121动能势能机械能（分层练习）（原卷版）-2023-2024学年九年级物理上册（苏科版）

12.1动能势能机械能（分层练习）一、单选题1．关于能的概念，下列说法中正确的是（）A．一个物体能够做功，就说这个物体具有能B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多C．一个物体做了功，说明这个物体具有能D．用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能2．关于动能和势能，下列说法正确的是（

）A．物体没有做功，它一定不具有能B．位置高的物体，它的势能一定大C．质量大、速度大的物体动能一定大D．弹簧一定具有弹性势能3．下列物体中：①拧紧的钟表发条；②扔在空中的橡皮；③被拉伸的弹簧；④充满气的气球；具有弹性势能的是（）A．①②③④ B．①③④ C．只有① D．只有①③4．科技助力农业生产，如图是无人机喷洒农药的场景。在无人机沿着水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，它的（）A．动能不变、机械能不变 B．动能减小、机械能减小C．动能增大、机械能增大 D．动能减小，机械能不变5．一辆汽车匀速上坡，关于它的动能、重力势能和机械能，下列说法正确的是（）A．动能增加，重力势能增加，机械能增加B．动能减少，重力势能不变，机械能不变C．动能不变，重力势能增加，机械能增加D．动能不变，重力势能减少，机械能减少6．将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压，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，笔的动能一直增大D．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大7．如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过a、b两个点，不计空气阻力，比较物块在a、b两点的能量，下列说法正确的是（）A．物块在a点动能大 B．物块在b点动能大C．物块在b点重力势能大 D．物块在a、b两点的重力势能一样大8．如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道地球运行，当卫星从远地点向近地点运动过程中，下列说法中正确的是（）A．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小B．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变C．势能逐渐减小，机械能减小D．动能逐渐增大，机械能增大9．小明将一小球在同一高度第一次竖直上抛，第二次斜上抛，若两次抛出时的动能相等，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．两次小球到达最高点时，动能相等都为零，机械能不相等B．两次小球到达最高点时，动能都不为零，机械能相等C．两次小球到达最高点时，高度相等，机械能不相等D．两次小球到达最高点时，高度不相等，机械能相等10．如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC；在小球从A点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（）A．小球的机械能总量保持不变B．在A点小球的机械能最大C．小球的势能始终保持减小D．从A到B点小球的势能全部转化为动能11．如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，那么在哪一点时，此物体的重力势能大（）A．在A点时大 B．在B点时大C．在两点时一样大 D．条件不足，无法判定12．如图所示，一名运动员在投掷铅球。铅球在b点离手，在c点运动位置最高，不计空气阻力，下列说法不正确的是（）A．从a点到b点的过程中，运动员对铅球做了功B．在b点到d点的过程中，铅球的机械能先增加后减少C．在c点到d点的过程中，铅球的重力势能减少D．铅球在c点时的动能不为零二、填空题13．下列物体中，只具有动能的是；只具有重力势能的是；只具有弹性势能的是；既具有动能又具有势能的是。（均选填序号）①水平地面上行驶的汽车

②被拉长的橡皮筋

③空中飞翔的鸽子④水平草地上滚动的足球

⑤从斜坡上滚下的石头

⑥矗立在山上的巨石14．装满水的洒水车，在平直的马路上一边洒水，一边匀速前行。在它洒水的过程中，洒水车的动能将。15．如图是军军玩弹弓的情景。经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越，橡皮筋具有的弹性势能越，说明橡皮筋的弹性势能与有关。16．甲乙两车在山坡上行驶，当它们都在下坡时，它们的st图，如图所示，已知两车质量相同，某时刻甲在前，乙在后，则甲车动能乙车动能，甲车势能乙车势能，甲车机械能乙车机械能（以上空格均选填“大于”、“小于”或“等于”）。17．在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了，此时，能量的转化过程是，分析图中两个圆斑大小，还能知道，球从较高处下落形成的圆斑是图中（选填“A”或“B”），由此可间接知道：重力势能大小与有关。18．甲、乙是两个完全相同的网球。如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。抛出时甲球的机械能乙球的机械能；落地时甲球的机械能乙球的机械能。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）19．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上，钢球从C点由静止释放，经过B点到达最低点O，然后到达另一侧与B点等高的点A时刚好速度为零。由O到A点过程中，能转化为重力势能，点的动能最大，从C点到B点的过程中，机械能的总量（选填“变大”、“变小”或“不变”）。三、实验题20．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图：（1）该实验中所探究物体的动能是指物体（选填“A”或“B”）的动能；（2）该实验物体动能的大小是通过来反映的；（3）实验观察到，同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可以得出结论。21．如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置。

