第2节 机械能 同步练习

九上科学试卷（3）
一.单选题
1.下列说法正确的是（　　）
A. 用手击打排球时，手对排球的作用力与排球对手的作用力是一对平衡力
B. 梨子从树上落向地面的过程中，重力对梨子做功，梨子的重力势能增加
C. 宇宙飞船的返回舱在穿过大气层返回地面的过程中，一部分机械能转化为内能
D. 水平路面上行驶的汽车，关闭发动机后会停下来，是由于汽车具有惯性
2.草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（　　）
A. 动能不变，势能不变 B. 动能减少，势能减少
C. 动能增加，势能减少 D. 动能减少，势能增加
3.下列说法中正确的是(
)
A. 处于静止状态的铁块机械能保持不变
B. 功率大的机械，机械效率一定高
C. 小车在平衡力的作用下不能保持匀速直线运动状态
D. 踢出去的足球在地上越滚越慢，说明物体的运动需要力来维持
4.世界上最著名的苹果树生长在哪里？答案是﹣﹣在伟大的英国科学家艾萨克 牛顿家花院里．牛顿被一个从树上掉落的苹果砸中脑袋，受到启发发现万有引力定律．如图所示，熟透的苹果从树上自由下落时（
）
A. 动能减小，重力势能减小 B. 动能减小，重力势能增大
C. 动能增大，重力势能减小 D. 动能增大，重力势能增大
5.如图所示，运动员沿水平方向射箭，松手后到箭落地前，箭的动能（忽略空气阻力的影响）（
）
A. 一直变大 B. 一直不变 C. 先变大后不变 D. 先变大后变小
6.一架飞机在某灾区上空沿水平方向匀速飞行，同时向地面投放救灾物资。投下物资后，飞机的动能和势能发生变化是（
）
A. 动能不变，势能减小 B. 动能变小，势能不变 C. 动能和势能都变小 D. 动能和势能都不变
7.电动车已成为短途交通的常用工具，下列说法正确的是（　　）
A. 在水平道路上减速行驶时，电动车的动能减小、机械能不变
B. 行驶过程中，驾驶员相对电动车是运动的
C. 轮胎上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦
D. 电动车紧急刹车时驾驶员的上部向后仰
8. 如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆停止上下滚动．下列说法正确的是（　　）
A. 滚摆下降时，重力势能减小，动能减小 B. 滚摆到最低点后又上升，重力势能转化为动能
C. 滚摆整个运动过程中，机械能守恒 D. 滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小
9.如图所示，直升飞机悬停在空中．下列对直升飞机能量的分析，正确的是（　　）
第9题图
第10题图
第11题图
第14题图
A. 直升飞机具有重力势能 B. 直升飞机的动能不断转化为重力势能
C. 直升飞机的重力势能不断转化为动能 D. 直升飞机的机械能在不断增大
10. 如图所示，电梯内一弹簧下挂一物块，当整个电梯突然向上作加速运动时，下列说法正确的是(
)
A. 物块速度变大时其惯性增大 B. 弹簧对物块的拉力等于物块的重力
C. 弹簧对物块的拉力等于物块对弹簧的拉力 D. 弹簧伸长了，弹性势能不变
11.如图所示，忽略空气阻力，由空中A处释放的小球经过B、C两位置时具有相同的(
)
A. 速度 B. 动能 C. 机械能 D. 重力势能
12.我国科学工作者在南中国海海底发现了一种俗称“可燃冰”的冰块天然气水合物，能源总量可达到全国石油总量的一半，燃烧1m3“可燃冰”释放的能量与164m3天然气相当，据此可判断“可燃冰”（
）
A. 具有较高的内能 B. 具有较高的化学能 C. 只有燃烧时才有内能 D. 没有点燃时没有化学能
13.自然界中存在着多种形式的能，下面对能的叙述中不正确的是（
）
A. 贮存在食物中的能称为化学能 B. 钩码被举高后具有的能是动能
C. 声能是一种听得到的能量 D. 植物通过光合作用把光能转化为化学能
14.（2016 温州）将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压（如图），放手后笔会向上弹起一定高度．下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（
）
A. 向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小 B. 向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C. 笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大 D. 笔向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能增大
15.2013年12月2日嫦娥三号发射升空，12月14日嫦娥三号探测器在月球表面成功软着陆，下列说法正确的是（　　）
A. 嫦娥三号升空时动能不变，重力势能增加，机械能增加
B. 嫦娥三号沿椭圆轨道绕月球飞行，在近月点时动能最大，在远月点时势能最大
