2025年北师版九年级物理寒假复习 第01讲《10.1机械能》

答案第=page11页，共=sectionpages22页第01讲《10.1机械能》（分层练习）（原卷版）一、单选题1．中国女足在2022女足亚洲杯决赛中以3∶2逆转战胜韩国队夺冠，替补出场的肖裕仪远射打入制胜一球。下图是其进球路径的示意图，足球在空中飞行过程中（）A．动能不断减小 B．重力势能不断增加 C．机械能不断减小 D．最高点时动能为零2．2022年北京冬奥会赛场上，我国选手谷爱凌摘得自由式滑雪大跳台比赛的金牌。谷爱凌离开跳台后，从低处向高处跃起后下落，在此过程中（）A．动能一直减小 B．重力势能一直减小C．动能先减小后增大 D．重力势能先减小后增大3．如图所示，是小球下落后压弹簧的示意图，a点是小球下落的最高点，b点是弹簧自然伸长点，c点是弹力与重力相等的点，d点是弹簧压缩后的最低点。以下说法正确的是（）A．a点的动能最大 B．b点的重力势能最大C．c点为动能最大 D．d点为弹性势能为零4．小球从A点静止释放沿着轨道经过B点运动到C点，然后离开轨道，在空中运动的轨迹如图所示；最高点为D点。已知小球在B点的速度大于C点，不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A．小球在B、C两点动能相等 B．小球在B、C两点机械能相等C．小球在A、D两点动能相等 D．小球在C、E两点机械能相等5．北京冬奥会引入的AI评分系统，能逐帧抓取运动员从起跳到落地之间的空中姿态，将运动员的精彩表现在最短时间内真切地呈现给观众，为裁判评分提供可视依据。如图所示，某次比赛系统呈现运动员上升（ab）及下落（bc）瞬间，下列说法中正确的是（）A．运动员在ab段重力势能增大，动能减小B．运动员在ab段重力势能减小，动能增大C．运动员在bc段重力势能减小，动能减小D．运动员在bc段重力势能增大，动能增大6．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”实验中，钢球把木块撞得越远，所需的动能越大，钢球放在斜面的位置越高，开始撞击木块时的速度就越大。现已做一次撞击实验（如下图），若要探究动能与速度的关系，接下来应进行的多次操作是（

）A．不换钢球，只改变高度 B．只改变钢球质量，不改变高度C．改变钢球质量，同时改变高度 D．钢球质量、高度和木块位置同时改变7．在探究物体动能有关因素的实验中，实验结果如下面四图所示。钢球从高为H或h（H>h）的斜槽上滚下，在水平面运动时碰上木块M，将M撞出一段距离s。则钢球质量最大的图示是（）A．B．C．D．8．如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫块，楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦，在车厢相互撞击时与的力的作用下（）A．弹簧1与弹簧2都被压缩，弹簧的弹性势能减小B．弹簧1被压缩，弹簧2被拉长，两弹簧的弹性势能都增大C．正常工作过程弹簧的形变属弹性形变D．垫块的动能全部转化成弹簧的弹性势能二、填空题9．2022年北京冬奥会上，中国小将谷爱凌勇夺两金一银，成为了历史上第一位能拿到三个自由式滑雪项目奖牌的运动员，如图是她在空中加速下落的精彩画面，在此过程中重力势能（选填“增大”或“减小”），重力势能转化为（不计空气阻力）。10．如题图所示，不可伸长的轻绳一端固定在O点，另一端系一小球，O点正下方P点固定一个钉子，小球由A点自由释放。不考虑空气阻力，小球从A点到1点的过程中重力势能转化为，摆到右侧最高点的位置是图中的点，在这一点静止时，球（选填“受”或“不受”）平衡力。11．嫦娥五号的返回器返回地球时如图所示，采用“打水漂”的方式，先从A点高速进入大气层然后反弹从B点跃出实现减速，然后再次从C点进入大气层实现着陆，完美避开“燃烧”的风险，从位置A到位置C的过程返回器质量不变。虚线下方为大气层，上方为真空，虚线与地面之间的高度相同。