北师大版九年级年级全一册10.1机械能同步练习（含解析）

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，舰载机既要在航母上起飞，又要在航母上降落。下列说法正确的是（　　）
A．舰载机加速升空的过程中，它的机械能不变
B．空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机动能不变
C．舰载机的着舰速度越快，它的惯性越大
D．舰载机着舰时，阻拦索的拉力改变了它的运动状态
2．如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。实验中，探究的动能是指（ ）
A．小球在斜面上的动能
B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能
D．木块被小球撞击时的动能
3．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
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．关于如图所示的各种现象说法正确的是
A．甲图中，自行车运动员在爬坡过程中重力势能增加，动能一定减小
B．乙图中，火箭加速升空，机械能不变
C．丙图中，跳水运动员加速下落过程中，重力势能转化为动能
D．丁图中，跳伞运动员在空中匀速降落过程中动能减小
6．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
7．高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，这是一种不文明的行为，会带来很大的社会危害，这是因为高处的物体具有较大的（ ）
A．惯性 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能
8．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
9．2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奧运会。如图所示是足球落地后又弹起的示意图，不计空气阻力。则足球（　　）
A．在A点的机械能大于B点的机械能 B．在B点的机械能大于C点的机械能
C．在A点的机械能等于C点的机械能 D．在B点的重力势能小于D点的重力势能
10．周末，小丽跟妈妈去千佛山游玩。如图所示，小丽和妈妈乘坐索道匀速上山时，她们的（ ）
A．动能不变，势能减小 B．动能不变，势能增大
C．动能增大，势能减小 D．动能减小，势能增大
11．下列四个实例中，机械能正在减小的是（　　）
A．空中加速上升的飞艇 B．空中水平匀速飞行的飞机
C．地面上蓄势待发的火箭 D．高空中匀速下降的热气球
12．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．
二、填空题
13．利用如图装置进行“探究动能大小的影响因素”实验。用两根细绳将小球悬挂起来，拉起小球，当细绳与竖直方向成θ角后松手，小球撞击水平木板上的木块，记下木块移动的距离s，改变角度θ的大小，重复实验。利用如图两根细绳悬挂小球，而不用一根细绳，其好处是便于控制小球的________ 。本实验探究的问题是 ________ （填小球或木块）的动能大小与速度的关系，利用上述实验，同时还可以探究的问题是________。
14．跳伞运动员在空中匀速下落时，其动能______；扫地车匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车的动能______。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
15．在体育考试中，小超投出的实心球在空中的运动轨连如图所示。球从最高点到落地点的过程中，重力势能______，忽略空气阻力，球的机械能______（均选填“增加”、“不变”“减小”）。在最高点时球的动能______（选填“大于”或“等于”）零。
16．司机开车上坡前，往往加大油门，以提高车速，这是为了增大汽车的______（选填“质量”、“惯性”或“动能”）。清扫路面垃圾的清洁车，能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中。清洁车沿水平街道匀速行驶，在清扫垃圾过程中，车的动能将______，车的重力势能将______（后两空选填“变大”、“变小”或“保持不变”）。
三、综合题
17．随着电动自行车的大量普及，涉及电动自行车的交通事故也逐年上升，为此国家制定了《电动自行车安全技术规范》，从2019年5月1日起实施凡违反《规范》规定的车辆不允许生产和销售。《规范》对电动自行车的最大质量最高速度、电池电压及电机功率作出了限制。小明家新购的符合新国标的电动自行车的质量为50kg。
(1)《规范》中对整车质量及最高车速作出限制是因为这两个因素直接影响电动自行车的_____能。
(2)小明父亲质量为70kg，当他骑着家里的电动自行车在水平路面上行驶时，轮胎接地总面积为50cm2，则车轮对地面的压强是多大？（g＝10N/kg）( )
(3)当小明父亲在水平路面上骑着车，以18km/h的速度匀速行驶时，所受阻力为总重的0.05倍，他骑行20min，电动自行车克服阻力做了多少功？( )
18．东海航空部队举行飞行员跳伞救生演练来提高实战能力，跳伞飞行员跳出机舱后在高空竖直降落，整个过程中速度与时间图象如图所示。
