苏科版九年级上册12.1动能势能机械能 同步练习（含解析）

苏科版九年级上册 12.1 动能 势能 机械能
一、单选题
1．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
2．频闪照相是研究物体运动的重要手段之一，如图是频闪照片记录竖直下落的小球每隔相等时间的位置（不计空气阻力），则在下落过程中，小球（　　）
A．动能逐渐减小 B．a 位置没有能量
C．重力在 bc 段做功比在 cd 段慢 D．重力在 ab 段做功比在 bc 段多
3．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
4．如图，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q，将它们由静止释放，在物块P下落到地面的过程中，P、Q间细线拉力大小为F。（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起）（　　）
A．钩码落地前，的机械能增大
B．钩码落地前，的机械能增大
C．钩码落地后，的机械能不变
D．钩码落地后，的机械能减小
5．如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），下列说法中正确的是（　　）
A．a图线是重力势能——高度关系图线
B．b图线是动能——高度关系图线
C．小石块在各点时的机械能均为2J
D．小石块达到的高度可大于4m
6．如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线最接近的是（　　）
A． B． C． D．
7．弹簧左端固定在挡板上，小车压紧弹簧，释放后被弹开，最终静止，如图，从小车释放到静止的过程中，下列分析正确的是（　　）
A．弹簧的弹性势能先增加后减小
B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．小车的动能先增加后减小
D．小车动能一直减小
8．如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一重为G的金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后被弹簧弹起，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（　　）
A．时刻小球的动能最大
B．时刻小球的重力势能最大
C．时刻小球的机械能等于时刻小球的机械能
D．从开始下落到第一次到达最低点，小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量
9．撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。如图所示是运动员在一次比赛中的情景，从竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中（不考虑空气阻力）（　　）
A．竿的弹性势能增大，运动员的机械能减小
B．竿的弹性势能增大，运动员的机械能增大
C．竿的弹性势能减小，运动员的机械能减小
D．竿的弹性势能减小，运动员的机械能增大
10．2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目，方法是用手臂将排球垫向墙壁，反弹回来后又重复垫球，如图所示为垫球过程示意图。下列说法中正确的是（　　）
A．垫排球时，排球离开手臂上升过程中，手臂依然在对排球做功
B．排球从墙壁弹回手臂过程中，重力势能越来越大
C．排球撞击墙壁后反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态
D．手臂垫球时，手对球的力大于球对手的力
11．立定跳远是我市体育中考项目之一，其动作分解如图所示。下列对运动员在立定跳远过程中的相关分析正确的是（　　）
A．起跳时，没有受到地面对他的作用力
B．起跳后，能继续往前是由于他具有惯性
C．腾空到达最高点时，速度大小刚好减为零
D．落地后站稳，机械能全部转化为化学能
12．如图将一小球置于一弹簧上方，放手后，小球向下运动，到达A位置小球刚好与弹簧接触，到达B位置小球的速度变为零，则对于此过程分析下列说法错误的是（　　）
