苏科版九年级上册12.1动能势能机械能（含答案）

苏科版九年级上册 12.1 动能 势能 机械能
一、单选题
1．疫情期间，某快递公司用无人机进行无接触配送包裹。无人机携带包裹匀速上升时，关于包裹的能量变化情况，下列说法正确的是（　　）
A．动能减少，重力势能增加
B．动能不变，机械能增加
C．动能不变，重力势能减少
D．动能增加，机械能减少
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．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
4．一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠如图，同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（　　）
A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
5．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，不计空气阻力，关于小石块从A点到C点运动过程的说法正确的是（　　）
A．从B点到C点的过程中，小石块的动能不断减小
B．在B点小石块的机械能最大
C．小石块的机械能一直不变
D．小石块在C点时处于平衡状态
6．如图所示，完全相同的甲、乙两个小球，甲球由轻绳系住，乙球由橡皮条系住，都从水平位置由静止开始释放，当两球到达悬点正下方点时，橡皮条长度恰好与绳子长相等，则在点时两球的速度大小关系是（　　）
A． B． C． D．无法确定
7．如图所示，用斜向放置的传送带将货物匀速地自低处运送到高处。在这过程中，货物的重力势能不断增加。这是因为（　　）
A．静摩擦力做功 B．重力做功
C．支持力做功 D．动能转化为势能
8．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
9．一名游客蹦极时下落过程的v-t图像（忽略空气阻力）如图所示。已知t1时刻，弹性绳处于自然伸直状态；t3时刻，游客达到最低点。则下列说法正确的是（　　）
A．在0~t3时间段内，人的动能一直在增大
B．在 t1~t3时间段内，弹性绳弹性势能逐渐增大
C．在t2~t3时间段内，重力不做功
D．在t2时，弹性绳弹性势能最大
10．如图所示，水平台面由同种材料制成，粗糙程度均匀，在它上面放着质量为的木块，将木块用轻绳跨过定滑轮与质量为的钩码相连。木块在平行于台面的轻绳的拉力作用下做匀速直线运动，运动一段时间，钩码触地后立即静止，木块继续滑动一段距离停在台面上。绳重、轮与轴的摩擦均忽略不计，下列说法中正确的是（g取10N/kg）（ ）
A．木块匀速运动的过程中，木块与钩码的机械能总量不变
B．木块匀速运动的过程中，受到的滑动摩擦力是
C．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的动能越来越小
D．钩码触地后木块继续滑动，拉力对物体做功
11．下列说法错误的是（　　）
A．嫦娥五号从月球取回1731g土壤，回到地球后土壤的重力不变
B．1个标准大气压的值与高度为76cm水银柱产生的压强大小相等
C．“天宫二号”在太空围绕地球运转的过程中，机械能守恒
D．放在水平桌面上的物理课本受到的重力与桌面对它的支持力是一对平衡力
12．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
二、填空题
13．年月日起我国《民法典》将高空抛物列入违法行为。处在高空中的物体具有很大的___________能。从高空抛下的物体在下落过程中，重力对物体___________ （选填“做功”或“不做功”）。
14．在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球的动能______，球的机械能______（以上两空均选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能______（选填“大于”或“等于”）零。
15．在“探究影响重力势能大小因素”的实验中，小明在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，目的是探究重力势能大小与______的关系。如图所示，在纸上留下黑色圆斑A、B，圆斑______（填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。
16．如图所示是小球弹跳的频闪照片，小球弹起的高度越来越低，其中1、2是两等高的位置。小球在上升过程中重力势能_____（选填“增大”、“减小”或“不变”）；小球具有较大机械能的是_____（选填“1”或“2”）位置。
三、综合题
17．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？______
18．2月19日，桂林叠彩山景区发生一起山石坠落事件，一块块巨石从10米高处落下，导致7名游客遇难，25人不同程度受伤．滚落的巨石将山脚下的水泥阶梯砸出一个个窝，旁边的大理石围栏也被砸断，是因为高处的巨石具有很大的________ ．事故发生后，相关部门和某些网民对石头滚落的原因作出了一些猜测，你认为合理的有________ ．
A．连日阴雨造成山坡上石块松动
B．游客说话交谈，产生声波导致巨石松动
C．月球绕地球转动时，月球的引力造成石块松动
D．岩石裸露，长期风化，与山体母岩脱离．
19．避险车道是与公路主干道相连的一段距离很短的分岔专用车道，供速度失控车辆安全减速。避险车道主要由引道、制动车道、服务车道及辅助设施等组成。避险车道一般设置在长陡坡的拐弯处，保证驾驶员能看到，这种车道很特别，一般长度在50～100米，有一定的坡度，路面上铺着疏松的石子、沙土层，两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来，如图所示。避险车道很大程度上解决了汽车失灵时的安全隐患，失控的车辆可以冲进避险车道，通过上坡及碎石的巨大摩擦消耗掉能量而停下来。
