苏科版九年级上册12.1动能势能机械能 同步练习（有解析）

苏科版九年级上册 12.1 动能 势能 机械能
一、单选题
1．下列物体具有动能的是（　　）
A．悬挂在天花板上的吊灯 B．静止在山顶上的大石头
C．飞行的飞机 D．拉开的弹弓
2．2014年8月南京成功举办了“青奥会”，如图四项运动包含了一些物理知识，下列描述错误的是（　　）
A．跳水运动员在空中下落的过程中，既有动能也有重力势能
B．足球运动员脚对球的作用力和球对脚的作用力是一对相互作用力
C．举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力相互平衡
D．篮球运动员抛出的篮球在撞击篮板过程中，发生了弹性形变，具有弹性势能
3．体育课上，同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时，铅球的（ ）
A．重力势能变大，速度变小 B．重力势能变小，速度变小
C．重力势能变大，速度变大 D．重力势能变小，速度变大
4．如图，弹簧下端悬挂一个实心小球，用手托住小球，小球静止在A点，此时弹簧处于自然长度。释放小球，小球向下运动到最低点B（不超过弹簧弹性限度），小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球的重力势能--直在减少，动能一直在增加
B．小球减少的重力势能全部转化为动能
C．弹簧的弹性势能不断增大
D．小球运动到B点时，重力势能最小，动能最大
5．在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，中国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌。现将运动轨迹简化如图所示，若不考虑能量损失，她的运动轨迹最符合实际的是（　　）
A．a B．b C．c D．d
6．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
7．体育测试立定跳远时的动作分解如图，在此过程中运动员（　　）
A．上升时，动能减小，势能减小 B．上升时，动能增大，势能增大
C．下落时，势能增大，动能减小 D．下落时，势能减小，动能增大
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．在东京奥运会女子蹦床决赛中，中国选手朱雪莹获得金牌，如图是朱雪莹比赛时的场景，下列说法正确的是（　　）
A．朱雪莹从高处下落过程中，她的机械能变大
B．朱雪莹从高处下落到接触蹦床前，她的重力势能转化为动能
C．朱雪莹在蹦床上下落到最低点时蹦床具有的弹性势能最小
D．朱雪莹弹离蹦床后，在上升的过程中，弹性势能转化为动能
10．体育课上小明同学进行传接篮球训练，他将球斜向上抛出，球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则篮球在（　　）
A．a、c两点的动能相等 B．a点的机械能比d点机械能大
C．a点动能比d点动能大 D．b点的动能最大
11．如图所示，木块以一定的速度滑过AB点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h，则木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是（　　）
A．D点与C点相比，机械能增大
B．B点的动能一定大于A点的动能
C．B点的动能可能等于D点的动能
D．A点到B点减少的重力势能小于C点到D点减少的重力势能
12．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
二、填空题
13．如图，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。
（1）实验中，小球动能大小是通过___________来比较的。
（2）甲、丙两次实验让小球从同一高度滚下的目的是控制其到达斜面底端的速度相同。
（3）分析比较___________两次实验，可初步得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
14．救灾飞机到达救灾现场上空后匀速水平飞行的同时，将救灾物资投下的过程中，飞机的动能 _____，重力势能_____，机械能 _____。（填“增大”、“减小”或“不变”）
15．如图是我国歼8飞机正在空中加油，此时的航速恒定为125米/秒，加油过程中两机保持相对静止并在水平直线上飞行，则加油过程中，歼8飞机的动能______，加油机的重力势能______，加油机的机械能______。（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
16．2021年4月24日是第六个中国航天日，也是“东方红一号”卫星发射51周年。卫星发射经加速后，在某一时间内匀速上升的过程中其机械能______。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
三、综合题
17．阅读材料，回答问题。
悬在城市上空的痛
随着新农村建设的开展，很多居民住进了宽敞明亮的楼房。生活越来越舒适的同时，一种“高空抛物”现象时有发生。高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，这是一种不文明的行为，而且会带来很大的社会危害。一天下午，陈某出门忘记了带钥匙，其妻从6楼将一串钥匙抛下，不小心砸到陈某头部造成重伤。
