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．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 点运动过程的说法，正确的是（　　）
A．整个过程中小石块重力势能的减小量等于它动能的增加量
B．从 A 点下落到 B 点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用
C．从 B 点下落到 C 点的过程中，小石块的速度先增大后减小
D．小石块在 C 点时，受到平衡力的作用
2．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
3．将皮球从离地某一高度O点水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
B．皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等
C．皮球第一次反弹后达到最高点P点时动能为零
D．若将皮球涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑
4．如图所示，“复兴号”列车在平直路段上加速行驶的过程中，它的
A．动能增大 B．动能减小
C．重力势能增大 D．重力势能减小
5．如图所示，将一支内部有弹簧的圆珠笔按压在桌面上，松开手会发现圆珠笔向上跳起，圆珠笔从松手上升至最高点过程中，能量转化正确的是（　　）
A．动能→重力势能→弹性势能
B．弹性势能→重力势能→动能
C．动能→弹性势能→重力势能
D．弹性势能→动能→重力势能
6．位于潮州韩江大桥桥头的腾瑞中心大厦，如图，高度为186米，它是目前粤东第一高楼，是潮州韩东新城新的标志性建筑。周末，小丽想到大厦的楼顶拍摄潮州市区的全景，当她乘坐的电梯匀速上升时，下列描述正确的是（　　）
A．动能减小，重力势能减小 B．动能不变，重力势能减小
C．动能不变，重力势能增大 D．动能增大，重力势能不变
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．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
9．为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略，我国计划发射十八颗通信卫星，为沿线国家提供服务。如图所示，当卫星从近地点向远地点运动时，它的（　　）
A．重力势能减小 B．速度增大
C．机械能增大 D．动能转化为重力势能
10．如图所示，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．下降过程中的动能转化为重力势能
C．到达最高点的重力势能最大 D．上升过程中的重力势能转化为动能
11．2021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
12．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
二、填空题
13．在“探究影响滑动摩擦力大小因素”实验时，小明用弹簧测力计拉木块在水平桌面上做匀速直线运动，测力计示数如图所示，则木块所受摩擦力为 ___________N；当拉力增大到3N时，木块所受摩擦力为 ___________N；木块的动能 ___________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
14．2017国际滑联短道速滑世界杯上海站比赛受到市民的热情关注。运动员用力蹬地后便能加速向前，这是因为力的作用是______，此过程中，运动员的动能______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
15．人造地球卫星从近地点向远地点运动时，它的势能 ______，动能就会 ______。（选填“增大”“减小”）
16．2021年12月28日宁扬城际铁路正式开工，建成后将极大方便两市居民的出行。如图是某地下车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度，从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将______能转化为______能储存起来，此过程中机械能总量______。
三、综合题
17．请阅读《火箭发射时的降温方法》并回答问题。
火箭发射时的降温方法
火箭是如何发射的呢？火箭发动机点火以后，推进剂（液体的或固体的燃料和氧化剂）在发动机燃烧室里燃烧，产生大量高温、高压气体；这些气体从发动机喷管高速喷出，对火箭产生的反作用力，使火箭沿气体喷射的反方向前进。推进剂的化学能在发动机内转化为燃气的动能，形成高速气流喷出，产生对火箭的推力。
在火箭发射时，我们可以看到在发射塔下会升起一团团巨大的“白雾”，如图所示。这些“白雾”是什么？又是怎么产生的呢？
火箭点火起飞时，箭体尾部喷出的燃气几乎“直击”发射平台，使得发射平台瞬间接近3000℃，足以熔化绝大多数金属和非金属材料，即便火箭发射平台由特殊材料制成，表面有防热涂层，也很难承受如此高的温度。
怎么解决这个问题呢？原来，在火箭发射塔的底部有一个导流槽，槽内装有水。
这些水对火箭的发射起着重要的作用。导流槽的作用就是将燃气迅速地导向远离试车台的地方，防止火焰、烟尘及碎片反射回来冲击试验台，毁坏发动机和设备。
