北师大版九年级年级全一册10.1机械能同步练习（有解析）

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．如图所示，水平台面由同种材料制成，粗糙程度均匀，在它上面放着质量为的木块，将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动，运动一段时间，钩码触地后立即静止，木块继续滑动一段距离停在台面上。绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，下列说法中正确的是（g取10N/kg）（ ）
A．木块匀速运动的过程中，木块与钩码的机械能总量不变
B．木块匀速运动的过程中，受到的滑动摩擦力是
C．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的动能越来越小
D．钩码触地后木块继续滑动，拉力对物体做功
2．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点的过程中重力势能减少
3．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
4．在体育课上，小康用胳膊将排球向上垫起后，排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是（　　）
A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球所受的重力小于排球的惯性
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受到方向向上的力
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，重力势能逐渐减小
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，动能逐渐减小
5．如图，质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动。若不计空气阻力，则环在运动过程中，下列判断正确的是（ ）
A．只要A点高于D点，小环就一定能到达D点
B．小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变
C．小环从A点到D点，重力势能一直减小，机械能不变
D．若小环能到达D点，离开D点后将竖直向下运动
6．如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高度，则下列说法中错误的是（　　）
A．小球从a到c加速下滑，重力势能转化为动能
B．小球从c到d减速上坡，动能转化为重力势能
C．小球从a到d的过程中有部分机械能转化为内能
D．小球在b和d时机械能都相等
7．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
8．在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，其动能大小的情况是（　　）
A．一直变大 B．一直变小 C．先变大后变小 D．始终不变
9．如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由轻绳系住，乙球由橡皮条系住，都从水平位置由静止开始释放，当两球到达悬点正下方点时，橡皮条长度恰好与绳子长相等，则在点时两球的速度大小关系是（　　）
A． B． C． D．无法确定
10．为响应“绿色环保，低碳出行”的号召，我们常骑自行车出行。骑行中若刹车减速，则（　　）
A．车的惯性减小 B．车的运动状态不变
C．车的动能减小 D．车受到的摩擦力变小
11．如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示，跳伞运动员在空中匀速降落。关于他在匀速降落的过程中能量变化的情况，下列说法中正确的是（ ）
A．动能增加 B．机械能增加 C．机械能保持不变 D．重力势能减小
二、填空题
13．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。
14．中国的高铁已成为亮丽的“中国名片”。我们听见列车鸣笛声是通过______传播的；列车减速进站时动能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。
15．如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系图象，如图（不计空气阻力，弹簧始终发生弹性形变）
(1)b为曲线最高点，此时小球受到的重力______弹力。
(2)请写出b→c发生的能量转化过程______。
16．卫生城市你我共建，如图所示，一辆洒水车正在新溉大道匀速前进洒水。洒水车相对于路边的洒水车相对于路边的的景观树是______（选填“运动”或“静止”）。洒水过程中，洒水车的动能______（选填增大、不变、减小）。
三、综合题
17．阅读短文，完成相应问题
当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭” 呢？过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，功能不断增大：由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低（如图所示）。像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。
