九年级上册12.1动能势能机械能（含答案）

九年级上册 12.1 动能 势能 机械能
一、单选题
1．如图所示，轻质弹簧一端固定在O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O水平且使弹簧长为原长的A点由静止释放，不计空气阻力，在小球由A点摆向最低点B的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，则在此过程中（　　）
A．小球的机械能守恒 B．小球的机械能减小
C．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变 D．小球的动能和弹簧的弹性势能之和减小
2．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
3．如图是送餐机器人工作时的情景，下列说法正确的是（　　）
A．机器人送饮料时，突然停下，饮料会向前洒出，此时惯性做功
B．机器人端着餐盘水平匀速行走过程中，需要克服餐盘的重力做功
C．机器人端着餐盘水平匀速行走过程中，没有力对餐盘做功
D．机器人端着餐盘水平启动时，将重力势能转化为动能
4．小明在体育课上掷铅球，掷出去的铅球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处，不计空气阻力，则铅球（　　）
A．从a处到b处动能减小，重力势能增大
B．从b处到c处动能增大，机械能增大
C．a处的机械能小于c处的机械能
D．在d、e处机械能相等
5．2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图，分析可知，足球（　　）
A．在B点时动能为0
B．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化
C．在A、D两点动能可能相等
D．由B点向D点运动的过程中，动能不变，重力势能减小
6．“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
7．2021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
8．如图所示，摩天轮匀速转动时，带动“观光屋”匀速转动，下列说法正确的是（　　）
A．观光屋上升时重力势能增加、动能减小
B．观光屋上升到最高点，如果所有外力突然消失，观光屋继续做圆周运动
C．由于是匀速圆周运动，观光屋内的人运动状态不变
D．摩天轮静止时，缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力为一对平衡力
9．如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高度，则下列说法中错误的是（　　）
A．小球从a到c加速下滑，重力势能转化为动能
B．小球从c到d减速上坡，动能转化为重力势能
C．小球从a到d的过程中有部分机械能转化为内能
D．小球在b和d时机械能都相等
10．如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（　　）
A．到达A点时，小球的动能最大
B．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能守恒
C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力与弹簧的弹力是一对平衡力
D．从A到B，小球减少的重力势能等于增加的动能
11．一位跳伞运动员在空中匀速下降的过程中，关于他的动能和重力势能，下列说法正确的是（　　）
A．动能变大，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变大
C．动能不变，重力势能变小 D．动能变小，重力势能不变
12．2022年第24届冬奥会在北京召开，我国健儿积极备战。如图是高台跳雪运动员由高处急速滑下，在即将到达赛道底部时，他双膝弯曲，使劲一蹬，顺势跃向空中。为减小空气阻力影响，他上身前倾，双臂后摆，整个身体就像一架飞机，向前滑翔。有关滑雪中的相关物理知识说法正确的是（　　）
A．双膝弯曲，不但降低了重心，而且减小了重力势能，转化为更多的动能
B．运动员使用撑杆向后用力撑地增大下滑速度，目的是为了增大惯性，从而利用惯性跳得更远
C．由于运动员背上的空气流速小于滑雪板下面的空气流速，从而产生向上的升力
D．雪橇板有较大面积目的是为了减小运动员脚对雪道的压力
二、填空题
13．如图是国产歼--15舰载机在“辽宁号”航空母舰上起飞时的情景，飞机起飞升空时，机翼上方空气的流速比机翼下方的大，则机翼上方的空气对机翼的压强______机翼下方的空气对机翼的压强（选填“大于”、“小于”或“等于”）；当飞机飞离航母后，匀速行驶的航母具有的动能将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
14．如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系图象，如图（不计空气阻力，弹簧始终发生弹性形变）
(1)b为曲线最高点，此时小球受到的重力______弹力。
(2)请写出b→c发生的能量转化过程______。
15．如图所示，小球由B点向C点运动过程中，______能逐渐减小，小球摆到______点时动能最大。
16．如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球（球上有小孔）套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，弹簧原来的长度___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）40cm，在0～t1过程中，小球的动能___________（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“不变”），此过程中小球动能的变化量___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能变化量。
三、综合题
17．为创建良好的生活环境，我市环保部门使用如图所示的雾炮车对街道进行除尘消毒，雾炮车的部分参数如表所示；某次作业时，雾炮车在大小恒定为6.0×103N的牵引力作用下，沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1.2km；（g取10N/kg）问：
空载重量m1/kg 6×103
最大载重量m2/kg 4×103
轮胎着地总面积S/m2 0.4
（1）作业过程中，雾炮车的动能 ______，雾炮车的重力势能 ______；（均选填“变大“、“变小“或“不变“）
（2）雾炮车满载药液时对水平路面的压强是多少？______
（3）雾炮车作业过程中受到的阻力是多少？______
（4）雾炮车作业过程中牵引力做功的功率是多少？______
18．如图所示，是篮球在空中飞行的一段轨迹（忽空气阻力）；
（1）作出图中篮球的受力示意图_____；
（2）从A到B的运动过程中，球的运动状态_______（选填“有”或“没有”）改变；
（3）球在上升的过程中，势能和动能是如何转化的？答：__；球在A点机械能___球在B点机械能（选填“>”“=”或“<”）；
（4）若在最高点，球所受的力全部消失，则球将处于________状态。
19．阅读短文
小明想研究物体从高空抛下落地速度，则查阅资料：动能的大小和速度与质量有关，翻阅资料后得到动能大小与速度质量公式为，重力势能大小与质量与高度有关，重力势能与质量高度的公式为，机械能是动能与势能之和，在机械能守恒时，弹性势能不变的情况下，动能和重力势能的总和不变.例如一个质量为m小球在h的高度落下，落到地面上（忽空气阻力），它的重力势能全部转化为动能，所以落地时就有，得落地时速度为：，所以高度越高落地时候的速度就越大.