A．从A到B位置过程中，小球的机械能全部转化为弹簧的弹性势能
B．从A到B位置过程中，小球受到弹力一直变大
C．从A到B位置过程中，小球的速度由大变小，到B位置为零
D．从A到B位置过程中，小球开始时受到的弹力小于重力，后来受到的弹力大于重力
二、填空题
13．如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点运动到B点的过程中，它的_______转化为动能；弹性小球在B点的机械能_______（选填“大于”“小于”或“等于”）它在C点的机械能。
14．在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。在投掷的过程中，小明______（选填“有”或“没有”）对实心球做功，实心球在最高点时______（选填“具有”或“不具有”）动能。球从最高点到落地点的过程中，忽略空气阻力，球的机械能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
15．如图所示，跳水运动员为获得充足的空间滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板让自己上升的更高，若运动员从离开跳板到入水的过程中_______（填离开跳板、最高点或入水）时机械能最大，离开跳板上升过程中，动能将______、重力势能将______（填变大、变小或不变）
16．我国自行研制的具有国际先进水平的歼﹣10战斗机性能十分出众。已知发动机用1.22×105N的推力能使歼﹣10战斗机以二倍声速（设声速为340m/s）飞行，10s内发动机做功______，发动机的功率是______W；在歼﹣10战斗机水平匀速飞行投掷弹药后它的机械能将______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
三、综合题
17．阅读短文，回答文后问题
“胖妞”战疫记
“胖妞”，国产运-20大型运输机（如图甲所示）的昵称。因它宽大的机身和粗壮的体型，极大提升飞机的运载能力，被大家亲切的送上了一个“胖妞”的昵称。"胖妞"最大起飞重量220吨，载重超过66吨，最大时速≥800千米，航程大于7800千米，实用升限13000米。拥有高延伸性、高可靠性和安全性。
由于“胖妞”超强的运载能力，在今年国内疫情爆发期间，“胖妞”多次出征武汉，运送大批救灾物质、医疗物质、医务人员到达武汉。国外疫情期间，“胖妞”有满载救灾物资出征巴基斯坦、泰国、缅甸、斯里兰卡、东南亚等许多国家，为世界战胜疫情立下赫赫战功。
(1)“胖妞”机翼设计成如图乙所示的截面图，当飞机水平飞行时，机翼______（填“上方”或“下方”）压强大；匀速降落时，飞机的机械能______（填“增大”、“减小”或“不变”）；
(2)以最大起飞重量，升至1000m的高空需要克服重力做功大约为______J；气压______（选填“高于”、“低于”或“等于”）地面气压。
18．阅读短文、回答问题：
嫦娥四号探测器
2019年1月3日，嫦娥四号探测器经过110h的飞行后首次在月珠背面成功着陆，在距离月球的100m时，通过减速来减小其惯性，以被月球引力捕获，如图为嫦娥四号通过“桥”中继卫星利用超声波传回了世界第一张近距拍摄的月球背面影像图，开启了人类月球探测新篇章。
嫦娥四号探测器由着陆器和“玉兔二号”巡视器组成，随着着陆器与巡视器成功分离，“玉兔二号”利用其底部6个带齿纹的轮子，顺利在月球背表面行驶，在月球背面留下了第一道印记。“玉兔二号”配有全景相机、红外成像光谱仪、测月雷达等科学探测仪器、总质量仅135kg，是世界上质量最小的月球车。
（1）嫦娥四号在减速着陆时，动能_______，重力势能_______（两空均选填“增大”“减小”或“不变”），机械能_______（选填“守恒”或“不守恒”）。
（2）“玉兔二号”采用的装置是带齿纹的轮子，其目的是为了_______，使其能顺利在月球背表面行驶。
（3）请你指出文中的一处科学性错误是_______，支持你观点的证据是_______。
19．阅读短文，回答问题。