（1）返回器在A点的动能B点的动能（选填“>”、“<”或“=”）；（2）返回器在B点的重力势能C点的重力势能（选填“>”、“<”或“=”）；（3）返回器在A点的机械能B点的机械能（选填“>”、“<”或“=”）。12．某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比”。原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，再用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm（未超过弹性限度），然后由静止释放，在释放瞬间小球受到的合力大小为N，小球从B处第一次回到A处过程中，小球的动能（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）。13．如图所示，是北京冬奥会钢架雪车比塞场景。运动员在钢架雪车上，沿冰道从山坡上快速滑降，转化为动能；在此过程中，运动员相对于是运动的。14．2022年9月22日，女篮世界杯在澳大利亚悉尼举行，首战中国女篮107比44大胜韩国队。如图所示是篮球落地后又弹起的示意图。则（A/B）点的机械能较大，（B/C/D）点的动能肯定小于A点。三、实验题15．用如图的装置探究动能大小与哪些因素有关。让小车从斜面顶部由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。（1）实验时用木块被撞击后移动的来反映小车动能大小。（2）让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小（选填“相等”或“不等”），装有钩码的小车将木块推得较远，这说明动能的大小与物体的有关。16．在学习了弹性势能的物理知识之后小丽想自己设计实验探究弹簧的弹性势能可能与哪些因素有关，实验前她先提出了以下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。为实验探究小丽准备了多根弹簧，还有小球、木块和长刻度尺。请你帮助小丽一起完成下面的实验。（1）在验证猜想一时，小丽用同一根弹簧设计了如图甲、乙所示的实验。实验中弹性势能的大小可以间接比较来实现，这里用到了研究方法叫。（2）为验证猜想二，需选用粗细的两根弹簧，将两根弹簧压缩（均填“相同”或“不同”）的长度，再让小球碰到同一位置的相同木块比较木块运动的距离来得出结论。（3）如图丙所示，为更好地研究弹性势能与动能的之间的转化，小丽将弹簧的左端固定，右端连接小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中小球速度最大的位置是（选填“a”“b”或“c”）。由a点运动到b点的过程中能量转化的过程是。17．如图所示，小华在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，选用的器材有透明容器、细沙、木质小桌，质量不同的两个铁块，让铁块从小桌正上方的某一高度处自由下落将小桌打入沙中。（1）该实验是通过观察来判断重力势能大小的；（2）让质量不同的铁块从同一高度自由下落，铁块的质量越大，小桌陷入沙中越深，由此得出重力势能的大小与有关；（3）探究重力势能与高度的关系时，应选择让质量的铁块从高度自由下落。

第01讲《10.1机械能》（分层练习）（解析版）一、单选题1．中国女足在2022女足亚洲杯决赛中以3∶2逆转战胜韩国队夺冠，替补出场的肖裕仪远射打入制胜一球。下图是其进球路径的示意图，足球在空中飞行过程中（）A．动能不断减小 B．重力势能不断增加 C．机械能不断减小 D．最高点时动能为零【答案】C。【解析】A．在上升的过程中，足球的速度逐渐减小，上升到最高点下降时，足球的速度逐渐增大，质量不变，所以足球的动能先减小后增大，故A不符合题意；B．踢出后，足球先上升到最高点后下落，质量不变，高度先增大后减小，所以重力势能先增大后减小，故B不符合题意；C．足球在运动的过程中需要克服空气阻力做功，所以一部分机械能转化为足球的内能，所以机械能减小，故C符合题意；D．