3.2机械能（练习）（解析版）

浙教版九年级上册第三章第二节机械能【同步练习-解析】一、选择题1．（2023·浙江温州中考真题）如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（）

A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同【答案】D【解析】如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图，甲乙两处的高度相同，质量不变，故重力势能相等，尽管甲乙两处的高度相同，但是从甲到乙的过程中需要克服摩擦力和空气阻力做功，故其动能是在减小的，故速度不同，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。2．（2023·浙江绍兴中考真题）2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的运载火箭成功发射，进入轨道后天舟六号与我国空间站完成对接形成组合体。下列说法正确的是（）

A．加速升空时，天舟六号机械能不变B．进入轨道后，天舟六号的惯性消失C．对接靠近时，以“天和”舱为参照物，天舟六号是静止的D．对接成功后，组合体绕地运行过程中运动状态发生改变【答案】D【解析】A．加速升空时，动能和重力势能都增大，故天舟六号机械能增大，故A错误；B．惯性是物体的固有属性，进入轨道后，天舟六号的惯性不变，故B错误；C．对接靠近时，以“天和”舱为参照物，天舟六号的位置发生变化，故天舟六号是运动的，故C错误；D．对接成功后，组合体绕地运行过程中，运动的方向发生变化，故运动状态发生改变，故D正确。故选D。3．（2023·浙江杭州中考真题）小金将小球竖直向上抛出，小球先上升后下落，不计空气阻力。小球从离开手后到落回手中之前，此过程中能量变化的分析，正确的是（）A．动能先增大后减小 B．势能先减小后增大C．机械能先减小后增大 D．机械能保持不变【答案】D【解析】AB．小球先上升后下落，小球上升过程中，速度逐渐减小，高度逐渐升高，所以动能先减小，重力势能先增大；小球下落过程中，速度逐渐增大，高度逐渐降低，所以动能后增大，重力势能后减小，故AB错误；CD．不计空气阻力，小球的动能和重力势能相互转化的过程中，能量没有损失，所以机械能保持不变，故C错误，D正确。故选D。4．（2022·四川绵阳中考真题）2022年5月20日，我国在酒泉卫星发射中心以“一箭三星”方式将3颗低轨通信试验卫星送入预定轨道。通信试验卫星沿椭圆轨道从远地点问近地点运行过程中（）A．机械能守恒，动能增大 B．机械能守恒，势能增大C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能减小【答案】A【解析】卫星在大气层外环绕地球运行时，不受空气阻力，只有动能和势能的相互转化，因此卫星的机械能守恒（即机械能不变）；卫星沿椭圆轨道从远地点向近地点运动时，其质量不变，高度减小，速度增大，所以卫星的重力势能减小，动能增大，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。5．（2021·浙江衢州中考真题）如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】A．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，路程与时间成正比，图像应为正比例函数，故A错误；B．物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动，速度不变，动能不变，故B正确；C．物块在斜面的位置逐渐升高，重力势能随时间的增加而增大，故C错误；D．运动过程中，物块动能不变，重力势能增加，则机械能增加，故D错误。故选B。6．（2021·浙江金华中考真题）立定跳远是我是体育中考项目之一，其动作分解如图所示。下列对运动员在立定跳远过程中的相关分析正确的是（）A．起跳时，没有受到地面对它的作用B．起跳后，能继续往前，是由于他具有惯性C．腾空到达最高点时，速度大小刚好减为零D．落地后站稳，机械能全部转化为化学能【答案】B【解析】A．起跳时，运动员用力向下蹬地，同时，地对运动员有向上的力，故A错误；B．起跳后，由于惯性，运动员要保持原来的运动状态，所以仍继续向前运动，故B正确；C．运动员腾空到达最高点时，有水平方向的速度，故C错误；D．落地后站稳，运动员的机械能转化为内能，故D错误。故选B。7．（2021·浙江温州·中考真题）一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（）A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和【答案】B【解析】若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时，番茄具有一定的速度，具有一定的动能，所有减少的势能一部分转化为动能，另一部分转化为所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能，所以番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。故选B。8．（2023·浙江一模）如图甲是蹦极运动过程示意图，小明从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙（忽略空气摩擦的影响），下列判断正确的是（）

