浙江省舟山市2023-2024学年九年级第三章第二节 机械能 专题练习（含答案）

浙江省舟山市2023-2024学年九年级第三章第二节机械能
一、选择题
1．“模拟实验”是一种常用的科学研究方法。下列实验中，没有采用该方法的是（　　）

A．①研究人体呼吸的实验 B．②研究板块张裂现象实验
C．③研究动能大小的影响因素实验 D．④研究分子间有间隔实验
2．如图甲是蹦极运动过程示意图，小明从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙（忽略空气摩擦的影响），下列判断正确的是（　　）
A．a图像表示人的重力势能
B．时刻人在B点位置
C．时刻绳的弹性势能最大
D．时刻人的动能为零
3．如图为桌球运动员击打白球后，白球撞击黑球的运动轨迹图，其中乙和丁点为两球撞击后的瞬间，最终分别停留在丙点和戊点。假设黑白两球完全一样，桌面粗糙程度相同。下列有关不同点对应小球机械能大小关系错误的是（　　）

A．乙>丁 B．乙>丙 C．甲>乙＋丁 D．丙=戊
4．如图，现有粗糙水平面上有一个轻质弹簧。弹簧左端固定在墙壁上，右边连接一木块，当弹簧自然伸长时右端在O点。如图，将木块拉至A点后放手，第一次木块向左运动，最远能达到B点。下列说法正确的是（ ）
A．A至O的过程中木块动能不断增加
B．A至B的过程中弹簧弹性势能不断减小
C．木块的动能和弹簧的弹性势能之和不变
D．当小球最后静止时，木块可能在O点的左侧或右侧
5．跳远项目由助跑、起跳、腾空和落地等技术动作组成，如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．助跑时需用力向后蹬地，说明力是维持物体运动状态的原因
B．水平地面助跑时，人的重力和地面对人的支持力是一对平衡力
C．腾空到最高点时，重力势能最大，动能为零
D．从最高点到落地过程中，速度越来越大，惯性也越来越大
6．轻质弹簧的一端连接在放置于粗糙水平面的物块上，另一端固定在竖直的墙上（保持弹簧与水平面平行），当弹簧处于自然状态时，物块位于O处。小乐将物块移至N处后由静止开始释放，发现物块向左移动，最终停在M处。下列说法正确的是（　　）
A．从N到M的过程中，物块的机械能保持不变
B．从N到M的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大
C．物块经过O处时，受到的摩擦力方向发生改变
D．物块停在M处时，受到水平向右的摩擦力
7．如图所示，将同一小球在同一位置以相同速度沿不同方向抛出，小球运动轨迹如图①、②所示。若不计空气阻力，沿轨迹①、②落到地面时的速度分别为v1，v2，则有（　　）
A．v1v2 D．无法比较
8．在某冬奥会上，一运动员在比赛过程中运动的轨迹（a→b→c→d→e）如图所示，如果不计空气阻力，下列说法不正确的是（　　）
A．从a点下滑到b点过程中，动能增加
B．在a点的重力势能等于c点的重力势能
C．在c点的机械能等于d点的机械能
D．从b点运动到c点过程中，重力势能增加
9．电梯的简化模型如图甲所示，考虑安全、舒适、省时等因素，电梯速度要经过加速、匀速和减速的过程，这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次电梯上升过程中所受拉力F随上升高度h变化的图像如图乙所示。下列所示的图像中，能正确反应电梯在上升过程中拉力所做的功W与高度h关系的是（　　）
A．B．C．D．
10．一段弹簧固定在水平桌面上（如图甲所示），将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态（如图甲所示），用竖直向下的力F压小球至图丙位置，然后撤去力F，小球向上运动到A点后下落（如图甲所示），不计空气阻力的影响。则从撤去力F到小球运动到点A的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．小球一直做加速运动
B．小球离开弹簧时的速度最大
C．小球在A点处于静止状态
D．小球离开弹簧前，受到的合力先减小后增大
11．如图所示，将一弹簧固定在水平桌面上，在其上放置一个小钢球，钢球静止时弹簧长度为L，用手向下压弹簧到一定程度，释放后钢球运动到距离水平桌面2L处，不计能量损失，整个过程中，对钢球分析错误的是（　　）
A．甲图中，钢球静止时受到平衡力的作用
B．钢球在弹簧上静止时，弹簧的弹性势能不为零
C．钢球上升但未离开弹簧之前钢球先加速后减速运动
D．钢球上升但未离开弹簧之前，弹簧越小的弹性势能等于小球增加的重力势能
12．如图所示，一根轻质弹簧下端固定，竖立在水平面上，其正上方A位置有一只小球。小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零。关于小球下降阶段，下列说法中正确的是（　　）
A．在B位置小球动能最大
B．在C位置弹簧弹性势能最大
C．从A→D位置，小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加
D．从A→C位置，小球重力势能的减少量等于小球动能的增加量
13．打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次篮球掉落过程中，篮球的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等B．篮球第一次反弹后到达最高点D时，动能为0
C．篮球经过B、E两点时，动能可能相等 D．篮球在整个过程中机械能守恒
14．同一小球以同样的速度v从同一水平面分别向空气中、光滑斜面抛出，已知ɑ>β，若不计阻力，小球在甲、乙两图中到达最高点的动能分别为E1和E2、重力势能分别为E3和E4，它们之间的关系符合（　　）
A．E1=E2 B．E1＜E2 C．E3=E4 D．E3＜E4
15．如图，从水平地面开始，小球第一次以速度v竖直向上抛出，第二次以速度v沿光滑斜面向上运动（斜而足够长），不计空气阻力，两次上升的最高点的距离抛出点的高度分别为h1和h2，则h1和h2的关系是（　　）