2010年10月17日，英国工程师展示研制出的一辆超音速汽车（如图所示），该车达到 1000 英里（约合 1609 公里）/小时的速度，相当于商业喷气式飞机的两倍，将创造短期内无法超越的世界纪录。这款名为“寻血猎犬” 的汽车共有三个引擎，使用了新型燃料，并搭载新型战斗机发动机，在车辆加速至480公里/小时后，位于车顶的一种混合火箭发动机将继续为车辆加速，直至最终的极速。车身长12.8 米，重6.4 吨，车轮直径为0.9米，这些指标相当于家用汽车的2~3 倍。铅笔形外壳是由航空级铝和高强度钛合 金锻造而成。它的最大功率为13.5万匹马力，相当于180 个一级方程式赛车的功率。
某九年级物理兴趣小组对上述材料中的速度之大产生了兴趣，他们想“质量和速度谁对动能的影响较大呢？”于是，他们借助速度传感器和其他仪器在实验室做了钢球撞击木块的模拟实验，得出了有关数据，如表一和表二所示：
表一：（钢球撞击时的速度为 v=8cm/s）
序号 钢球质量m/g 木块滑行距离s/cm
1 100 10
2 200 20
3 300 30
表二：（钢球质量为m=100g）
序号 钢球撞击速v/cm·s-1 木块滑行距离s/cm
1 8 10
2 16 40
3 24 90
请分析表中的数据，得出相关的结论：
(1)分析表一中的数据可得出：物体的速度一定时，动能跟_____成正比；
(2)分析表二中的数据可得出：物体的质量一定时，动能跟_____成正比；
(3)通常，载重汽车造成的车祸比小轿车造成的车祸要严重的多，但也有例外， 小轿车有时比载重汽车严重的多，造成这种情况的原因是小轿车的_____；
(4)若1匹马力相当于730 瓦，则一个一级方程式赛车的功率为_____W。
20．如图所示，一小球从弧形槽上的A点静止释放，小球沿弧形槽滚至另一端的最高点为C点，从A点到达C点的过程中，小球的机械能_____（选填：增大、减小或不变）。试作出由A点滚至C点过程中，小球在B点（即弧形槽底部与水平面的切点）受力的示意图（忽略空气阻力）。______
21．探究弹簧弹性势能的表达式
如图甲，在弹簧的弹性限度内拉弹簧，拉力F与弹簧伸长的长度Δl之间的关系如下表：
伸长量Δl/m 0.04 0.08 0.12 0.16
拉力F/N 5 10 15 20
(1) 在图乙中描点画出拉力F随伸长量Δl变化的图像；
( )
(2) 拉力F与弹簧的伸长量Δl之间的关系式F＝__________；
(3) 弹簧的弹性势能等于拉力F所做的功，此功可类比以下方法计算：如图丙，一物体从静止开始做加速运动，在时间t0内，其通过的路程可用图像下的阴影面积来表示；
上述弹簧的弹性势能EP与伸长量Δl之间的关系式为EP＝____________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．C
【详解】
A．由图可知，小球在下落过程中相同时间内通过的距离不断变大，故小球做加速运动；此过程中，小球的质量不变，速度变大，动能逐渐增大，故A错误；
B．小球在 a 位置时，具有一定的高度，所以具有一定的重力势能，同时小球自身具有内能，即小球在 a 位置具有能量，故B错误；
C．小球的重力 G 不变，小球在 bc 段比 cd 段下落高度小，根据 W=Gh 可知，小球的重力在 bc 段做功比在 cd段少；由题可知小球在 bc 段和 cd 段的运动时间相同，根据 P=可知，重力在 bc 段做功的功率小，即重力在bc 段做功比在 cd 段慢，故C正确；
D．小球的重力 G 不变，小球在 ab 段比 bc 段下落高度小，根据 W=Gh 可知，小球的重力在 ab 段做功比在 bc段少,故D错误。
故选C。
3．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。
4．B
【详解】
物块P、物块Q和钩码在同一根绳上，运动情况相同，把钩码和物块P看成一个整体，这个整体和物块Q所受的合力大小相等，则
所以绳上的拉力为，物块P和Q合力方向和运动方向一致，所以机械能增大。
故选B。
5．C
【详解】
AB．由题知，a图线表示能量随高度的增加逐渐变小，b图线表示能量随高度的增加逐渐变大；石块在上升过程中，质量不变，速度减小，其动能减小，所以上升过程中动能随高度的增加逐渐变小，则a图线是动能随高度变化的图线；上升过程中，质量不变，高度增大，其重力势能增大，所以上升过程中重力势能随高度的增加逐渐变大，所以b图线是重力势能随高度变化的图线，故AB错误；
C．由于不计空气阻力，则小石块的机械能保持不变，机械能等于动能和势能之和，结合图像可知整个过程中各点的机械能均为2J，故C正确；