（1）两个实验的共同点是都需控制物体相同；（2）甲实验中，是通过来显示阻力对物体运动影响的；（3）乙实验中研究的动能是指小球在撞击木块（选填“前”或“后”）的动能，若mA<mB，由现象可以说明：当物体速度一定时，质量越大，动能越大；（4）乙实验中，若先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击后移动的距离为s1，接着他立即让同一小球仍从斜面h高处由静止下滑，测出木块被撞击后移动的距离为s2，则s1s2（选填“大于”“小于”或“等于”）。22．小陆用质量相同的三种空心金属块，弹簧、光滑轨道等器材研究“影响重力势能大小的因素”，通过观察弹簧被压缩的程度来比较物体的重力势能大小。他将金属块分别从同一高度静止释放，实验现象如图（b）、（c）、（d）所示。再将同一金属块从高度以速度释放、高度以速度释放，已知，实验现象如图（e）、（f）所示。请根据实验过程及相关条件，仔细观察实验现象，回答下列问题。①比较图（a）、（b）、（c）、（d）的实验过程及相关条件，可得：当物体的相同时，相同；②小华比较图（a）、（e）、（f）的实验过程及相关条件，得到的初步结论是：当物体质量相同时，物体所具有的重力势能的大小与高度无关。请判断该结论是（选填“错误”或“正确”），理由是。23．小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：（1）弹簧弹性势能的大小是通过来衡量的；（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验。并先后改变之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录；（3）物体M从P点运动到O点过程中，弹性势能转化为物体的能，物体M机械能（选填“变大”、“不变”或“变小”）。24．“十次车祸九次快，安全驾驶莫超载”，汽车超载、超速是造成重大交通事故的重要原因。某物理兴趣小组决定对超载、超速问题进行模拟探究，他们做了如图所示的三次实验：将小球从同一斜面上由静止开始滑下，推动同一木块向前移动一段距离，木块被撞击得越远，说明小车到达水平面时的动能就越。请根据实验现象完成下列问题：

（1）研究超载带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的进行比较；（2）研究超速带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的进行比较；（3）若本实验中水平面绝对光滑，则（选填“能”或“不能”）得出正确结论，你判断的依据是；（4）实验后，同学们想知道哪个因素对动能影响更大，利用上述器材测得如下表数据。实验序号小球的质量m/g小球自由滚下的高度h/cm木块被撞后移动的距离s/cm1301042302016360108分析表格中对应的数据可知：对物体的动能影响更大。25．水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图甲所示。小球在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？小明提出了以下三个猜想：

猜想1：与小球离开桌面时的速度有关；猜想2：与小球的质量有关；猜想3：与小球离地面的高度有关；（1）为了使小球向前运动，小明设计如图乙所示的实验装置，将一根轻质弹簧固定在A点，小球将弹簧压缩到C处后由静止释放，则小球在弹簧推力的作用下向前滚动，在此过程中，弹簧的能转化为小球的能；（2）为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，将获得不同的速度，发现小球水平飞行的距离不相同。这说明猜想1是（选填“正确”或“错误”）的；（3）小明接下来想探究猜想2，仍采用图乙的装置，用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，由静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系；你认为小明的方案存在的问题是，请你为小明设计一个正确的方案：；序号质量m/g速度v/cm·s1离地高度H/cm水平飞行距离s/cm110555210520103105451541058020（4）小华按正确的方法探究了猜想3，并记录数据，根据表中数据，可以得出结论：当小球质量和离开桌面的速度一定时，小球离地面的高度H为cm时，小球水平飞行的距离s为30cm。一、单选题1．如图，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。若不计空气阻力，则环在运动过程中，下列判断正确的是（

