北师大版物理九年级全册《10.1 机械能》同步练习2
一 、单选题（本大题共9小题，共27分）
1.（3分）下列物体不具有弹性势能的是
A. 被拉开的弓 B. 被压弯的竹竿
C. 被推开的弹簧门中的弹簧 D. 被举高的杠铃
2.（3分）如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，关于他在下降过程中的能量分析，下列说法正确的是
A. 弹性绳绷直前，重力势能增大，动能减小
B. 弹性绳绷直前，重力势能减小，动能不变
C. 下降到最低点，动能最小，弹性势能最大
D. 下降到最低点，重力势能最大，弹性势能最大
3.（3分）北京冬奥会引入的评分系统，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及下落瞬间，下列说法中正确的是
A. 运动员在段重力势能增大，动能减小
B. 运动员在段重力势能减小，动能增大
C. 运动员在段重力势能减小，动能减小
D. 运动员在段重力势能增大，动能增大
4.（3分）如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能随时间变化的曲线最接近的是
A. B.
C. D.
5.（3分）如图是年北京冬奥会滑雪运动员起跳后下落的情景，在运动员下落过程中，下列说法正确的是
A. 运动员的速度减小 B. 运动员的动能增加
C. 运动员的重力势能增加 D. 运动员的动能转化为重力势能
6.（3分）年月日，我国用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星简称“量子卫星”“墨子号”发射升空，如图所示，火箭在加速上升的过程中
A. 动能不变，重力势能增加，机械能增加
B. 动能增加，重力势能不变，机械能增加
C. 动能增加，重力势能增加，机械能增加
D. 动能不变，重力势能不变，机械能不变
7.（3分）年月日，中国海军公布了辽宁舰航母编队在台湾周边海域进行例行性训练的消息。如图是舰载机在航母上起飞时的情景，下列说法正确的是
A. 加速起飞的舰载机动能不变
B. 指挥员和飞行员之间靠超声波通话
C. 用密度小的合金制作机身可减小惯性
D. 舰载机起飞时的升力利用了帕斯卡原理
8.（3分）如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，则战斗机的
A. 动能不变，势能不变，机械能不变 B. 动能不变，势能减少，机械能减少
C. 动能增加，势能增加，机械能增加 D. 动能增加，势能不变，机械能增加
9.（3分）如图所示，摩托车运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上，若不计空气阻力，则运动员包含摩托车在下落过程中
A. 重力势能转化为动能，机械能不变 B. 重力势能转化为动能，机械能增大
C. 动能转化为重力势能，机械能增大 D. 动能转化为重力势能，机械能减小
二 、填空题（本大题共5小题，共20分）
10.（4分）拦河大坝使水位升高，增加了水的 ______能。
11.（4分）唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句，从物理学的角度来看，前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的_______能，后一句表明长江水具有大量的_______能；古诗中又有“强弩之末势不能穿鲁缟者也”，说明物体的动能大小与它的_______有关．
12.（4分）如图所示，一座天桥隐藏在雾中不知通向何方。小亮从地面往桥上跑，他的重力势能 ______变大；他的动能 ______变小。以上两空均填“可能”或“一定”
13.（4分）如图所示，是我国神舟号载人飞船返回舱于年月日返回地面下落的情景。在此过程中返回舱的重力势能 ______选填“增大”或“减小”。若以地面为参照物，坐在返回舱里的航天员王亚平是 ______选填“运动”或“静止”的。
14.（4分）小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远．小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关．
为验证其猜想是否正确，他设计了如下实验：弹簧被压缩后未超过其弹性限度；如图所示，将同一个弹簧压缩______选填“相同”或“不同”的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块______，从而比较弹性势能的大小．
若水平面绝对光滑，本实验将______选填“能”或“不能”达到探究目的．
三 、实验题（本大题共3小题，共18分）
15.（6分）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小智同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验，让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，铁球与木块在水平面上共同移动一段距离后静止。
