12.1动能、势能、机械能 ---2024-2025学年苏科版物理九年级上学期

2024—2025学年九年级上册物理苏科版12.1动能、势能、机械能 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞．将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放（如图丙），滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后，又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上，下列说法不正确的是（   ） A．罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大 B．罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能转化为动能、弹性势能和内能 C．若罐内没有小铁块，罐子不可能返回滚上斜面 D．第一次返回斜面向上滚动过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能 2．一滑雪运动员从山坡上滑下，速度越来越大，对这一过程中运动员的动能和重力势能的说法有： ①重力势能减少，动能增加 ②重力势能不变，动能增加 ③动能减少，重力势能增加 ④动能转化为重力势能 ⑤重力势能转化为动能 其中正确的说法是（ ） A．①⑤ B．②④ C．①④ D．③④ 3．“科技兴则民族兴，科技强则国家强。”中国第三艘航母的名字叫“中国人民解放军海军福建舰”，简称“福建舰”。福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置，满载排水量8万余吨。如图所示，舰载机既要在航母上起飞，又要在航母上降落。下列说法正确的是（    ） A．舰载机加速升空的过程中，它的机械能不变 B．空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机动能不变 C．舰载机的着舰速度越快，它的惯性越大 D．舰载机着舰时，阻拦索的拉力改变了它的运动状态 4．小朋友沿滑梯下滑得越来越快的过程中，小朋友的（　　） A．运动状态不变 B．惯性增大 C．重力势能不变 D．动能增大 5．从流光溢彩的“冰立方”到晶莹剔透的“冰雪五环”，北京冬奥会开幕式把中国科技与文化自信展现得淋漓尽致。“冰立方”和“冰雪五环”都由LED呈现，“冰雪五环”藏在“冰立方”内部，像从盒子里抽出纸巾一样，在43s内被拉高13m，如图所示。下列分析正确的是（　　） A．“冰雪五环”上升过程中平均速度为0.03m/s B．“冰雪五环”上升过程中机械能不变 C．“冰雪五环”上升过程中只受重力作用 D．“冰雪五环”上升过程中相对“冰立方”是运动的 6．如图所示，小红背着书包正站在水平台阶上随扶梯匀速上行，在上行的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．小红受到台阶对她的摩擦力 B．小红的动能转化为重力势能 C．以乘坐的扶梯为参照物，小红是运动的 D．她随扶梯运动到楼面时若不小心会向前倾倒 7．足球比赛时守门员把球大脚开过半场，足球飞行过程中（　　） A．重力势能先变大后变小 B．动能先变大后变小 C．机械能先变大后变小 D．最高点处动能为零 8．以下校园活动的场景中，有关说法正确的是 A．引体向上——人拉住单杠静止时，单杠对人的拉力与人的重力平衡 B．50m测试——人冲过终点时不能立即停下来，是由于受惯性作用 C．排球比赛——将排球向上垫起后，球的动能不变，重力势能增加 D．掷实心球——若球在最高点时所受外力全部消失，球将竖直下落 9．为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验（如图所示）让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中，不正确的是（　　） A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小 B．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等 C．在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素 D．实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度 10．体育运动中蕴含许多物理知识，下列说法正确的是（ ） A．足球被踢出后仍能继续运动，是因为受到惯性 B．