）A．只要A点高于D点，小环就一定能到达D点B．小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变C．小环从A点到D点，重力势能一直减小，机械能不变D．若小环能到达D点，离开D点后将竖直向下运动2．如图所示，在盛水的容器中，用力将一木块浸没在水底，撤去力后，木块在水中上浮且能跳出水面，在此过程中，木块的动能和势能都发生变化，下列说法正确的是（）A．木块下表面刚露出水面时，其动能最大B．木块上表面刚露出水面时，其动能最大C．力刚撤去时，木块的势能和动能都增加D．力刚撤去时，木块的势能转化为动能，跳出水后木块的动能转化为势能3．如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示，忽略M和电梯的形变，0~t1内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~t4内，F随时间t变化的图线如图2所示，则（）A．t1∼t2内，电梯可能向上运动B．t2∼t3内，M的机械能保持不变C．t3∼t4内，电梯的动能一定增大D．t1∼t4内，弹簧的弹性势能不变4．如图所示，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，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断不正确的是（）A．小球的动能先增大后减小B．弹簧的弹性势能先减小后增大C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等D．任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变5．如图所示，轻弹簧左端固定，原长时右端位于O点，现将木块置于弹簧的右端，用力将弹簧压缩∆l的长度（弹簧始终在弹性限度内）后由静止释放，木块在水平地面上向右滑行距离为s后停在O点右侧。下列描述该过程中木块克服地面摩擦力所做的功W、木块的动能Ek随木块距O点的长度x变化的关系图线中，可能正确的是（）A． B．C． D．二、填空题6．如图所示，质量为1kg的滑块在倾角为30°的光滑斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到最大速度。到d点（图中未画出）开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点。则：（1）物体从a到b点，物体的重力势能转化为能；（2）物体从c到d点，弹簧的能变大；（3）物体在d点（选填“是平衡状态”或“不是平衡状态”）。7．让系于橡皮筋一端的小球，从O点的正下方由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示，则小球从a运动到c的过程中，在点重力势能最大，当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为0，此时小球处于状态（选填“平衡”或“非平衡”），b点时小球速度最大，则小球的重力为N。（不计空气阻力）8．健腹轮是一种健身器材，使用时可将膝盖跪在垫上，双手紧握健腹轮手柄，向前推动健腹轮至身体水平于地面，然后回收归位，反复操作，如图所示。（1）图甲所示，身重为500牛的人身体从状态1到状态2的过程中，身体重心平均下降30厘米，重力所做的功为焦；（2）在身体从状态1到状态2的过程中，轮内的弹性钢圈因形变而绕紧，在从状态2恢复到状态1时，绕紧的钢圈会自动恢复到原来的状态，让人体自动回弹。图乙是两种弹性钢圈使用过程中弹性势能的变化图，结合图中信息进行分析，在健腹轮中安装（填“A”或“B”）型钢圈将使产品具有更强的自动回弹功能。9．阅读短文小明想研究物体从高空抛下落地速度，则查阅资料：动能的大小和速度与质量有关，翻阅资料后得到动能大小与速度质量公式为，重力势能大小与质量与高度有关，重力势能与质量高度的公式为，机械能是动能与势能之和，在机械能守恒时，弹性势能不变的情况下，动能和重力势能的总和不变.例如一个质量为m小球在h的高度落下，落到地面上（忽略空气阻力），它的重力势能全部转化为动能，所以落地时就有，得落地时速度为：，所以高度越高落地时候的速度就越大.（1）小球的质量为2kg，速度为2m/s，求小车的动能.（2）小球落地时候的速度与质量有没有关系：（选填“有”/“没有”）（3）如图一个质量为m的小球在轨道上运动，从如图所示位置释放，此时距离地面高度为h,圆形轨道半径为r，若物体从释放可以运动到圆形轨道的最高点A点时，此过由于摩擦机械能损耗为W，请用以上条件来表示小球到达圆形轨道最高点A点的速度.