现在，国际上先进的降温方法是喷水降温。北京航天发射技术研究所“大流量喷水降温降噪系统”技术负责人介绍：“在火箭飞到5米高以后向箭体尾部火焰中心喷水，两级喷水设施各喷20余秒，完成400吨的喷水量”。因此，新一代运载火箭的发射塔，为此要“顶”一个能容纳600吨的水箱，装好自来水备用。技术负责人介绍：“400吨水中，有30%的水会变成气体到大气中，60%的水则通过导流槽流走，发射平台核心区降温幅度在1000℃左右”。此外，该系统还有良好的降低噪音效果。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)火箭点火加速升空过程中，燃料的化学能转化为火箭的机械能，使火箭的机械能______；（选填“增加”或“减小”）
(2)火箭发射时，在下面看到的一团一团的“白雾”主要是______；（选填“水蒸气”或“小水滴”）
(3)水变成气体到大气中，这个物态变化过程是______，这个过程需要______热量（选填“吸收”或“放出”）。
18．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。
19．随着智能科技的发展，深圳、武汉、郑州等许多城市对无人驾驶汽车都进行了试点运行；如图所示是一款纯电动无人驾驶小型公交车，空车质量为6×103kg，它依靠激光雷达、摄像头以及5G网络等设备来实现自动驾驶；
（1）当空车沿上坡路段匀速行驶时，汽车的动能 ______，机械能 ______；（均选填“变大”“变小”或“不变”）
（2）空车停在水平路面上时，轮胎与地面的总接触面积为0.4m2，则车对地面的压强为多少？（g=10N/kg）______
（3）已知空车行驶时牵引力的功率为30kW，测试道路长1.5km，空车匀速走完全程用时5min，则空车走完全程做的功是多少？所受阻力为多少？______
20．如图是我国自主研发的战略重型运输机“运20”，可在复杂气象条件下，执行长距离航空运输任务。该飞机最大起飞重量为210吨，有14个轮子，每个轮子与地面的接触面积约为0.2m 。（g取10N/kg）
（1）飞机降落到地面，关闭发动机后，在水平地面减速滑行的过程中，飞机的机械能 ______、重力势能 ______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；
（2）在某次训练中，飞机在5h内飞行了3650km，则飞行速度是 ______km/h；
（3）该飞机满载时，静止在水平跑道上对地面的压强是 ______Pa；
（4）飞机为什么能获得升力而飞上蓝天？请你运用学过的物理知识加以简单解释。 ______。
21．体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK=mv2，重力势能大小Ep=mgh不计空气阻力，g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达至的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是______；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角之间满足公式，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是______ ；
（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是______m。（小数点后保留2位数字）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A. 整个过程中小石块重力势能的减小量等于它的动能和橡皮筋的弹性势能的增加量，故A错；
B. 从 A 点下落到 B 点的过程中，橡皮筋处于自然伸长状态对小石块没有弹力的作用，小石块只受到重力作用，故B错；
C. 从 B 点下落到 C 点的过程中，橡皮筋伸长量越来越大对小石块的竖直向上拉力越来越大，小石块受的合力先减小后增大且合力方向与运动方向先相同后相反，由力于运动的关系可知小石块的速度先增大后减小，故C正确；
D. 小石块在 C 点时，橡皮筋对小石块拉力大于小石块受的重力，小石块受到非平衡力的作用，故D错。
故选C。
2．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。
3．A
【详解】
根据小球位置的变化可知，小球在碰撞及与空气摩擦的过程中机械能正在减小，即后面每个位置的机械能都要小于前一个位置。
A．由于D点位置在C点后面，所以皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能，故A正确；
B．由B点位置在A点之后，B点的机械能小于A点，皮球经过同一高度的A、B两点时重力势能相同，机械能等于动能与势能的总和，所以B点的动能小于A点，故B错误；
C．球的运动方向是斜向右上方的，小球到达最高点时竖直方向的速度为0，但水平向右的速度不为0，所以动能不为0，故C错误；
D．由于N点位置在M点后面，则N点的机械能小于M点，两点的高度相同，重力势能相同，所以N点的动能小于M点的动能，N点时形变小于M点，留下两个黑色的圆斑大小不相等，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】
AB．影响动能的因素是质量和速度，列车的质量不变，但速度增大，所以动能增大，故A正确，符合题意，B错误，不符合题意；
CD．影响势能的因素是质量和高度，而列车的质量和高度都没有发生改变，所以势能不变，故CD错误，不符合题意。
故选A。
5．D
【详解】
将圆珠笔按压在桌面上时，圆珠笔内的弹簧被压缩，具有弹性势能，松开手后，弹簧要恢复原来的形状，弹性势能减小，圆珠笔具有了速度，弹性势能转化为动能，圆珠笔在上升的过程中，速度越来越小，高度越来越高，动能转化为重力势能，所以整个过程的能量转化是弹性势能转化为动能，再转化为重力势能。
故选D。
6．C
【详解】
小丽乘坐的电梯匀速上升时，速度不变，则动能不变，高度增加，则重力势能增加，机械能为动能与重力势能之和，则机械能增加，故ABD错误， C正确。
故选C。
