物体所处的高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大
【知识点】
转换法、控制变量法、重力势能的影响因素
【点评】
本题是重力势能影响因素的探究实验，重点考查转换法和控制变量法的应用，需要理解如何将不可见的物理量转换为可见现象，以及控制变量法在探究单一变量影响时的操作逻辑，属于力学基础探究题型。
【难度系数】
0.8
1. 质量较小的鸽子与质量较大的大雁在空中飞行。如果它们的动能相等,那么(
A.大雁比鸽子飞得快
B.鸽子比大雁飞得快
C.大雁比鸽子飞得高
D.鸽子比大雁飞得高
B
)A.大雁比鸽子飞得快
B.鸽子比大雁飞得快
C.大雁比鸽子飞得高
D.鸽子比大雁飞得高
答案
B
解析
【分析】
首先明确动能的影响因素是物体的质量和运动速度，对应的计算公式为$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$。题目中已知鸽子与大雁动能相等，且鸽子质量小于大雁质量，我们可以通过动能公式分析速度的关系：在动能相同的情况下，质量与速度的平方成反比，质量越小，所需的速度越大才能保证动能相等。另外，选项C、D涉及高度，高度影响的是重力势能，题目未给出重力势能相关条件，无法判断高度关系，因此只需比较速度即可得出结论。
【解析】
根据动能的计算公式：$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$，对公式进行变形可得：
$v=\sqrt{\frac{2E_{k}}{m}}$
已知鸽子和大雁的动能$E_{k}$相等，鸽子的质量$m_{鸽}$小于大雁的质量$m_{雁}$，即$m_{鸽}＜m_{雁}$。
将条件代入变形后的公式可知，当分子（$2E_{k}$）相同时，分母越小，计算出的速度$v$越大，因此鸽子的飞行速度大于大雁的飞行速度。
选项C、D涉及高度，高度是影响重力势能的因素，题目未提及重力势能的相关条件，无法判断二者高度关系，故排除。
综上，正确答案为B选项。
【答案】
B
【知识点】
动能的影响因素、动能公式应用
【点评】
本题考查动能的核心知识点，重点在于对动能公式的灵活运用，同时需要学生区分动能与重力势能的影响因素，避免混淆不同能量的决定条件，属于基础概念应用类题目。
【难度系数】
0.7
首先明确动能的影响因素是物体的质量和运动速度，对应的计算公式为$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$。题目中已知鸽子与大雁动能相等，且鸽子质量小于大雁质量，我们可以通过动能公式分析速度的关系：在动能相同的情况下，质量与速度的平方成反比，质量越小，所需的速度越大才能保证动能相等。另外，选项C、D涉及高度，高度影响的是重力势能，题目未给出重力势能相关条件，无法判断高度关系，因此只需比较速度即可得出结论。
【解析】
根据动能的计算公式：$E_{k}=\frac{1}{2}mv^{2}$，对公式进行变形可得：
$v=\sqrt{\frac{2E_{k}}{m}}$
已知鸽子和大雁的动能$E_{k}$相等，鸽子的质量$m_{鸽}$小于大雁的质量$m_{雁}$，即$m_{鸽}＜m_{雁}$。
将条件代入变形后的公式可知，当分子（$2E_{k}$）相同时，分母越小，计算出的速度$v$越大，因此鸽子的飞行速度大于大雁的飞行速度。
选项C、D涉及高度，高度是影响重力势能的因素，题目未提及重力势能的相关条件，无法判断二者高度关系，故排除。
综上，正确答案为B选项。
【答案】
B
【知识点】
动能的影响因素、动能公式应用
【点评】
本题考查动能的核心知识点，重点在于对动能公式的灵活运用，同时需要学生区分动能与重力势能的影响因素，避免混淆不同能量的决定条件，属于基础概念应用类题目。
【难度系数】
0.7
2. 如图所示的冰雹,俗称雹子,夏季或春夏之交最为常见。它是一些小如黄豆,大似栗子的冰粒,威力巨大,因为高空的冰雹具有较大的(
A.弹性势能
B.重力势能
C.动能
D.惯性
B
)A.弹性势能
B.重力势能
C.动能
D.惯性
答案
B
解析
【分析】
首先我们需要明确每个选项对应的物理概念，再结合题目中的“高空”关键条件分析：
1. 弹性势能：物体发生弹性形变时具有的能量，冰雹没有发生弹性形变，不符合题意；
2. 重力势能：与物体的质量和高度有关，物体质量越大、位置越高，重力势能越大，冰雹处于高空，位置高，具备较大重力势能；
3. 动能：与物体的质量和速度有关，题目未强调冰雹的速度大小，重点是“高空”，不符合；
