北师大版九年级年级全一册10.1机械能同步练习（含答案）

北师大版九年级年级全一册 10.1 机械能 同步练习
一、单选题
1．小宇用200N的力把重10N的足球踢出6m远，足球运动轨迹如图所示，A点为足球刚离开脚，B点为足球在空中运动的最高点，则下列说法正确的是（　　）
A．小宇对足球没有做功
B．足球在空中运动过程中，机械能一直保持不变
C．足球在B点时动能不为零
D．足球从A点运动到B点，动能全部转化为重力势能
2．2022年第24届冬奥会在北京召开，我国健儿积极备战。如图是高台跳雪运动员由高处急速滑下，在即将到达赛道底部时，他双膝弯曲，使劲一蹬，顺势跃向空中。为减小空气阻力影响，他上身前倾，双臂后摆，整个身体就像一架飞机，向前滑翔。有关滑雪中的相关物理知识说法正确的是（　　）
A．双膝弯曲，不但降低了重心，而且减小了重力势能，转化为更多的动能
B．运动员使用撑杆向后用力撑地增大下滑速度，目的是为了增大惯性，从而利用惯性跳得更远
C．由于运动员背上的空气流速小于滑雪板下面的空气流速，从而产生向上的升力
D．雪橇板有较大面积目的是为了减小运动员脚对雪道的压力
3．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，下列说法中正确的是（　　）
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．冰球在水平冰面滑动过程中，机械能保持不变
D．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
4．高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，因为高处的物体具有较大的（　　）
A．重力 B．弹性势能 C．重力势能 D．动能
5．“嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返回舱减速下降的过程中（　　）
A．动能减小，势能减小，机械能减小 B．动能不变，势能减小，机械能减小
C．动能不变，势能减小，机械能不变 D．动能增大，势能减小，机械能不变
6．如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（　　）
A．球在B、C两点的动能相等 B．球在A、D两点的机械能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少 D．球从O点到C点的过程中势能转化为动能
7．如图所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（　　）
A．小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能
B．小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变
C．小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功
D．小球通过M、N两点时的速度大小相等
8．在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，中国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌。现将运动轨迹简化如图所示，若不考虑能量损失，她的运动轨迹最符合实际的是（　　）
A．a B．b C．c D．d
9．小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（　　）
A．通过最低点时的动能为零 B．下降过程中的动能不变
C．到达最高点的重力势能最大 D．上升过程中的重力势能减小
10．如图所示，下列有关做功和能量的说法正确的是（　　）
A．甲图中，天问一号加速升空，其动能增大，重力势能增大
B．乙图中，人造地球卫星从远地点向近地点运动，势能减小，动能减小
C．丙图中，江水加速下落，水的重力不做功
D．丁图中，箭被射出后，运动员对箭继续做功
11．如图所示，小明在做模拟“蹦极”“的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点。B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点的运动过程，下列说法中正确的是（　　）
A．小石块在B点时的动能最大
B．小石块在C点时的动能最大
C．从A点下落到C点的过程中，小石块的动能一直在增大
D．从B点下落到C点的过程中，小石块的动能先增大后减小
12．如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。关于摆球，下列说法中正确的是（　　）
A．从A点到B点的过程中机械能守恒
B．在B点时处于平衡状态
C．在O点时重力势能最大
D．从A点到O点动能转化为重力势能
二、填空题