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】
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。
9．D
【详解】
ABD．当卫星从近地点向远地点运动时，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故D符合题意，AB不符合题意；
C．在太空中卫星运动时不受阻力的作用，所以此过程中机械能守恒，故C不符合题意。
故选D。
10．C
【详解】
A．人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；
B．下降过程中高度逐渐减小，速度逐渐增大，重力势能转化为动能，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，速度减小，动能转化为重力势能，故D错误。
故选C。
11．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。
12．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。
13． 2.6 2.6 增大
【详解】
[1]由图可知，该测力计的每一个大格是1N，每一个小格是0.2N，弹簧测力计的示数为2.6N。小明用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动，木块在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件可知，拉力大小等于摩擦力的大小，故木块所受的滑动摩擦力大小为2.6N。
[2]当拉力增大到3N后，因为木块对桌面的压力大小仍等于重力，没有变化，而且接触面的粗糙程度也不变，所以摩擦力大小不变，仍为2.6N。
[3]拉力增大后，由于拉力大于摩擦力，木块将做加速运动，木块的速度增大，质量不变，木块的动能增大。
14． 相互的 增大
【详解】
[1]运动员用力蹬地时，脚给地面一个向后的力，由于物体间力的作用是相互的，运动员受到地面向前的推力，运动员便能加速向前运动。
[2]在此过程中，运动员的质量不变，速度变大，动能变大。
15． 增大 减小
【详解】
[1][2]当卫星从近地点向远地点运动过程中，没有空气阻力，机械能守恒；卫星的高度增大，质量不变，重力势能增大，由于机械能不变，则动能减小。
16． 动 重力势 减少
【详解】
[1][2][3]列车无动力滑行进站时，速度减小，最终停止，列车的动能减小；同时列车的位置升高，将列车的动能转化为重力势能；在此过程中由于列车和轨道摩擦，一部分机械能转化为内能，因此机械能总量减少。
17． 增加 小水滴 汽化 吸收
【详解】
(1)[1]火箭加速上升过程时，需要更多的内能转化为火箭的机械能，燃气的内能是靠燃料燃烧后放出，即燃料燃烧时化学能转化为内能。从而向后喷出气流使自身受力前进，最终使火箭的机械能增加。
(2) [2]“白雾”是由水蒸气遇冷液化形成的小水滴。
(3) [3][4]水变成气体到大气中，由液态到气态，这个物态变化过程是汽化，汽化需要吸收热量。
18． 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
19． 不变 变大 1.5×105Pa 6×103N
【详解】
解：（1）[1][2]当空车沿上坡路段匀速行驶时，汽车的质量不变，速度不变，高度变高，所以汽车的动能不变，重力势能变大，机械能变大。
（2）[3]空车对水平路面的压力等于其自身的重力，即
F=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N
空车对水平路面的压强
（3）[4]空车走完全程做的功
W=Pt=30×1000W×5×60s=9×106J
空车匀速走完全程，汽车受到的阻力等于牵引力
答：（1）当空车沿上坡路段匀速行驶时，汽车的动能不变，机械能变大；
（2）车对地面的压强为1.5×105Pa；
（3）汽车受到的阻力为6×103N。
20． 减小 不变 730 7.5×105 见详解
【详解】
（1）[1][2]机械能包括动能和重力势能，动能和质量、速度有关，物体的质量越大，速度越大，动能越大，重力势能和质量和被举高的高度有关，质量越大，被举高的高度越高，重力势能越大，飞机降落到地面，关闭发动机后，在水平地面减速滑行的过程中，飞机的质量不变，高度不变，速度减小，所以飞机的动能减小，重力势能不变，机械能减小。
（2）[3]飞机在5h内飞行了3650km，则飞行速度是
（3）[4]该飞机满载时的重力为
飞机对地面的压力等于飞机的重力，则飞机静止在水平跑道上对地面的压强是
（4）[5]飞机的机翼通常都做成上面凸起，下面平直的形状，这样当飞机起飞时，流过机翼上方的空气流速大，压强小，流过机翼下方的空气流速小，压强大。机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力。
21． 40 3.33
【详解】
（1）[1]不计空气阻力，那么机械能守恒，在最低处所具有的机械能为120J，在最高点处的机械能仍然为120J，则此时具有的重力势能为
故最高点的动能为
（2）[2] 足球的射程是
（3）[3] 若足球在地面以10m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，则水平速度为10m/s，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，水平面的速度仍为10m/s，则速度的大小为m/s ，则此时的动能为
在水平地面时，机械能为
故此时的重力势能为
此时足球距地面的高度是
足球距地面的高度是。
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