（1）避险车道的主要作用是______；
（2）避险车道一般设置在______处；
（3）避险车道有一定坡度，是为了车辆上坡时将部分动能转化为______；
（4）避险车道上铺上疏松的石子、沙土层，是为了______使车减速；
（5）避险车道两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来，是为了起到缓冲作用，使车的动能转化为废旧轮胎或防撞桶的______能，达到减速的目的。
20．图是同学在体育课练习投掷铅球，学了“重力势能”的小东想用身边的器材来对影响重力势能大小的因素进行探究，探究程序如下：
（1）猜想：影响重力势能大小的因素可能有：a________；b．________．
（2）实验提供的实心铅球有2kg、2kg、3kg各一个，细沙（足够多）、刻度尺、两个相同大纸盒．请你利用上述器材，就其中一个猜想，帮他设计实验方案，验证猜想，写出实验步骤：
A、将适量的沙子放进大纸盒里拨平；
B、取质量为________和________的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到相同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较；
C、取质量为________和________的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到不同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较．
（3）通过对该实验的探究：
B．步骤得到的结论是：重力势能跟________有关；
C．步骤得出的结论是：重力势能跟________有关．
21．探究单摆的运动规律
一根细线下挂一小球，让小球以较小角度来回摆动，构成单摆．利用单摆做实验，结果如表所示．
小球的质量 线长 倾角 来回摆动一个周期的时间的平方
10 0．5 5 2
10 1 5 4
10 0．7 5 2．8
20 0．5 5 2
10 1 3 4
（1）线的长度越长，来回摆动一次的时间越______．
（2）当线的长度不变时，将倾角变大，来回摆动一次的时间______．
（3）上述实验中，用质量为的小球、长的线制成单摆．当时，单摆来回摆动一个周期的时间______．
（4）物体的动能大小公式为，势能公式为．在单摆摆动的过程中，物体的机械能总量保持不变．质量为的摆球，倾角为，摆长为，当小球从最高点静止开始运动到最低点时，求．____
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
AC．无人机携带包裹匀速上升时，质量不变，速度不变，高度变大，所以动能不变，重力势能增加，故AC错误；
BD．机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能增大，故B正确，D错误。
故选B。
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】
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。
4．B
【详解】
若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时，番茄具有一定的速度，具有一定的动能，所有减少的势能一部分转化为动能，另一部分转化为所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能，所以番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。
故选B。
5．B
【详解】
A．B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，系小石块后平衡点应位于B点下方，故从B点到C点的过程中，小石块的动能先增大后减小，故A错误；
B．在运动过程中，小石块的机械能（包括动能、重力势能）与橡皮筋的弹性势能相互转化，在B点时弹性势能为零，故此时小石块的机械能最大，故B正确；
C．小石块的机械能与橡皮筋的弹性势能相互转化，在不断变化，故C错误；
D．小石块在C点时在竖直方向上，向上的弹力大于向下的重力，不处于平衡状态，故D错误。
故选B。
6．C
【详解】
由题知，两球的质量相同，最初两球处于同一高度由静止开始释放，则两球的重力势能相等，下摆过程中，绳子不会伸长，而橡皮条会伸长，所以，可知小球达到正下方K点时，甲球的重力势能全部转化为动能，乙球的重力势能转化为动能和橡皮条的弹性势能，这样，在最低点时，甲球的动能大，其速度较大，即v甲＞v乙，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7．A
【详解】
货物随传送带一起匀速斜向上运动，受到重力、支持力和摩擦力的作用，重力方向竖直向下，支持力与传送带垂直向上。货物相对于传送带有向下运动的趋势，所以货物还要受到传送带对它的静摩擦力。该摩擦力的方向与它相对于传送带的运动趋势相反，即沿传送带斜向上。因为物体向右上方匀速运动，所以重力做负功，支持力不做功。物体运动方向与摩擦力方向一致，所以摩擦力对物体做功，物体的重力势能不断增加。因为物体匀速运动所以物体的动能不变，并非动能转化为物体的重力势能，因此货物的重力势能不断增加，是因为静摩擦力做功，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．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。
9．B
【详解】
A．由题意可知，在t2时游客的速度达到最大值，t2~t3时间段内，游客向下运动速度变小，所以动能变小，故A错误；
B．在 t1~t3时间段内，弹性绳的伸长量变大，则弹性绳的弹性势能变大，故B正确；
C．在 t2~t3时间段内，游客是向下运动的，在重力的方向上通过了距离，所以重力做了功，故C错误；