A．a图像表示人的重力势能 B．时刻人在B点位置C．时刻绳的弹性势能最大 D．时刻人的动能为零【答案】D【解析】ABC．运动员从O到A的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大；从A点到B点过程中，运动员受到的弹力小于重力，所以运动员向下做加速运动，速度变大，质量不变，动能变大；从B到C的过程中，弹力大于重力，运动员向下做减速运动，质量不变，动能变小；高度变小，重力势能变小；图a先变大后变小，表示的是动能的变化图像，t2时刻人的动能最大，所以人在B点位置；t2时刻弹性绳的形变程度不是最大，弹性势能不是最大，故ABC错误；D．图b在t1时刻后逐渐增大，为弹性势能的变化图像；t3时刻人的速度为0，在最低点，人的动能为零，故D正确。故选D。9．（2023·浙江一模）如图为桌球运动员击打白球后，白球撞击黑球的运动轨迹图，其中乙和丁点为两球撞击后的瞬间，最终分别停留在丙点和戊点。假设黑白两球完全一样，桌面粗糙程度相同。下列有关不同点对应小球机械能大小关系错误的是（）

A．乙>丁 B．乙>丙 C．甲>乙＋丁 D．丙=戊【答案】A【解析】A．由于桌球运动最终都停下来，所以桌球在运动过程中，由于克服摩擦力做功，机械能不断减小，由图可知，乙到丙的距离小于丁到戊的距离，所以乙到丙克服摩擦力做功小于丁到戊克服摩擦力做功，所以乙点的机械能小于丁点的机械能，故A错误，符合题意。B．由于白球在乙点具有运动速度，即具有动能，在丙点静止，即动能为0，所以乙点的机械能大于丙点的机械能，故B正确，不符合题意；C．白球由甲点运动到乙点的过程中，要克服摩擦力做功，机械能不断减小，所以甲点白球具有的机械能大于乙点白球具有的机械能与丁点黑球具有的机械能之和，故C正确，不符合题意；D．白球在丙点静止，即动能为0，黑球在戊点也静止，即动能也为0，所以丙点的机械能等于戊点的机械能，故D正确，不符合题意。故选A。10．（2023·浙江一模）撑杆跳高时，运动员先加速助跑，起跳后，他的身体不断上升。撑杆剧烈弯曲，促使运动员继续上升，最后，撑杆离手，运动员越过横杆下落。若整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗，从开始助跑到落地前，下列有关能量随时间变化正确的是（）

A．

B．C．

D．

【答案】C【解析】运动员先加速助跑，速度变大，质量不变，动能先变大；质量不变，高度不变，重力势能不变；起跳后，他的身体不断上升，质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，杆发生了弹性形变，人的机械能转化为杆的弹性势能，使得人的机械能减小，然后杆的弹性势能转化为人的机械能，人的机械能增大；到达最高点时，重力势能最大，动能最小（但不为0）；下落过程中，质量不变，速度变大，高度变小，动能变大，重力势能变小；不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗，从开始助跑到落地前，机械能先增大，接着减小再增大，最后不变；根据四个选项可知，C正确。故选C。11．（2023·浙江一模）如图所示是蹦床运动员表演的情景，运动员从最低点到脱离蹦床的过程中，其动能变化情况是（

）A．动能不断减少 B．动能不断增大C．动能先增大后减小 D．动能先减小后增大【答案】C【解析】运动员从最低点开始向上时，先是弹性势能转化为动能，当蹦床对人的弹力与重力相等的时候速度最大，动能最大；再向上运动时，弹力小于重力，速度减小，动能减小，脱离蹦床时，弹力为零，速度减小，高度增大，动能减小，重力势能增大，运动员从最低点到脱离蹦床的过程中，动能先增大后减小，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。12．（2023·浙江一模）跳远项目由助跑、起跳、腾空和落地等技术动作组成，如图所示。下列分析正确的是（