C. 嫦娥三号沿椭圆轨道绕月球飞行，从近月点向远月点运动时势能转化为动能
D. 嫦娥三号探测器接近月面减速下降时，机械能不变
16.如图所示是投掷铅球的场景．下列说法中不正确的是（
）
第16题图
A. 铅球离开手后能继续运动是因为具有惯性 B. 铅球在空中下落过程中重力势能不断增大
C. 铅球在空中运动时．运动状态不断改变 D. 铅球在地上越滚越慢．是因为受到了摩擦阻力的作用
17.以下关于功和能不正确说法的是（
）
A. 物体能做功，这个物体就具有能
B. 能和功的主单位是焦耳
C. 压缩的弹簧具有动能，流动的水和风具有机械能
D. 通电能使电动机运转，是因为电能转化为机械能
18.两个完全相同的正方体均匀物块，分别沿各自虚线切割掉一半，将剩余部分a和b按照图示位置摆放在同一水平面上，比较两物块的重力势能（
）
第18题图
第20题图
A. a比较大 B. b比较大 C. 一样大 D. 无法判断
19.质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的重力势能相等，那么（
）
A. 燕子比鸽子飞得快 B. 燕子比鸽子飞得高 C. 鸽子比燕子飞得快 D. 鸽子比燕子飞得高
20.（2017 杭州）如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的(
)
A. 重力势能减小，动能增大 B. 重力势能减小，机械能减小
C. 动能不变，机械能不变 D. 重力势能不变，机械能减小
二.填空题（共6题；共15分）
21.体积相同的铁球和木球，放在同一水平桌面上，铁球静止，木球运动， ________ 球的重力势能大，________ 球的动能小。正在运动着的木球如果它受到的所有外力同时消失，它的速度将________ ，动能将 ________
(填“增大”、“减小”或“不变”)。
22.如图所示，氢气球释放后，若它的运动可看成是匀速上升，则上升过程中氢气球的动能________，机械能________．（均选填“增大”“不变”或“减小”）
23.如图所示，小明从滑梯高处加速下滑，臀部有热乎乎的感觉，这过程中小明的动能________ ，机械能________
（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
24. 如图所示，小安从滑梯顶端由静止滑下，________ 能转化为动能．同时小安的臀部感觉热，这是通过________ 方式改变他的内能．
25.如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面30cm，小球在A点的重力势能________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的重力势能，小球在A点的动能________(选填“大于”“小于”或“等于”)B点的动能；若小球的质量为100g，它从A点落到地面，重力做功________J。(g取10N/kg)
26.在课外兴趣小组活动中，小明想验证重力势能与高度的关系：他在水平地面上铺一张纸，将蓝球表面涂黑，使蓝球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B如图所示．球从较高处下落形成的圆斑是图中________（选填“A”或“B”），你判断的依据是________．
三.探究题（共5题；共24分）
27.（2014·台州）利用如图装置进行“探究动能大小的影响因素”实验。用两根细绳将小球悬挂起来，拉起小球，当细绳与竖直方向成θ角后松手，小球撞击水平木板上的木块，记下木块移动的距离s。改变角度θ的大小，重复实验。
(1)利用如图两根细绳悬挂小球，而不用一根细绳，其好处是________ 。
(2)本实验探究的问题是物体的动能大小与________ 的关系
(3)利用上述实验，同时还可以探究的问题是________ 。
28.（2014·绍兴）探究影响物体弹性势能大小的因素，选择弹簧进行研究。将光滑水平面与光滑斜面连接，如图。


①将甲弹簧放置在水平面上，用小球压缩弹簧2厘米，释放后，小球滚上A斜面，记录小球在斜面最高点时高度，重复三次，取平均值记录在下表中。更换B斜面，重复实验。


②压缩甲弹簧3厘米，重复实验①步骤。


③换用不同弹簧，重复实验①步骤。
实验
序号
弹
簧
弹簧长
度/厘米
弹簧
材料
压缩量
/厘米
小球在斜面A上高度/米
小球在斜面B上高度/米
1
甲
20
合金1
2
0．18
0．18
2
甲
20
合金1
3
0．40
0．40
3
乙
20
合金2
2
0．22
0．22
4
丙
30
合金1
2
0．12
0．12
5
丁
30
合金2
2
0．15
0．15
(1)实验中，通过观察________ 判断弹簧弹性势能的大小。
(2)比较________ (选填实验序号），说明弹簧的弹性势能大小与弹簧的形变大小有关。
(3)由实验结果可知，弹簧的弹性势能大小还与弹簧的________ 有关。
29.为探究“动能大小的影响因素”，科学小组利用斜面、钢球、木块等器材开展了如图所示的活动．