最高点时，在竖直方向上速度为零，足球在水平方向上有向右的速度，所以此时动能不为零，故D不符合题意。2．2022年北京冬奥会赛场上，我国选手谷爱凌摘得自由式滑雪大跳台比赛的金牌。谷爱凌离开跳台后，从低处向高处跃起后下落，在此过程中（）A．动能一直减小 B．重力势能一直减小C．动能先减小后增大 D．重力势能先减小后增大【答案】C。【解析】AC．谷爱凌离开跳台后，从低处运动到高处时，质量不变，速度减小，动能减小，从高处运动到低处时，质量不变，速度增大，动能增大，所以整个过程动能先减小后增大，故C符合题意，A不符合题意；BD．谷爱凌离开跳台后，从低处运动到高处时，质量不变，高度增大，重力势能增大，从高处运动到低处时，质量不变，高度减小，重力势能减小，所以整个过程重力势能先增大后减小，故BD不符合题意。3．如图所示，是小球下落后压弹簧的示意图，a点是小球下落的最高点，b点是弹簧自然伸长点，c点是弹力与重力相等的点，d点是弹簧压缩后的最低点。以下说法正确的是（）A．a点的动能最大 B．b点的重力势能最大C．c点为动能最大 D．d点为弹性势能为零【答案】C。【解析】A．a点处小球刚开始向下运动，速度很小，动能较小，故A错误；B．a点高度大于b点，a点重力势能大于b点重力势能，故B错误；C．c点是弹力与重力相等的点，此时小球所受合力为0，速度最大，动能最大，故C正确；D．d点是弹簧压缩后的最低点，形变程度最大，弹性势能最大，故D错误。4．小球从A点静止释放沿着轨道经过B点运动到C点，然后离开轨道，在空中运动的轨迹如图所示；最高点为D点。已知小球在B点的速度大于C点，不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A．小球在B、C两点动能相等 B．小球在B、C两点机械能相等C．小球在A、D两点动能相等 D．小球在C、E两点机械能相等【答案】D。【解析】A．小球在B点的速度大于C点，所以小球在B、C两点动能不相等，故A错误；B．小球在B、C两点的高度相同，即重力势能相同，小球在B、C两点动能不相等，所以小球在B、C两点机械能不相等，故B错误；C．小球从A点静止释放，所以小球在A点动能为0，在最高点D点时，小球具有运动速度，故小球动能不为0，所以小球在A、D两点动能不相等，故C错误；D．小球由C运动到E的过程中，不受阻力，所以机械能没有损失，故小球在C、E两点机械能相等，故D正确。5．北京冬奥会引入的AI评分系统，能逐帧抓取运动员从起跳到落地之间的空中姿态，将运动员的精彩表现在最短时间内真切地呈现给观众，为裁判评分提供可视依据。如图所示，某次比赛系统呈现运动员上升（ab）及下落（bc）瞬间，下列说法中正确的是（）A．运动员在ab段重力势能增大，动能减小B．运动员在ab段重力势能减小，动能增大C．运动员在bc段重力势能减小，动能减小D．运动员在bc段重力势能增大，动能增大【答案】A。【解析】AB．由图可知，运动员在ab段上升时，高度变大，速度减小，说明运动员重力势能增大，动能减小，故A正确，B错误。CD．运动员在bc段下落时，高度变小，速度变大，明运动员重力势能减小，动能增大，故CD错误。6．在“探究物体的动能跟哪些因素有关”实验中，钢球把木块撞得越远，所需的动能越大，钢球放在斜面的位置越高，开始撞击木块时的速度就越大。现已做一次撞击实验（如下图），若要探究动能与速度的关系，接下来应进行的多次操作是（

）A．不换钢球，只改变高度 B．只改变钢球质量，不改变高度C．改变钢球质量，同时改变高度 D．钢球质量、高度和木块位置同时改变【答案】A。【解析】影响动能大小的因素有好多，如果要探究动能大小与物体运动速度的关系，根据控制变量的思想，应该在实验中只改变物体的运动速度进行对比研究。在本实验中，钢球从同一斜面的不同位置自由下滑，到达斜面底端时速度是不同的。故要想研究动能大小与速度的关系，只要改变钢球在斜面下滑时的高度就可以了。故A符合题意，BCD不符合题意。7．在探究物体动能有关因素的实验中，实验结果如下面四图所示。钢球从高为H或h（H>h）的斜槽上滚下，在水平面运动时碰上木块M，将M撞出一段距离s。