D．在t3时，游客的速度为0，此时游客到达最低点，此时弹性绳的伸长量是最大的，弹性势能最大，故D错误。
故选B。
10．C
【详解】
A．木块在水平台上匀速运动的过程中，钩码匀速下降，此时木块的动能不变，重力势能不变；钩码的动能不变，重力势能变小，机械能等于动能和势能之和，则木块与钩码的机械能总量变小，故A错误；
B．在钩码的拉力作用下，木块沿桌面做匀速运动，此时木块受平衡力，水平方向的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则
故B错误；
C．钩码触地后木块继续滑动的过程中，木块的速度越来越小，所以木块的动能越来越小，故C正确；
D．钩码触地后木块继续滑动的过程中，钩码不再拉动木块，对木块没有拉力的作用，拉力不再做功，故D错误。
故选C。
11．A
【详解】
A．同一物体在月球上受到的重力大约是地球上的，所以月球土壤样品被带回地球后，重力变大。故A错误，符合题意；
B．1个标准大气压是在标准大气条件下海平面的气压，1644年由物理学家托里拆利实验测出，其值为101.325kPa，与高度为76cm水银柱产生的压强大小相等。故B正确，不符合题意；
C．“天宫二号”在太空中绕地球运转的的过程中，动能和势能相互转化，由于太空是真空，不需要克服额外阻力做功，所以总机械能守恒。故C正确，不符合题意；
D．放在水平桌面上的物理课本，在竖直方向上受到重力和桌面对物理课本的支持力而静止，处于平衡状态，因此这两个力是一对平衡力，故D正确，不符合题意。
故选A。
12．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。
13． 重力势 做功
【详解】
[1][2]同一物体，高度越高，重力势能越大；从高空抛下的物体在下落过程中，满足做功的两个必要因素，所以重力对物体做功了。
14． 减小 不变 大于
【详解】
[1][2]离开手后的实心球斜向上方运动过程中动能转化为重力势能，所以动能减小；从最高点向下运动的过程中重力势能转化为动能；如果不考虑空气阻力，球的机械能总量保持不变。
[3]球在最高点时，仍有向前的速度，所以动能大于零。
15． 高度 B
【详解】
[1]相同的皮球质量不变，由于从不同高度自由下落，则目的是探究重力势能与高度的关系。
[2]当皮球从较高的地方下落时，落地时的动能更大，则与地面撞击后形变量更大，形成的黑色圆斑更大，故B是皮球从较高处下落形成的。
16． 增大 1
【详解】
[1]小球在上升过程中，距离地面的高度变大，故其重力势能增大。
[2]因小球在弹跳过程中要克服摩擦力做功，会损失部分机械能，故小球在1位置具有较大的机械能。
17． 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。
18． 重力势能 AD
物体由于被举高而具有的能量叫重力势能．
石头滚落的原因是连日阴雨造成山坡上石块松动，岩石裸露，长期风化，与山体母岩脱离等．
【详解】
物体所处的高度越高具有的重力势能越大．高处的石头积蓄了很大的重力势能，能够对物体做功，所以有潜在的危险性；
石头滚落的原因是连日阴雨造成山坡上石块松动，岩石裸露，长期风化，与山体母岩脱离等，游客说话交谈和月球绕地球转动不会使巨石松动．故选AD．
19． 供速度失控车辆安全减速 长陡坡的拐弯 重力势能 增大汽车与路面间的摩擦 弹性势
【详解】
（1）[1]由材料可知，避险车道的主要作用是供速度失控车辆安全减速。
（2）[2]避险车道一般设置在长陡坡的拐弯处，保证驾驶员能看到。
（3）[3]避险车道有一定坡度是为了汽车上坡时，动能转化为重力势能，使汽车的速度减小，便于汽车停下来。
（4）[4]铺上疏松的碎石、沙土可增大摩擦力，使汽车的机械能转化为内能，让汽车的速度减小，便于汽车停下。
（5）[5]避险车道两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来，是为了起到缓冲作用，且车的机械能转化为废旧轮胎或防撞桶的弹性势能，使车减速。
20． 物体的质量 物体的高度 2kg 3kg 2kg 2kg 物体的质量 物体的高度
【详解】
解：（1）猜想：影响重力势能大小的因素可能有：a、物体的质量；b、物体的高度；
（2）B．研究重力势能与质量的关系时，保证物体的高度不变，应该取质量不同的铅球在相同的高度自由落下．故取质量为2kg和3kg的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到相同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较；
C．研究重力势能与高度的关系时，保证物体的质量不变，应该取质量相同的铅球在不同的高度自由落下．故取质量为2kg和2kg的铅球各一个，将两球分别对准纸盒位置提高到不同高度然后放手，用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较；
（3）B．步骤得到的结论是：重力势能跟物体的质量有关；
C．步骤得出的结论是：重力势能跟物体的高度有关；
点睛：（1）重力势能的影响因素：物体的质量、物体的高度．质量越大，高度越高，重力势能越大；（2）用控制变量法探究重力势能的影响因素；（3）用所砸沙坑的深浅反映重力势能的大小．所砸沙坑越深，重力势能越大．运用了“转化法”．
21． 长 不变
【详解】
(1) [1] 由表格数据知道，来回摆动一个周期的时间与小球的质量和倾角无关，与线长成正比，所以线的长度越长，来回摆动一次的时间越长；
(2) [2]由于来回摆动一个周期的时间与小球的质量和倾角无关，所以，仅改变倾角大小，来回摆动一个周期的时间不变；
(3) [3]分析表格数据知道，
，即，
当l=时，由知道，
，
即单摆来回摆动一个周期的时间是：
(4) [4]小球从最高点静止开始运动的过程机械能守恒，设小球在最低点时为零势能面，如图所示，
则
所以，到最低点时的速度是：
答案第1页，共2页
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