(1)实验中通过比较木块________ 来判断钢球动能的大小．
(2)在图甲和图丙中，用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的________ 相同；比较甲、乙两图，得到的结论是________
．
(3)由实验中钢球撞击木块做功，同学们联想到汽车撞击行人出现交通事故的情景，并猜想到交通事故的危害程度与“超载”、“超速”有关．进一步探究，获得了表格内的数据：
实验序号
小球的质量m/g
小球自由滚下的高度h/cm
木块被撞后运动的距离s/m
甲
20
20
16
乙
20
10
4
丙
40
20
32
分析表格内的数据可知，利用甲、丙两次实验可验证危害程度与________有关（选填“超载”或“超速”）；在质量和速度两个因素中，对动能影响较大的因素是________
，理由是________ ．
30.某兴趣小组提出利用“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置（如图所示）与所需器材（斜面、木块、不同质量的小钢球）来探究“影响重力势能大小的因素”的设想．请你帮助完成如下实验方案：
(1)实验中通过观察________ 的大小，来判断小球重力势能的大小
(2)本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论，原因是________
(3)实验中为了要探究重力势能与物体的质量的关系要选用上述图________ ，具体的操作方法是让小球从________ （选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下
(4)要探究重力势能与物体的高度的关系要选用上述图________ ，具体的操作方法是让小球从________ （选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下
(5)通过比较分析可以得出的结论是________
31.实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一离度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。
(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是________，钢球动能的大小是通过观察________来判断的。
(2)从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的________相同。
实验
次数
钢球
质量/g
钢球下摆
高度/cm
木块滑行
距离/cm
1
20
20
30
2
40
20
58
3
60
20
(3)在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换一个较大的木块，乙同学认为不合理，乙的理由是________。
(4)由上述实验数据和现象可得出结论：________。
四.综合题（共8题；共39分）
32.（2013·衢州）小徐利用如图实验来研究物体动能大小与哪些因素有关。让质量不同的钢球从斜面上同一高度静止释放，钢球运动到斜面底部，推动木块运动一段距离后停下。实验数据见下表：
实验次数
钢球质量m(克)
钢球到达斜面底部时的速度v(米/秒)
木块移动的距离s(厘米)
1
20
1.8
30
2
40
1.8
59
3
60
1.8
87
(1)表格中的实验数据说明了钢球的动能大小与________ 有关。
(2)小徐对如何判断钢球的动能大小进行深入思考后认为：可以通过比较钢球推动木块移动距离的大小来反映钢球对木块________ 的多少，从而判断钢球动能的大小。
33. 一物理兴趣小组“探究物体的动能和那些因素有关”的过程如下.
a．如图甲，让质量不同的钢球分别从同一轨道、同一高度由静止开始滚下，撞击水平轨道左端的物块B，比较物块B滑行距离的远近．
b．如图乙，比质里相同的钢球分别从冋一轨道、不同高度由静止开始滚下，撞击水平轨道左端的物块B，比较物块B滑行距离的远近．
c．分析实验结果，形成结论．
d．实验反思．
该小组进行了以下实验反思：
(1)让质量不同的钢球分别从同一轨道、同一高度由静止开始滚下，撞击水平轨道上同一位置处的物块B，强调三个“同一”是为了保证钢球撞击物块B时具有相同的________
(2)如果影响一个物理量的因素存在两个或两个以上，当研究这个物理量与这些因素的关系时，常采取类似本实验的做法，这种实验方法是 ________
(3)组内有的同学认为水平面是光滑的更有助于完成本实验，小明不同意这一观点，小明认为如果水平面是光滑的，物块B将一直运动下去，无法比较其滑行距离的远近．小明的理论依据是________ （填写定律名称）
(4)如果水平面光滑，小明同学提出了解决方案，可以在水平轨道右侧固定一轻弹簧（如图丙），利用弹簧被压缩的长度反映小球动能的大小．在小球向右压缩弹簧的过程中，小球的动能和弹簧的弹性势能之和将________ （填“变大”、“变小”或“不变”）