本实验探究的是 ______ 选填“铁球”或“木块”的动能大小影响因素。要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球到达水平面的 ______ 相同；
选用甲、丙两次实验探究的是物体动能大小与 ______ 的关系；
三次实验中，在碰推木块前，动能最大的是图 ______ 选填“甲”、“乙”或“丙”中的小球；
小慧也进行的同样的实验，并收集到如表的实验数据：
实验次数
铁球质量
斜面高度
木块滑行距离
实验数据表明：当速度一定时，铁球的质量越大，动能越 ______ ，这个结论可用于解释货车 ______ 选填“超速”或“超载”带来的危害；
本实验中用到的实验方法有 ______ 和 ______ 。
16.（6分）如图所示，是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，撞击到同一木块上，在同样的水平面上，木块被撞的越 ______ ，钢球对木块做的功越 ______ ，钢球的动能就越 ______ ；本实验的目的是研究钢球动能的大小与 ______ 的关系。
17.（6分）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验
序号 铁块质量
铁块距桌面高度
桌腿进入沙子
的深度
实验中通过比较______来判断物体重力势能的大小；
为了验证猜想一，需选择表中______填实验序号三组数据进行分析；
分析表中的实验数据，可得出的结论是：______。
四 、简答题（本大题共1小题，共6分）
18.（6分）如图所示是某段高速公路上的标志牌，它规定小型客车最高行驶速度不得超过，大型客车、载货汽车最高行驶速度不得超过。请用物理学知识解释：为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？
答案和解析
1.【答案】D;
【解析】
此题主要考查了弹性势能的概念，只要知道发生弹性形变的物体具有弹性势能即可解答。
根据发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能，判断一个物体是否具有弹性势能，只要看这个物体是否发生了弹性形变即可。
A.被拉开的弓发生了弹性形变，具有弹性势能，故不合题意；
B.被压弯的竹竿发生了弹性形变，具有弹性势能，故不合题意；
C.被推开的弹簧门中的弹簧，发生了弹性形变，具有弹性势能，故不符合题意；
D.被举高的杠铃 ，没有发生弹性形变，不具有弹性势能，故符合题意。
故选。
2.【答案】C;
【解析】解：
、人在下降过程中，弹性绳绷直前，高度减小，重力势能减小，速度变大，则动能变大，故AB错误；
、下降到最低点时，人的速度减小为，动能最小；高度最小，重力势能最小；弹性绳的形变最大，则弹性势能最大，故C正确，D错误。
故选：。
动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
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。
弹性势能的影响因素是弹性形变的程度，形变越大，势能越大。
掌握动能、重力势能的影响因素。利用控制变量法能判断动能、重力势能的变化。
3.【答案】A;
【解析】解：、运动员在段，质量不变，高度增大，速度减小，故重力势能增大，动能减小，故正确，错误；
、运动员在段，质量不变，高度减小，速度增大，故重力势能减小，动能增大，故错误。
故选：。
动能大小的影响因素：质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
掌握动能大小、重力势能大小、弹性势能大小的影响因素。根据影响因素，能判断动能、重力势能、弹性势能的大小变化。
4.【答案】A;
【解析】
铅球在整个飞行过程中，质量不变，铅球一直在运动，动能不为零。从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此过程动能增大。整个过程动能先减小再增大，故不符合题意；处于最高点时速度不为零，因此动能不为，故符合题意，不符合题意。
故选。
5.【答案】B;
【解析】
A.运动员下落过程中，重力的方向是竖直向下的，运动方向也是向下的，重力做功，速度越来越快，故错误；
B.运动员下落过程中，速度变大，所以运动员的动能增加，故正确；
运动员下落过程，高度减小，重力势能减小，速度增加，动能增加，运动员的重力势能转化为动能，故错误。
故选。
6.【答案】C;
【解析】解：火箭在加速上升的过程中，速度变快，动能变大；高度增加，重力势能变大；动能和势能统称为机械能，所以机械能变大。
故选：。
动能大小的影响因素：质量、速度；重力势能大小的影响因素：质量、高度；动能和势能合称为机械能。
掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素以及它们的大小变化情况。