（1）飞行员0-10s受到的阻力f1与10-15s受到的阻力f2比较大小关系： f1______f2（选填“ > ”、“＝ ”或“ < ”）；
（2）0-10s飞行员的动能逐渐______，其机械能总量______；（选填“增大”，“不变”或“减小”）
（3）将飞行员和降落伞以点“·”代替，总重用G表示。在虚线图中画出在第16s时飞行员和降落伞受到的力的示意图______。
19．2021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。( )
20．阅读短文，回答问题：
飞轮
飞轮是安装在机器回转轴上的具有较大转动惯性的轮状蓄能器。图甲是热机飞轮的实物图，当机器转速增高时，飞轮的动能增加，把能量贮蓄起来；当机器转速降低时，飞轮动能减少，把能量释放出来。飞轮可以用来减少机械运转过程的速度波动。
在制造飞轮过程中，开始时，飞轮的重心（重力的作用点）与轴心总不会重合，重心位置与轴心位置有微小的偏差，这样的飞轮如果高速转动，运行将不稳定，而且轴受到很大的作用力，加速轴的磨损。
在机械制造中有一个给飞轮定重心的工序，目的是使飞轮的重心发生微小的位置变化，以使它的重心准确位于轴心上。
如图乙是给飞轮定重心的模型图，将飞轮单独固定在某一轴上，飞轮可在竖直平面内绕轴心（图中两虚线的交点）自由转动。
用力推动一下飞轮，飞轮转动若干周后停止。重复多次，发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置。
(1)当机器转速降低时，飞轮自身的机械能( )
A．不变 B．变小
C．变大 D．无法确定
(2)根据以上情况，可以初步确定飞轮重心P可能在图乙中( )
A．轴心正下方的某一位置 B．轴心正上方的某一位置
C．轴心右侧的某一位置 D．轴心左侧的某一位置
(3)有一飞轮的重心与轴心不重合，静止的飞轮在外力作用下，在竖直平面内绕轴心自由转动一圈后，不计摩擦阻力和空气阻力，飞轮自由转动第二圈时的动能( )
A．一直不变 B．先变大后变小
C．先变小后变大 D．无规律、无法判断
(4)工人在不影响飞轮转动情况下，在飞轮边缘上的某点E处，打磨去小部分金属块后，再用力推动飞轮，当观察到______时，说明飞轮的重心已调整到轴心上了。
(5)请在乙图中标出E的位置______。
21．为了有效阻断新型冠状病毒肺炎的传播，多地机场、车站安装了红外线测温仪，红外线在空气中的传播速度约为________km/s。与此同时，多地防疫站用洒水车在水平路面上喷洒消毒液，消毒车匀速行驶喷洒过程中，它的动能_______（选填“不变”、“变大”或“变小”），以司机为参照物，消毒车是______的（选填“运动”或“静止”）。喷洒过后，空气中就会弥漫消毒液的气味，这是_______现象。喷洒过的潮湿路面很快会变干，这是______（填物态变化的名称）现象。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．舰载机加速升空的过程中，质量不变，速度增加，高度增加，所以动能增加，重力势能增加，所以它的机械能增加，故A错误；
B．空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机的速度不变，质量增加，所以动能增加，故B错误；
C．舰载机的惯性只与它的质量有关，与速度无关，质量不变，则惯性不变，故C错误；
D．舰载机着舰时，在阻拦索的拉力的作用下，速度减小，所以改变了它的运动状态，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小，小球速度的大小是通过改变小球在斜面上的高度实现的，小球动能的大小是通过木块被推动移动的距离体现的。
故选B。
3．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。
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】
A．自行车运动员在爬坡过程中，质量不变，高度增加，因此重力势能增大；但速度大小不定，动能不一定减小，故A正确；
B．乙图中，火箭加速升空，动能增加，高度增加，重力势能增大，机械能增大，故B错误；
C．丙图中，跳水运动员加速下落过程中，速度越来越大，动能越大，重力势能转化为动能，故C正确；
D．丁图中，跳伞运动员在空中匀速降落，速度不变，故动能不变，故D错误；
6．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。
7．C
【详解】
A．惯性是物体的基本属性，其大小只与质量有关，与物体的高度无关，故A不符合题意；
B．物体的动能与物体的速度和质量有关，与物体的高度无关，故B不符合题意；
C．“高空抛物”说明物体一开始所处的高度很高，根据影响重力势能的因素可知，质量一定时，高度越高，物体的重力势能越大，在下落过程中将重力势能转化为动能就越多，危害就会越大，故C符合题意；
D．弹性势能与物体的弹性和弹性形变程度有关，与高度无关，故D不符合题意。
故选C。
8．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。
9．A
【详解】
AC．由图可知，足球落地后又弹起，越弹越低，但不计空气阻力，故可知，在足球落地与地面接触碰撞时，有部分能量损失掉，转化为内能。足球由A点落地后经过B、C点，因此A点的机械能大于B、C点的机械能，故A正确，C错误；
B．由B点到C点的过程中，没有与地面碰撞即没有能量损失，因此在B点的机械能等于C点的机械能，故B错误；
D．重力势能与物体的质量和高度有关，同一个足球质量相同，B点的高度大于D点，因此在B点的重力势能大于D点的重力势能，故D错误。