A．h1>h2 B．h1＜h2 C．h1＝h2 D．无法确定
16．“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点时速度最大，最高能到达C点。对此过程，下列描述正确的是（　　）
A．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少
B．人从B到C的过程中，重力势能增加，动能减少
C．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少
D．弹性绳的弹性势能在B点时最大
17．小王系好安全弹性绳玩蹦极，他从最高点下落到最低点过程的v-t图像如图甲所示（忽略空气阻力）。已知：在t1时，弹性绳处于自然伸直状态；t3时，小王到最低点。则下列说法正确的是（　　）
A．0~t3，小王的动能不断增大
B．0~t3，小王的重力势能不断减少
C．0~t1，小王的机械能不断增大
D．t1~t2，小王的机械能转化为绳的弹性势能，小王的速度逐渐变小
18．乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球，若不计空气阻力，则落到水平桌面时三者的速度大小关系是（　　）
A．va>vb>vc B．vavc>vb D．va=vb=vc
19．如图所示，在粗糙的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O 点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A 位置（已知 AO>OB），释放小球，则小球从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小
B．小球从A运动到O的过程中，速度增大，机械能不变
C．小球运动到B点时将停止运动并保持静止
D．小球在A点处，弹簧的弹性势能最大
20．如图所示，甲、乙是两个相同的小球，在同一高度将甲乙两球抛出：甲球以速度v竖直向下抛出后落地；乙球以速度v竖直向上抛出至最高点A后落地，若不考虑空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．抛出时刻，甲球的动能比乙球的动能小
B．抛出时刻，甲球的机械能比乙球的机械能大
C．乙球在上升至最高点的过程中动能逐渐减小为零
D．甲球落地时的速度大于乙球落地时的速度
21．如图，甲乙完全相同的小球，以同样的速度v沿着与水平方向均成角斜向上抛出，甲球沿光滑斜面，乙球抛向空中，不计空气阻力，甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点，离地高度为h1和h2。则下列说法正确的是（　　）
A．a点时，小球所受重力和支持力是一对平衡力 B．b点时，小球所受重力和惯性力不是一对平衡力
C．h1=h2 D．h1>h2
22．如图是单摆实验，A点的高度大于B点的高度，让小球从A点由静止开始释放，当小球荡到B点位置时绳子突然断裂（不计空气阻力）。则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是（　　）
A．a B．b C．c D．d
23．滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台甲处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，不可能滑到滑台丙处的是（　　）
A． B．C． D．
24．如图，“蹦床”是体育比赛项目，床面弹性很大，运动员可在上面反复弹跳。从高空落下的运动员刚好与水平床面接触的点为A点，能到达的最低点为B点，如图所示，运动员从B点反弹回A点的过程中，不计空气阻力，则（ ）
A．运动员在B点速度为0，受平衡力作用
B．在反弹的瞬间，运动员在B点所受重力大于弹簧弹力
C．从B点向上运动过程中，运动员的动能先增大后减小
D．从B点向上运动过程中，运动员的机械能保持不变
25．在粗糙程度相同的水平面上，手推木块向右压缩轻质弹簧至图甲所示位置；松手后，木块最终静止在图乙所示位置。下列说法中正确的是（　　）
A．弹簧恢复原状过程中，弹簧的弹性势能增大
B．木块离开弹簧后最终会停下，说明物体的运动需要力来维持
C．木块离开弹簧后减速运动过程中，水平面对木块的摩擦力不变
D．图乙中，木块受到的重力和木块对水平面的压力是一对平衡力
26．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之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球（　　）
A．受到的弹力始终不变
B．运动过程动能一直增大
C．运动过程机械能不变
D．在b点时重力等于弹力
27．弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动，其结构如图甲所示。图乙是小明玩弹跳杆时由最低位置a上升到最高位置c的过程，其中b是弹簧处在原长的状态。针对此过程分析正确的是（　　）
A．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小明的机械能最小
B．在c状态时小明处于静止状态，此时机械能为零
C．a→b，弹跳杆的弹性势能转化为动能，在b时动能最大
D．b→c，弹跳杆的动能转化为重力势能，c时机械能最大
28．将两个相同的带有电子显示的弹簧测力计如图放置在光滑的水平地面上，现将铁球把左边的弹簧压缩一定长度后自由释放，（不计阻力）则分析正确的是（ ）
A．铁球的速度一直增加 B．铁球在加速过程中没有受到一对平衡力
C．两边弹簧的电子屏最大读数相同 D．右边弹簧的电子屏读数一直增大