4. 惯性：是物体的固有属性，并非能量，且惯性大小仅由质量决定，题目未突出冰雹质量大，不符合。
因此结合“高空”条件，可判断是重力势能。
【解析】
逐一分析选项：
A选项：弹性势能是物体发生弹性形变产生的能量，冰雹无弹性形变，故A错误；
B选项：重力势能大小与物体质量和高度有关，高空的冰雹位置高，具有较大重力势能，下落时重力势能转化为动能，威力巨大，故B正确；
C选项：动能与物体速度和质量有关，题目未提及冰雹速度，重点强调“高空”，故C错误；
D选项：惯性是物体固有属性，不是能量，且惯性大小仅由质量决定，题目未突出冰雹质量大，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
重力势能的影响因素；动能的影响因素；惯性的概念
【点评】
本题属于基础概念辨析题，解题关键是结合“高空”条件，区分重力势能、动能、弹性势能的产生条件，同时明确惯性是物体属性而非能量，考查对基本物理概念的理解与应用。
【难度系数】
0.8
首先我们需要明确每个选项对应的物理概念，再结合题目中的“高空”关键条件分析：
1. 弹性势能：物体发生弹性形变时具有的能量，冰雹没有发生弹性形变，不符合题意；
2. 重力势能：与物体的质量和高度有关，物体质量越大、位置越高，重力势能越大，冰雹处于高空，位置高，具备较大重力势能；
3. 动能：与物体的质量和速度有关，题目未强调冰雹的速度大小，重点是“高空”，不符合；
4. 惯性：是物体的固有属性，并非能量，且惯性大小仅由质量决定，题目未突出冰雹质量大，不符合。
因此结合“高空”条件，可判断是重力势能。
【解析】
逐一分析选项：
A选项：弹性势能是物体发生弹性形变产生的能量，冰雹无弹性形变，故A错误；
B选项：重力势能大小与物体质量和高度有关，高空的冰雹位置高，具有较大重力势能，下落时重力势能转化为动能，威力巨大，故B正确；
C选项：动能与物体速度和质量有关，题目未提及冰雹速度，重点强调“高空”，故C错误；
D选项：惯性是物体固有属性，不是能量，且惯性大小仅由质量决定，题目未突出冰雹质量大，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
重力势能的影响因素；动能的影响因素；惯性的概念
【点评】
本题属于基础概念辨析题，解题关键是结合“高空”条件，区分重力势能、动能、弹性势能的产生条件，同时明确惯性是物体属性而非能量，考查对基本物理概念的理解与应用。
【难度系数】
0.8
3. 小明用如图所示装置“探究重力势能大小与质量的关系”,下列说法正确的是(
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
D
)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
解析
【分析】
要探究重力势能大小与质量的关系，需运用控制变量法，控制木块下落的高度相同，改变木块的质量；同时运用转换法，通过三脚小桌下陷的深度来反映木块重力势能的大小。接下来逐一分析选项：
1. 明确实验研究对象是木块，因为实验是探究木块的重力势能与质量的关系；
2. 探究与质量的关系时，要控制高度相同，改变质量，不能同时改变质量和高度，也不能仅改变高度；
3. 转换法的应用是通过小桌下陷深度来体现重力势能大小，下陷越深，重力势能越大。
【解析】
A. 实验是探究木块的重力势能大小与质量的关系，研究对象是木块，不是三脚小桌，故A错误；
B. 让同一木块（质量相同）从三个不同的高度由静止下落，这是控制质量相同，改变高度，探究的是重力势能与高度的关系，不符合探究重力势能与质量关系的实验要求，故B错误；
C. 探究重力势能与质量的关系时，需控制木块下落的高度相同，改变木块的质量，该选项中质量和高度都不同，没有遵循控制变量法，故C错误；
D. 实验中运用转换法，将木块重力势能的大小转换为三脚小桌下陷的深度，小桌下陷越深，说明木块的重力势能越大，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
控制变量法、转换法、重力势能的影响因素
【点评】
本题考查探究重力势能影响因素的实验，核心是控制变量法和转换法的应用，要求学生明确实验的控制条件以及转换法的体现，理解实验原理是解题的关键。
【难度系数】
0.6
要探究重力势能大小与质量的关系，需运用控制变量法，控制木块下落的高度相同，改变木块的质量；同时运用转换法，通过三脚小桌下陷的深度来反映木块重力势能的大小。接下来逐一分析选项：
1. 明确实验研究对象是木块，因为实验是探究木块的重力势能与质量的关系；