D．由图可知当高度为4m时，动能为0，重力势能最大，所以小石块达到的高度等于4m，故D错误。
故选C。
6．A
【详解】
铅球在整个飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动，动能不为零。从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大，故BD不符合题意；处于最高点时速度不为零，因此动能不为0，故A符合题意，C不符合题意。
故选A。
7．C
【详解】
AB．小车压紧弹簧时，弹簧的弹性势能最大，释放后被弹开，弹性势能转化为小车的动能，小车的动能增加，弹簧的弹性势能减小，当弹簧恢复到原长后，继续伸长的过程中，弹性势能又增加，所以弹簧的弹性势能是由大变小，由小变大反复的过程，故AB错误；
CD．小车压紧弹簧时，弹簧的弹性势能最大，释放后被弹开，弹簧向右的弹力大于小车所受的阻力，小车向右做加速运动，弹簧的弹性势能转化为小车的动能，小车的动能增加，当弹簧恢复到原长并继续伸长的过程中，弹力逐渐变小并方向变为向左，小车开始做减速运动，动能变小，最终停下来时速度为0，动能为0。故C正确，D错误。
8．D
【详解】
AB．t1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，开始一段时间内弹力小于重力，则小球仍然向下做加速运动，其动能变大，刚释放时高度最高，重力势能最大，故AB不符合题意；
C．时刻弹簧具有弹性势能，时刻弹簧没有弹簧弹性势能，所以小球机械能变小，故C不符合题意；
D．从开始下落到第一次到达最低点，这两个时刻小球机械能的减少量等于弹簧弹性势能增加量和小球内能增加量，故小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量，故D符合题意。
故选D。
9．D
【详解】
图示中，不计空气阻力，竿从弹性形变最大到运动员松开竿的过程中，竿逐渐恢复原状，则竿的弹性势能减小，减小的弹性势能转化为运动员的机械能，所以运动员的机械能增大，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
10．C
【详解】
A．排球离开手臂后，没受到手臂的作用力，那么排球上升过程中，手臂对排球不做功，故A错误；
B．排球从墙壁弹回的过程中，质量不变，但高度变小，所以重力势能越来越小，故B错误；
C．排球撞击墙壁后，被弹回，是因为受到力的作用，这说明力可以改变物体的运动状态，故C正确；
D．垫球时，手对球的力和球对手的力是一对相互作用力，大小应相等，故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
A．起跳时，运动员用力向下蹬地，同时，地对运动员有向上的力，故A错误；
B．起跳后，由于惯性，运动员要保持原来的运动状态，所以仍继续向前运动，故B正确；
C．运动员腾空到达最高点时，有水平方向的速度，故C错误；
D．落地后站稳，运动员的机械能转化为内能，故D错误。
故选B。
12．A
【详解】
A．从A到B位置过程中，小球的机械能大部分转化为弹簧的弹性势能，但也有一部分会由于空气阻力、摩擦等转化为内能，故A错误，符合题意；
B．从A到B位置过程中，弹簧的形变程度逐渐加大，所以小球受到弹力一直变大，故B正确，不符合题意；
C．从A到B位置过程中，小球开始时受到的弹力小于重力，继续加速，后来受到的弹力大于重力，小球开始减速，所以小球是先加速，再减速，到B位置速度变为0；故C正确，不符合题意；
D．从A到B位置过程中，开始时弹簧的形变程度小，小球受到的弹力小于重力，后来弹簧的形变程度增大，小球受到的弹力大于重力，弹力与重力的关系是变化的，故D正确，不符合题意。
故选A。
13． 重力势 大于
【详解】
[1]弹性小球从A点运动到B点的过程中，高度下降，速度变大，将重力势能转化为动能。
[2]由图可知，弹性小球从左到右弹起的高度逐渐下降，机械能逐渐减小，故弹性小球在B点的机械能大于它在C点的机械能。
14． 有 具有 不变
【详解】
[1]在投掷过程中，实心球在力的方向上有位移，所以小明对实心球做了功。
[2]实心球在最高点时，有向右的速度，所以实心球有动能。
