11.4动能和势能 练习-2025-2026学年沪粤版（2024）物理九年级上册

11.4动能和势能 练习 一、单选题 1．如图是实验室内的翻滚过山车模型，点为轨道最低点，点为轨道弧形部分的最高点。将小球从点静止释放，小球经过B、C两点后，在右侧轨道上能达到的最高点为。下列说法正确的是（　　） A．小球在点动能最大 B．如果BD段轨道水平，小球最终做匀速直线运动 C．整个过程中小球机械能不守恒 D．小球从点到点，重力势能只转化为动能 2．运动员在自由式滑雪空中技巧比赛中的运动轨迹如图的虚线所示。若不计摩擦和空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A．A到B运动的过程中，运动员的动能减小 B．从B到C，人和滑雪板的重力势能转化为动能 C．人和滑雪板在D点时的速度比在B点时更大些 D．若到达C点时外力消失，人和滑雪板将会悬停在空中 3．如图所示为云南某高原跳伞训练基地的一名跳伞运动员从空中匀速下降的过程，下列关于该运动员的说法正确的是（　　） A．该过程中跳伞运动员的机械能保持不变 B．该过程中跳伞运动员的重力势能转化为运动员的动能 C．该过程中跳伞运动员的机械能减小 D．跳伞运动员下落的过程中的动能不断增大 4．如图所示，摆球下降的过程中，它的（　　） A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 5．如图为蹦床运动照片及其简化示意图，O点是运动员由最高点开始自由落下的起始位置，A点是蹦床不发生形变时的原位置，B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处，C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力，则（　　） A．从O点到C点的过程中，运动员减小的重力势能全都转化为动能 B．从O点到C点的过程中，运动员机械能守恒 C．从A 点到C点的过程中，运动员的机械能减小 D．从A 点到C点的过程中，运动员动能减小 6．科技赋能乡村振兴，某农场农业科技人员正在使用无人机给农作物施肥，如图所示，无人机在某一高度正沿水平方向匀速飞行，下列说法中正确的是（　　） A．动能与重力势能均不变 B．动能与重力势能均减小 C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能不变 7．科技赋能正深刻改变着传统农业的生产方式，大大减轻了农民的负担，提高了生产效率。如图所示，一架无人机正在进行农药喷洒作业，随着农药的减少，下列情形中无人机（包括水箱和箱中农药）的机械能可能保持不变的是（　　） A．水平向前匀速飞行 B．竖直向下匀速飞行 C．斜向上匀速飞行 D．斜向下匀速飞行 8．北京时间3月3日，2024年跳水世界杯蒙特利尔站女子三米跳板决赛，中国组合陈艺文/昌雅妮以329.40分的成绩夺得冠军。如图，是她们比赛时的画面。下列有关跳水过程的说法，正确的是（　　） A．起跳时，跳板的弹性势能全部转化为运动员的重力势能 B．上升时，运动员的重力势能转化为动能 C．下落时，运动员的动能转化为重力势能 D．入水后，运动员的机械能不守恒 9．年月日，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱减速下降过程中，其能量变化与转化说法正确的是（　　） A．动能减小 B．重力势能增大 C．机械能不变 D．动能转化为重力势能 10．2025年2月10日，哈尔滨亚冬会单板滑雪男子大跳台决赛，中国队包揽金银牌。某运动员在比赛过程中的运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　） A．运动员的动能一直增大 B．运动员在D点时重力势能最大 C．运动员从C点到D点的过程中，重力势能转化为动能 D．运动员的机械能一直在增加 二、填空题 11．物体由于发生 而具有的能叫做弹性势能，弹性势能的大小与 有关。 12．小明在操场上投实心球，如图是实心球在空中运动轨迹的示意图。a、b两点在同一高度，空气阻力不可以忽略。则球在运动过程中机械能 （填“守恒”或“不守恒”），球在a点的动能 （填“大于”、“小于”或“等于”）b点的动能。 13．2025年4月30日13时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在进入大气层一段时间后，由于受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，动能 ，势能 ，机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 14．