34. 一辆汽车在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶了30min．汽车所受阻力为1000N，问：
(1)汽车发动机所做的功为多少焦耳？
(2)汽车发动机的功率是多少瓦特？
(3)如图所示，请你用物理知识解释，为什么要对机动车的最高行驶速度进行限制？为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
35. 在探究物体动能大小与质量的关系时，利用如图所示的装置，让不同质量的钢球，从同一斜面同一高度由静止滚下，撞击水平面上的木块．
(1)实验中，通过观察________ 比较小球动能的大小．
(2)通过观察甲、乙两图的实验现象，可得出结论：在________ 相同时，物体的质量越大，动能越大．
(3)交通规则中“禁止超载”就是通过限制车辆装载货物的质量，减小车辆的惯性和________ ，防止造成重大伤害．
36. 夏日的公园，百花盛开，处处飘香；满载游客的过山车，从高处急驰而下；远处的湖面上例映着美丽的景色．根据描述，请写出任意两个涉及到的物理现象并用物理知识解释．
(1)现象：________ 解释：_____________________ ．
(2)现象：________ 解释：_____________________ ．
37. 为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小亮同学设计了如图甲、乙、丙所示的探究实验．将A、B、C三个小球先后从同一装置，高度分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA=mB＜mC
，
hA=hC＞hB），推动小木块运动一段距离后静止，请你对以下问题进行解答：
(1)选择甲、丙两图所示实验进行比较，是用来研究________ 带来的安全隐患
(2)选择甲、乙两图所示实验进行比较，可以得到的结论是________
38.请仔细阅读材料，根据材料提供的信息回答问题：
小文借助速度传感器和其他仪器，迻行“影响动能大小的因素”的实验．多次测小车质量、小车在水平面上运动的初速度和滑行的距离．数据如表1和表2所示，
(1)该实验过程中，小车在平面上运动的初速度是通过改变　高度　（选填“高度”或“质量”）来改变的．分析实验数据得出：动能大小与物体的质量和运动的速度有关，且速度对动能影响较大，那么动能与质量和速度之间又有怎样的定量关系呢？通过查阅资枓知道：动能与物体的质量成正比，与速度的二次方成正比，其表达式为：Ek=mv2
．
小文有一个质量为0.8kg的遥控玩具车，在水平地面上以5m/s的速度匀速前进，其动能为________J．
表1
（小车的初速度为0.08m/s）
表2
（小车的质量为0.1kg）
序号
小车质量m/kg
小车滑行距离m/s
1
0.1
0.1
2
0.2
0.2
3
0.3
0.3
序号
小车初速度v/（m/s）
小车滑行距离m/s
1
0.08
0.1
2
0.16
0.4
3
0.24
0.9
(2)实验中，小车在水平面上运动一段距离后静止下来，是由于克服摩擦做功，消耗了小车的动能，且做功的多少就等于减少的动能，即W=Ek1﹣Ek2
．
质量是2×10﹣3kg的子弹，以300m/s的速度射入厚木板，射穿后的速度是100m/s．子弹穿过木板的过程中，克服摩擦阻力所做的功为________ J．
39.同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧(如图所示)。
小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？
小文猜想：
①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
(1)小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图所示的实验，此实验是为了验证猜想________，实验中弹性势能的大小是通过________来体现的。
(2)请你设计一个实验方案来验证另一个猜想(写出简要的实验步骤，分析可能出现的现象并得出结论)。
五.解答题（共3题；共20分）
40.骑自行车下坡时，人不蹬脚踏板,车速也会越来越快，请从能量转化的角度解释该现象。
41. 为了深入推进“美丽南宁，整洁畅通有序大行动”，南宁市公安交警部门于2015年3月至年底，在全市范围集中开展电动自行车交通违法专项整治行动．其中，禁止电动自行车“超载”、“超速”．请运用所学的物理知识说明这两个规定的道理．
42.（2017 绍兴）排球充气后，让排球从手上自由落下，排球每次弹加的高度都低于落下时的高度。
(1)解释整个过程中能量是否守恒。
(2)排球从接触地面到形变最大的过程中，速度v与形变大小ΔV之间的关系大致如图，请说明该过程中，排球受力情况与机械能变化的关系。
一.单选题
1.C
2.B
3.A
4.C
5.C
6.C
7.C
8.D
9.
A
10.