（1）小球的质量为2kg，速度为2m/s，求小车的动能____________.
（2）小球落地时候的速度与质量有没有关系：_______________（选填“有”/“没有”）
（3） 如图一个质量为m的小球在轨道上运动，从如图所示位置释放，此时距离地面高度为h,圆形轨道半径为r，若物体从释放可以运动到圆形轨道的最高点A点时，此过由于摩擦机械能损耗为W，请用以上条件来表示小球到达圆形轨道最高点A点的速度_________________.
（4）高空抛物是城市上空的痛，请为杜绝高空抛物写一句标语：___________.
20．麻糍是仙居的一道传统美食。如图，师傅手握大锤，高高举起，然后落下，糯米团在不断的捶打下变得更有韧性，而后成为好吃的麻糍。
（1）糯米的主要营养物质是淀粉，淀粉在消化道内被消化的最终产物是______；
（2）捣麻糍第一步：师傅手握大锤，高高举起。此时可以把大锤和木柄看作杠杆，把师傅下方手的握点看成支点O，请判断此杠杆的类型为______杠杆；（选填“省力”、“等臂”或“费力”）
（3）捣麻糍第二步：大锤在最高点，然后落下（未接触麻糍）。在下落过程中大锤的重力势能主要转化为______。
21．阅读短文，回答问题。
月背初探
月球，是地球唯一的卫星，月球体积大约是地球的1/49，质量大约是地球的1/81.月球与地球的平均距离约38.44万千米，大约是地球直径的30倍。
科学家认为，月球背面更为古老，对研究月球和太阳系的早期历史具有重要价值。2019年3日10点26分，在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下，一吨多重的“嫦娥四号”测器成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区（东经17.6度、南维45.5度附近）。世界第一张近距祛拍摄的月背影像图通过“鹊桥”中继星传回地球，这揭开了古老月背的神秘面纱。
“鹅桥”中继星负责地球与“嫦娥四号”通信的中继接力，被放置在地月拉格朗日2点，距离地球约48万千米，距离月球约8万千米。
(1)根据文中对月球和地球基本数据的对比描述，可知月球的平均密度相比地球要_____（选填“大”或“小”）一些；
(2)如图甲所示，反推发动机向下喷出燃气，“嫦娥四号”缓速垂直下降。在此过程中，“嫦娥四号”所受向上阻力的施力物体是_____；“嫦娥四号”的机械能_____（选填“增大”，“减小”或“不变”）；
(3)“嫦娥四号”将所拍摄的月背影像图传回地球的路径如图乙所示，求此次图像传输所需时间约为_____s（答案保留一位小数）。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
AB．由A到B的过程中，弹簧发生了弹性形变，具有弹性势能，小球的机械能一部分转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能将减少，故A不符合题意，B符合题意；
C．根据系统的机械能守恒可知，小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能之间的总和不变，而小球的动能增大，则小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和会变小，故C不符合题意；
D．只有重力和弹簧弹力做功时，系统的机械能守恒，即小球的动能、弹簧的弹性势能、小球的重力势能之和不变，小球的重力势能减小，则小球的动能和弹簧的弹性势能之和增大，故D不符合题意。
故选B。
2．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。
3．C
【详解】
A．机器人送饮料时，遇到障碍物突然停下，手里的饮料由于惯性仍保持原来的速度向前运动而洒出，惯性不是力，不能说惯性做功，故A错误；
B．机器人在水平地面匀速前行过程中，机器人对餐盘的作用力方向向上，在受力方向上没有移动距离，所以机器人对餐盘不做功，不需要克服餐盘的重力做功，故B错误；
C．机器人端着餐盘水平匀速行走过程中，餐盘受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，餐盘在这两个力的方向上没有通过距离，重力和支持力没有做功，故C正确；
D．机器人端着餐盘水平启动时，将电能转化为机械能，重力势能不变，故D错误。
故选C。
4．A
【详解】
A．铅球从a处到b处，质量不变，速度变小，则动能减小，同时高度变大，重力势能增大，故A符合题意；