(1)过山车在轨道的最低处，运动最快，动能最大，说明物体的动能与 _________ 有关；过山车上升阶段，其重力势能 ________ （选填“增加”“减少”或“不变”）；
(2)过山车通过A点向上运动过程中，动能 _______ （选填“变大”“减小”或“不变”）；后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车在运动过程会将部分机械能转化为 ______ 。
18．阅读短文，回答问题。
雪车
也称“有舵雪橇”，是一种集体乘坐可操纵方向的雪橇在冰道上滑行的运动项目，属于滑行竞速类项目。雪车的平均时速在100公里左右，最高可达160公里，有“冰上火箭”之称。完整技术由推车启动、加速、跳蹬入车、赛道滑行、刹车减速5个环节组成。该运动项目起源于瑞士，从第一届冬奥运动员手推雪车奔跑会就被列入比赛项目，雪车分男子四人座、双人座、女子单人、双人座共四个比赛项目，其中女子单人为北京冬奥会新增小项。出发信号发出60秒之内，运动员可以手推雪车奔跑启动获得初始速度，推行距离约为50米。之后逐一跳入车体中并快速收起把手，呈坐姿滑行。运动员是在有一定落差的赛道比赛，具备合理的体重以及出色的启动速度是取胜的重要因素。我们可以把比赛赛道看成一个斜坡，假设滑动摩擦系数、空气阻力系数相等且推车速度相同，通过对雪车模型的受力分析可知体重较大的运动员在滑行时的加速度更大，受空气阻力影响小，在相同的滑行距离中速度变化率大，所用时间短。运动员体重不足者为确保在滑行时达到更高的速度，通常会被迫改变雪车原厂设计增加配重，但这意味着运动员需在推车启动时推更重的车，不仅影响启动时间还会产生新的问题，如在车辆前部增加配重会增大雪车与冰面的摩擦力；若在雪车后部增加配重会导致车辆重心移后，从而造成转向困难。故运动员最好的选择是通过增加肌肉重量的方式增加体重，可以提升在滑行时的速度。
(1)雪车运动员用力推车获得出色的启动速度，表明力可以改变物体的______；
(2)雪车在加速下滑的过程中，动能______，重力势能______；
(3)到达终点时雪车仍要继续向前运动，这是因为雪车具有______；
(4)在滑动摩擦系数、空气阻力系数相等且推车速度相同时，体重较大的运动员在滑行时的加速度更大，受空气阻力影响小，在相同的滑行距离中速度变化率______（选填“大”或“小”），所用时间______（选填“长”或“短”）；
(5)在雪车的前部增加配重会______（选填“增大”或“减小”）雪车与冰面的摩擦力。
19．阅读短文，回答文后的问题。
国产航母——“山东舰”
2019年12月17日，我国第一艘国产航母“山东舰”交付海军。据公开资料显示，“山东舰”舰身长315米，舰宽约75米，满载排水量在6万吨左右，至少可以搭载36架歼-15舰载机。航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞的飞行仰角为14°。
“山东舰”是典型的常规动力航母，采用了全新的动力组，“山东舰”的燃料储备量达到了13000吨，若以20节航速航行，每天大约消耗1100吨燃料。
如表为歼-15主要参数（取）
空重 空载起飞距离
正常起飞重量 满载起飞距离
最大起飞重量 发动机 加力涡扇发动机
爬升率 正常起飞推力
最大速度 2.4马赫 应急起飞最大推力
(1)航母正常航行时发动机的功率为，速度为，则牵引力为 ______ N。
(2)歼15空载正常起飞时，从启动到离开飞行甲板的过程中，飞机的机械能将 ______ 。
(3)空载正常起飞过程中飞机发动机推力所做的功为 ______。
(4)航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞时飞行仰角约为14°，这样设计的目的是 ______ 。
20．阅读下列短文，回答问题：
过山车
当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢？
过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行起，就再没有任何装置为它提供动力了。从这时起，带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能，过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的重力势能不断减小，动能不断增大，由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低（如图所示），像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。
（1）过山车要通过A点向上运动的过程中，动能______，重力势能______（均选填“变大”“变小”或“不变”）；
（2）后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车在运动过程中，机械能______（选填“变大”“变小”或“不变”）；
（3）在过山车旅行的过程中，遇到紧急情况能够准确地停下来，是由于______；
（4）过山车第一次下行后，是利用______能作为“发动机”的动力；
（5）小明坐在高速运行的过山车上，感到“天旋地转”，这时他是选择______作为参照物的。
21．基础问答、作图和计算
(1)人造地球卫星在绕地球运动的过程中机械能守恒，从近地点到远地点的过程中能量的转化是______。