通过物理计算可知：一个50g的鸡蛋从6楼抛下来其具有的能量就可以砸破行人的头骨，从12楼抛下可使人当场死亡
《民法通则》第126条也有规定，建筑物或者其他设施以及建筑物上的搁置物、悬挂物发生倒塌、脱落、坠落造成他人损害的，它的所有人或者管理人应当承担民事责任。
（1）重力势能大小与_______、_______有关。
（2）重物在下落过程中将_______能转化为_______能。
（3）请列举一种生活中有可能造成“高空抛物”伤害的现象_______。
18．阅读下面的短文。
满载游客的过山车，在机械的带动下向着轨道的最高端攀行……忽然，它像一匹脱缰的野马，从轨道的最高端飞驰而下!它又如一条蛟龙，时而上下翻腾，时而左摇右摆，时而驰上高高耸立着的大回环顶端……
仿照示例，指出短文中包含的任意两种物理过程（示例除外），并说明能的转化情况。
【示例】机械将过山车拉向最高端对过山车做功使它的重力势能增加
（1）______。
（2）______。
19．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。
20．阅读短文，回答问题。
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（g取10N/kg）：
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 米/秒 正常起飞推力
最大速度 马赫 应急起飞最大推力
（1）歼15空载正常起飞时，从启动到离开飞行甲板的过程中，飞机的动能_______、重力势能_______，该过程中飞机发动机推力所做的功为_______ J。
（2）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_______。
（3）若你是航母设计师，请你对国产航母提出一条改进意见：_______。
21．立定跳远是体育测试项目之一，如图所示是某个同学立定跳远的情景图。
(1)请你说明该同学在腾起和下落过程中动能和重力势能是如何转化的？
(2)由于存在空气阻力，该同学在空中运动过程中，机械能大小有何变化？
(3)此项运动中涉及许多物理知识，示例：运动员腾起后最终会落地，原因是受到重力作用。请你根据示例，再列举一条此项运动中涉及到的其他相关物理知识。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．悬挂在天花板上的吊灯处于静止状态，不具有动能，故A不符合题意；
B．静止在山顶上的大石头处于静止状态，不具有动能，故B不符合题意；
C．飞行的飞机处于运动状态，具有动能，故C符合题意；
D．拉开的弹弓具有弹性势能，故D不符合题意。
故选C。
2．C
【详解】
A．跳水运动员在空中下落的过程中，由于运动具有动能，由于在空中而具有重力势能，故A正确，不符合题意；
B．足球运动员对球的作用力和球对运动员的力是一对相互作用力，故B正确，不符合题意；
C．举重运动员将杠铃举在空中静止时，他受到的重力和地面对他的支持力不相互平衡，因为他受到的重力加上杠铃重力在大小上才等于地面对他的支持力，故C错误，符合题意；
D．篮球运动员抛出的篮球在撞击篮板过程中，发生了弹性形变，具有弹性势能，故D正确，不符合题意。
故选C。
3．D
【详解】
铅球在空中下落时，其高度降低、速度不断增大，所以它的重力势能减小，动能增大，重力势能不断向动能转化。
故选D。
4．C
【详解】
A．小球高度下降，故小球的重力势能一直减小，小球受重力和弹力作用，在开始阶段时，重力大于弹力物体将一直加速，当弹力等于重力后物体开始减速，故小球的动能先增大后减小，故A错误；
B．弹簧的形变量增大，小球减少的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，故B错误；
C．弹簧的形变量一直增大，弹簧的弹性势能不断增大，故C正确；
D．小球运动到B点时，高度最小，重力势能最小，速度为0，动能为0，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
谷爱凌从50m高的跳台A处由静止出发，从轨道B处飞出，由于惯性，物体保持原来运动状态不变，运动方向沿轨道向上，则d轨迹不符合实际；A处物体由静止开始下滑，在A处物体具有重力势能，没有动能，若运动到右侧等高的位置，物体还有向右运动的速度，则此时物体的机械能大于A处的机械能，而题中不考虑运动过程中的能量损失，整个运动过程机械能守恒，则物体运动到右端的高度要比A点的低。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6．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。
7．D
【详解】
运动员上升时，质量不变，速度变小，高度变大，故动能减小，势能增大；运动员下落时，质量不变，速度变大，高度变小，故动能增大，势能减小。
故选D。
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．B
【详解】
A．朱雪莹从高处下落过程中，由于存在空气的阻力，克服阻力做功，机械能转化为内能，她的机械能变小，故A错误；
B．朱雪莹从高处下落到接触蹦床前，她的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故B正确；
C．朱雪莹在蹦床上下落到最低点时，蹦床的形变程度最大，具有的弹性势能最大，故C错误；
D．朱雪莹弹离蹦床后，在上升的过程中，蹦床的弹性势能变为0，是动能转化为重力势能，故D错误。