平路上骑自行车时，如果不用力蹬脚踏，—会儿就会停下来，说明力是维持物体运动的原因 C．在跳伞表演中，降落伞匀速下降，机械能守恒 D．击打排球时手感到痛，说明力的作用是相互的 11．如图所示是中考体育测试中掷出实心球时的运动情景。下列说法正确的是（　　） A．实心球做曲线运动是手对实心球推力作用的结果 B．实心球在b点时，高度最高，动能最大 C．实心球从a点运动到c点的过程中，动能越来越大 D．实心球从a点运动到b点的过程中，动能转化为重力势能 12．如图所示的滚摆，从最高点静止释放，上下往复运动幅度越来越小，最终停在最低点。则下列说法正确的是（　　） A．滚摆的动能与重力势能可以相互转化 B．滚摆下降时重力势能减小、动能增大 C．滚摆上升时重力势能增大、动能增大 D．滚摆上下往复的过程中，其机械能不变 13．如图所示，金属小球从光滑轨道中的A点处由静止滑下，经过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动。若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　） A．小球不能沿轨道向上运动到E点处 B．小球从A点加速下滑到C点时，重力没有对小球做功 C．小球到达C点时，它的动能最小，重力势能最大 D．小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能 14．如图所示，一物体在拉力F的作用下沿斜面向上匀速运动，在向上运动的过程中，下列说法正确的是（ ）    A．物体的动能不变，机械能不变 B．物体的重力势能增大，机械能增大 C．物体的重力势能转化为动能 D．物体的动能转化为重力势能 15．如图，跑酷即Parkour，是一种极限运动，以日常生活的环境为运动场所，将各种日常设施当作障碍物或辅助，在其间跑跳穿行。关于跑酷，下列说法正确的是（　　） A．跑酷者穿的专业鞋子鞋底耐磨且有较多的花纹，是为了增大压强 B．跑酷者起跳时速度越大，惯性就越大，跳得越远 C．跑酷者从高处跳下时速度越来越快，所以此过程动能转化为重力势能 D．跑酷者用力向下按栏杆，身体就会向上跳跃，这是利用物体间力的作用是相互的 二、填空题 16．如图所示，某运动员做蹦极运动，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由伸长点，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是运动员第一次下落到达的最低点。（不计空气阻力和弹性绳重）    （1）从O点到A点的过程中，运动员的重力势能转化为 能，运动员的机械能 （选填“不变”“变大”或“变小”）； （2）运动员经历多次振荡后，最终将停在 （选填“A点”“B点”或“C点”）。 17．图是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让钢球从斜面上某个位置由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平面向右运动直到停止，实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小。 18．阅读下面材料，然后回答问题： 天宫二号回家 据中国载人航天工程办公室消息，天宫二号空间实验室已于北京时间2019年7月19日2时06分受控离轨并坠入大气层，少量残骸落入南太平洋预定安全海域｡ 7月18日天宫二号飞到我国喀什测控站上空时，地面发送降轨指令，利用发动机反推让它减速，使它在继续绕地球飞行半圈后，在南太平洋上空从此前高度约390公里的圆形轨道，进入近地点200公里的椭圆形轨道，然后轨道近地点从200公里降到70公里以内，让天宫二号直接进入大气层｡航天器进入大气层后会迅速烧蚀分解、不再受控，少量烧蚀残留物将随惯性呈抛物线坠落预定海域｡ 由上述材料结合平时所学知识可知，天宫二号从390 公里的圆形轨道运动到200 公里的近地点的过程中，发动机没有工作，天宫二号的势能逐渐 （填“增大”或“减小”），动能逐渐 （填“增大”或“减小”），机械能 （填“守恒”或“不守恒”）｡ 19．如图所示，在农业领域，一架普通无人机携带农药，一天可完成600亩农田农药喷洒任务。假定无人机在同一高度匀速飞行，喷洒农药的过程中，无人机和农药总的动能 ，重力势能 。（均选填“变大”“变小”或“不变”）。 三、实验题 20．小明和小红用如图所示装置探究物体的动能大小与哪些因素有关。让钢球从斜槽上一定高度由静止开始滚下，撞击置于水平面上木块C并将C推动一段距离，通过推动距离的大小来判断动能大小。 （1）实验中探究的是 （“钢球”或“木块”）的动能。 （2）如图甲、乙为小明两次实验的示意图，钢球A、B的质量mA>mB，高度hA>hB，距离sA>sB。