物理九年级全册1 动能 势能 机械能同步测试题

12.1动能势能机械能同步练习苏科版初中物理九年级上册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，如图．不计空气阻力，下列说法正确的是     

A. 只要A点高于D点，小环就能到达D点
B. 若小环能到达D点，离开D点后将竖直向下运动
C. 小环从A点到D点，重力势能一直减小，机械能不变
D. 小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变
 

2. 如图所示，斜面AC由粗糙的AB段和光滑的BC段组成，CD段是水平面，一物体以较快的初速度冲上斜面，经过C点，并能到达D点，物体通过B点后在BC段的速度     

A. 越来越大 B. 保持不变 C. 越来越小 D. 无法确定

3. 如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，下列分析正确的是     

A. 在b、d两点处动能相等 B. 在a、d两点处机械能相等
C. 从b到c的过程机械能减少 D. 从c到d的过程重力势能减少

4. 人拉弓射箭时，下列说法中正确的是

A. 放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能
B. 弓被拉得越弯，人的弹性势能越大
C. 弓被拉得越弯，弓的弹性势能越大在弹性限度以内
D. 弓的弹性势能还与它的质量有关

5. 冰雹在夏季或春夏之交最为常见，它是一些小如黄豆，大似栗子的冰粒，威力巨大．因为高空的冰雹具有较大的

A. 弹性势能
B. 重力势能
C. 动能
D. 惯性

6. 两边用弹簧和拴住的滑块M静止在O点处，向右拨动滑块M，它就可以在光滑的水平面上来回运动，当滑块从O点向右运动时，下列说法中正确的是     

A. 弹簧的势能增大，弹簧的势能减小
B. 弹簧的势能减小，弹簧的势能增大
C. 弹簧和的势能同时增大
D. 滑块M经过O点时的速度等于0

7. 有一个弹簧测力计，它的量程是，在这个弹簧测力计下分别挂和的物体时，将两次弹簧测力计上的弹簧具有的弹性势能进行比较，下列说法正确的是

A. 两次弹簧具有的弹性势能相同 B. 第一次弹簧具有的弹性势能较大
C. 第二次弹簧具有的弹性势能较大 D. 无法确定

8. 如图所示是探究“物体的动能与哪些因素有关”的实验．实验中，让同一铜球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是

A. 探究的是动能大小与高度的关系
B. 探究的是动能大小与质量的关系
C. 实验中物体的动能是指木块B的动能
D. 实验结论可解释为什么对机动车限速

9. 下列关于能的说法中正确的是

A. 静止的物体不具有能 B. 没有做功的物体不具有能
C. 具有能的物体一定在做功 D. 能够做功的物体一定具有能

10. 如图所示是小丽从学校回家过程中的图像，则小丽动能最大的时间段是     

A. 在时间内 B. 在时间内 C. 在时间内 D. 无法确定

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 如图所示，小明在用弹弓打塑料小子弹时发现，将弹弓的橡皮筋拉到相同长度，水平射出大小不同的子弹时，质量较小的子弹射程          填“近”或“远”，这是因为刚射出时较小的子弹          填“速度”或“动能”大，这样操作          填“能”或“不能”探究动能大小与质量的关系．高洋 
12. 运动员在自由式滑雪比赛中的运动轨迹如图所示，如果不计空气阻力，则从a点向b点运动过程中，其重力势能          ，动能          以上两空填“增大”“减小”或“不变”；在a点和c点时的速度都为零，在a点处的机械能          填“大于”“小于”或“等于”在c点处的机械能．

13. “蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目．如图所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳．当人下落至图中Q点时，橡皮绳刚好被拉直，那么，在人越过Q点继续向下的过程中，人的动能将          ，重力势能将          ，橡皮绳的弹性势能将          填“变大”“变小”“先变大后变小”“先变小后变大”或“不变”
    
    
     

14. 如图所示，小球从A点抛出时具有的机械能，其中动能为，小球经过B、C两点落到地面上的D点．已知B点是最高点，A、C在同一高度，若不计空气阻力，则小球在B点的机械能为          J，在C点的重力势能为          J，在D点的动能为          J.