(2)如图所示是一个电热水壶的易图，用力作用在壶盖上A点时，可将壶盖打开，在A点画出所需最小力F的示意图和它的动力臂l______，克服重力掀起壶盖时，壶盖实质是一个______杠杆。（选填“省力”或“费力”或“等臂”）
(3)有一辆轿车总质量是1.2t，车轮与地面的总接触面积为，发动机功率为30kW，在平直的公路上以72km/h速度匀速行驶10min时间，求在此过程中：①汽车对水平地面的压强为______？②轿车行驶中受到的牵引力______？（请写出解题过程）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．木块在水平台上匀速运动的过程中，钩码匀速下降，此时木块的动能不变，重力势能不变；钩码的动能不变，重力势能变小，机械能等于动能和势能之和，则木块与钩码的机械能总量变小，故A错误；
B．在钩码的拉力作用下，木块沿桌面做匀速运动，此时木块受平衡力，水平方向的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则
故B错误；
C．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的速度越来越小，所以木块的动能越来越小，故C正确；
D．钩码触地后木块继续滑动的过程中，钩码不再拉动木块，对木块没有拉力的作用，拉力不再做功，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．B、C两点等高，重力势能相等，小球从B点到C点过程中，由于空气阻力，机械能减小，机械能包括动能和势能，所以C点的动能减小，球在B、C两点的动能不相等，故A错误；
B．球从A点到D点过程中，由于空气阻力，机械能减小，故B错误；
C．球从B点到O点的过程中，由于空气阻力，机械能减小，故C正确；
D．球从O点到C点的过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。
故选C。
3．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。
4．D
【详解】
A．排球在脱离胳膊后能继续上升，是由于排球具有向上运动的惯性，一切物体都有惯性，故A错误；
B．排球在脱离胳膊后的上升过程中，如果不考虑空气阻力，排球受到方向竖直向下的重力，故B错误；
C．排球在脱离胳膊后的上升过程中，克服重力做功，位置升高，重力势能逐渐增加，故C错误；
D．排球在脱离胳膊后的上升过程中，受重力作用，速度逐渐减小，动能逐渐减小，故D正确。
故选D。
5．B
【详解】
A．由图知D点的位置低于A点的位置，但是如果C点高于A点，则小球不能到达C点，即小环不一定能到达D点，故A错误；
B．质量为m的小环在光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，不计空气阻力，小环的运动过程中机械能是守恒的，由A到B，小环的重力势能转化为动能，动能增加，机械能保持不变；故B正确；
C．由A到B，小环的重力势能转化为动能，重力势能减小，由B到C点动能转化为重力势能，重力势能增加；由C到D重力势能转化为动能，重力势能减小，故小环从A点到D点时，重力势能先减小后增加，再减小。故C错误；
D．小环到达D后，由于惯性会继续沿CD方向运动一段距离。故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
A．小球从a到c加速下滑，小球的质量不变，高度变小，速度变大，重力势能变小，动能变大，重力势能转化为动能，故A正确，不符合题意；
B．小球从c到d减速上坡，小球的质量不变，高度变高，速度变小，重力势能变大，动能变小，动能转化为重力势能，故B正确，不符合题意；
C．路面粗糙，小球从a到d的过程中，小球需要克服摩擦力做功，有部分机械能转化为内能，故C正确，不符合题意；
D．路面粗糙，小球运动过程中，需要克服摩擦力做功，运动过程中，小球要将部分机械能转化为内能，小球在b的机械能大于d时机械能，故D错误，符合题意。
故选D。
7．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。
8．D
影响动能大小的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。
【详解】
在常吉高速某段平直路面上匀速行驶的小汽车，速度不变，质量不变，动能不变。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【点睛】
掌握影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素。会判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化以及能量的相互转化。
9．C
【详解】
由题知，两球的质量相同，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以，可知小球达到正下方K点时，甲球的重力势能全部转化为动能，乙球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，这样，在最低点时，甲球的动能大，其速度较大，即v甲＞v乙，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
10．C
【详解】
A．惯性只与质量有关，与速度无关，故A不符合题意；
B．骑行中若刹车减速，速度变小，故车的运动状态发生改变，故B不符合题意；
