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
1．2014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
2．“嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆，在返回舱减速下降的过程中（　　）
A．动能减小，势能减小，机械能减小 B．动能不变，势能减小，机械能减小
C．动能不变，势能减小，机械能不变 D．动能增大，势能减小，机械能不变
3．如图所示，2021年6月17日搭载聂海胜、刘伯明和汤洪波三名航天员的神舟十二号飞船加速升空时的情景，下列说法正确的是（　　）
A．火箭的重力势能变大，动能变大，机械能不变
B．火箭的重力势能变大，动能减小，机械能不变
C．火箭的重力势能变大，动能变大，机械能变大
D．火箭的重力势能变大，动能减小，机械能减小
4．如图所示为某高速公路的避险车道，当高速行驶的载重汽车刹车失灵时，可借助避险车道避免意外。当汽车失控冲上避险车道时，下列分析正确的是（　　）
A．汽车的动能增大
B．汽车的重力势能减小
C．此过程中部分动能转化为重力势能
D．当汽车在避险车道上静止时，机械能消失
5．篮球运动深受同学们的喜爱。在投篮时，下列分析正确的是（　　）
A．篮球离手后，手还对篮球做功
B．篮球离手后，上升过程机械能变大
C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力是维持物体运动的原因
D．假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将做匀速直线运动
6．如图所示为冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法中正确的是（　　）
A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能不变
B．短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动状态不变
C．冰球在水平冰面滑动过程中，机械能保持不变
D．冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性
7．小宇用200N的力把重10N的足球踢出6m远，足球运动轨迹如图所示，A点为足球刚离开脚，B点为足球在空中运动的最高点，则下列说法正确的是（　　）
A．小宇对足球没有做功
B．足球在空中运动过程中，机械能一直保持不变
C．足球在B点时动能不为零
D．足球从A点运动到B点，动能全部转化为重力势能
8．“天宫课堂”第一课12月9日15点40分正式开启，时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富变身“太空教师”在中国空间站精彩开讲。下列说法正确的是（　　）
A．空间站中，“失重”的三位航天员教师可以悬空 ，三位航天员教师此时的质量为零
B．离地面400km中国空间站每90min绕地球一圈，我们的空间站就是地球的同步卫星
C．航天员在离地面400km中国空间站上看星星，由于没有大气层的干扰，更亮了也不再闪烁
D．空间站中的水球，注入一个气泡，会形成一反一正王亚平老师的两个像，其中正立的那个像是缩小的，说明气泡把水球分成的两部分都相当于凸透镜
9．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
10．2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器（图中白色圆点）首次采用“打水漂”方式返回地球，即其在返回的过程中距地球表面的距离先减小后增大再减小。返回器先后两次进入大气层（图中虚曲线）的运动轨迹（实曲线）如图所示，空气摩擦阻力不可忽略，下列说法正确的是（　　）
A．返回器从A点运动到B点的过程中，其机械能不断减小
B．返回器从A点运动到C点的过程中，在C点时其动能最大
C．返回器从A点运动到B点的过程中，其动能增大，重力势能不变
D．返回器从B点运动到C点的过程中，其动能和重力势能都一直减小
11．网球落到水平地面后又会跳起来。如图是用频闪照相机拍摄的记录一只网球落地后运动过程的照片，照片中位置1、位置2高度相等，位置3高于位置1和2。则（　　）
①该网球在位置1、2和3的动能越来越小
②该网球在位置1、2和3的重力势能越来越小
③该网球在位置1、2和3的机械能越来越小
④该网球在位置1、2的机械能相等，在位置3的机械能最大
A．①③ B．①④ C．②③ D．①④
12．如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（　　）
A．运动至最高点时，速度为0m/s，所以受平衡力作用
B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
C．从A点向上运动O点的过程中，速度一直增大
D．从A点向上运动O点的过程中，速度先增大后减小
二、填空题
13．2017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”）。
14．跳伞运动员跳离飞机后先加速下降，离地一定高度时打开降落伞，一段时间后匀速下降。在运动员匀速下降的过程中，其动能 ______，重力势能 ______，机械能 ______。（选填“增大”“减小”或“不变”）
15．如图所示，小球由A点向B点运动过程中，_______能逐渐增大，小球摆到右边最高点C点时小球动能为 _______。
16．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”）
三、综合题
17．（1）如图所示是“无人机”为隔离人员运送物资的情景。无人机下降时，以地面为参照物，无人机是______的（选填“运动”或“静止”）；下降过程中，其重力势能______，惯性______（选填“增大”、“不变”或“减小”）；
（2）近几年，不少地区推行的“区间测速”作为判断是否超速的依据之一。所谓的“区间测速”，就是在两监测点安装监控和测速探头，测出同一辆车通过两个监测点的时间，再根据两点间的距离算出该车在这一区间路段的平均车速，如果这个平均车速超过了该路段的最高限速，即被判为超速。若监测点A、B相距15km，该路段最高限速120km/h，车辆通过测速路段的最短时间为______min。一辆轿车通过两个监测点的时间如图所示，通过两监测点的速度分别为110km/h和100km/h，该车在此路段的平均车速为______km/h；该车______（“会”、“不会”）被判为超速。
18．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 ______ 。
19．小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动.如图甲所示，小球从A点静止释放经过B点后到达C点.