13．如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越______，这说明橡皮筋的弹性势能与物体发生______大小有关；若橡皮筋被拉的长度相同，所用“子弹”的质量不同，则发现射出时的速度也______（选填“相同”或“不相同”）。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功______（选填“相同”或“不相同”）。
14．如图甲所示，是小明制作的“会跳的卡片”，用手把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来。右图中，A为外表面，B为内表面，实验时应把___________（选填“A”或“B” 面紧贴桌面，卡片跳起来的过程中，橡皮筋的___________能会转化为卡片的___________能，使卡片向上运动。小明还利用相同的橡皮筋做了图乙、丙中的两张卡片，实验时___________（选填“乙”或“丙” 图中卡片可以弹跳得更高一些。
15．火箭加速上升过程中，相对于地面是______；火箭的重力势能______，惯性______。
16．当飞机在某一高度水平匀速飞行，并喷洒农药时，其重力势能______，动能______（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
三、综合题
17．高明西江新城高楼林立，对于高楼层大玻璃窗户的清洁为安全起见，可由如图所示的“自动擦窗机器人”来完成。某“自动擦窗机器人”的质量为2kg，它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上。（g取10N/kg）
（1）当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，摩擦力大小为 ______N，此时若真空泵继续向外抽气，则擦窗机器人受到的摩擦力 ______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；当擦窗机器人竖直向下运动时，若真空泵继续向外抽气，则擦窗机器人受到的摩擦力 ______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10-3m2，若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.5×105Pa，则吸盘对玻璃的压力 ______N；
（3）擦窗机器人在3s内匀速竖直向上运动了0.6m，机器人克服重力做的功 ______J，在此过程中机器人的机械能将 ______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
18．甲、乙是两个完全相同的小球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度v，将甲球竖直向下抛，乙球竖直向上抛，忽略空气阻力。
（1）抛出瞬间，甲球的机械能___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙球的机械能；
（2）上升过程中，乙球的___________能转化成___________能；从放手到落地前的整个运动过程中，乙球的机械能___________（选填“先变大后变小”、“先变小后变大”或“保持不变”）。
（3）上升过程中（未到最高处），若乙球所受到的外力忽然全部消失，它将___________
A．立刻静止
B．匀速直线上升
C．上升到最高处后下落
19．阅读短文，回答问题：
中国嫦娥系列探月简史
飞上月球，是中国人千百年来的梦想。自2004年起，我国开展月球探测工程，并命名为“嫦娥工程”，整个探月工程分为“绕”、“落”、“回”三个阶段。
嫦娥一号是我国自主研制并发射的首个月球探测器，于2007年10月24日发射成功，最终在控制下成功撞击月球。嫦娥二号于2010年10月1日发射升空，任务完成后成为了太阳系的小行星，围绕太阳做椭圆轨道运行。
嫦娥三号探测器是中国第一个月球软着陆的无人登月探测器，于2013年12月2日发射成功，软着陆后陆续开展了“观天、看地、测月”的科学探测和其它预定任务，之后于月球退役。2019年1月3日，嫦娥四号成功实现全人类首次月球背面软着陆。为避免嫦娥四号在着陆瞬间“闪着腰”，工作人员给它研制了4条强有力的“腿”，在嫦娥四号的“腿”上，还“长着”脸盆一样的圆形“大脚掌”。。嫦娥四号携带的“玉兔二号”月球车总质量仅135kg，是世界上质量最小的月球车。利用其底部6个带齿纹的轮子有效增大了与月面间摩擦，顺利在月背表面行驶。
嫦娥五号月球探测器，是中国首颗地月采样往返探测器，也是“绕、落、回”中的第三步。2020年12月1日，嫦娥五号探测器的着陆器和上升器组合体从距离月面15千米处采用动力下降的方式减速，着陆后随即开展采样工作。2020年12月17日，携带月壤的嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。