他由此得出“物体的质量越大，动能越大”的结论，小红认为实验方案是错误的，理由是 ； （3）小红再让钢球A分别从同一斜槽的不同高度由静止滚下，撞击木块，这是为了探究物体动能大小与 是否有关。 四、计算题 21．在水平地面上，2s内将重力G为30N的木块沿直线匀速向前推了4m，所用的水平推力F为6N，撤去推力后，木块由于惯性又前进了1m，在整个过程中， （1）求推力F做的功； （2）求推力F的功率。 （3）重力G做的功为多少J，在整个过程中，木块动能的变化情况是怎样的。 五、综合题 22．请回答下列问题 单板滑雪 单板滑雪（即滑板滑雪）又称冬季的冲浪运动，单板滑雪选手用一个滑雪板而不是一双滑雪板，利用身体和双脚来控制方向。1994年国际滑联（FIS）将滑板滑雪定为冬奥会正式项目。 无论你是个顶级高手还是第一次踏上滑雪单板，你的滑雪体验直接与你的装备质量相关，好的装备会增加你滑雪的乐趣。滑雪装备可划分为两大部分，一是硬件——用于滑雪，包括滑板、靴子和固定器；二是软件——使你保持温暖，如夹克、裤子、头盔等。滑板的底板材料主要由塑料或高分子尼龙材料制成，高分子材料的底板更为光滑。 应如何选择一块合适的滑板呢？合适的滑板长度应依赖于使用者的滑雪方式、身高和体重来选择，大多数人需要的滑板竖立在地面上时应该达到使用者的下巴或嘴唇附近（如图甲所示）。宽度是挑选单板的另一个非常重要的因素，基本原则是：当使用者横向站在滑板上时，人的靴子底长度应该与滑雪板宽齐平或稍稍超过其边缘。 北京2022年冬奥会共设有男女U型场地技巧、坡面障碍技巧、平行大回转、大跳台和障碍追逐等项目，一共产生11枚金牌，其中障碍追逐混合团体比赛是北京冬奥会新增小项。我国运动员苏翊鸣在北京冬奥会摘得了单板滑雪坡面障碍技巧银牌和大跳台金牌。 （1）如图乙所示，中国选手苏翊鸣向上腾空跃起到最高点的过程中，他的速度 （填“增大”或“减小”）。 （2）苏翊鸣在空中下落过程中（如图丙所示），他受力 填“平衡”或“不平衡”）。 （3）小强要去玩单板滑雪，他的身高为170cm，体重为600N，穿40码的鞋。你会帮他从下列三种型号的滑板中选择型号 的滑板最为合适。 型号①：长度约100cm，宽度约20cm；型号②：长度约150cm，宽度约25cm；型号③：长度约170cm，宽度约40cm。 （4）请估算小强在进行单板滑雪时雪板对雪地的压强约为 Pa。（雪板质量可忽略） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D A D D D D A A C D 题号 11 12 13 14 15 答案 D AB A B D 1．D 【详解】A．罐子在整个运动过程中的质量不变，在A点时的高度最高，重力势能最大，罐子从A点运动到D点，橡皮筋发生了弹性形变，在D点时的形变程度最大，所以在D点的弹性势能最大，故A正确，不符合题意； B．罐子从A点滚动到C点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，质量不变，速度变大，动能变大，由于罐子最后停在水平面上，罐子的机械能变小了，这说明罐子在运动的过程中，罐子克服摩擦做功，机械能转化为了内能，此过程中橡皮筋发生了弹性形变，具有弹性势能，所以罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能转化为了动能、弹性势能和内能，故B正确，不符合题意； C．若罐内没有小铁块，罐子的重力势能转化为内能和罐子的动能，罐子不具有弹性势能，所以不会返回斜面，故C正确，不符合题意； D．第一次返回斜面，向上滚动的过程中，由于一部分机械能转化为了内能，所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能，故D错误，符合题意。 故选D。 2．A 【详解】试题分析：滑雪运动员从山坡上滑下，运动员的质量不变，速度越来越大，动能越来越大；高度越来越小，重力势能越来越小，重力势能转化为动能． 故①⑤说法正确． 故选A． 3．D 【详解】A．舰载机加速升空的过程中，质量不变，速度增大，动能增大，同时高度增加，重力势能增大，所以它的机械能增大，故A错误； B．空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，质量减小，速度不变，所以舰载机动能减小，故B错误； C．惯性的大小只与质量有关，与物体运动的速度无关，所以舰载机的着舰时的惯性不变，故C错误； D．舰载机着舰时，阻拦索对舰载机施加拉力的作用，拉力使舰载机由运动变为静止，改变了舰载机的运动状态，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．小朋友沿滑梯下滑时，速度在变大，所以其运动状态在改变，故A不符合题意； B．