(1)小球在A、C两点的重力势能哪个大？______(填“A”“C”或“一样大”)
(2)小球在A、C两点的机械能哪个大？______(填“A”“C”或“一样大”)
(3)请在图乙中画出小球从A点到C点过程中，动能E随时间t变化的大致图像_________.
20．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）。
21．如图是运动员操控滑翔机在高空滑翔的情景。请回答：
(1)滑翔机在高空滑翔，能够获得向上的升力，此时机翼上方空气压强大还是下方空气压强大？
(2)以滑翔机为参照物，运动员是运动还是静止的？
(3)匀速下降过程中，滑翔机的机械能大小如何变化？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．A
【详解】
返回舱减速下降过程中，质量不变，速度减小，故动能减小；质量不变，高度减小，故重力势能减小；动能减小，重力势能也减小，故机械能减小。故A符合题意；BCD不符合题意。
故选A。
3．C
【详解】
ABCD．物体的动能与物体的运动速度和质量有关：速度越大、质量越大，动能就越大。火箭加速上升时，质量不变，速度变大，所以动能变大；物体的重力势能与物体的高度和质量有关：高度越高、质量越大，重力势能越大。火箭升空，质量不变，高度变大，重力势能变大。物体的机械能等于动能与势能之和，动能和势能都变大，所以机械能变大。故ABD错误，C正确。
故选C。
4．C
【详解】
A．当汽车失控冲上避险车道时，质量不变，速度变小，动能变小，故A错误；
B．当汽车失控冲上避险车道时，质量不变，高度变大，重力势能变大，故B错误；
CD．此过程中，由于克服摩擦做功，动能转化为重力势能和内能，所以机械能减小，但机械能不会消失，故C正确，D错误。
故选C。
5．D
【详解】
A．做功的两个必要条件是：有力作用在物体上，物体在力的方向上移动了一端距离，篮球离手后，手没有对篮球施加力的作用，手不再对篮球做功，故A错误；
B．篮球离手后，高度变大，速度减小，重力势能增大，动能减小，篮球上升过程中，没有其它力对篮球做功，机械能是动能和势能之和，篮球的机械能不变，故B错误；
C．手对篮球施力，球才向篮筐运动，说明力可以改变物体的运动状态，不能说明力是维持物体运动的原因，故C错误；
D．根据牛顿第一定律，假如正在上升的篮球所受的力全部消失，它将保持原来的运动状态不变，将一直做匀速直线运动，故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
A．滑雪运动员在空中下落的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故A错误；
B．短道速滑运动员在转弯时，其运动方向是改变的，则运动状态是变化的，故B错误；
C．冰球在水平冰面滑动时，受到冰面的阻力，速度逐渐变小，质量保持不变，高度不变，那么动能变小，重力势能不变，所以机械能变小。故C错误；
D．掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性，要保持原来的运动状态向前运动，故D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．球还为离开脚时，脚对足球有力的作用，足球在力的作用下有距离的移动，此时脚对球做功；脚离开球后，脚不再给球力的作用，虽然足球有距离的移动，但此时足球不做功，故A错误；
B．足球在运动的过程中，机械能减小，因为足球在空中时受到空气阻力，一部分机械能转化为内能，故B错误；
C．B点为足球在空中运动的最高点，但足球的速度不为零，此时足球在竖直方向上，速度为零，但在水平方向，足球有向右的速度，不为零，所以此时动能也不为零，故C正确；
D．足球从A点到B点，高度增加，速度减小，动能转化为重力势能和内能，故D错误。
故选C。
8．C
【详解】
A．三位航天员能悬空，是因为所受的重力为0，而质量不随空间位置变化而变化，所以此时航天员的质量与在地球上的质量相同，不为0，故A错误；
B．地球同步卫星是相对地球是静止的，而空间站相对地球有位置变化，所以不是地球的同步卫星，故B错误；
C．站在离地面400km的空间站看星星，由于没有在气层，星星发出的光线是沿直线传播的，所以星星更亮且不闪烁，因为星星闪烁是光线经不均匀大气层时发生折射造成的，故C正确；
D．水球实验中，未注入气泡的水球，相当于凸透镜成倒立、缩小的实像，而注入水泡的水球，成正立缩小的像，凸透镜成正立的是放大的虚像，则此时的水球不是凸透镜而凹透镜，故D错误。
故选C。
9．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。
10．A
【详解】
A．返回器从A点运动到B点的过程中，由于要克服空气的阻力做功，机械能转化为内能，所以机械能不断减小，故A正确；