）A．助跑时需用力向后蹬地，说明力是维持物体运动状态的原因B．水平地面助跑时，人的重力和地面对人的支持力是一对平衡力C．腾空到最高点时，重力势能最大，动能为零D．从最高点到落地过程中，速度越来越大，惯性也越来越大【答案】B【解析】A．力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，故A错误；B．水平地面助跑时，人的重力和地面对人的支持力大小相等，方向相反，作用在同一物体上，作用在同一条直线上，是一对平衡力，故B正确；C．腾空到最高点时，重力势能最大，水平方向上速度不为零，故动能不为零，故C错误；D．从最高点到落地过程中，速度越来越大，惯性大小只与物体的质量有关，故此时惯性不变，故D错误。故选B。13．（2023·浙江温州模拟）轻质弹簧的一端连接在放置于粗糙水平面的物块上，另一端固定在竖直的墙上（保持弹簧与水平面平行），当弹簧处于自然状态时，物块位于O处。小乐将物块移至N处后由静止开始释放，发现物块向左移动，最终停在M处。下列说法正确的是（）A．从N到M的过程中，物块的机械能保持不变B．从N到M的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大C．物块经过O处时，受到的摩擦力方向发生改变D．物块停在M处时，受到水平向右的摩擦力【答案】B【解析】A．由于水平面粗糙，所以物块移动过程中，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能减少，故A错误；B．物块移至N处时，弹簧伸长，弹性势能增大；物块位于O处时，弹簧处于自然状态，弹簧没有形变，弹性势能减小；物块移至M处时，弹簧处于压缩状态，弹性势能增大；综上所述，从N到M的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大，故B正确；C．由于摩擦力方向与物体相对运动方向相反，所以物块从N到M的过程中，物块受到的摩擦力方向不变，故C错误；D．物块停在M处时，物块受到向右的弹力，物块有向右的运动趋势，所以物块受到水平向左的摩擦力，故D错误。故选B。14．（2022·浙江温州二模）如图是人造地球卫星绕地球运动的示意图，卫星在近地点的速度较大，在远地点的速度较小，那么卫星从近地点到远地点，卫星的动能和势能是如何变化的（）A．动能增大，势能减小 B．动能减小，势能减小C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能增大【答案】D【解析】卫星从近地点到远地点时，质量不变，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。15．（2023·浙江温州模拟）如图为项目小组的自制投石车，A、B、C、D为重物投掷过程中的四个点，A为重物离开投石车的瞬间，B为重物到达的最高点，C点高度等于A，D为重物着地前瞬间。则下列说法正确的是（）

A．B点时重物动能为零B．从A点到D点重物的机械能守恒C．C点的动能小于A点D．从B点到C点减小的重力势能全部转化为动能【答案】C【解析】A．B点为最高点，重物在竖直方向上速度为零，但是水平方向上速度不为零，因此动能不为零，故A错误；B．从A点到D点时，重物不断克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，即机械能减小，故B错误；C．由于机械能的损耗，则C点的机械能小于A点。二者高度相同，因此重力势能相等。根据机械能等于动能与重力势能之和，可C点的动能小于A点，故C正确；D．从B点到C点，减小的重力势能转化为动能和内能，故D错误。故选C。16．（2023·浙江金华二模）一中间有孔的木块套有光滑杆，用手将该木块按压至距桌面H0处（如图甲），松手后，木块将上升到最大高度H（如图乙）。若摩擦忽略不计，则木块上升过程中（）A．弹簧的弹性势能逐渐增大 B．弹簧的弹性势能先增大后不变C．木块的机械能逐渐增大 D．木块的机械能先增大后不变【答案】D【解析】AB．在木块上升的过程中，弹簧逐渐恢复原来形状，即形变程度逐渐减小，因此弹性势能逐渐减小，故AB不符合题意；CD．在弹簧恢复原来形状的过程中，弹性势能转化为木块的机械能，此时机械能逐渐增大。当弹簧恢复原来长度后，由于不计摩擦，因此木块没有机械能的损失，则它的机械能保持不变，故C不符合题意，D符合题意。故选D。17．（2022·浙江衢州一模）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点时速度最大，最高能到达C点。对此过程，下列描述正确的是（）A．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少B．人从B到C的过程中，重力势能增加，动能减少C．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少D．弹性绳的弹性势能在B点时最大【答案】B【解析】A．人从A到B的过程中，质量不变，速度增大，则动能增加；高度增大，则重力势能增加，故A错误；B．人从B到C的过程中，质量不变，高度增大，则重力势能增加；速度减小，则动能减少，故B正确；C．根据前面的分析可知，人从A到C的过程中，高度一直增大，则重力势能增加；速度先增大后减小，则动能先增大后减小，故C错误；D．弹性绳在A点时形变程度最大，则此时弹性势能最大，故D错误。故选B。18．（2022·浙江温州二模）如图是一个弹性小球从台阶上以一定速度滚下的轨迹图，关于该过程说法合理的是（