如图是探究动能影响因素的部分装置，通过比较木块被推动距离的远近来反映小球动能大小，这一步用到的物理研究方法是 ，通过甲、乙实验可知：质量一定时，小球的 越大，动能越大。 15．如图所示，探究重力势能的大小与哪些因素有关时，为了显示重力势能的大小，甲用橡皮泥代替沙子，乙用海绵代替沙子，该物理研究方法被称为 法，你认为这两种材料更合适的是 （甲/乙）的方法，理由是 。 三、简答题 16．如图，光滑水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，弹簧左端固定。用物块P压缩弹簧至D点后，由静止释放，物块能达到BC上距水平面最大高度为h1的E点。若换另一体积相同的物块Q（mQ＞mP）将弹簧同样压缩至D点后，由静止释放，物块能达到BC上距水平面最大高度为h2的F点（未画出）。请判断h1与h2的大小关系，并从能量转化的角度写出理由（不计空气阻力）。 四、实验题 17．如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，实验小组将小钢球从高度为的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，， (1)小钢球在滚下斜面的过程中， 能转化为动能。小钢球的动能大小是通过 （选填“高度h”或“距离s”）的大小来反映的，这种方法在物理学中叫作 法。本实验用到另一种物理探究方法是 法； (2)在同样的水平面上，木块被撞得越远，小钢球对木块做的功就越 ，小钢球的动能就越 ； (3)分析比较甲、乙两图可得结论：物体质量相同时，速度越大，动能越 ； (4)比较 两图，可探究动能与质量的关系，此探究过程中两球刚到达水平面时的速度 （选填“相等”或“不相等”），结论是 。 18．在探究“物体的重力势能大小与物体质量和被举高高度的关系”实验时，所用器材有：若干个质量不同的重物、装有适量沙子的透明沙箱、小桌，实验装置如图所示。把小桌腿朝下放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度； (1)实验中探究的是 （选填“重物”、“小桌”或“沙子”）的重力势能； (2)将质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放，且 这是要探究物体重力势能大小与物体 的关系；实验时，观察到桌腿陷入沙子的深度分别为hA'、hB'、hc'，且 ，由此可得出结论 ； (3)同学们在讨论重力势能与生活、生产的联系时，提出下列几种现象或应用，其中与本实验结论有关的是 。 A．禁止高空抛物 B．大货车限载限速 C．上车请系好安全带 D．机翼上部总是凸起下部平滑 19．如图所示，在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，小球由斜面的某位置由静止滚下，撞击水平面上的小木块（其中）。 (1)实验中，探究的动能是指小球在 （斜面上/撞击木块时/撞击木块后），其大小是通过小木块被撞时移动的 来反映的； (2)分析比较甲、乙两组实验可得：物体的质量相同时， 越大，动能越大。 (3)分析比较甲、乙、丙三组实验还可得：重力势能大小与 和 有关。 《11.4动能和势能 练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C C B C B C D A C 1．C 【详解】A．因为B点是最低点，翻滚过山车运动到B点时，重力势能最小，但速度最快，动能最大，而不是D点动能最大，故A错误； B．即使BD段轨道水平，小球也会因摩擦逐渐减速，不会做匀速直线运动，故B错误； CD．小球在右侧轨道上的最高点D比A点低，说明小球在整个运动过程中，需要克服摩擦做功，机械能不守恒，所以小球从A点到B点，重力势能不只转化为动能，还有其他形式的能，故C正确，D错误。 故选C。 2．C 【详解】A．机械能等于动能与势能之和，A到B运动的过程中，不计摩擦和空气阻力，机械能守恒，质量不变，高度降低，重力势能转化为动能，因此动能增大，故A错误； B．从B到C，人和滑雪板的质量不变，高度变大，重力势能变大，速度减小，动能减小，因此是动能转化为重力势能，故B错误； C．人和滑雪板在D点时比在B点时的高度低，质量相同，重力势能更小；不计摩擦和空气阻力，机械能守恒，则D点和B点的机械能相等，机械能等于动能与势能之和，因此在D点的动能更大，速度更大，故C正确； D．