则钢球质量最大的图示是（）A．B．C．D．【答案】B。【解析】AB选项里，木块所处的高度相同，则小球滚到水平面的速度相同，由于B选项里，木块滑得远一点，所以小球B质量大一些，同理得CD选项里小球D质量大一些。BD选项对比，木块滑行的距离一样，说明两球的动能一样，由于小球B下滑的高度小些，即到达水平面的速度小些，而它们动能一样，则小球B的质量大些。综上所述，小球B的质量最大。8．如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫块，楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦，在车厢相互撞击时与的力的作用下（）A．弹簧1与弹簧2都被压缩，弹簧的弹性势能减小B．弹簧1被压缩，弹簧2被拉长，两弹簧的弹性势能都增大C．正常工作过程弹簧的形变属弹性形变D．垫块的动能全部转化成弹簧的弹性势能【答案】C。【解析】AB．在车厢相互撞击时F₁与F₂力的作用下，两弹簧均被压缩，两弹簧的形变程度增大，弹性势能增大，故AB错误；C．正常工作过程弹簧受力发生形变，当力消失后会恢复原来的形状，发生的是弹性形变，故C正确；D．已知楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦，因此垫块会克服摩擦做功，有部分机械能转化为内能，故D错误。二、填空题9．2022年北京冬奥会上，中国小将谷爱凌勇夺两金一银，成为了历史上第一位能拿到三个自由式滑雪项目奖牌的运动员，如图是她在空中加速下落的精彩画面，在此过程中重力势能（选填“增大”或“减小”），重力势能转化为（不计空气阻力）。【答案】减小动能【解析】[1][2]如图谷爱凌在空中加速下落时，他的质量不变，高度越来越低，速度越来越大，重力势能减小，动能增大；若不计空气阻力，减少的重力势能全部转化为动能。10．如题图所示，不可伸长的轻绳一端固定在O点，另一端系一小球，O点正下方P点固定一个钉子，小球由A点自由释放。不考虑空气阻力，小球从A点到1点的过程中重力势能转化为，摆到右侧最高点的位置是图中的点，在这一点静止时，球（选填“受”或“不受”）平衡力。【答案】动能3不受【解析】[1]小球从A点到1点高度降低，速度变大，重力势能变小，动能变大，重力势能转化为动能。[2]不考虑空气阻力，根据机械能守恒，小球能到达的最高点是动能为零的位置，而初始时动能也为零，所以能到达的最高点必然是与A点相同的高度，即3点。[3]当小球在3点时，瞬间静止，此时小球受到重力和绳对小球的拉力，这两个力不在一条直线上，所以不是一对平衡力。11．嫦娥五号的返回器返回地球时如图所示，采用“打水漂”的方式，先从A点高速进入大气层然后反弹从B点跃出实现减速，然后再次从C点进入大气层实现着陆，完美避开“燃烧”的风险，从位置A到位置C的过程返回器质量不变。虚线下方为大气层，上方为真空，虚线与地面之间的高度相同。（1）返回器在A点的动能B点的动能（选填“>”、“<”或“=”）；（2）返回器在B点的重力势能C点的重力势能（选填“>”、“<”或“=”）；（3）返回器在A点的机械能B点的机械能（选填“>”、“<”或“=”）。【答案】>=>【解析】（1）[1]返回器由A点至B点速度减小，故返回器在A点的动能大于B点的动能。（2）[2]A、B、C三点的高度相同，质量不变，则重力势能相等，故返回器在B点的重力势能等于C点的重力势能。（3）[3]机械能等于物体动能和势能的总和，由于A点和B点重力势能相等，A点的动能大于B点的动能，所以A点的机械能大于B点的机械能。12．某兴趣小组通过自主探究得知“在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比”。原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，再用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm（未超过弹性限度），然后由静止释放，在释放瞬间小球受到的合力大小为N，小球从B处第一次回到A处过程中，小球的动能（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“先减小后增大”）。