（4）高空抛物是城市上空的痛，请为杜绝高空抛物写一句标语：.三、实验题10．小明在实验室看到一科学玩具——牛顿摆，如图1甲所示，它由支架、细线和5个完全相同的钢球组成，每个钢球通过两根无弹性细线固定在支架上，并紧挨着排列在同一水平直线上。拉起最左侧的钢球，释放后，它像单摆一样向右摆动撞击相邻钢球，仅把最右侧的钢球撞出，其他球几乎静止不动。这引发了小明的思考：为什么碰撞后仅有一个球摆动，而其余球仍然保持静止？于是他提出问题：被撞而摆动的钢球数量与哪些因素有关？接着他做出以下猜想：①可能与撞击球撞击时的速度大小有关；②可能与撞击球的数量多少有关；将牛顿摆等效为单摆模型，如图1乙所示是一个钢球撞击其它钢球的情形，五个钢球自左向右标为球。若不考虑能量损失，请回答下列问题：（1）将A球作为撞击球拉至一定的高度（保持细线绷直），由静止开始释放。释放后，A球向右摆动过程中，将能转化为动能。（2）探究猜想①时，必须先控制每次撞击球的相等，为了改变撞击球撞击时的速度，你的操作办法是：。释放后，当钢球A以不同速度发生碰撞时，每次均仅有E球被撞出，由此可判断：被撞而摆动的钢球数量与撞击球的速度（选填：“有关”或“无关”）。（3）通过上述实验，小明还是不明白为什么仅有一个球被撞出，于是他向老师请教，老师说：牛顿摆的钢球间发生碰撞时，撞击球的速度被大小不变地依次“传递”给下一个球，所以最终只有一个钢球被撞出。根据老师的讲解，小明继续探究猜想②，将A、B两球作为撞击球紧挨着，拉起一定高度后同时释放，A、B球向右摆动并与C球相撞，则此时可观察到的现象是如图2中的（选填：“甲”、“乙”或“丙”）；请阐述你选择的理由：。11．小静和小雷观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的彩球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的彩球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，如图甲所示。小静据此设计了如图乙所示的实验装置（将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个小球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，将小球A从斜面的某一高度h1处静止释放，撞击后，B球向前运动并冲上轨道右端斜面最大高度h2），探究动能与势能转化和转移时的规律。（1）A球从斜面滑下的过程中，能转化为动能；（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了能，这也说明力能改变物体的；（3）实验时发现撞击后，h2小于h1小静猜想这可能是小球运动过程中克服做功造成的。为了验证这一猜想，小静操作如下：a、控制A球从斜面上的（选填“同一”或“不同”）高度自由滚下；b、改变小球运动导轨的粗糙程度，并记录B球在斜面上的最高高度h2小静在多次实验后发现：导轨越光滑，h2越接近h1由此可推论得出：在动能与势能的相互转化过程中，若没有摩擦阻力影响，物体的机械能将（选填“变小”“不变”或“变大”）；（4）小雷猜想白球与彩球碰撞后的运动情况可能与两球的质量有关。于是小雷找来天平测量了白球和彩球的质量，发现它们质量相同，因此他认为白球与彩球碰撞后的运动情况与两球的质量无关。你认为小雷的结论是（选填“正确”或“错误”）的。12．初三的小明同学学习完能量之后，对各种能量的大小特点产生了浓厚的兴趣。（一）他猜想同一根弹簧具有的弹性势能大小可能与其形变量有关，于是进行如下实验：①如图所示，把弹簧套在光滑竖直杆上，且底端固定在水平面上，用刻度尺读出并记录处于自由状态时弹簧上端距水平面的高度h0；②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出并记录此时弹簧上端到水平面的高度h1；③释放小铁块，读出并记录铁块上升到最大高度时，铁块下端到水平面的高度h2；④改变h1，重复以上步骤。实验次数h0/mh1/mh2/m弹簧形变量x/m小铁块上升的高度Δh/m10.500.400.5520.500.300.9030.500.201.5540.500.102.50（1）弹簧每次被压缩时的形变量的表达式为x=（用所测物理量的符号表示）；（2）弹簧弹性势能的大小是通过小铁块上升的高度Δh来间接反映的，根据表中数据可以发现，同一根弹簧弹性势能的大小与弹簧形变量（有关/无关）；（二）意犹未尽的小明又探究起了动能的大小，他在咨询了物理老师后，得知物体动能EA的计算公式是。于是他让质量为m的物块以初速度v