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．投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示。若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　）
A．在最高点b点时，铅球的重力势能最大，动能为零
B．在从a点到b点再到c点的过程中，铅球的动能先减小后增大
C．在从a点到b点的过程中，铅球的动能增大，重力势能减小
D．在从b点到c点的过程中，铅球的重力势能增大，动能减小
2．2021年6月17日，搭载着神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空。如图所示，火箭加速上升的过程中，它所运载的载人飞船（　　）
A．动能增大、重力势能减小
B．动能减小、重力势能增大
C．机械能减小、重力势能增大
D．机械能增大、动能增大
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．如图所示，将系在细线下的小球拉至A点由静止释放，小球将在A、C两点之间往复摆动，若忽略空气阻力，下列分析中正确的是（　　）
A．小球从A位置到B位置的过程中做减速运动
B．小球摆至C位置时，若一切外力消失，小球将保持静止
C．小球摆至B位置时，若一切外力消失，则小球斜向下抛出做曲线运动
D．小球摆至B位置时，若细线断裂，则小球将竖直下落
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．在2021年宝鸡市中考体育考试中，小宇同学进行了实心球测试。关于实心球运动的几个阶段，下列说法正确的是（　　）
A．小宇捡起实心球，并缓慢举高的过程中，实心球的重力势能增大
B．小宇将实心球用力投出后，实心球在空中运动过程中，实心球的机械能增大
C．小宇将实心球用力投出后，实心球在空中最高点时机械能最大
D．实心球落地后在水平地面上滚动一段距离停止，实心球在地面滚动阶段机械能不变
7．开学返校途中，好学的小强对路上看到的现象进行思考，其中分析正确的是（　　）
A．货车匀速上坡时，车辆机械能不守恒
B．小汽车在公路上匀速转弯时，车子受力平衡
C．大货车安装很多轮了，可以增大受力面积从而增加地面之间的摩擦
D．高速公路上车辆不能超速，是因为车辆超速后惯性变大不易停下
8．2021年10月16日，搭载着“神舟十三号”载人飞船的“长征二号F”遥十三运载火箭，在我国酒泉卫星发射中心发射成功，顺利将航天员翟志刚、王亚平和叶光富送入太空。火箭加速上升的过程中，关于“神舟十三号”载人飞船，下列说法正确的是（　　）
A．动能不变，重力势能增大
B．动能减小，重力势能增大
C．动能增大，机械能减小
D．重力势能增大，机械能增大
9．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
10．人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示），卫星在太空飞行过程中，不受到任何的阻力卫星从远地点向近地点运行过程中（　　）
A．机械能变小，动能不变，势能变小 B．机械能不变，动能变小，势能变大
C．机械能变大，动能变大，势能变大 D．机械能不变，动能变大，势能变小
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．在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有______；交通规则要求汽车不能超速行驶，是因为汽车质量一定时，其行驶速度越大，______（选填“动能”或“势能”）越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重。
14．如图为一辆正在匀速行驶工作的多功能雾炮车，它的动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”），水雾喷出后还能继续向前飞行一段距离，是因为水滴具有______，水雾喷出后一会儿就消失了，其中发生的物态变化是______，此过程需要______热。
15．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）。
16．在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了______，此时，能量的转化过程是______，分析图中两个圆斑大小，还能知道，球从较高处下落形成的圆斑是图中______（选填“A”或“B”），由此可间接知道：重力势能大小与______有关。
三、综合题
17．如图所示，单摆在竖直平面内左右摆动，滚摆在竖直平面内上下往复运动，请回答：
（1）从单摆的实验看，在A，B，C三点位置，哪个点的位置动能最大 ________________
（2）滚摆从最高处滚下来，_________能转化为______能
（3）小明通过查阅资料知道单摆的周期只与摆绳的长度l有关，那么单摆的周期公式最有可能的是下面的 ________________
A．T＝m B．T＝2π C．T＝l D．T＝2m2
18．如图所示，抛出的小球在空中经过A、B、C三点（没有画出B、C两点），表中记录了球经过这三点的部分信息。（忽略空气的作用力）
A B C
重力势能/J 0.4 0.4 ①
动能/J 0.8 未记录 1.0
（1）在图中，画出小球在A点的受力示意图。______
（2）在图中，用“●”描出B点小球所在的位置。______
（3）表格中，①的数据为______。
19．伽利略想象有一小球在没有空气阻力的情况下沿无摩擦轨道运动。
(1)伽利略认为，如图甲所示，如果从A点静止释放小球，小球最终一定能沿无阻力轨道到达与A相对地面高度相同的C点。请你利用能量守恒的观点，分析小球能到达C点的原因_____________；