物体惯性的大小只和质量有关，小朋友的质量未变，所以其惯性大小没有变化，故B不符合题意； CD．小朋友沿滑梯下滑时，其高度降低、速度增大，所以他的重力势能减小、动能增大，故C不符合题意、D符合题意。 故选D。 5．D 【详解】A．“冰雪五环”上升过程中平均速度 故A错误； B．“冰雪五环”上升过程中质量和速度不变，高度增加，动能不变，重力势能变大，所以机械能增大，故B错误； C．“冰雪五环”上升过程中受重力和拉力作用，故C错误； D．“冰雪五环”上升过程中相对“冰立方”的位置在不断变化“冰雪五环”是运动的，故D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．在匀速上升过程中，人受力平衡，水平方向不受摩擦力，在竖直方向上受重力和支持力，故A错误； B．在上行过程中，小红的速度不变，动能不变，高度增加，重力势能增加，故B错误； C．小红站在自动扶梯上，上行过程中以扶梯为参照物，小红相对扶梯的位置没有改变，因此小红是静止的，故C错误； D．小红随楼梯一起运动，上到楼层后小红由于惯性继续保持斜向上的运动状态，所以小红随扶梯运动到楼面时，若不小心会向前倾倒，故D正确。 故选D。 7．A 【详解】AB．足球飞行过程中，高度先增大后减小，速度先变小后变大，因此重力势能先变大后变小，动能先变小后变大，故A符合题意，B不符合题意； C．足球飞行过程中要克服空气阻力，摩擦做功，部分机械能转化为内能，因此机械能一直减小，故C不符合题意； D．足球飞行过程中，在最高点时，在水平方向仍有速度，因此动能不为零，故D不符合题意。 故选A。 8．A 【详解】A. 人静止时，重力与单杠对人的拉力均作用在人身上，且方向相反、大小相等、作用在同一条直线，为平衡力； B. 惯性是物体的一种性质，不是力且只与质量有关，只能说物体具有惯性，不能说受到惯性或惯性力的作用； C. 排球向上垫起后，速度减小，高度增加，质量不变，则动能减小，重力势能增加； D. 球到达最高点时，竖直方向速度减为0，水平方向还有分速度，故当此时外力全部消失时，球应沿水平方向做匀速直线运动． 9．C 【详解】A．小球下落过程中，重力势能转化为动能，小球撞击到木块，小球的动能转化为木块的机械能，使木块运动，所以球的动能是从木块被推出的距离看出的，这里采用了转换法的思想，故A正确，不符合题意； B．动能的大小与质量和速度都有关系，根据控制变量法，要分别控制小球滚下的高度、小球的质量等因素，故B正确，不符合题意； C． 斜面的光滑程度影响小球滚下的速度，木块的质量和软硬影响碰撞的程度，所以在实验器材的选择时，考虑斜面的光滑程度，木块的质量和软硬等因素，故C错误，符合题意； D．球从斜面上滚到水平面上时获得的速度与球在斜面上的高度有关，同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度，故D正确，不符合题意。 故选C。 10．D 【详解】A．足球被踢出后仍能继续运动，是因为足球具有惯性，仍要保持原来的运动状态，惯性不是力，不能说受到惯性作用。故A错误； B．平路上骑自行车时，如果不用力蹬脚踏，−会儿就会停下来，是因为受到阻力的作用，说明力是改变物体运动的原因，故B错误； C．跳伞员带着张开的降落伞匀速下降，动能不变，重力势能减小，所以机械能减小，故C错误； D．用手击排球，手对球施加力，排球飞走了，同时手感到疼，说明排球对手也施加了力，这个现象表明：物体间力的作用是相互的。故D正确。 故选D。 11．D 【详解】A．实心球做曲线运动是因为受到了重力的作用，手对实心球没有推力，故A错误； B．实心球运动过程中质量不变，在b点时，高度最高，速度最小，动能最小，故B错误； CD．实心球从a点运动到b点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能；从b点运动到c点的过程中，质量不变，速度变大，动能变大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，实心球从a点运动到c点的过程中，动能先变小后变大，故C错误，D正确。 故选D。 12．AB 【详解】A．滚摆向上运动的过程中，由于高度升高，则重力势能增加，同时速度减小，则动能减小，即动能转化为了重力势能；下降过程中，由于高度减小，则重力势能减小，同时速度增加，则动能增加，即重力势能转化为了动能，故A正确，符合题意； B．滚摆质量不变，下降时高度减小，速度增大，故重力势能减小，动能增大，故B正确，符合题意； C．滚摆质量不变，上升时高度增大，速度减小，故重力势能增大，动能减小，故C错误，不符合题意； D．在滚摆运动过程中，滚摆需要克服阻力做功，上下往复运动幅度越来越小，有部分机械能转化为内能，机械能在减小，故D错误，不符合题意。 故选AB。 13．