）A．运动过程中小球的机械能保持不变B．整个过程中只发生了重力势能和动能之间的转化C．整个过程中小球的重力势能一直在减小D．小球均未与台阶接触情况下，位点4动能大于位点3【答案】D【解析】A．运动过程中不可避免要受到空气阻力，部分机械能转化为内能，故A错误；B．因为小球有弹性，会发生弹性形变，受台阶挤压时会有一部分能转化为弹性势能，所以整个过程中发生的是重力势能、动能和弹性势能的相互转化，故B错误；C．小球下降过程重力势能是减小的.上升过程中高度增加，重力势能是增大的，故C错误；D．位点4比位点3高度低，从位点3到4重力势能减小，在均未与台阶接触的情况下，重力势能转化为动能，故位点4动能大于位点3的动能，故D正确。故选D。19．（浙江金华一模）如图，甲乙完全相同的小球，以同样的速度v沿着与水平方向均成角斜向上抛出，甲球沿光滑斜面，乙球抛向空中，不计空气阻力，甲乙小球能到达的最高点分别为a点与b点，离地高度为h1和h2。则下列说法正确的是（）A．a点时，小球所受重力和支持力是一对平衡力 B．b点时，小球所受重力和惯性力不是一对平衡力C．h1=h2 D．h1>h2【答案】D【解析】A．a点时，小球所受重力方向竖直向下，支持力方向垂直于斜面向上，两个力方向不是相反的，不是平衡力，故A错误；B．惯性是物体的一种属性，惯性不是力，故B错误；CD．已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以具有的动能相同，无论小球沿什么方向抛出，不考虑空气阻力，小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零，即动能全部转化为重力势能，重力势能大，高度高；而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度，即动能只有一部分转化为重力势能，重力势能小，因此上升高度小一些，即h1>h220．（浙江衢州二模）在学习牛顿第一定律的时候，我们做了如图所示实验，下列有关叙述正确的是（）A．根据甲、乙、丙的实验现象可以直接得出牛顿第一定律B．每次实验时，小车可以从斜面上的任何位置开始下滑C．实验表明，小车受到的摩擦力越小，运动的距离越大D．小车在毛巾上运动的距离最短，所以它消耗的机械能最少【答案】C【解析】A．接触面越光滑，摩擦力越小，小车的速度减小得慢。由此推理得出：假如小车受到的阻力为零，小车将做匀速直线运动。牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的，故A错误；B．实验中，我们应让小车从同一斜面的同一高度由静止开始下滑，是为了让小车每次到达水平面时的速度相同，便于得出小车滑行的距离与摩擦力的关系，故B错误；C．小车在木板表面运动的距离最远，该现象说明小车受到阻力越小，运动的距离越远，故C正确；D．每次实验让小车从同一斜面同一高度由静止滑下，其一开始具有的重力势能是相同的，最后小车在水平面静止，其机械能为零，因此，整个过程中，消耗的机械能是相同的，故D错误。故选C。21．（2021·浙江绍兴一模）如图，小球从左侧的斜坡滚下，到达底端后又沿着右侧斜坡向上滚到最高处，则下列图像能正确代表小球重力势能与运动时间之间对应关系的是（）A．B．C． D．【答案】B【解析】斜面的倾角为α，小球运动到最低处速度v=kt，运动的路程重力势能为Ep=Gh=GSsinα=Gsinα图像为抛物线，小球在左侧时，重力势能减小，小球在右侧时，重力势能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。22．（2021·浙江温州一模）如图甲所示的消毒机器人沿水平路线不断喷洒消毒水，以此对商场二楼环境进行消毒，其运动速度和质量随时间变化情况如图乙所示。则在0~t秒时间内，该机器人的（）A．重力势能一定减小B．动能一定增大C．重力势能一定不变 D．动能一定不变【答案】A【解析】AC.机器人水平运动喷洒消毒水时，机器人的质量不断减小，但是高度没有改变，所以重力势能一定减小；BD.机器人水平运动喷洒消毒水时，机器人的质量不断减小，速度不断增加，不能确定其动能变化情况。故选A。23．（2021·浙江杭州一模）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（）