29．如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，N点是弹簧自然伸长的位置。斜面与水平面光滑，忽略空气阻力。当物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后若又返回到P点。则下列描述错误的是（ ）
A．物块从M向P运动过程中，机械能减少
B．物块从N向M运动过程中，动能不变
C．物块从P向M运动过程中，重力势能减少
D．弹簧被压缩最短时，弹簧的弹性势能最大
30．一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
31．如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙）。解锁后，小球向上弹出筒口。下列说法正确的是（　　）
①图乙中A点处弹簧的弹力等于小球的重力
②图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力
③图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中速度一直变大
④图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中动能先变大后变小
A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④
32．水运动员在长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时受力平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，人在脱离跳板前空气阻力忽略不计，下列说法中正确的是（　　）
A．A点为跳板在整个跳水过程中的最高点
B．从C到A的过程中跳板和人的总机械能守恒
C．从C到A的过程中，运动员的速度持续增加
D．运动员离开跳板起跳后，只发生动能和重力势能的相互转化
33．如图甲为蹦极运动过程示意图，跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下。运动时，跳跃者受到绳子拉力的大小随时间变化的情况如图乙所示（将蹦极过程近似为在竖直方向的运动）。根据图象可知跳跃者（ ）
A．重力大小为 B．时刻弹性势能最小
C．时刻动能最大 D．时刻重力势能最小
34．如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一小物块m连在弹簧上，并把弹簧压缩到A点，然后释放，小物体能运动到C点，物体与水平地面间的摩擦力恒定，试判断下列说法中正确的是（　　）
A．物体从A到B动能越来越大，从B到C动能越来越小
B．物体从A到B动能先增大后减小，从B到C动能一直减小
C．物体从A到C动能一直在减小
D．物体动能最大的位置在B和C之间
35．材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面，将小球置于轨道的顶端点，小球具有的机械能为。让小球从点由静止开始滚动（不计空气阻力），到右侧所能达到的最高位置点时，具有的机械能为，随即小球向左侧滚动，当滚动到左侧所能达到的最高位置时，它具有的机械能可能是（　　）
A． B． C． D．
36．如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力随时间变化的图像如图（乙）如示，则
A．t1时刻小球动能最大
B．t2时刻小球动能最大
C．t1到t2这段时间内，小球减少的机械能大于弹簧增加的弹性势能
D．t2到t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
37．把小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，球升高至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正处于原长（图乙）．把小球、弹簧看作一个系统，不计空气阻力，松手后，小球从A到B再到C的过程中下列分析正确的是（ ）
A．小球处于A、B、 C三个位置时系统的机械能一样大
B．A→B，球的动能一直增大，B→C，球的动能一直减小
C．A→B，弹簧的弹性势能转为球的机械能，B→C，球的动能转化为球的重力势能
D．球在A、C两点处速度为零，故处于平衡状态
38．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Δl之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则下列说法正确的是（ ）
A．b点时小球机械能最大
B．在b点时重力等于弹力，由a到c运动过程小球机械能始终不变
C．运动过程小球动能先增大后减小，直至动能为0
D．c点时小球静止，受平衡力，重力等于弹力
二、填空题
39．如图轻质弹簧原长为2L，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到静止时，弹簧长度为L，现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与物块P接触但不连接。光滑水平轨道与光滑半圆轨道相切。AB是长度为5L的水平轨道，B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切，用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度L，然后释放，P开始沿轨道运动，问：
（1）从竖直放置在地面上的弹簧顶端，静止释放物块P，至弹簧被压缩后静止，物块P的重力势能转化为弹簧的 能；
（2）将弹簧压缩至长度L，然后放开，P开始沿轨道运动，能到达的最高位置 （图中字母表示），此时到达该位置具有 能，大小为 。