2. 探究与质量的关系时，要控制高度相同，改变质量，不能同时改变质量和高度，也不能仅改变高度；
3. 转换法的应用是通过小桌下陷深度来体现重力势能大小，下陷越深，重力势能越大。
【解析】
A. 实验是探究木块的重力势能大小与质量的关系，研究对象是木块，不是三脚小桌，故A错误；
B. 让同一木块（质量相同）从三个不同的高度由静止下落，这是控制质量相同，改变高度，探究的是重力势能与高度的关系，不符合探究重力势能与质量关系的实验要求，故B错误；
C. 探究重力势能与质量的关系时，需控制木块下落的高度相同，改变木块的质量，该选项中质量和高度都不同，没有遵循控制变量法，故C错误；
D. 实验中运用转换法，将木块重力势能的大小转换为三脚小桌下陷的深度，小桌下陷越深，说明木块的重力势能越大，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
控制变量法、转换法、重力势能的影响因素
【点评】
本题考查探究重力势能影响因素的实验，核心是控制变量法和转换法的应用，要求学生明确实验的控制条件以及转换法的体现，理解实验原理是解题的关键。
【难度系数】
0.6
4. 小华用如图所示装置探究弹簧的“弹性势能的大小与弹性形变大小的关系”。弹簧左端固定,无形变时自由端(右端)在 $B$ 处,用力使小球向左靠近并压缩弹簧,再由静止释放,使小球撞击纸盒,观察纸盒被撞后移动的距离。以下设计方案可行的是(
A.只改变小球的种类,观察不同小球撞击纸盒后纸盒移动的距离
B.只改变弹簧的种类,观察在不同弹簧作用下纸盒被撞后移动的距离
C.只改变弹簧被压缩的程度,观察不同压缩情况下纸盒被撞后移动的距离
D.只改变纸盒的质量,观察不同纸盒被撞后移动的距离
C
)A.只改变小球的种类,观察不同小球撞击纸盒后纸盒移动的距离
B.只改变弹簧的种类,观察在不同弹簧作用下纸盒被撞后移动的距离
C.只改变弹簧被压缩的程度,观察不同压缩情况下纸盒被撞后移动的距离
D.只改变纸盒的质量,观察不同纸盒被撞后移动的距离
答案
C
解析
【分析】
本实验的目的是探究弹簧的弹性势能大小与弹性形变大小的关系，根据控制变量法，需要控制其他影响弹性势能的因素（如弹簧种类、小球质量等）不变，只改变弹簧的弹性形变程度（即弹簧被压缩的程度），通过纸盒被撞击后移动的距离来反映弹性势能的大小（转换法）。我们需要逐一分析每个选项，判断哪个选项符合控制变量的要求。
【解析】
逐一分析选项：
选项A：只改变小球的种类，改变了小球的质量，此时探究的是动能大小与质量的关系，无法探究弹性势能与弹性形变大小的关系，该方案不可行。
选项B：只改变弹簧的种类，改变了弹簧的材料等属性，探究的是弹性势能与弹簧种类的关系，不是与弹性形变大小的关系，该方案不可行。
选项C：只改变弹簧被压缩的程度，也就是改变了弹簧的弹性形变大小，控制了其他变量（弹簧种类、小球、纸盒等）不变，通过纸盒移动距离反映弹性势能大小，能够探究弹性势能与弹性形变大小的关系，该方案可行。
选项D：只改变纸盒的质量，纸盒的运动距离受自身质量影响，无法准确反映弹性势能的大小，不能探究弹性势能与弹性形变大小的关系，该方案不可行。
综上，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
控制变量法、弹性势能的影响因素
【点评】
本题考查弹性势能的探究实验，核心是掌握控制变量法和转换法的应用，明确实验目的是探究弹性势能与弹性形变大小的关系，需控制其他变量不变，仅改变弹簧的弹性形变程度，同时通过纸盒移动距离来间接反映弹性势能的大小，这是物理探究实验中常用的研究方法。
【难度系数】
0.7
本实验的目的是探究弹簧的弹性势能大小与弹性形变大小的关系，根据控制变量法，需要控制其他影响弹性势能的因素（如弹簧种类、小球质量等）不变，只改变弹簧的弹性形变程度（即弹簧被压缩的程度），通过纸盒被撞击后移动的距离来反映弹性势能的大小（转换法）。我们需要逐一分析每个选项，判断哪个选项符合控制变量的要求。
【解析】
逐一分析选项：
选项A：只改变小球的种类，改变了小球的质量，此时探究的是动能大小与质量的关系，无法探究弹性势能与弹性形变大小的关系，该方案不可行。
选项B：只改变弹簧的种类，改变了弹簧的材料等属性，探究的是弹性势能与弹簧种类的关系，不是与弹性形变大小的关系，该方案不可行。
选项C：只改变弹簧被压缩的程度，也就是改变了弹簧的弹性形变大小，控制了其他变量（弹簧种类、小球、纸盒等）不变，通过纸盒移动距离反映弹性势能大小，能够探究弹性势能与弹性形变大小的关系，该方案可行。
选项D：只改变纸盒的质量，纸盒的运动距离受自身质量影响，无法准确反映弹性势能的大小，不能探究弹性势能与弹性形变大小的关系，该方案不可行。