故选A。
10．B
【详解】
小丽和妈妈乘坐揽车匀速上升时，她们的质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度增大，重力势能增大。
故选B。
11．D
【详解】
A．空中加速上升的飞艇，质量不变，速度变大，动能变大，高度增高，重力势能变大，即飞艇的机械能增大，故A不符合题意；
B．空中水平匀速飞行的飞机，质量、速度和高度均不变，即动能不变，重力势能不变，故飞机的机械能也不变，故B不符合题意；
C．地面上蓄势待发的火箭，即火箭是静止的，动能和势能都不变，故火箭此时的机械能也不变，故C不符合题意；
D．高空中匀速下降的热气球，质量不变，速度不变，动能不变，高度降低，所以重力势能减小，故热气球的机械能减小；故D符合题意。
故选D。
12．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。
13． 撞击方向 小球 物体重力势能大小与高度有什么关系
【详解】
（1）若用一根细绳，小球的摆动方向会不稳定，利用如图两根细绳悬挂小球，便于控制小球的撞击方向，便于碰准木块；
（2）实验中小球一定，小球摆动的角度不同，撞击木块时的速度不同，木块移动的距离不同，所以本实验探究的问题是小球的动能大小与速度的关系；
（3）细绳与竖直方向成的θ角不同，则下落的高度不同，通过对木块做功的多少，可以判断小球重力势能的大小，所以该实验可以探究重力势能与高度的关系。
14． 不变 增大
【详解】
[1]跳伞运动员在空中匀速下落时，由于速度和质量不变，故其动能不变。
[2]扫地车在平直的路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，由于车的质量变大，速度不变，故扫地车的动能增大。
15． 减小 不变 大于
【详解】
[1][2]球从最高点到落地点的过程中，质量不变，高度减小，则重力势能减小；由于忽略空气阻力，则在下降过程中，重力势能转化为动能，又由于机械能等于动能与势能之和，则机械能不变。
[3]球在最高点时有水平速度，则动能大于零。
16． 动能 变大 变大
【详解】
[1]动能大小由物体的质量和速度两个因素决定，质量越大，速度越大，物体的动能就越大，开车上坡，车的质量不变，提高车速，则车的动能会增大。
[2][3]因清洁车沿街道匀速行驶，车的速度不变，在清扫垃圾过程中，车的质量增加，所以车的动能将变大；高度不变，重力势能变大。
17． 动 2.4×105Pa 3.6×105J
【详解】
(1)[1]因为影响动能的因素是质量和速度，所以要想限制电动自行车的动能，需要对电动自行车的质量及最高车速作出限制。
(2)[2]在水平面上压力等于重力即
F＝G＝mg＝(70kg+50kg)×10N/kg＝1200N
车轮对地面的压强
p＝＝2.4×105Pa
(3)[3]小明父亲骑行时，牵引力
F＝f＝0.05G＝0.05×1200N＝60N
他骑行20min的路程为
s＝vt＝18km/h×h＝6km＝6000m
骑行20min克服阻力做功为
W＝Fs＝60N×6000m＝3.6×105J
18． < 增大 减小
【详解】
（1）[1]由图可知，飞行员0-10s处于加速阶段，则此时飞行员受到的重力大于阻力；飞行员10-15s处于减速阶段，则此时飞行员受到的重力小于阻力；因飞行员重力不变，故飞行员0-10s受到的阻力f1小于10-15s受到的阻力f2。
（2）[2] 0-10s飞行员质量不变，速度增大，故飞行员动能增大。
[3] 0-10s飞行员的动能逐渐增大，重力势能减小，但降落过程中，需要克服空气阻力做功，故机械能总量减小。
（3）[4]第16s时飞行员匀速降落，此时重力等于阻力，作图如下
19． 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
20． B A C 每次推动飞轮后，飞轮边缘上的标记F可以停在任意位置
【详解】
(1)[1]当机器转速降低时，其质量不变、高度不变，重力势能不变，动能减小，故飞轮自身的机械能变小，故应该选B。
(2)[2]由于飞轮可在竖直平面内绕轴心自由转动，所以可将飞轮看作杠杆，所以如果重心在轴心的左侧或右侧时，杠杆不能平衡，仍会继续转动。只有重心在最低处且与轴心在同一竖直线上时，飞轮才能静止，所以重心应在轴心正下方的某个位置。故应该选A。
(3)[3]静止的飞轮在外力作用下绕轴心转动第二圈时，由于飞轮的重心与轴心不重合，此时转速变小；但同时轴受到很大的作用力，加速轴的磨损，当转速减小到一定时由开始变大，所以飞轮自由转动第二圈时的动能先变小后变大，故应该选C。
(4)[4]如果重心在轴心处，则停止时，飞轮可以停在任意位置，即F可能出现在任意位置。即每次推动飞轮后，当观察到飞轮边缘上的标记F可以停在任意位置，明飞轮的重心已调整到轴心上了。
(5)[5]重心在最低点时，飞轮才能静止，因此每次F都与转轴在同一水平面上，则说明重心应在轴心的正下方，如图所示
21． 3×105 变小 静止 扩散 汽化
【详解】
[1]红外线、紫外线、可见光的传播速度为
3×108m/s＝3×105km/s
[2]消毒车匀速前进喷洒过程中，速度不变，但质量变小，消毒车的动能变小。
[3]以司机为参照物，消毒车没有与司机之间发生位置的变化，消毒车是静止的。
[4]将消毒液喷洒在室外的楼道、走廊里，不一会儿室内也闻到了消毒水的气味，属于扩散现象，表明了消毒水分子在不停地做无规则运动。
[5]喷洒在地上的消毒液会吸收热量，从液态变成气态，属于汽化。
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