【答案】10增大【解析】[1]原长为10cm的弹簧（质量不计）上端固定在天花板上，下端系一重为20N的小球，静止时小球位于A处，弹簧长度变为11cm，此时弹簧的伸长量为11cm-10cm=1cm因在一定范围内，弹簧的弹力大小与弹簧的伸长量成正比。由此可得，在一定范围内，弹簧每伸长1cm，弹簧的弹力大小增加20N。当用力F将小球竖直向下拉到B处，弹簧长度为11.5cm，此时弹簧的伸长量为11.5cm-10cm=1.5cm那么弹簧的弹力大小为FB=1.5×20N=30N在B处由静止释放，在释放瞬间小球受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧的弹力的作用，则合力大小为F合=FB-G=30N-20N=10N[2]由力与运动的关系可知，当合力方向与运动方向相同时，物体做加速运动。在B处时，受到的合力方上竖直向上，大小为10N，在A处时，弹簧的弹力大小等于重力，合力为0。则小球从B处第一次回到A处过程中，合力的方向一直是竖直向上的，运动的方向也是竖直向上的，故小球做加速运动。由于小球的质量不变，速度变大，所以小球的动能增大。13．如图所示，是北京冬奥会钢架雪车比塞场景。运动员在钢架雪车上，沿冰道从山坡上快速滑降，转化为动能；在此过程中，运动员相对于是运动的。【答案】重力势能冰道【解析】[1]运动员在钢架雪车上，沿冰道从山坡上快速滑降，高度降低，质量不变，所以重力势能减小，滑降过程中，速度增大，质量不变，动能增大，所以重力势能转化为动能。[2]运动员在钢架雪车上，沿冰道从山坡上快速滑降，相对于冰道的位置不断变化，所以运动员相对于冰道是运动的。14．2022年9月22日，女篮世界杯在澳大利亚悉尼举行，首战中国女篮107比44大胜韩国队。如图所示是篮球落地后又弹起的示意图。则（A/B）点的机械能较大，（B/C/D）点的动能肯定小于A点。【答案】AB【解析】[1]由图示知，篮球弹起的高度逐渐降低，则在这个过程中，要克服摩擦做功，部分机械能转化为内能，机械能不守恒，所以B点的机械能小于A点的机械能。[2]由图示知，C、D两点的高度比A点低，B点高度比A高，若机械能守恒，则C、D两点的动能大于A点，B点的动能小于A点的，所以可判定，机械能不守恒时，B点的运动一定比A点的小。三、实验题15．用如图的装置探究动能大小与哪些因素有关。让小车从斜面顶部由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块。（1）实验时用木块被撞击后移动的来反映小车动能大小。（2）让装有钩码的小车和未装钩码的小车分别从斜面顶部由静止开始下滑，小车运动到水平面上时的速度大小（选填“相等”或“不等”），装有钩码的小车将木块推得较远，这说明动能的大小与物体的有关。【答案】距离相等质量【解析】（1）[1]通过木块运动距离大小来反映小车动能大小，木块运动距离越远，小车具有动能越大。（2）[2][3]因为从斜面顶部由静止开始下滑，所以达到底部速度相同，装有钩码的小车质量大，将木块推得较远，说明速度相同时动能的大小与物体的质量有关。16．在学习了弹性势能的物理知识之后小丽想自己设计实验探究弹簧的弹性势能可能与哪些因素有关，实验前她先提出了以下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。为实验探究小丽准备了多根弹簧，还有小球、木块和长刻度尺。请你帮助小丽一起完成下面的实验。（1）在验证猜想一时，小丽用同一根弹簧设计了如图甲、乙所示的实验。实验中弹性势能的大小可以间接比较来实现，这里用到了研究方法叫。（2）为验证猜想二，需选用粗细的两根弹簧，将两根弹簧压缩（均填“相同”或“不同”）的长度，再让小球碰到同一位置的相同木块比较木块运动的距离来得出结论。（3）如图丙所示，为更好地研究弹性势能与动能的之间的转化，小丽将弹簧的左端固