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

15. 如图所示，天花板上挂一个单摆，放手后摆球沿弧abcd来回摆动，请标出小球势能最大的位置并涂黑。
    
    
     

16. 按要求作图：
    一个小石块从空中的某一高度，由静止开始竖直下落，若不计空气阻力，请在图中画出石块的机械能E随着时间t变化的大致图象．
     

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

17. 小鹭想探究弹性势能的大小与哪些因素有关．她利用一段弹簧、光滑轨道、物块A和B等器材进行实验．如下图所示，用物块将弹簧压缩到一定程度后释放，物块沿轨道向左滑行，最高可冲到光滑斜面虚框处．

实验时可通过观察同一滑块________________来判断弹性势能的大小．

比较图甲、乙两个实验可以初步得出，弹簧的弹性形变越大，具有的弹性势能就___________．

若物块冲上斜面的最大高度，弹性形变的大小，则物块达到最高处所具有的重力势能、、的大小关系是________________________________________．

18. 如图所示，是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验．

该实验利用了转换法，通过观察_______________来判断________填“小球”或“纸盒”动能的大小．

用质量不同的两个小球碰撞静止在同一水平面上的纸盒，实验中应将两球放在斜面的________填“同一”或“不同”高度，这样做是为了___________________________________．

为探究小球动能大小与小球速度是否有关时，应将图________两实验比较就可得出结论．该实验中物体的速度是指小球从斜面上静止滚下与纸盒碰撞时________填“碰前球”“碰后球”“碰前纸盒”或“碰后纸盒”的速度．

若在实验中，纸盒碰后滑出木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰后纸盒能始终在木板上滑行？方法是______________________________________．

若水平面绝对光滑，本实验________填“能”或“不能”达到探究目的，理由是__________________________________________________．

五、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

19. 甲、乙是两个完全相同的小球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度v，将甲球竖直向下抛，乙球竖直向上抛，忽略空气阻力。
    抛出瞬间，甲球的机械能______选填“大于”、“等于”或“小于”乙球的机械能；
    上升过程中，乙球的______能转化成______能；从放手到落地前的整个运动过程中，乙球的机械能______选填“先变大后变小”、“先变小后变大”或“保持不变”。
    上升过程中未到最高处，若乙球所受到的外力忽然全部消失，它将______
    A.立刻静止
    B.匀速直线上升
    C.上升到最高处后下落
    
    
    
    
    
    
     
20. 小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。
    
    让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。
    让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。上述甲、乙两组实验中：
    乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的______。
    选用图甲探究的是动能与______的关系，理由是：两球______相等；得出的结论是：______。
    选用图乙探究的是动能与______的关系，得出的结论是：______。
    物理研究方法有许多，如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法；本实验中运用了两种研究方法，用纸盒移动的距离长短来表示小球动能的大小是运用了______法。
    
    
    
    
    
    
     

六、综合题（本大题共1小题，共10.0分）

21. 客机
    如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功。
    C919机舱内覆有一层高孔率“超细航空级玻璃棉”，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有，的质量为5kg。
    机舱内先进的“呼吸系统”，使飞机在气压只有左右的万米高空时，能将机外以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值。
    该机有较大的翼载，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功推力所做的功与其获得的机械能之比，下表是飞机的部分技术参数。

若飞机的翼载是，则机翼面积为______。
在万米高空，机体面积上承受内外气压的压力差约为______N
若不计飞机质量的变化，当飞机在水平跑道上加速滑行时，动能______选填“变大”、“变小”或“不变，当C919腾空加速上升时，重力势能______选填“变大”、“变小”或“不变。
大飞机的机翼的横截面设计成如图乙所示的形状，是利用了在气体中流速______的地方压强越小的原理，为飞机提供升力。为了获得更大的升力，飞机起飞时应让飞机______选填“逆风”或“顺风”起飞。
 

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】质量为m的小环在光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，不计空气阻力，小环的运动过程中机械能是守恒的，由A到B，小环的重力势能转化为动能，动能增加，机械能保持不变，故D正确；
由B到C动能转化为重力势能，重力势能增加，故C错误；
由C到D重力势能转化为动能，由于机械能守恒，所以只要A点高于或等于C点高度，小环就能到达C点，从而到达D点，故A错误；
小环到达D点后，由于惯性会继续沿CD方向运动一段距离，故B错误．故选D．
 

2.【答案】C
 

【解析】解：AB段粗糙，克服摩擦做功，机械能的总量减小；物体通过B点后在光滑的BC段，只有动能和重力势能的转化，高度增加，重力势能增大，动能转化为重力势能，质量不变，故速度越来越小．
 

3.【答案】C
 

【解析】解：足球在b点时，速度不为零，动能不为零；足球在d点时，速度为零，动能为零；由于草地存在摩擦，运动中要克服摩擦做功，机械能减小；足球从c到d时，高度增大，重力势能增大．
 

4.【答案】C
 

【解析】解：张紧了的弓具有弹性势能，箭没有弹性势能；弹性势能的大小与弹性形变的程度有关，弓被拉得越弯，弓具有的弹性势能越大，而人没有弹性势能；弓的弹性势能的大小与它的质量无关．
 