（1）嫦娥一号在环月飞行时，受到的力____（选填“是”或“不是”）平衡力；
（2）在嫦娥四号的“腿”上安装圆形“大脚掌”的目的是为了________；
（3）为增大与月面间的摩擦，“玉兔二号”采用的装置是_______；
（4）嫦娥五号着陆器和上升器组合体在月球下落着陆的过程中，机械能_______（选填“增大”、“减小”或“守恒”）。
（5）嫦娥五号在月球上采集的月壤带回到地球后，不发生改变的物理量是( )
A．质量 B．体积 C．重力 D．密度
20．阅读短文并回答：
天龙山公路
省会太原天龙山防火旅游通道全长30公里，该通道为太原西山旅游公路的重要组成部分，这条公路兼具“森林防火”和“山洪防御”的功能，其矫若惊龙的外形，被网民称为最美“网红路、网红桥”。
天龙山公路，全程长度为30公里，沿途有四座高架桥和一处隧道。天龙山公路从起点到终点的垂直高低落差达350米。以一层居民楼3米的平均高度估算，这相当于116层楼的高度。
（1）同样高的山，建高架桥是为了加大公路的______，目的是为了______；
（2）一台1.5t的小轿车从起点匀速开到终点，克服重力做功______J，小轿车的动能______。（选填“变大”、“变小”或“不变”） g=10N/kg
21．2021年5月15日7时18分，我国执行首次火星探测任务“天问一号”探测器的着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原并正常运行（图甲）。5月22日，“祝融号”火星车已安全驶离着陆平台，到达火星表面开始巡视探测（图乙）。已知物体在火星表面受到的重力约为在地球上的（地球上g取10N/kg）。
（1）着陆器分离出来后，其发动机接续提供反推力，保障着陆器动力减速、悬停避障和缓速下降至软着陆。在动力减速下降阶段着陆器的重力势能_________，动能_________（选填“增大”“不变”“减小”）；在空中静止悬停时，反推力________总重力（选填“>”“=”“<”）；
（2）据报道，着陆器着陆位置较平坦，若将其视为水平面，火星车的质量240kg，车轮与地面的总接触面积设为0.04m2，求火星车对火星表面的压力及压强。( )
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．球还为离开脚时，脚对足球有力的作用，足球在力的作用下有距离的移动，此时脚对球做功；脚离开球后，脚不再给球力的作用，虽然足球有距离的移动，但此时足球不做功，故A错误；
B．足球在运动的过程中，机械能减小，因为足球在空中时受到空气阻力，一部分机械能转化为内能，故B错误；
C．B点为足球在空中运动的最高点，但足球的速度不为零，此时足球在竖直方向上，速度为零，但在水平方向，足球有向右的速度，不为零，所以此时动能也不为零，故C正确；
D．足球从A点到B点，高度增加，速度减小，动能转化为重力势能和内能，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
A．重心越低，更容易保持平衡，双膝弯曲，降低了重心，减小了重力势能，可以将重力势能转化为动能，动能越大，速度越快，向前滑行越远，故A正确；
B．惯性大小只与质量有关，运动员使用撑杆向后用力撑地增大下滑速度，惯性不变，目的是为了增大初始速度，从而利用惯性跳得更远，故B错误；
C．运动员滑行的过程，由于运动员背上的空气流速大于滑雪板下面的空气流速，而流速越大，压强越小，从而产生向上的升力，故C错误；
D．在压力一定时，压强大小与受力面积有关。雪橇板有较大面积目的是为了减小运动员脚对雪道的受力面积，运动员总重力不变，压强变上，故D错误。
故选A。
3．D
【详解】
A．滑雪运动员在空中下落的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故A错误；
B．短道速滑运动员在转弯时，其运动方向是改变的，则运动状态是变化的，故B错误；
C．冰球在水平冰面滑动时，受到冰面的阻力，速度逐渐变小，质量保持不变，高度不变，那么动能变小，重力势能不变，所以机械能变小。故C错误；
D．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向前运动，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】
一个物体能够对别的物体做功，这个物体就具有能。高空抛物现象会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大，对外做的功就越多。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5．A
【详解】
返回舱减速下降过程中，质量不变，速度减小，故动能减小；质量不变，高度减小，故重力势能减小；动能减小，重力势能也减小，故机械能减小。故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