综上，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
控制变量法、弹性势能的影响因素
【点评】
本题考查弹性势能的探究实验，核心是掌握控制变量法和转换法的应用，明确实验目的是探究弹性势能与弹性形变大小的关系，需控制其他变量不变，仅改变弹簧的弹性形变程度，同时通过纸盒移动距离来间接反映弹性势能的大小，这是物理探究实验中常用的研究方法。
【难度系数】
0.7
5. 下列四个实例中,机械能在不断增大的是(
A.水平匀速飞行的飞艇
B.加速起飞的飞机
C.减速下降的热气球
D.在发射台等待发射的火箭
B
)A.水平匀速飞行的飞艇
B.加速起飞的飞机
C.减速下降的热气球
D.在发射台等待发射的火箭
答案
B
解析
【分析】
要判断机械能的变化，需明确机械能是动能与重力势能的总和，其中动能与物体的质量、速度有关，重力势能与物体的质量、高度有关。我们可以逐个分析选项中物体的速度、高度变化，进而判断动能、重力势能的变化，最终确定机械能的变化：
1. 对于选项A，水平匀速飞行的飞艇，速度、高度、质量均不变，动能和重力势能都不变，机械能不变；
2. 选项B中，加速起飞的飞机，速度增大使动能增大，高度升高使重力势能增大，两者之和（机械能）必然增大；
3. 选项C中，减速下降的热气球，速度减小使动能减小，高度降低使重力势能减小，机械能减小；
4. 选项D中，等待发射的火箭静止，动能为0，高度不变则重力势能不变，机械能不变。
因此只有加速起飞的飞机机械能不断增大。
【解析】
机械能由动能和重力势能组成，动能与质量、速度有关（$E_k=\frac{1}{2}mv^2$），重力势能与质量、高度有关（$E_p=mgh$），对各选项分析如下：
A选项：水平匀速飞行的飞艇，质量不变，速度不变则动能不变，高度不变则重力势能不变，因此机械能（动能+重力势能）保持不变。
B选项：加速起飞的飞机，质量不变，速度增大则动能增大，高度升高则重力势能增大，机械能为动能与重力势能之和，因此机械能不断增大。
C选项：减速下降的热气球，质量不变，速度减小则动能减小，高度降低则重力势能减小，因此机械能不断减小。
D选项：在发射台等待发射的火箭，处于静止状态，动能为0，高度不变则重力势能不变，因此机械能保持不变。
综上，机械能不断增大的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
机械能的组成；动能与重力势能的影响因素
【点评】
本题重点考查机械能变化的判断，核心是掌握动能和重力势能的影响因素，通过分析物体的速度、高度变化来推导机械能的变化，属于力学基础题型，需要学生准确理解各能量的影响因素并能结合实例分析。
【难度系数】
0.6
要判断机械能的变化，需明确机械能是动能与重力势能的总和，其中动能与物体的质量、速度有关，重力势能与物体的质量、高度有关。我们可以逐个分析选项中物体的速度、高度变化，进而判断动能、重力势能的变化，最终确定机械能的变化：
1. 对于选项A，水平匀速飞行的飞艇，速度、高度、质量均不变，动能和重力势能都不变，机械能不变；
2. 选项B中，加速起飞的飞机，速度增大使动能增大，高度升高使重力势能增大，两者之和（机械能）必然增大；
3. 选项C中，减速下降的热气球，速度减小使动能减小，高度降低使重力势能减小，机械能减小；
4. 选项D中，等待发射的火箭静止，动能为0，高度不变则重力势能不变，机械能不变。
因此只有加速起飞的飞机机械能不断增大。
【解析】
机械能由动能和重力势能组成，动能与质量、速度有关（$E_k=\frac{1}{2}mv^2$），重力势能与质量、高度有关（$E_p=mgh$），对各选项分析如下：
A选项：水平匀速飞行的飞艇，质量不变，速度不变则动能不变，高度不变则重力势能不变，因此机械能（动能+重力势能）保持不变。
B选项：加速起飞的飞机，质量不变，速度增大则动能增大，高度升高则重力势能增大，机械能为动能与重力势能之和，因此机械能不断增大。
C选项：减速下降的热气球，质量不变，速度减小则动能减小，高度降低则重力势能减小，因此机械能不断减小。
D选项：在发射台等待发射的火箭，处于静止状态，动能为0，高度不变则重力势能不变，因此机械能保持不变。
综上，机械能不断增大的是B选项。
【答案】
B
【知识点】
机械能的组成；动能与重力势能的影响因素
【点评】
本题重点考查机械能变化的判断，核心是掌握动能和重力势能的影响因素，通过分析物体的速度、高度变化来推导机械能的变化，属于力学基础题型，需要学生准确理解各能量的影响因素并能结合实例分析。
【难度系数】
0.6