B．铅球从b处到c处，质量不变，速度变大，则动能增大，因不计空气阻力，所以球在空中运动时的机械能守恒（即机械能不变），故B不符合题意；
C．不计空气阻力，说明球在空中的机械能是守恒的，所以在a、c两处的机械能相等，故C不符合题意；
D．从d处到e处，铅球需要克服摩擦阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以在d处机械能大于e处，故D不符合题意。
故选A。
5．C
【详解】
A．足球在B点时，竖直方向的速度为0，水平方向的速度不为0，所以动能不为0，故A不符合题意；
B．由图得，足球上升的最高高度不断降低，说明在运动过程中，足球不断克服摩擦力做功，因此足球不断地将机械能转化为内能，故B不符合题意；
C．当足球在A、D两点的速度相等时，足球在A、D两点动能相等，故C符合题意；
D．由B点向D点运动的过程中，足球的质量不变，速度变大，高度降低，动能变大，重力势能减小，故D不符合题意。
故选C。
6．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。
7．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。
8．D
【详解】
A．观光屋上升时，速度大小不变，故动能不变；高度增加，故重力势能增大；故A不正确；
B．观光屋上升到最高点，依然是匀速运动状态；突然所有外力消失，由于惯性，观光屋会做匀速直线运动，故B不正确；
C．匀速圆周运动，运动的方向一直在发生改变，所以人的运动状态也一直在改变，故C不正确；
D．摩天轮静止时，观光屋在缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力的作用下处于平衡状态，所以缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力是一对平衡力，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．小球从a到c加速下滑，小球的质量不变，高度变小，速度变大，重力势能变小，动能变大，重力势能转化为动能，故A正确，不符合题意；
B．小球从c到d减速上坡，小球的质量不变，高度变高，速度变小，重力势能变大，动能变小，动能转化为重力势能，故B正确，不符合题意；
C．路面粗糙，小球从a到d的过程中，小球需要克服摩擦力做功，有部分机械能转化为内能，故C正确，不符合题意；
D．路面粗糙，小球运动过程中，需要克服摩擦力做功，运动过程中，小球要将部分机械能转化为内能，小球在b的机械能大于d时机械能，故D错误，符合题意。
故选D。
10．B
【详解】
小球从下落到A点过程中，只受重力作用做加速运动，当与弹簧接触后，在A到B的过程中，弹力逐渐增大到与重力相等，则该过程中合力依然向下，小球加速运动，重力势能转化为动能和弹性势能，B到C过程中，弹力大于重力，合力向上，小球减速，直到C点速度减为零，合力不为零，重力和弹力不是平衡力，综合可知小球在 B点速度最大，则动能最大，高度一直降低，则重力势能减小，动能先增大后减小，整体机械能守恒。
故选B。
11．C
【详解】
跳伞运动员在空中匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，故动能不变；由于高度下降，所以重力势能变小，故ABD错误，C正确。
故选C。
12．A
【详解】
A．重心越低，更容易保持平衡，双膝弯曲，降低了重心，减小了重力势能，可以将重力势能转化为动能，动能越大，速度越快，向前滑行越远，故A正确；
B．惯性大小只与质量有关，运动员使用撑杆向后用力撑地增大下滑速度，惯性不变，目的是为了增大初始速度，从而利用惯性跳得更远，故B错误；
C．运动员滑行的过程，由于运动员背上的空气流速大于滑雪板下面的空气流速，而流速越大，压强越小，从而产生向上的升力，故C错误；
D．在压力一定时，压强大小与受力面积有关。雪橇板有较大面积目的是为了减小运动员脚对雪道的受力面积，运动员总重力不变，压强变上，故D错误。
故选A。
13． 小于 减小
【详解】
[1]舰载机起飞时，舰载机上方空气的流速大于下方空气流速，根据流体流速越大处压强越小可知，机翼上方的空气对机翼的压强小于机翼下方的空气对机翼的压强，飞机受到的升力大于自身重力。
[2]当飞机飞离航母后，匀速行驶的航母质量减小，速度不变，所以具有的动能将减小。
14． 等于 动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能
【详解】