6．C
【详解】
从A运动到D点，D点低于A，说明运动过程中机械能在逐渐较小，原因是受到空气的阻力作用，秋千在摆动的过程中，一部分机械能转化为内能，机械能会逐渐减小。
A．球在B、C两点高度相同，重力势能相同，B的机械能大于C的机械能，B的动能大于C的动能，故A错误；
B．由于机械能逐渐减小，则A的机械能大于D的机械能，故B错误；
C．球从B点到O点的过程中，克服摩擦做功，机械能减少，故C正确；
D．球从O点到C点的过程中，高度增加，重力势能变大，速度减小，动能减小，动能转化为势能，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．由于最高点P和Q不等高，故机械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能一部分转化为动能和内能，故A错误；
B．小球从P点向Q点运动的过程中，存在阻力，机械能减小，故B错误；
C．小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与运动的距离是垂直的，故所受支持力不做功是正确的，故C正确；
D．由于机械能减小，M、N两点时重力势能相同，故小球通过M、N两点时的速度大小不相等，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
谷爱凌从50m高的跳台A处由静止出发，从轨道B处飞出，由于惯性，物体保持原来运动状态不变，运动方向沿轨道向上，则d轨迹不符合实际；A处物体由静止开始下滑，在A处物体具有重力势能，没有动能，若运动到右侧等高的位置，物体还有向右运动的速度，则此时物体的机械能大于A处的机械能，而题中不考虑运动过程中的能量损失，整个运动过程机械能守恒，则物体运动到右端的高度要比A点的低。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
9．C
【详解】
A．通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；
B．下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，故B错误；
C．到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；
D．上升过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。
故选C。
10．A
【详解】
A．天问一号加速升空过程中，质量变大，速度变大，动能变大；质量不变，高度变大，重力势能增大，故A正确；
B．人造地球卫星从远地点向近地点运动过程中，重力势能减小，转化为动能，所以动能增大，故B错误；
C．江水下落过程，在重力方向上移动了一段距离，重力对江水做了功，故C错误；
D．箭被射出后，因为惯性向前运动，运动员的力没有作用在箭上，运动员对箭不做功，故D错误。
故选A。
11．D
【详解】
A．如图：B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，O点是橡皮筋悬挂小球静止时的点即重力和弹力相等的点。
B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，在小石块未到达B点之前绳子没有发生形变，故从A点下落到B点的过程中，小石块只受到重力的作用，经过B点向下到重力和弹簧的弹力相等的位置（O点）的过程中，重力大于弹力，小球继续加速，所以动能继续增大，故A错误；
B．C点是小球达到的最低点，此时速度为零，则小球的动能为零，故B错误；
C．从A点下落到B点的过程中，小石块的重力势能转化为动能，由B到O的过程，小石块受重力和弹力的作用，橡皮筋的形变量逐渐变大，弹力逐渐变大，重力大于弹力，小石块受到的合力方向与运动方向相同，做加速运动，动能不断变大；由O到C的过程，重力小于弹力，小石块受到的合力方向与运动方向相反，做减速运动，动能不断变小，因此在由A到C的过程中，小石块的动能先增大后减小，故C错误；
D．从B点下落到C点的过程中，可看作由B到O动能不断增大和由O到C动能不断减小的叠加，故D正确；
故选D。
12．A
【详解】
A．因为A、B两点等高，可知小球在摆动过程中机械能没有损耗，即机械能守恒，故A正确；
B．小球摆到B点时，受到非平衡力的作用，处于非平衡状态，故B错误；
C．在O点时为最低点，高度最低，而质量不变，所以在O点时重力势能最小，故C错误；
D．小球从A点到O点的过程中，质量不变，高度减小，速度增大，是将重力势能转化为动能，故D错误。
故选A。
13． 远 弹性形变程度 不相同 相同
【详解】
[1][2]橡皮筋拉得越长，发生的弹性形变就越大，具有的弹性势能就越大，对子弹所做的功也越大，于是子弹被弹得越远。那么橡皮筋的弹性势能与物体发生弹性形变程度有关。
[3][4]橡皮筋被拉长相同长度，则具有的弹性势能相同，而子弹被弹出的过程，是弹性势能转化为动能，所以橡皮筋对子弹所做的功相同。也即子弹所获得的动能相同，但子弹的质量不同，那么射出时的速度也不同。