机械能动能势能，物体没有发生弹性形变时，势能只考虑重力势能。
7.【答案】C;
【解析】解：、加速起飞的舰载机质量不变，速度变大，所以动能增加，故错误；
、指挥员和飞行员之间靠电磁波通话，故错误；
、用密度小的合金制作机身，在体积相同时，可以减小飞机的质量，进而可以减小飞机的惯性，故正确；
、舰载机上凸下平，起飞时，在相同时间内，上方空气通过的路程较长，速度较大，根据流体压强与流速的关系，流速越大，压强越小，下方的压强大于上方的压强，从而产生升力，利用的是流体压强和流速的关系，故错误。
故选：。
动能大小的影响因素：质量、速度，质量越大，速度越大，动能越大；
声音的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质；
惯性大小只跟物体的质量大小有关，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系，质量越大，惯性越大；
舰载机起飞时的升力利用的是流体流速越大的地方压强越小。
此题主要考查流体压强和流速的关系、惯性、电磁波的传播与应用、动能的影响因素，涉及到的知识点多，综合性强，但总体难度不大，掌握基础知识即可正确解题。
8.【答案】C;
【解析】
掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素，掌握动能、重力势能、弹性势能、机械能的大小变化情况。
动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
机械能动能势能．物体没有发生弹性形变，势能只考虑重力势能。
加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，战斗机油量增加，质量增大，动能增大；战斗机的质量增大，高度不变，重力势能增大；机械能动能势能，战斗机没有发生弹性形变，不考虑弹性势能；动能增大，重力势能增大，机械能增大；故错误，正确。
故选。
9.【答案】A;
【解析】解：不计空气阻力，运动员在下落过程中质量不变，速度增大，高度减小故重力势能减小动能增大，重力势能转化为动能，若不计空气阻力，机械能不变。
故选：。
动能大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关。动能和势能统称机械能。
该题考查了动能和势能的转化，要注意不考虑空气阻力机械能守恒。
10.【答案】重力势;
【解析】解：拦河大坝使水位升高，在质量一定时，增加了水的重力势能。
故答案为：重力势。
根据重力势能的影响因素做出判断质量、被提升得高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
此题主要考查势能的影响因素，属于基础知识考查，相对比较简单。
11.【答案】重力势;动;速度;
【解析】解：从前一句中诗可看出黄河之水高高在上，由于有一定的高度而具有重力势能；
后一诗句可看出长江之水在流动，由于运动而具有动能．
“强弩之末势不能穿鲁缟者也”，强弩到最后速度比较慢，动能小，不能穿鲁缟，说明物体的动能大小与它的速度有关．
故答案为：重力势；动；速度．
12.【答案】一定 可能;
【解析】解：小亮从地面往桥上跑，他的质量不变，高度变大，重力势能一定变大；质量不变，由于不知道速度的大小，所以无法判定动能的大小变化，所以动能可能变大、可能变小、可能不变。
故答案为：一定；可能。
动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度；质量越大，高度越高，重力势能越大。
此题主要考查了动能、重力势能的大小变化，属于基础题。
13.【答案】减小 运动;
【解析】解：返回舱下落时，质量不变，高度变小，重力势能变小；若以地面为参照物，坐在返回舱里的航天员王亚平与地面之间发生了位置的改变，是运动的。
故答案为：减小；运动。
重力势能大小的影响因素：质量、高度。质量越大、高度越高，重力势能越大。
看被研究的物体与参照物之间的相对位置是否发生了改变，如果发生改变，则物体是运动的；反之就是静止的。
此题主要考查了重力势能的变化、运动和静止的相对性，属于基础题。
14.【答案】不同；被推动距离的远近；不能;
【解析】解：此题要改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度；运用转换法，观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小．
若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的．
故答案为：不同；被推动距离的远近；不能．
由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验中把弹性势能的大小转换为观察木块被推动的距离大小，这种研究方法叫转换法．
探究弹性势能的大小与形变大小的关系，改变弹簧的形变大小，放手后小球被弹出，并与一木块相碰，观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小；