(1)[1]小球从a到b的过程中，受弹簧的弹力、重力，重力大于弹力，小球速度越来越大。随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当小球到达b点时，弹力与重力相等；
(2)[2]b处速度最大，c处速度为0，则b→c的过程中，动能减小，重力势能减小，弹性势能增大，动能和重力势能转化为弹性势能。
15． 动 B
【详解】
[1][2]小球从B点始向C点摆动过程中，质量不变，高度增加，重力势能变大。质量不变，速度变小，动能变小，重力势能转化为动能；小球摆到B点时速度最大，动能最大。
16． 大于 增大 小于
【详解】
[1]由图乙可知，小球最终会静止在弹簧上，此时弹簧受到了小球向下的压力的作用，且此时小球的高度为40cm，故弹簧的原长要大于40cm。
[2]在质量不变时，速度越大，物体的动能越大。由图像可知，小球最终会静止在40cm高的弹簧上，小球在这一位置受平衡力，即小球的重力和弹簧对小球的弹力相等，说明小球在0～t1过程中，受力不平衡，合力方向向下，向下做加速运动，小球质量不变，小球的动能增大。
[3]由图像可知，小球每次弹起的最大高度减小，说明小球运动时受到阻力的作用，在0～t1过程中小球重力势能转化为弹簧的弹性势能、小球的动能和内能，故在0～t1过程中小球动能的变化量小于重力势能变化量。
17． 变小 变小 2.5×105Pa 6.0×103N 2.4×104W
【详解】
解：（1）[1][2]从图中可知，作业过程中，雾炮车向外喷水，雾炮车的速度不变，质量变小，故动能变小，雾炮车的高度不变，质量变小，故重力势能变小；
（2）[3]由受力分析可知，装满水时，雾炮车对地面的压力为
F＝G＝（m车+m水）g＝（6×103kg+4×103kg）×10N/kg＝1×105N
故车对地面的压强为
（3）[4]因雾炮车沿平直道路在5min内匀速直线行驶了1.2km，可知雾炮车处于平衡状态，故其所受阻力等于所受牵引力，即
f＝F牵＝6.0×103N
（4）[5]由题意可知，雾炮车作业过程中牵引力做的功为
W＝F牵s＝6.0×103N×1.2×103m＝7.2×106J
故牵引力做功的功率为
答：（1）作业过程中，雾炮车的动能变小，雾炮车的重力势能变小；
（2）雾炮车满载药液时对水平路面的压强是2.5×105Pa；
（3）雾炮车作业过程中受到的阻力是6.0×103N；
（4）雾炮车作业过程中牵引力做功的功率是2.4×104W。
18． 有 动能转化为重力势能 = 匀速直线运动
【详解】
(1)[1]因不计空气阻力，所以空中的篮球只受重力作用，过球心做竖直向下的力，即重力G；如图所示：
。
(2)[2] 从A到B的运动过程中，篮球只受到重力作用，运动状态在不断的发生变化。
(3)[3]篮球在上升过程中，篮球的质量不变，速度减小，篮球的动能减少，其高度增加，重力势能增大，动能转化为重力势能。
[4]在篮球运动的过程中，空气阻力忽不计，机械能守恒，所以球在A点机械能等于球在B点机械能。
(4)[5]球在 最高点时处于运动状态，若所受的力全部消失，篮球将做匀速直线运动。
19． 4 无关 详见解析
【详解】
(1)[1]由动能大小与速度质量公式，可知
(2)[2]由题中材料可知，速度的大小和质量没有关系，只与g值和高度h有关；
(3)[3]从高度为h的位置下落，然后到达2r的高度，这过程重力势能的减少量为mg（h-2r），由于摩擦机械能损耗为W，到达A点时的动能为，满足关系式
，
变换可得A点的速度为
(4)[4]严禁高空抛物．
20． 葡萄糖 费力 动能
【详解】
（1）[1]淀粉经过消化液的作用，最终变成了葡萄糖。
（2）[2]由图示知，杠杆的支点为O，上方手的握点是动力作用点，锤头的重力为阻力，其作用点在锤头上，所以此杠杆的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
（3）[3]大锤从最高点下落的过程中，质量不变，高度变小，而速度变大，所以是重力势能转化为动能。
21． 小 喷出的燃气 减小 1.9
【详解】
(1)[1]月球体积大约是地球的1/49，质量大约是地球的1/81，则
所以月球的平均密度比地球要小一些。
(2)[2]反推发动机向下喷出燃气，“嫦娥四号”缓速垂直下降，“嫦娥四号”所受向上阻力的施力物体是喷出的燃气。
[3]“嫦娥四号”缓速垂直下降过程中，动能减小，重力势能减小，所以机械能减小。
(3)[4]“嫦娥四号”将所拍摄的月背影像图传回地球，先由月球传递给中继卫星，距离约8万千米合,再由中继卫星传回地面，距离约48万千米合，它们之间的信息传递依靠电磁波，所以图像传输所需时间为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页