在C点时，人和滑雪板竖直方向上速度为0，但有向前的速度，根据牛顿第一定律可知，若到达C点时外力消失，人和滑雪板将会做匀速直线运动，不会悬停在空中，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】跳伞运动员在空中匀速降落，质量不变，速度不变，运动员的动能不变，高度减小，重力势能减小，重力势能没有转化为运动员的动能，机械能等于动能和势能之和，下降过程中，动能不变，重力势能减小，机械能也不断减小，故C正确，ABD错误。 故选C。 4．B 【详解】摆球下降的过程中，小球的质量不变，高度变小，重力势能逐渐变小，速度变大，动能逐渐增大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．C 【详解】A．从O点到C点的过程中，运动员的重力势能不仅转化为动能，还会有一部分转化为蹦床的弹性势能，所以不是所有重力势能都转化为动能，故A 不符合题意； B．从O点到A点，运动员只受重力，机械能守恒；但从A点到C点，蹦床对运动员有弹力作用，弹力对运动员做功，运动员的机械能会转化为蹦床的弹性势能，因此机械能不守恒，故B不符合题意； C．从A点到C点，蹦床对运动员有弹力作用，弹力对运动员做功，运动员的机械能会转化为蹦床的弹性势能，因此运动员的机械能减小，故C符合题意； D．从A点到C点，分为两个阶段：B点是重力与弹力相等处，从A到B，重力大于弹力，运动员做加速运动，动能增大；从B到C，弹力大于重力，运动员做减速运动，动能减小。 因此，A到C过程中动能先增大后减小，并非一直减小，故D不符合题意。 故选C。 6．B 【详解】无人机在某一高度正沿水平方向匀速飞行并施肥的过程中，无人机整体的质量减小，速度不变，动能减小；质量减小，高度不变，重力势能减小，故B正确，ACD错误。 故选B。 7．C 【详解】无人机正在进行农药喷洒作业，随着农药的减少，质量减小，而做匀速运动时，其动能减小。要机械能不变，则必须增大重力势能，而质量减小，则高度必须增大，才有可能增大重力势能，因而斜向上匀速飞行时，机械能可能保持不变。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 8．D 【详解】A．起跳时，跳板发生弹性形变具有弹性势能，跳板恢复原状时，弹性势能转化为运动员的动能和重力势能，并非全部转化为重力势能，故A错误； B．上升时，运动员的速度减小，高度增加，是动能转化为重力势能，故B错误； C．下落时，运动员的高度减小，速度增大，是重力势能转化为动能，故C错误； D．入水后，水对运动员做功，克服水的阻力做功会消耗机械能，所以运动员的机械能不守恒，故D正确。 故选D。 9．A 【详解】返回舱在减速下降过程中，质量不变，速度变小，高度变低，故返回舱的动能减小，重力势能减小，动能没有转化为重力势能，机械能等于动能与势能之和，所以，机械能也减小，故A正确，BCD错误。 故选A。 10．C 【详解】A．动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；运动员在运动过程中，速度不是一直增大的，比如在上升过程中速度会减小，所以动能不是一直增大，故A错误； B．重力势能的大小与质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。运动员在最高点时高度最高，重力势能最大，而D点不是最高点，故B错误； C．运动员从C点到D点的过程中，高度降低，速度增大，质量不变，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故C正确； D．在整个运动过程中，由于存在空气阻力和摩擦等，机械能会不断减小，故D错误。 故选C。 11． 弹性形变 弹性形变程度 【详解】[1]弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能。 [2]弹性势能的大小与弹性形变程度有关，弹性形变程度越大，弹性势能越大。 12． 不守恒 大于 【详解】[1]由于空气阻力不可以忽略，故球在运动过程中需要克服空气阻力做功，一部分机械能转化为其他形式的能，故机械能不守恒。 [2]若空气阻力不可忽略，实心球克服摩擦做功，实心球整个运动过程机械能减小，所以b点的机械能小于a点的机械能，a、b两点高度相同，则重力势能相同，机械能为动能和势能之和，所以a点的动能大于b点的动能。 13． 不变 减小 减小 【详解】[1][2][3]返回舱受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，它的质量不变，速度不变，所以动能不变，高度减小，它的势能减小；机械能是动能与势能的总和，所以机械能减小。 14． 