(2)伽利略随后想象，无阻力轨道发生了改变。如图乙所示，BC斜面改为水平轨道。
①小球经过M点时的机械能_____（选填：大于、小于或等于）其在A点的机械能；
②请在丙图上大致画出小球在MN段运动的速度—时间图线__________；
(3)在现实当中，如图乙的小球运动时一定会受到阻力，小球在A到C点的机械能最大的是_______（填写位置字母）。
20．阅读下面材料，回答问题。
登陆火星
仰望星空，我们追梦不止……
2021年5月15日，我国发射的“祝融号”火星车登陆火星表面。
登陆一颗陌生的星球，大体分为“绕”、“着”、“巡”三步。
“绕”：探测器经过漫长的旅程，实现对登陆星球的环绕飞行。
“着”：探测器着陆星球表面的过程。
“巡”：探测器到达星球表面后，放出巡视车，完成对星球表面的拍摄及土壤分析等工作。
其中最困难的一步就是“着”，这个过程中要使探测器的速度在短短的几分钟内降至零，通常要先后经历“气动减速”、“降落伞减速”、“动力减速”三个阶段。
火星是太阳系中与地球最相似的行星，表面有大气层，温度适宜，火星表面引力为地球表面引力的38%。
　　
（1）探测器环绕火星运动的轨道是一个椭圆，如图所示。当探测器运行到“近火点”时，它的势能______（选填“最大”或“最小”）；
（2）若着陆过程中只利用火星大气的阻力对探测器进行气动减速，探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大，探测器沿直线下落，且它距离火星表面足够高，可以推断：火星探测器着陆火星前的运动状态一定是______；
（3）利用降落伞减速时，若开伞的瞬间，探测器受到的向上的力大于它的重力，可以推断：开伞的瞬间探测器会______（选填“向上”或“向下”）运动；
（4）“祝融号”火星车的太阳能电池板表面有一层钛、硅材料微结构膜，这层膜表面的微观结构与莲叶表面的结构类似，能够令火星的沙尘与太阳能电池板表面之间存在一层空气，可以极大减小火星尘埃与太阳能电池板表面的摩擦力，从而大大减少火星沙尘附着的可能性。请列举一个与上述减小摩擦力方法相同的实例：______；
（5）小明在地球上最多可以举起质量为38kg的杠铃，可以推断：若在火星表面，他最多可以举起______kg的杠铃。
21．中国标准动车组“复兴号”的速度可达350km/h。比普通列车的速度大很多。如图是动车组进站时的情景。请回答：
(1)铁轨为什么要铺在枕木上？
(2)动车组进站时机械能的大小是怎样变化的？
(3)当列车驶过时，人必须站在安全线外候车，如果让你设计，动车组站台上的安全线到站台边缘的距离与普通列车站台上的安全线到站台边缘的距离相比，应大一些还是小一些？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．在最高点b点时，铅球的质量不变，高度最高，重力势能最大，铅球的速度不为0，动能不为零，故A错误；
B．在从a点到b点再到c点的过程中，铅球的质量不变，速度先变小后变小，动能先减小后增大，故B正确；
C．在从a点到b点的过程中，铅球的质量不变，速度变小，动能减小，高度变大，重力势能增大，故C错误；
D．在从b点到c点的过程中，铅球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能增大，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】
火箭加速上升阶段，飞船质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大；飞船上升时没有发生弹性形变，不具有弹性势能；由于机械能是动能与重力势能的总和，故机械能增大，故D正确。
故选D。
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】
A．小球从A到B处于运动状态，重力势能转化为动能，所以小球的速度增大，此时小球做加速运动，故A错误；
B．C位置小球的速度为0，若一切外力消失，小球由于惯性会保持原来的运动状态，小球将静止在C位置，故B正确；
C．小球摆至B位置时，若一切外力消失，小球有向右的速度，将沿水平方向向右运动，故C错误；
D．小球摆至B位置时，若细线断裂，小球有向右的速度，受竖直向下的重力，所以小球向下抛出做曲线运动，故D错误。
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．重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大，因此小宇缓慢举起实心球的过程中质量不变但高度越来越高，所以重力势能增大，故A正确；
BC．小宇将实心球用力投出后，实心球在空中运动过程中，若考虑空气阻力，因有一部分机械能转化为内能，机械能会减小；若不考虑空气阻力，机械能在空中任意位置都将保持不变，故BC错误；
D．实心球落地后在水平地面上滚动的过程中，由于克服与地面的摩擦而做功，有一部分机械能转化为内能，因此机械能将越来越小，直到减小为零，停止运动，故D错误。
故选A。
【点睛】
7．A
【详解】
A．货车匀速上坡时，速度、质量不变，高度增加，所以动能不变，重力势能变大，车辆机械能变大，故A正确；
B．小汽车在公路上匀速转弯时，运动的方向发生了变化，运动状态发生了改变，受非平衡力作用，故B错误；
C．摩擦力的大小与接触面积大小无关，增加轮胎数目是为了增大受力面积，在压力一定时，减小对路面的压强，故C错误；
D．高速公路上车辆不能超速，是因为质量一定时，速度越快，动能越大，停下来越困难，惯性大小只与质量有关，与速度无关，故D错误。
故选A。
8．D
【详解】
火箭加速上升的过程中，“神舟十三号”载人飞船的质量不变，速度增大，动能增大；质量不变，高度增大，重力势能增大，机械能为势能和动能的总和，所以机械能增大，故ABC错误，故ABC错误，D正确。
故选D。