若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的．
本题为探究弹性势能与形变大小关系的实验，考查了分析实验能力、考查了学生对控制变量法、转换法的了解与掌握，属于难题．
15.【答案】;
【解析】解：实验中研究的是铁球的动能大小，让不同铁球沿斜面的相同高度静止滚下撞击水平板上的木块，根据木块移动的距离判定动能的大小；
要探究动能大小与物体质量的关系，应保持小球的速度相同，质量不同，所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，保证铁球达到水平面的速度相同；
由图示实验可知，甲、丙两次实验，球的质量相同，甲滚下的高度大于丙滚下的高度，甲到达斜面底端时的速度较大，甲将纸盒推动得更远，说明甲的动能更大，由此可得：质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大；
三次实验中，是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的，这种方法是转换法，甲图中纸盒被推动的距离最大，故碰撞前动能最大；
上面数据得出：当速度一定时，钢球的质量越大，动能越大；汽车超速是因为速度大造成动能大，汽车超载是因为质量大造成的动能大，故该结论可以解释汽车超载带了的危害。
本实验中用到的实验方法有控制变量法和转换法。
故答案为：铁球；速度；速度；甲；大；超载；控制变量法；转换法。
要探究动能大小与物体质量的关系，需保持物体的速度相同，则需使小球从同一斜面的同一高度由静止开始运动；
分析图甲、丙所示两次实验，根据实验控制的变量与实验现象分析答题；
动能的大小与物体的质量和速度有关；速度越大，质量越大，动能越大，推动木块移动的距离就越大；
结合运用的实验方法分析解答。
此题主要考查了探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验，实验应用了转换法和控制变量法，掌握转换法与控制变量法的应用、分析图示实验即可正确解题。
16.【答案】;
【解析】解：钢球从斜面上滚下来的过程中，重力势能转化为动能；让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，到达底端时速度不同，撞击木块时对木块做的功不同，木块运动的距离越远，说明钢球对木块做的功越多，钢球的动能就越大，这是转换法的应用；
实验中，同一个钢球，控制了质量相同，从不同高度滚下，控制了球的速度不同，由控制变量法的研究方法可知实验目的是研究钢球的动能与速度的关系。
故答案为：远；多；大；速度。
利用转换法：由木块运动距离的长短，来认识钢球的动能大小；
动能的大小与质量和速度有关；用控制变量法去分析解决：探究动能与速度的关系，保持质量相同；要探究动能与质量的关系，需保持速度相同。
解决此类问题，关键要理解两种方法在实验中的应用，即控制变量法和转换法，明确影响动能大小的两个因素，这是我们必须熟知的基本知识。
17.【答案】桌腿进入沙子的深度；；质量相同的物体，高度越大，重力势能越大;
【解析】解：通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大；
根据控制变量法，要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验；
故三组数据符合，所以应利用三组数据分析得出结论。
比较表中的实验数据，可以发现，高度相同，中桌腿进入沙子的深度更深，所以，中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
故答案为：桌腿进入沙子的深度；；质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
桌腿进入沙堆的深浅，体现了物体对其做功的多少。桌腿进入沙堆越深反映了小球具有的重力势能越大。这用到了转换法。
利用控制变量法，要验证重力势能的大小与质量有关，需控制质量其他的因素相同，只有质量不同，从图中找出符合条件的实验即可。
利用控制变量法，比较图中相同因素和不同因素，总结出研究的对象。
在设计实验和写结论时常用控制变量法来分析。在研究物理量的变化时常用转换法来分析。
18.【答案】答：机动车质量一定，速度越快，动能越大，刹车时制动距离越大，容易出现交通事故，所以要限速行驶；
在相同的道路上，不同车型的机动车质量不同，速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，质量小的动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。;
【解析】
对机动车的行驶速度进行限制，可用影响动能的因素分析，由于动能与质量和速度有关，对于质量较大的车，允许的速度就比质量较小的车的速度低。
该题考查了影响动能的因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能就越大。