5.【答案】B
 

【解析】 解：高空的冰雹具有一定的高度和质量，故具有较大的重力势能．
 

6.【答案】C
 

【解析】

【分析】
此题分析的切入点就是对弹簧的形变程度进行分析，因为形变程度直接反映了弹簧势能的大小。
影响弹簧弹性势能的主要因素是弹簧的形变程度，因此，分析其形变程度是如何变化的，便可做出相应的判断。
【解答】
A.滑块在压缩弹簧，其形变在增大，其弹性势能不可能一直减小，故错误；
B.弹簧被拉长，其弹性势能增加，故错误；
C.弹簧被拉长，被压缩，弹性势能都增加；故正确
D.滑块M经过O点时的速度最大，动能最大，弹簧的弹性势能最小，故错误；
故选C。  

7.【答案】B
 

【解析】解：第一次挂的物体重力大，弹簧的弹性形变大，弹簧具有的弹性势能大．
 

8.【答案】D
 

【解析】解：铜球从斜面的不同高度由静止释放，滑到水平面上时的速度不同，是为了探究动能与速度的关系，研究对象是铜球，物体的动能是指铜球的动能，通过铜球把木块推出的距离来反映铜球动能的大小；当质量相同时，车辆速度越大动能越大，使刹车困难，容易引发交通事故，故交通部门要对机动车辆进行限速．
 

9.【答案】D
 

【解析】解：物体具有能量说明物体具有做功的本领，不一定正在做功，与物体运动与否无关．
 

10.【答案】C
 

【解析】解：在时间内，s不变，小丽静止，动能为0；在与时间内，路程与时间成正比例关系，小丽做匀速直线运动，且时间段的速度大于时间，故时间段内动能最大．
 

11.【答案】远 

速度

不能 

【解析】解：当“子弹”射出时，“子弹”具有的动能是橡皮筋的弹性势能转化来的，橡皮筋被拉的长度相同，说明橡皮筋的弹性势能相同，转化成的动能也相同，“子弹”的质量小，“子弹”的运动速度就大，射出的距离就远；探究动能大小与质量的关系时应控制速度相同，本实验无法控制速度相同，故不能探究动能大小与质量的关系．
 

12.【答案】减小

增大

大于

【解析】解：从a点滑向b点时，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大；在a点和c点都静止，动能都为零，但a点高度高，重力势能大，故在a点的机械能大于在c点的机械能．
 

13.【答案】先变大后变小

变小

变大

【解析】解：
人在下落的过程中，所处高度始终是减小的，所以在人越过Q点继续向下的过程中，人的重力势能一直减小．人在最高点到Q点的过程中，质量不变，速度越来越大．在人越过Q点继续向下的过程中，受到绳的拉力，拉力由小变大．开始时小于重力仍加速运动，当拉力大于重力后，才减速运动．所以他的动能在前一段时间增加，后一段时间减小，是先变大后变小．在人越过Q点继续向下的过程中，橡皮绳变长，具有的弹性势能变大．
 

14.【答案】300

100

300

【解析】解：A点的机械能为，不计空气阻力，B点的机械能也为；A点的重力势能；又因C点与A点等高，则C点的重力势能也为；没有能量损失，D点的机械能也为，重力势能为0，动能为．
 

15.【答案】解：影响重力势能大小的影响因素是质量和被举得高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
小球无论在哪个位置，其质量不变，由图可知，a和d点高度相等，且高于b、c两点，所以小球势能最大的位置是a和d点，如图所示：

 

【解析】重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大，据此结合图示分析解答。
此题考查势能大小的判断，掌握影响势能大小的影响因素是关键。
 

16.【答案】解：不计空气阻力，石块从静止下落的过程中将重力势能转化为了动能，但机械能守恒，即机械能始终保持不变，如下图所示：

 

【解析】不计空气阻力，石块从静止下落的过程中机械能守恒，据此作出机械能与时间的关系。
本题考查机械能守恒的条件，属于基础题。
 

17.【答案】冲上斜面的高度  越大 
 

【解析】解：
通过观察同一滑块冲上斜面的高度来判断弹性势能的大小．
比较甲、乙两实验知，弹簧的形变量，物块冲上斜面的高度，同一滑块冲上斜面的高度越大，弹簧的弹性势能越大．
弹簧的形变量越大，弹簧的弹性势能越大，最终物块在最高处时所具有的重力势能越大．
 