B．返回器从A点运动到C点的过程中，在A和C点的高度相同，质量相同，重力势能相同，由于机械能是减小的，所以A点时的动能大，故B错误；
C．返回器从A点运动到B点的过程中，地球表面的距离先减小后增大再减小，重力势能先变小后变大，速度先变大后变小，其动能先变大后变小，高度发生变化，重力势能改变，故C错误；
D．返回器从B点运动到C点的过程中，速度先变小后变小，动能先变小后变大，高度先变高后变低，重力势能先变大后变小，故D错误。
故选A。
11．A
【详解】
网球在位置1、2，高度相等，势能也相等，在弹跳的过程中需要克服摩擦力做功，有一部分机械能转化为其他形式的能，机械能减小，所以动能减小，所以1位置的机械能是最大的；3的位置高于1和2的位置，所以3处的重力势能要大于1和2处的重力势能，由于机械能是逐渐变小的，则3处的动能要小于1和2处的动能，故①③正确。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
12．D
【详解】
A．不计空气阻力，小球在最高点时只受重力作用，不是平衡状态，故A不符合题意；
B．小球被释放后沿竖直方向加速向上运动，故释放瞬间，所受重力小于弹簧弹力。故B不符合题意；
CD．不计空气阻力，小球在从A点向上运动到O点的过程中，受到两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的弹力，开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小。当离开O点后，小球只受重力作用，力的方向与小球运动方向相反，速度继续减小。故其速度先增大后减小，故D符合题意；C不符合题意。
故选D。
13． 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。
14． 不变 减小 减小
【详解】
[1]在运动员匀速下降的过程中，运动员的质量和速度都不变，所以运动员的动能不变。
[2]在运动员匀速下降的过程中，运动员的质量不变，高度减小，重力势能减小。
[3]机械能等于动能和势能之和，运动员下降时不具有弹性势能，此时机械能等于动能和重力势能之和，动能不变，重力势能减小，机械能减小。
15． 动 0
【详解】
[1][2]小球质量一定，小球由A点向B点运动过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，摆到右边最高点C点时小球速度为0，动能为0。
16． 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。
17． 运动 减小 不变 7.5 150 会
【详解】
（1）[1]无人机下降过程中相对于地面的位置在不断发生变化，所以无人机下降时，以地面为参照物，无人机是运动的。
[2]无人机下降过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小。
[3]无人机降过程中，质量不变，惯性只与物体的质量有关，故惯性不变。
（2）[4]由v=得
tmin==0.125h=7.5min
车辆通过测速路段的最短时间为7.5min。
[5][6]根据图示可知，轿车行驶的时间
t′=10：37﹣10：31=6min=0.1h
轿车的平均速度
v′==150km/h＞120km/h
所以轿车超速。
18． 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。
19． 一样大 —样大
【详解】
(1)[1]小球在A、C两点的高度相同，重力势能相同;
(2)[2]在没有阻力的情况下，即没有机械能损失时，机械能是守恒的，故在A、C两点的机械能相同.
(3)[3]A点的高度较大，即小球从A到B的过程中，高度减小，重力势能减小，动能增加，到B点时动能最大，从B到C的过程中，质量不变，高度增加，即重力势能增加，动能减小，动能E随时间t变化的大致图像如图示：
20． 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。
21．(1)下方空气压强大；(2)静止；(3)减小
【详解】
(1)滑翔机在高空滑翔，能够获得向上的升力，是因为滑翔机向上凸起，上方流速大、压强小，下方的流速小、压强大，产生一个向上压强差给滑翔机提供升力。
(2)滑翔机与运动员保持相同的速度一起运动，运动员相当于滑翔机位置没有发生改变，所以是静止的。
(3)滑翔机匀速下降过程中，质量、速度不变，动能不变；高度降低，重力势能减小，机械能为动能和势能的总和，所以滑翔机的机械能减小。
答案第1页，共2页
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