转换法 速度 【详解】[1]小球的动能不便于观察和测量，利用小球推动木块做功，通过比较木块被推动距离的远近来反映小球动能大小，把不便于测量的动能转换为便于测量的距离，这一步用到的物理研究方法是转换法。 [2]小球从斜面上由静止滚下时的高度越大，进入水平面时的速度越大，乙图中小球进入水平面时的速度较大，木块被推得较远，则乙图中小球进入水平面时的动能较大，两图中小球质量相同，通过甲、乙实验可知：质量一定时，小球的速度越大，动能越大。 15． 转换 甲 橡皮泥的形变不能恢复，便于前后进行比较 【详解】[1]本实验是通过观察小桌陷入沙中的深浅来判断物体重力势能的大小，因重力势能的大小无法直接观察到，所以采用的是转换法。 [2][3]由于橡皮泥的形变不能恢复（即发生的是塑性形变），便于前后进行比较，而海绵会部分恢复原状不能保持最大形变，故更合适的是甲的方法。 16．见解析 【详解】h1＞h2，整个过程物块不受摩擦力，机械能守恒，两次物块均将弹性势能转化为重力势能，因两次弹簧被压缩到到相同位置，弹性势能相同，即两物体的重力势能相同，物体的质量越大、重力越大，上升的高度就越低，因此，h1＞h2。 17．(1) 重力势 距离s 转换 控制变量 (2) 多 大 (3)大 (4) 甲、丙 相等 物体的速度相同时，质量越大，动能越大 【详解】（1）[1]小钢球在滚下斜面的过程中，质量不变，高度下降，速度变大，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。 [2][3]小钢球滚到水平面时，具有动能，对木块做功，动能越大，做功越多，木块移动的距离越大，所以动能大小是通过距离s的大小来反映的，这种方法在物理学中叫作转换法。 [4]动能大小与质量、速度有关，探究动能与其中某一变量的关系是，需要控制另一变量相同，本实验用到另一种物理探究方法是控制变量法。 （2）物体对另一个物体做的功越多，其能量越大。在同样的水平面上，木块被撞得越远，说明木块在钢球力的作用下移动的距离越远，则小钢球对木块做的功就越多，小钢球的动能就越大。 （3）分析比较甲、乙两图可得：钢球质量相同时，钢球下滑高度越高，钢球到达水平面的速度越大，木块被撞击的距离s越远，则可得结论：当物体质量一定时，物体的速度越大，物体的动能越大。 （4）[1][2][3]甲、丙中钢球下滑高度相同，钢球到达水平面的速度相同，钢球的质量不变，则比较甲、丙两图，可探究动能与质量的关系，且图丙中钢球的质量较大，木块被撞击的距离s越远，说明物体的速度相同时，质量越大，动能越大。 18．(1)重物 (2) 所处高度 质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。 (3)A 【详解】（1）重力势能是物体由于被举高而具有的能，实验中是重物从高处落下，通过观察桌脚陷入细沙的深度来判断重物的重力势能大小，所以探究的是重物的重力势能。 （2）[1]将质量相同的重物从不同高度释放，控制了质量相同，改变的是高度，所以这是要探究物体重力势能大小与物体所处的高度的关系。 [2]质量相同的重物，从越高的地方释放，桌腿陷入沙子的深度越深，说明重物的重力势能越大。由此可得出结论：质量相同时，物体所处的高度越高，重力势能越大。 （3）A．禁止高空抛物，是因为同一物体高度越高，重力势能越大，下落时造成的危害越大，与实验结论（质量相同时，高度越高，重力势能越大）有关，故A符合题意； B．大货车限载限速，限载是控制质量，限速是控制速度（与动能有关），和重力势能因高度影响的结论关联不大，故B不符合题意； C．上车请系好安全带，是为了防止惯性带来的危害，与重力势能无关，故C不符合题意； D．机翼上部总是凸起下部平滑，是利用流体压强与流速的关系产生升力，与重力势能无关，故D不符合题意。 故选A。 19．(1) 撞击木块时 距离 (2)速度 (3) 物体的质量 物体所处的高度 【详解】（1）[1][2]实验中，通过小木块被撞时移动的距离来反映小球动能的大小，对木块做功越多，木块在水平面上移动的距离越远，表明小球的动能越大，故探究的动能是指小球在撞击木块时的动能大小，这种方法叫做转换法。 （2） 甲、乙两组实验中，小球的质量相同，乙图中小球下滑的高度大于甲图中小球下滑的高度，乙图中小球撞击木块时的速度更大，木块被推动的距离更远，这表明物体的质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）[1][2]小球在斜面上下落是重力势能转化为动能，重力势能越大转化为的动能越大，使木块被撞击的距离越远，所以分析题图还可得重力势能的大小与物体的质量和物体所处的高度有关。 学科网（北京）股份有限公司 $