A 【详解】AD．因为是光滑的轨道，不计空气阻力，小球在轨道上运动没有机械能的损耗，则小球的机械能守恒，所以小球能到达的最高点应与A点在同一水平直线上，不能沿轨道向上运动到E点；因小球的机械能守恒，所以小球到达D点时的机械能等于它到达B点时的机械能，故A正确，D错误； B．小球从A点加速下滑到C点时，小球受竖直向下的重力，小球向下移动了距离，所以重力对小球做了功，故B错误； C．小球到达C点（最低点）时，质量不变，此时速度最大，高度最小，所以它的动能最大，重力势能最小，故C错误。 故选A。 14．B 【详解】动能与质量和速度有关，因为“匀速运动”，所以动能不变，又因为重力势能与质量和高度有关，“向上运动”高度增加，重力势能增加，机械能是动能与势能的和，因此物体的重力势能增大，机械能增大。 故选B。 15．D 【详解】A．跑酷者穿的专业鞋子鞋底耐磨且有较多的花纹，是为了增大摩擦，故A错误； B．惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动速度无关，故B错误； C．跑酷者从高处跳下时速度越来越快，质量不变，速度变大，动能变大，高度降低，重力势能减小，此过程重力势能转化为动能，故C错误； D．物体间力的作用是相互的，跑酷者用力向下按栏杆，栏杆对手有相反方向的力，身体会向上跳跃，故D正确。 故选D。 16． 动 不变 B点 【详解】（1）[1][2]O点到A点，运动员自由下落，重力势能变小，动能增大，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变。 （2）[3]由于在B点运动员所受弹力恰好等于重力，所以运动员经历多次振荡后，最终将停在B点。 17．木块移动的距离 【详解】实验中，小球进入水平面时的动能无法直接测量，利用小球的动能来推动木块做功，小球的动能越大，对木块做的功越多，木块移动的距离越长，是通过木块移动的距离来判断钢球的动能大小。 18． 减小 增大 不守恒 【详解】[1][2][3]机械能包括动能和势能，物体动能和势能的变化会引起机械能的变化；动能与质量和速度有关，质量越大、速度越大则动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大则重力势能越大。天宫二号从390公里的圆形轨道运动到200公里的近地点的过程中，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能变大；由于存在摩擦，机械能转化为内能，机械能不守恒。 19． 变小 变小 【详解】[1] [2]无人机在农田上空的某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能和重力势能均变小。 20． 钢球 没有控制钢球的速度相同 速度 【详解】（1）[1]根据题意可知，钢球从斜面滚下时，动能不断增大，做功的本领也增大，而撞击木块时的动能最大，所以是探究钢球的动能，即钢球撞击木块时的动能的大小。 （2）[2]钢球A、B的质量，高度，不符合控制变量法的操作要求，没有控制钢球的速度相同，所以无法得到物体的动能大小与质量有关，想要探究物体的动能大小与质量有关，需要控制小球到达水平面时的速度相同，两钢球应从同一斜面的相同高度由静止自由滚下。 （3）[3]小红让钢球A分别从同一斜面的不同高度由静止自由滚下，小球的质量相同，速度不同，这是为了探究物体动能与速度的关系。 21．（1）24J；（2）12W；（3）0  ，先不变后变小 【详解】（1）推力做功 W=Fs =6N×4m=24J （2）功率 （3）物体受到向下的重力，在重力方向上没有移动距离，重力不做功，所以重力做功为0J。木块的质量不变，开始木块做匀速直线运动，速度不变，动能不变；撤去推力后，木块由于惯性又前进了1m，木块的速度变小，动能变小；所以整个过程中动能先不变后变小。 答：（1）推力F做的功为24J； （2）推力F的功率为； （3）重力G做的功为0J，在整个过程中，木块动能的变化情况是先不变后变小。 22． 减小 不平衡 ② 1600 【详解】（1）[1]中国选手苏翊鸣向上腾空跃起到最高点的过程中，他的动能转化为重力势能，速度减小。 （2）[2]苏翊鸣在空中下落过程中，运动状态在发生改变，受力不平衡。 （3）[3]小强要去玩单板滑雪，他的身高为170cm，需要的滑板竖立在地面上时应该达到使用者的下巴或嘴唇附近，需要的滑板长约150cm，40码鞋的长度约为25cm，当使用者横向站在滑板上时，人的靴子底长度应该与滑雪板宽齐平或稍稍超过其边缘，所以，滑板的宽度约为25cm，选择型号为②的滑板。 （4）[4]小强在进行单板滑雪时雪板对雪地的压强约为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$