18.【答案】纸盒移动的距离  小球  同一  使小球到达水平面上时速度相同  甲、乙  碰前球  降低小球下滑时的高度  不能  纸盒将一直运动下去
 

【解析】解：
该实验中物体的速度是指小球从斜面上静止滚下与纸盒碰撞前球的速度．
降低小球下滑时的高度，小球到达水平面时获得的动能减小，对纸盒做功变小，纸盒在木板上滑行的距离减小，可保证碰后纸盒能始终在木板上滑行．
若水平面绝对光滑，小球和纸盒将一直运动下去，就不能达到通过比较距离来比较动能的目的．
 

19.【答案】等于  动  重力势  保持不变  B
 

【解析】解：
由题知，甲乙两球的质量相等，抛出时两球的速度相等，则最初两球的动能相等；抛出时的高度相同，则最初两球的重力势能也相同；因动能和势能统称为机械能，所以抛出时两球的机械能相等；
乙球在上升过程中，质量不变，速度减小，则动能减小，同时高度增大，重力势能增大，所以乙球在上升过程中是动能转化为重力势能；
由于不计空气阻力，则小球的机械能是守恒的，所以从放手到落地前的整个运动过程中，乙球的机械能保持不变；
上升过程中未到最高处，则乙球的速度不为零，若乙球所受到的外力忽然全部消失，根据牛顿第一定律可知，乙球将保持匀速直线运动状态不变。
故答案为：等于；动；重力势；保持不变；。
重力势能的大小与物体的质量和所处位置的高度有关，判断重力势能是否改变，看它的质量和高度是否变化就可以了；
动能的大小与物体的质量和运动的速度有关，判断动能的大小看它的质量和速度是否变化就可以了。
判断是哪种能量转化成了另一种能量的标准是：减小的转化为增多的；动能和势能统称为机械能；由于不计空气阻力，则小球的机械能是守恒的。
根据牛顿第一定律，当物体不受任何外力时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。
掌握动能、重力势能的影响因素，理解重力势能和动能的转化可从高度和速度来理解，可以帮助我们更好的理解能量的转化。
 

20.【答案】速度  速度  质量  质量一定的物体速度越大动能越大  质量  速度相同时，质量大的物体动能大  转换
 

【解析】解：
根据控制变量法，探究动能与质量的关系，要保证速度相同，改变小球质量，所以让不同质量的两个小球从同一高度滚下就是为了使小球滚到水平面时速度相同。
由甲图可知，小球质量相同，小球的高度越高，到水平面速度越快，纸盒在水平面上移动的距离越远，所以可得出结论：质量一定的物体速度越大动能越大。
由乙图可知，两球高度相同，滑下后速度相同，质量不同，所以是探究动能与质量关系的，由图质量大的将纸盒推的远，动能大。即得出结论为：速度相同时，质量大的物体动能大。
实验中通过观察木块被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小，这种研究问题的方法是转换法。
故答案为：速度；速度；质量；质量一定的物体速度越大动能越大；质量；速度相同时，质量大的物体动能大；转换。
动能大小与质量和速度有关，乙图是探究动能与质量的关系，根据控制变量法，要使小球质量不同而使速度相同，由此分析让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的；
甲图中小球质量相同，小球从不同高度滚下，当小球滚到水平面时速度是不同的，由此可知探究目的，并分析得出实验的结论；
乙图两球高度相同，滑下后速度相同，质量不同由此可知探究目的，并根据图示总结结论；
用纸盒移动的距离长短来表示小球动能的大小，这种研究方法叫转换法。
本题是一道探究题，探究动能大小与什么因素有关，要会利用控制变量法和转换法，并据此根据控制变量法的思路可找到答案。在得出结论时，要注意条件。
 

21.【答案】145    变大  变大  越大  逆风
 

【解析】解：根据公式翼载可得机翼面积为：；
在万米高空，机舱外的大气压为，机舱内的气压为，在机体每平方米上产生的压力差；
当C919在水平跑道上加速滑行时，质量不变，速度变大，动能变大；当飞机腾空加速升空的过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大；
机翼的横截面形状，利用了在气体中流速越大的地方压强越小的原理；当飞机逆风起飞时，飞机的速度不需要加速到很大，飞机就可相对空气有一个较大的相对速度，从而获得足够的升力。
故答案为：；；变大；变大；越大；逆风。
根据翼载的定义求出面积的大小；
使飞机在气压只有左右的万米高空时，用算处压力差；
影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度；在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析。
流体压强和流速的关系：流体流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。
本题考查了动能和重力势能大小变化、流体流速与流体压强的关系、压力的计算等问题，考查的内容较多，是一道学科综合题。