故选B。
10．A
【详解】
AB．不计空气阻力，机械能守恒，a、c两点高度相同，重力势能相同，动能相同，故A符合题意，B不符合题意；
C．a比d高，a重力势能大，机械能守恒，所以d动能大，故C不符合题意；
D．b点最高，重力势能最大，动能最小，故D不符合题意。
故选A。
11．C
【详解】
A．木块从C点到D点由于与空气存在摩擦，机械能转化为内能，所以机械能减小，故A错误；
B．木块以一定的速度滑过AB点，若AB是粗糙的，木块可能进行匀速直线运动，B点的动能可能等于A点的动能，故B错误；
C．若BC段粗糙或受到空气阻力作用，B的速度一定大于C的速度，但是在木块从C到D运动过程中，木块的重力势能可能转化为动能，可能使木块在D点的动能等于在B点的动能，故C正确；
D．A和B、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能，故D错误。
故选C。
12．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。
13． 小球推动木块的距离 甲、乙
【详解】
（1）[1]实验中利用了转换法来进行探究活动，小球能够做功是观察小球推动小木块运动距离的远近来体现小球具有动能的大小。
（3）[2]甲、乙两次实验为质量相同的小球，甲图中球的高度为2h，乙图中球的高度为h，甲图中球到达水平面的速度比乙图中球快，甲图中小球推动小木块运动距离比乙图中小球推动小木块运动距离远，可初步得出结论：质量相同的物体，速度越大，动能越大。
14． 减小 减小 减小
【详解】
[1]因物体的质量越大，速度越大，其具有的动能越大。飞机在空中沿水平方向匀速飞行，同时往地面投放救灾物资，飞行过程中，质量不断减小，速度不变，故飞机动能减小。
[2]因物体质量越大，位置高度越高，其具有的重力势能越大。飞机在空中沿水平方向匀速飞行，同时往地面投放救灾物资，飞行过程中，质量不断减小，高度不变，故飞机具有的重力势能减小。
[3]物体的动能与势能的总和称为机械能。由[1][2]知飞机的动能和重力势能都减小，故飞机的机械能减小。
15． 增大 减小 减小
【详解】
[1]由题知，加油过程中两机在水平直线上匀速飞行,歼8飞机的速度不变，质量增大，所以歼8飞机的动能增大。
[2][3]由于加油机给歼8飞机输送油料，所以加油机的质量减小，其飞行速度和高度不变，所以加油机的动能、重力势能均减小，则机械能减小。
16．变大
【详解】
[1]卫星匀速上升过程中，质量不变，速度不变，高度增加，所以动能不变、由于高度的增大使得重力势能增大，不考虑弹性势能的情况下，机械能为动能与重力势能二者之和，故其机械能增大。
17． 质量 高度 重力势 动能 见详解
【详解】
（1）[1][2]重力势能与质量和物体被举高的高度都有关，物体的质量越大、高度越高，重力势能越大。
（2）[3][4]在下落过程中，质量不变，高度降低，势能减小，同时速度变大，动能增大，重力势能转化为动能。
（3）[5]从较高的楼层扔垃圾，砸伤路人。
18． 过山车从轨道的最高端飞驰而下，将重力势能转化为动能 过山车驰上高高耸立着的大回环顶端，将动能转化为重力势能
【详解】
（1）[1]过山车从轨道的最高端飞驰而下，此过程过山车的高度降低、速度增大，重力势能减小、动能增大，将重力势能转化为动能。
（2）[2]过山车驰上高高耸立着的大回环顶端，此过程过山车的速度减小、高度增加，动能减小、重力势能增大，将动能转化为重力势能。
19． 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。
20． 增大 增大 2.4696×107 防止起飞过程中飞机的底部碰到起飞甲板（或舰载机能在较短的距离内获得较大的升力便于起飞） 将常规动力换成核动力或者变滑跃式起飞为电磁弹式起飞等
【详解】
(1)[1][2][3]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，该过程中飞机发动机推力所做的功
W=Fs=2×117600N×105m=2.4696×107J
(2)[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°，这样设计防止起飞过程中飞机的底部碰到起飞甲板(或者可以在相同时间内，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：流速越大，压强越小可知，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)。
(3)[5]由题意可知，“山东舰”的燃料储备量大，且每天以20节航速航行时的消耗量非常大，不利于航母的续航，为了提高航母的续航能力能源可以改为核动力。
21．(1)该同学在腾起的过程中，动能转化为重力势能；他在下落过程中，重力势能转化为动能；(2)该同学在空中运动过程中，机械能会减小；(3)物理知识：同学在空中做曲线运动，原因是力可以改变物体的运动状态。
【详解】
(1)腾起过程：速度减小，高度增加，动能转化为重力势能；下落过程：高度减小，速度增加，重力势能转化为动能。
(2)由于存在空气阻力，该同学在空中运动过程中，要克服空气阻力做功，即机械能一部分转化为其它形式的能，所以机械能减小。
(3)此项运动中涉及许多物理知识：
同学在空中做曲线运动，原因是力可以改变物体的运动状态；
离地后能继续向前运动，是因为具有惯性；
向后蹬地，人向前运动，因为力的作用是相互的。
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