9．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。
10．D
【详解】
卫星在运行过程中质量不变，卫星在近地点和地球的相对距离最小，速度最大，近地点势能最小，动能最大；卫星在远地点和地球的相对距离最大，速度最小，远地点的势能最大，动能最小；卫星从远地点向近地点运行过程中，势能变小，动能变大。由于不计阻力，机械能是守恒的，保持不变，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
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．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． 惯性 动能
【详解】
[1]在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有保持原来运动状态的性质，即惯性，一切物体都有惯性。
[2]动能的大小与物体的质量和速度有关，质量、速度越大，动能越大；汽车质量一定时，其行驶速度越大，动能越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重，因此交通规则要求汽车不能超速行驶。
14． 减小 惯性 汽化 吸
【详解】
[1]水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水，速度不变，质量减小，所以动能减小。
[2]水雾喷出后继续向前飞行，是因为水滴喷出那一瞬间是向前运动的，而水滴由于具有惯性，所以水滴还保持原来的运动，继续向前飞行一段距离。
[3][4]水雾喷出后一会儿就消失了，是由于水吸热后汽化变为水蒸气了。
15． 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。
16． 弹性形变 动能转化为弹性势能 B 高度
【详解】
[1][2]使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑，说明皮球下落到纸面上时形状发生了变化，即发生弹性形变；此过程中，皮球的动能转化为弹性势能。
[3][4]分析图中两个圆斑大小可看出，圆环大的球形变程度较大，所具有的弹性势能大，落地时的动能较大，初始状态重力势能大，即其所处的高度大，故选填B；由此可间接知道：重力势能大小与高度有关。
17． B 重力势 动 B
【详解】
（1）[1]由图可知，B的位置最低，重力势能最小，速度最大，则此时的动能最大。
（2）[2][3]滚摆下降的过程中，所处高度减小，重力势能减小，但速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。
（3）[4]由于单摆的周期只与摆绳的长度有关，ACD说明周期还与质量m有关，不符合题意，只有B符合题意。
18． 0.2
【详解】
（1）[1]小球只受自身的重力，重力的方向竖直向下，如下图所示：
（2）[2]在质量不变的条件下，重力势能大小取决于物体高度的大小，B点和A点相比，重力势能不变，质量不变，则小球高度不变，如下图所示：
（3）[3]因忽略空气的作用，故机械能守恒，机械能包括动能和重力势能，机械能不变，A点处的机械能为
故C点处的重力势能为
19． 见解析 等于 A
【详解】
(1)[1]小球从A点静止释放，在从A到B的运动过程中，速度从零变大到一定值，动能也从零变大到一定值，由于没有阻力做功，重力势能的减小量等于动能的变化量；而从B到C的过程中，速度从一定值变为零，动能也从一定值变为零，也没有阻力做功，动能的变化量等于重力势能的增加量；前后两次动能的变化量相同，那么重力势能的减小量等于重力势能的增加量，而整个过程小球质量不变，那么小球变化的高度相同，所以小球最终一定能沿无阻力轨道到达与A相对地面高度相同的C点。
(2)[2]由题意可知，不计空气阻力，轨道也没有阻力，小球从A点到M点，机械能是守恒的，即小球经过M点时的机械能等于其在A点的机械能。
[3]不计空气阻力，轨道也没有阻力，小球在MN段运动的速度大小不变，即做匀速直线运动，如下图所示。
(3)[4]小球在A到C点的过程中要克服阻力做功，一部分机械能会转化为内能，所以在这个过程中机械能是不断减小的，机械能最大的是A点。
20． 最小 匀速直线运动 向下 气垫船 100
【详解】
（1）[1]当探测器运行到“近火点”时，距离火星最近，它的势能最小。
（2）[2]探测器距离火星表面足够高，沿直线下落，重力势能转化为动能和内能，速度越来越快，探测器受到的大气阻力大小随探测器速度的增大而增大，则大气阻力越来越大，当阻力等于火星重力时，探测器受平衡力作用，作匀速直线运动。
（3）[3]利用降落伞减速时，若开伞的瞬间，探测器受到的向上的力大于它的重力，由于惯性，探测器仍保持向下运动。
（4）[4]气垫船是利用高压空气在船底和水面（或地面）间形成气垫，使船体全部或部分垫升，从而大大减小船体航行时的阻力，实现高速航行的船。
（5）[5]火星表面引力为地球表面引力的38%，小明在地球上举起物体的重力与火星上物体的重力相同，则
解得
m=100kg
21．(1)增大受力面积，减小压强；(2)减小；(3)大一些
【详解】
(1)列车从铁轨上行驶，对路基的压力一定，铁轨铺到枕木上，增大了路基的受力面积，减小了压强，从而达到保护路基的目的。
(2)动车组进站时质量不变，速度减小，动能减小；势能不变，机械能为动能和势能的总和，所以机械能减小。
(3)大一些，这是因为动车组进站时，列车速度较大，列车附近的空气流速较大，压强较小。而相对远些的地方空气流速相对较小，压强大，所以人靠近车体或在安全线内，很容易被外侧较大的压强压向列车，发生危险。故对于速度快的动车组来说，所设计的安全线应该距离更大一些才安全。
答案第1页，共2页
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