A．整个过程只有重力在对小球做功B．小球在A，B两点具有的动能相同C．小球在A，B，C三点的速度大小关系是D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能【答案】C【解析】A.小球受到竖直向下的重力的作用，下落中，移动了距离，小球的重力是做功的，因为是粗糙的弧形轨道，所以受摩擦力，还要克服摩擦力做功，故A错误。B.在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落过程中，机械能减小，在A、B两点高度相同，重力势能相同，故在A、B两点具有的动能不同，故B错误。C.小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能会减小，而小球质量不变，故小球在A、B两个相同高度时，B点动能小，C点高度更大，动能更小，所以三点的速度大小关系是，故C正确。D.要克服摩擦力做功，机械能减小，故在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能，故D错误。二、填空题24．（2023·浙江丽水中考真题）重为0.027牛的乒乓球，从1米高的A点自由下落，第一次落地弹起至0.6米的最高点B（如图甲）。将乒乓球置于装有适量水的杯子中，一起从1米高处自由下落，杯子落地后乒乓球弹起的高度远大于1米（如图乙）。

（1）图甲中的乒乓球从A点下落到弹起至B点的过程中，机械能减少___________焦；（2）图乙中的乒乓球弹起的高度远大于1米，是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大，此时对乒乓球做功的物体是___________。【答案】0.0108水【解析】（1）图甲中的乒乓球从A点下落到弹起至B点的过程中，机械能减少量ΔE=W=GΔh=0.027N×(1m-0.6m)=0.0108J（2）图乙中，杯子落地后，水具有机械能，水对乒乓球做功，乒乓球弹起瞬间机械能增大，乒乓球弹起的高度远大于1米。25．（2022·浙江杭州中考真题）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）（1）从O点到A点的过程中，运动员的机械能___________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。（2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能___________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”，下同）；运动员的动能___________。【答案】不变增大先增大后减小【解析】（1）O点到A点，运动员自由下落，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）在从A点至C点运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能，所以运动员的机械能转为绳的弹性势能。A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等，所以B点到C点过程中，弹性绳对运动员拉力大于运动员重力，因此速度越来越小，动能越来越小；到C点运动员动能变为0，弹性势能增大到最大值，所以从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能增大，而运动员的动能先增大后减小。26．（2022·浙江丽水一模）将球斜向上抛出并落回地面，该过程中先后经过M、S两点，球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在该两点时的速度vM___________vS（填“大于”“小于”或“等于”），球在运动过程中的机械能___________。【答案】小于变小或不守恒【解析】根据图像知道，M点动能为20J，S点动能为40J，即M点动能小于S点动能。因为小球的质量不变，因此速度vM<vS。M点动能为20J，势能为48J，则该点的机械能20J+48J=68JS点动能为40J，势能为20J，则该点的机械能40J+20J=60J比较可知，球在运动过程中机械能减小了。三、探究题27．（2022·浙江绍兴中考真题）在“研究动能大小与速度关系”实验中，小敏利用图甲中的装置进行研究，在水平面铺上材料A制成的粗糙平