C
11.C
12.B
13.B
14.C
15.B
16.B
17.C
18.A
19.B
20.B
二.填空题
21.铁；铁；不变；不变
22.不变；增大
23.增大；减小
24.重力势　；做功　25.等于；大于；0.3
26.B；在质量相同的情况下，高度越高，重力势能越大，转变成的弹性势能大，球的形变大
三.探究题
27.（1）便于控制小球的撞击方向（或便于撞准木块等）（2）速度
（3）物体重力势能大小与高度有什么关系？或重力势能大小与高度的关系。
28.（1）小球到达斜面的高度（2）1、2（3）长度、材料
29.（1）被推动距离（2）速度；质量相同时，速度越大，动能越大
（3）超载；速度；物体的动能与物体速度的平方成正比
30.（1）木块被推出的距离（2）小球与木块将会做匀速直线运动
（3）乙；相同（4）甲；不同（5）重力势能的大小与物体的质量和高度有关
31.（1）将钢球从某一高度由静止释放；木块运动的距离（2）速度、质量
（3）增大木块，会使木块对木板的压力增加，从而增大了木块与木板的摩擦力
（4）在速度一定时，质量越大动能越大
四.综合题
32.（1）钢球质量（2）做功
33.（1）速度（2）控制变量法（3）牛顿第一定律（4）不变
34.（1）解：由v=st可得，s=vt=72km/h×12h=36km=36000m，
因为汽车在平直公路上匀速行驶，牵引力等于阻力，即F=f=1000N，
汽车发动机所做的功W=Fs=1000N×36000m=3.6×107J
答：汽车发动机所做的功为3.6×107J.
（2）解：汽车发动机的功率P=Wt=3.6×10730×60=2×104W
答：汽车发动机的功率是2×104W.
（3）解：动能与质量和速度有关：质量越大，动能越大；速度越大，动能越大；机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；惯性与质量有关，质量越大，惯性越大，大车质量大，在速度相同时，其惯性大、动能也大，所以遇到紧急情况不容易刹车，且发生事故时伤害更严重，在同样的道路上，对质量较小的车，其允许的速度可大些，所以对不同车型设定不一样的最高行驶速度．
答：机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；大车质量大，在速度相同时，其惯性大、动能也大，所以遇到紧急情况不容易刹车，且发生事故时伤害更严重．
35.（1）木块被撞击后移动的距离的大小　（2）速度　（3）动能　
36.（1）从高处急驰而下；重力势能转化为动能
（2）处处飘香；分子在永不停息的做无规则运动
37.（1）超载　（2）在质量不变时，速度越大，汽车的动能越大，安全隐患越大　
38.（1）10（2）80
（1）小车在平面上运动的初速度是通过改变小车滑下时的高度来改变的；
根据Ek=mv2
，
遥控玩具车的动能：
Ek=×0.8kg×（5m/s）2=10J；
（2）由题克服摩擦阻力所做的功：
W=Ek1﹣Ek2=mv12﹣mv22=m（v12﹣v22）
=×2×10﹣3kg×[（300m/s）2﹣（100m/s）2]
=80J．
39.（1）①；木块被推动的距离
（2）步骤：①将小球置于弹簧A右端，使弹簧压缩2cm，放手后小球弹出，与木块相碰，木块推动的距离为s1；
②将同一个弹簧压缩的程度稍大一些，把小球置于弹簧A右端，观察小球撞击木块后木块移动的距离s2。
③比较s1、s2得出结论：若s1＝s2
，
说明弹簧弹性势能的大小与弹性形变的程度无关；若s1＞s2
，
说明弹簧弹性形变的程度越小，弹性势能越大；若s1＜s2
，
说明弹簧弹性形变的程度越小，弹性势能越小。
五.解答题
40.人骑自行车下坡时，高度降低，重力势能减少；速度增大，动能增大；在下坡时重力势能转化为动能，所以车速度越来越快。
41.答：从惯性的角度，“超载”时电动自行车的质量大，惯性大，刹车时不易刹住．同时，刹车时若电动自行车“超速”，则由于惯性要保持原来的速度，使刹车的距离变长，容易造成危险；
从动能的角度，电动自行车“超载”、“超速”会使其质量变大、速度变大，动能增大，一旦发生交通事故其伤害也会更大．
42.（1）排球下落和与地板的每次碰撞、及排球上升过程中，能量始终守恒。由于排球与空气摩擦、与地板碰撞过程中有机械能转化成内能和转移出去，但这些能量的总和仍然保持不变。
（2）排球接触地面后，受到重力和地面的弹力，弹力小于重力，排球的重力势能转化成动能和弹性势能。
到B点时，排球重力等于受到地面弹力，动能达到最大
从B点到形变最大，弹力大于重力，重力势能和动能全部转化成弹性势能。