40．图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 点最大，B点重力势能的大小 E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 （选填“变化”或“不变”）的。
41．如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）
（1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。
（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能 。
42．图甲是投掷实心球的场景（不计空气阻力）。小明分析了实心球自脱手至落地过程的能量转化，画出了其势能的大小随时间变化的曲线如图乙。班中其他同学也模仿着画出此过程中实心球动能的大小随时间变化的大致曲线如图①②③，请选出其中正确的曲线 （填“①或②或③”）。
43．物体G和弹簧相连固定于墙壁上，开始时弹簧没有形变，物体处于位置B处，用力将其拉至C处，松手后，由C到B时，弹簧的势能 (填“不变”、“增大”或“减少”)。物体在A、C间往复运动，如图所示，如果物体G与地面都是光滑的，则物体G由C到A过程中，物体G的动能最大的点在 (“B点”、“AB之间”或“BC之间”)。如果物体G与地面存在一定的摩擦力，则物体G由C到A过程中物体G的动能最大的点在 (“B点”、“AB之间”或“BC之间”)。
44．如图，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，P点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至M位置，然后释放小球，小球在 时速度最大（填“P点”或“P点左侧”或“P点右侧”），若小球能到达的最右端为N位置，小球从M位置运动到N位置的过程中，弹簧的弹性势能变化是 （填“先增大后减小”或“先减小后增大”）。
45．在粗糙的水平面上有一根轻质弹簧，弹簧左端固定在墙上，右边连接一小球，当弹簧处于自然状态时小球正好在B点。如图所示，现在将小球推到A点后放手，小球第一次向右运动时最远能到达C点，此过程中：
（1）小球从A点向C点的运动过程中，速度如何变化 ？
（2）小球速度最大点出现在 （选填“B点左侧”、“B点右侧”、“B点”或“都有可能”。
（3）当小球最后静止，将停在 （选填“B点左侧”、“B点右侧”、“B点”或“都有可能”）。
46．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-过程中，小球的动能 （选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“不变”），在、、三个时刻，小球的动能分别为、、，其大小关系是 。
47．如图所示，物体M与弹簧一增相连，系在绳子末端的小球从A处由静止开始释放，经最低点B，撞击物体M后反弹，并使M在光滑水平面上向右运动，最终到达最右端D点，（图中C点是弹簧原长的末端，均不计空气阻力)。
（1）小球从A到B的过程中，能量的转化情况是
（2）小球在最低点B时，受到的力 (选填“是”或“不是”)平衡力。
（3）物体M从C到D点的过程中，动能大小变化情况是 （选填“一直变大”“一直变小”或“先变大后变小”）。
48．如图两个相同实心小球以样的速度分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。甲图中小球从点到达点的过程中，小球的动能 。小球通过甲弧槽的时间 小球通过乙弧槽的时间。（填“大于”“小于”或“等于”）
49．如图所示，轻质弹簧原长MO，将弹簧一端系一木块，并拉长至A处由静止释放，木块运动到B处停了下来，测得OA＞OB。请回答下列问题：
（1）木块在B处静止时受到摩擦力吗？如果受摩擦力，摩擦力的方向如何？答： ；
（2）木块自O向B运动的过程中，木块的动能转化为 能和弹簧的弹性势能；
（3）木块自A向B运动的过程中，最大速度出现在 （填O点、O点左侧或O点右侧）。
50．如图所示，滑雪场的弯曲滑道由AB、BC两部分组成，AB段高度H=20m，BC段高度h=10m。运动员 甲和乙的质量分别是m甲=70kg、m乙=75kg，他们分别从A点由静止沿AB滑道下滑，经过B点后沿BC滑道运动。不计摩擦和空气阻力。g取10N/kg。
（1）运动员甲从A处滑行到B处重力做的功是多少？
（2）判断运动员到达C点时速度是否为零，请说明理由。
（3）已知计算动能的表达式为，其中m为物体的质量，v为物体的运动速度。若运动员甲和乙分别从A点由静止沿AB滑道下滑到B处，到达B处时的速度分别为v甲、v乙，请证明v甲和v乙的大小关系。
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参考答案：
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
答案 C D A D B B B B B D D C C D C
题号 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
答案 B B D D C D C C C C D A C A B
题号 31 32 33 34 35 36 37 38
答案 B B D B B C C C
二、填空题
39．弹性势 C 重力势 mgL
40．C 等于 变化
41．不变 增大 先增大后减小
42．②
43．减少 B BC之间
44．P点 先减小后增大
45．先变大后变小 B点左侧 都有可能
46．大于 增大 E1＞E2＞E3
47．重力势能转化为动能 不是 一直变小
48．先增大后减小 小于
49．受到摩擦力，方向：水平向左 内能 O点右侧
50．（1）1.4×104J；（2）不为零，理由见解析；（3）相等，证明过程见解析。
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