[3]从最高点到落地点的过程中，质量不变，速度增大，高度降低，所以动能增加，重力势能减小，重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，机械能是守恒的，即实心球的机械能保持不变。
15． 离开跳板 变小 变大
【详解】
[1]运动员在离开跳板时，跳板的弹性势能转化为运动员的重力势能和动能，运动员在上升或下降的过程中与空气摩擦，一部分机械能转化为了内能，故离开跳板时机械能最大。
[2][3]离开跳板上升过程中，受重力作用，运动员的速度减小，高度不断增加，由于质量不变，动能将变小、重力势能将变大。
16． 8.296×108J 8.296×107 变小
【详解】
（1）[1][2]根据可得飞机飞行距离为
发动机所做功为
发动机的功率为
（2）[3]在歼﹣10战斗机水平匀速飞行投掷弹药后，其高度和速度都不变，质量变小，所以动能和重力势能都变小，因为机械能为动能和重力势能之和，所以机械能变小。
17． 下方 减小 2.2×109 低于
【详解】
(1)[1]等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面，由于上表面弯曲，所以机翼上方的流速就大于机翼前方的流速，流速越大，压强越小，所以下方压强大。
[2]匀速降落时，高度降低，重力势能减小，速度不变，动能不变，所以机械能减小。
(2)[3]需要克服重力做功
[4]高度越高，气压越低，所以气压低于地面气压。
18． 减小 减小 不守恒 增大与月球表面的摩擦 通过减速来减小其惯性 惯性只与质量有关
【详解】
（1）[1][2][3]嫦娥四号在减速着陆时，质量不变，速度变小，动能变小，高度变小，重力势能变小；机械能包括动能和势能，所以机械能减小，机械能不守恒。
（2）[4]“玉兔二号”采用的装置是带齿纹的轮子，其目的是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦。
（3）[5][6]文中科学性的错误是通过减速来减小其惯性，惯性是物体本身的一种性质，只与物体的质量大小有关，与速度无关。
19． 质量 速度的平方 速度比载重汽车快 5.475×105
【详解】
(1)[1]表一中控制钢球的速度一定，表一中的数据可以看出：质量增大到原来的2倍、3倍，木块滑行的距离也增大到原来的2倍、3倍，即木块的动能增大到原来的2倍、3倍。可得出：物体的速度一定时，动能和质量成正比。
(2)[2]表二中数据控制钢球的质量一定，表二中的数据可以看出：钢球的运动速度增大到原来的2倍、3倍，木块滑行的距离也增大到原来的4倍、9倍，即木块的动能增大到原来的4倍、9倍。可得出：物体的质量一定时，动能和运动速度的平方成正比。
(3)[3]通常，载重汽车造成的车祸比小轿车造成的车祸要严重的多，这是因为载重汽车的质量比小轿车的质量大得多，动能大得多；小轿车有时比载重汽车严重的多，虽然小轿车的质量比载重汽车小，但是其速度却比载重汽车快，因此造成这种情况的原因是小轿车的速度比载重汽车快。
(4)[4]该汽车的最大功率
P=13.5万匹马力=13.5×104×730W=9.855×107W
一个一级方程式赛车的功率
P′==5.475×105W
20． 减小
【详解】
[1]由图示知，C点的高度低于A点的高度，说明小球沿弧形槽A点静止滚动到C点的过程中，需要克服摩擦做功，有部分机械能转化为内能，所以小球的机械能减小。
[2]在B点，小球相对弧形槽是运动的，运动方向是水平向右的，所以受到摩擦力的作用，其方向是水平向左的；小球还受到竖直向下的重力和竖直向上的槽底的支持力。作图如下：
21． 125Δl 62.5Δl2
【详解】
(1)[1]在图乙中将表格中的数据描点，再用平滑的曲线连接，画出拉力F随伸长量Δl变化的图象，如图所示：
(2)[2]由拉力F随伸长量Δl变化的图象可以看出，拉力F是关于Δl的过原点的一次函数，设
F= kΔl
在表中选一个点(0.08,10)代入
10=k×0.08
解得
k=125
所以拉力F与弹簧的伸长量Δl之间的关系式
F＝125Δl
(3)[3]如图丙，一物体从静止开始做加速运动，在时间t0内，其通过的路程可用图像下的阴影面积来表示
弹簧的弹性势能等于拉力F所做的功，此功可类比此方法计算，如图：
上述弹簧的弹性势能EP与伸长量Δl之间的关系式为
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