14． B 弹性势 动 乙
【详解】
[1][2][3]由图知道，要利用橡皮筋的弹性势能，只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能，所以要把卡片B面按平后放在水平面上然后松开，松开后，橡皮筋的弹性势能转化为纸片的动能，所以卡片能跳起来。
[4]实验时把B面紧贴桌面，乙图和丙图相比，乙中卡口之间的间隔大，卡片压平后橡皮筋发生弹性形变的程度就大，则橡皮筋具有的弹性势能就大，当然最终转化成卡片的能量就大，卡片会跳得高一些。
15． 运动的 变大 不变
【详解】
[1]火箭加速上升过程中，相对于地面的位置发生改变，火箭相对于地面是运动的。
[2]火箭加速上升过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大。
[3]火箭加速上升过程中，质量不变，惯性的大小不变。
16． 减小 减小
【详解】
[1][2]飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中，其高度不变，质量减小，其重力势能减小；其速度不变，因质量变小，所以其动能减小。
17． 20 不变 变大 180 12 变大
【详解】
（1）[1]“擦窗机器人”的重力
G=mg=2kg×10N/kg=20N
“擦窗机器人”静止时处于平衡状态，即受力平衡，在竖直方向上摩擦力和重力平衡，则摩擦力大小等于重力大小20N。
[2]只要“擦窗机器人”在竖直玻璃上静止，受力平衡，重力不变，摩擦力就不变。
[3]自动擦窗机器人竖直向下运动时，若真空泵继续向外抽气，机器人吸盘内部气压变小，内外压力差变大，机器人对玻璃的压力增大，则自动擦窗机器人受到的滑动摩擦力变大。
（2）[4]由得，吸盘对玻璃的压力
F=pS=1.5×105Pa×1.2×10-3m2=180N
（3）[5]重力做功
W=Gh=20N×0.6m=12J
[6]擦窗机器人匀速竖直向上运动，质量不变，速度不变，动能不变；高度变大，重力势能变大，机械能为动能和势能的和，所以机械能变大。
18． 等于 动 重力势 保持不变 B
【详解】
（1）[1]由题知，甲乙两球的质量相等，抛出时两球的速度相等，则最初两球的动能相等；抛出时的高度相同，则最初两球的重力势能也相同；因动能和势能统称为机械能，所以抛出时两球的机械能相等。
（2）[2][3]乙球在上升过程中，质量不变，速度减小，则动能减小，同时高度增大，重力势能增大，所以乙球在上升过程中是动能转化为重力势能。
[4]由于不计空气阻力，则小球的机械能是守恒的，所以从放手到落地前的整个运动过程中，乙球的机械能保持不变。
（3）[5]上升过程中（未到最高处），则乙球的速度不为零，若乙球所受到的外力忽然全部消失，根据牛顿第一定律可知，乙球将保持匀速直线运动状态不变。
故选B。
19． 不是 减小对月面的压强 6个带齿纹的轮子 减小 A
【详解】
（1）[1]嫦娥一号在环月飞行时，其运动轨迹不是直线，运动方向不断变化，处于非平衡状态，所以受到的力不是平衡力。
（2）[2]在嫦娥四号的“腿”上安装圆形“大脚掌”的目的是在压力一定的情况下，通过增大受力面积来减小对月面的压强。
（3）[3]“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子，可以增大与月面间摩擦。
（4）[4]嫦娥五号着陆器和上升器组合体向月球降落的过程中，质量不变，速度变小，动能变小；质量不变，高度减小，势能变小，所以机械能变小。
（5）[5]嫦娥五号将月壤带回到地球，月壤的位置变化，但月壤所含物质的多少不变，其质量不变；但因为到地球后月壤受到地球大气压力的作用，且地球表面附近物体受到的重力比在月球表面受到的重力大，所以月壤受压力，体积变小，由公式可知，月壤的密度变大，则不发生改变的物理量只有质量，故选A。
20． 长度 省力 5.25×106 不变
【详解】
（1）[1][2]由图知道，高架桥弯弯曲曲如盘龙，相当于斜面加长了运动距离，使公路成一个平缓的斜面，可以省力。
（2）[3]小货车的重力
G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
当小货车从山底行驶至山顶时，克服重力所做的功
W=Gh=1.5×104N×350m=5.25×106J
[4]由于小轿车从起点匀速开到终点，速度不变，质量不变，故动能不变。
21． 减小 减小 = 900N；
【详解】
（1）[1][2]在动力减速下降阶段，着陆器的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变小，动能变小。
[3]在空中静止悬停时，着陆器受力平衡力，反推力和总重力是一对平衡力，大小相等。
（2）[4]火星车静止在火星水平表面时对火星表面的压力
火星车静止在火星水平表面时对火星表面的压强
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