C．骑行中若刹车减速，速度变小，质量不变，故动能减小，故C符合题意；
D．捏刹车时，车受到的摩擦力变大，故D不符合题意。
故选C。
11．B
【详解】
A．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故A错误；
B．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故B正确；
C．物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故C错误；
D．运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故D错误。
故选B。
12．D
【详解】
跳伞运动员受平衡力作用，在空中匀速降落时，质量不变，速度不变，所处的高度越来越小，则跳伞运动员的动能不变，重力势能减少，故机械能减小。
故选D。
13． 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。
14． 空气 减小
【详解】
[1]声音的传播需要介质，我们听见列车鸣笛声是通过空气传播的。
[2]列车减速进站时速度减小，质量不变，则动能减小。
15． 等于 动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能
【详解】
(1)[1]小球从a到b的过程中，受弹簧的弹力、重力，重力大于弹力，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等；
(2)[2]b处速度最大，c处速度为0，则b→c的过程中，动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能。
16． 运动 减小
【详解】
[1]洒水车相对于 路边的景观树，位置不断发生变化，所以是运动的洒水过程中。
[2]洒水过程中，洒水车的质量减小，速度不变，故洒水车的动能减小。
17． 速度 增加 减小 内能
【详解】
(1)[1]过山车在轨道的最低处时，重力势能减小，但速度最快，动能最大，所以说明物体的动能与物体运动速度的大小有关。
[2]过山车上升阶段，质量不变，高度增加，所以过山车的重力势能增加。
(2)[3]过山车通过A点向上运动时，质量不变，过山车的速度起来越小，因此其动能减小。
[4]因为过山车与轨道间有摩擦，部分机械能转化为内能，故后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低。
18． 运动状态 增大 减小 惯性 大 短 增大
【详解】
(1)[1]雪车运动员用力推车获得出色的启动速度，速度发生了变化，表明力可以改变物体的运动状态。
(2)[2][3]雪车在加速下滑的过程中，质量不变，速度变大，高度减小，则雪车的动能变大，重力势能减小。
(3)[4]到达终点时雪车仍要继续向前运动，这是因为雪车具有惯性，仍然要保持原来的运动状态。
(4)[5][6]由文中信息可知，体重较大的运动员在滑行时的加速度更大，受空气阻力影响小，在相同的滑行距离中速度变化率大，所用时间短。
(5)[7]在雪车的前部增加配重，在接触面的粗糙程度不变的情况下，增大了压力，会增大雪车与冰面的摩擦力。
19． 1.5×107 增大 2.4696×107 舰载机在较短的距离内获得较大的升力便于起飞
【详解】
(1)[1]航母正常航行时发动机的功率P=1.5×108W，速度v=10m/s，航母正常航行时发动机的牵引力
(2)[2]歼15空载正常起飞时，从启动到离开飞行甲板的过程中，飞机的质量不变，速度变大，高度增加，则飞机的动能增大、重力势能增大，所以机械能增大。
(3)[3]空载正常起飞过程中飞机发动机推力所做的功为
(4)[4]舰载机的升力是根据流体压强与流速的关系来获得的，航母飞行甲板倾角为12°，舰载机起飞时飞行仰角约为14°，这样设计可以在相同时间内，上方空气通过的路程较长，速度较大，根据流体压强与流速的关系知流速越大，压强越小，舰载机在较短的距离内获得较大的升力，从而便于舰载机起飞。
20． 变小 变大 变小 安装了机械制动装置 重力势能 过山车
【详解】
（1）[1][2]过山车要通过A点向上运动的过程中，速度减小，动能变小；高度增加，重力势能变大。
（2）[3]过山车在运动过程中，受到摩擦阻力作用，部分机械能转化为内能，机械能变小。
（3）[4]过山车能够停下来的原因是因为有机械制动装置，能够强力使其停止下来。
（4）[5]第一次是靠一个机械装置推上最高点的，后面就可以把重力势能转化为动能继续运动，然后动能又转化为重力势能，但因有部分机械能转化为内能，所以后面的高度将有所降低。
（5）[6]天、地相对于过山车位置在不断变化，当以过山车为参照物时，天、地是运动的，所以小明感到天旋地转。
21． 动能转化为重力势能 省力 1500N
【详解】
(1)[1]人造地球卫星在绕地球运动的过程中机械能守恒，从近地点到远地点的过程中，高度增加，重力势能增加，能量的转化是动能转化为重力势能。
(2)[2]为使打开壶盖的力最小，根据杠杆平衡条件可知，动力臂要最长；壶盖上O点为支点，OA为最长的动力臂l，过A点作垂直于OA斜向上的动力即为所需最小力F，如图所示：
。
[3]克服重力掀起壶盖时，动力臂大于阻力臂，壶盖实质是一个省力杠杆。
(3)[4]汽车对水平地面的压力为
汽车对水平地面的压强为
[5]轿车做匀速直线运动的速度为72km/h，即20m/s，根据功率计算公式可知牵引力为
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