北师大版（2024）九年级全册第十章 机械能、内能及其转化一 机械能精品同步测试题

这是一份北师大版（2024）九年级全册第十章 机械能、内能及其转化一 机械能精品同步测试题，共10页。试卷主要包含了动能，势能，机械能及其转化等内容，欢迎下载使用。

课时1 机械能
知识点一 动能
1．物体离开运动员后，在运动过程中动能随时间t变化的曲线如图所示，该物体可能是（ ）

A．斜向上投掷出去的铅球B．被运动员向下重扣的篮球
C．松手后由静止下落的乒乓球D．离开脚后在地上滚动的足球
2．某款家用扫地机器人如图所示，其工作原理是电动机转动使其内部气流速度变大，压强 ，从而使杂物吸入内部；该款扫地机器人工作过程中，始终作匀速运动，它的动能将 （均选填“变大”“变小”或“不变”）。

3．当列车启动时，以站台为参照物，列车是 的（选填“运动”或“静止”）。加速过程中，列车的动能 ，惯性 （后两空选填“增大”“不变”或“减小”）。
4．匀速行驶的洒水车，向路面洒水的过程中动能不断减小。请从能量的角度说明原因。
5．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？
知识点二 势能
6．下列哪一诗句蕴含物体具有弹性势能（ ）
A．会挽雕弓如满月B．飞流直下三千尺
C．春风十里扬州路D．群峰倒影山浮水
7．苏轼在《江城子·密州出猎》中写到“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，表达了作者强国抗敌的心愿。对词中提到的弯弓射箭现象，下列分析正确的是（ ）
A．用力将弓拉弯，说明力可以改变物体的形状B．弓被拉得越弯，弓所具有的弹性势能越大
C．飞出去的箭速度越大，惯性越大D．离弦的箭受到重力、弹力和空气阻力
8．直升机在加速上升的过程中（忽略燃油变化），动能 ，势能 。（填：增大、减小或不变）
9．“五一小长假”妈妈带小芳到三清山旅游。当她们乘坐的缆车缓慢匀速上升时（如图），小芳的重力势能 ，动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。

10．某物理实验小组在探究“影响重力势能大小的因素”时，提出了如下猜想：
猜想一：重力势能的大小可能与物体的质量有关
猜想二：重力势能的大小可能与物体所在的高度有关
猜想三：重力势能的大小可能与物体的运动路径有关。
为了验证猜想，他们准备了如下实验器材：
花泥（易产生塑性形变），刻度尺，体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m的小球1个。所用实验装置如图所示（小球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验中均让小球从图中高度自由下落，待小球静止后，分别用刻度尺测出小球陷入花泥的深度。请你根据图中实验情景完成下列内容。
（1）本实验是通过观察 来判断重力势能大小的；
（2）比较A、B两球，由此可得出结论： ；
（3）比较 两球，可得出结论：当物体 相同时，高度越高，具有的重力势能越大；
（4）比较C、D两球可知：重力势能大小与物体运动的路径 （选填“有关”或“无关”）。
11．在探究弹簧的弹性势能的大小与哪些因素有关时，小阳提出了如下猜想：
猜想1：弹性势能的大小与弹簧被压缩的长度有关；
猜想2：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
猜想3：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关；
猜想4：弹性势能的大小与弹簧的原长有关；
接下来，小阳首先选用弹簧、小球、木块和长刻度尺各一个，按照如图所示的实验进行探究。实验中木块起始位置相同，实验记录的数据如下表。
（1）弹簧将小球弹开的过程中，是将弹簧的弹性势能转化成小球的 能；
（2）由于弹性势能的大小不便于用仪器测量，本实验中把弹性势能的大小转换为 ，这种研究问题的方法叫 法；
（3）分析表中数据可以验证猜想 ；（选填序号）
（4）如果要探究弹性势能的大小与弹簧的粗细是否有关，需要控制的变量有 、 、 。
12．小明利用如图所示的装置“研究动能的大小与哪些因素有关”。

（1）实验中小球从光滑斜面上某一高处自由滚到斜面底端时（忽略空气阻力）， 能转化为动能。实验中小球动能的大小可通过观察 的大小来判断；
（2）利用上述装置 （选填“能”或“不能”）探究重力势能跟哪些因素有关；
（3）用丙、丁两图的的结论可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大。
知识点三 机械能及其转化
13．如图，兴趣小组的同学们设想利用升降台让球越弹越高，将球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止在位置α的台面反弹后，到达的最高点为N。则N 比M高（选填“可能”“不可能”），球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经反弹后，到达的最高点P 比N高（选填“可能”“不可能”），若不计阻力，从球出手到球到达P点的过程中，球的机械能 （选填“守恒”“减小”或“增大”）。

14．人造地球卫星在大气层外环绕地球运行的过程中（不考虑空气阻力），当它从近地点向远地点时，它的 增大， 减小（选填“动能”或“重力势能”），机械能 。
15．如图，金属块从斜面顶端自由滑到底端，再在水平桌面上压缩轻质弹簧。
（1）请在图中画出金属块在斜面下滑时所受的力的示意图。
（2）当金属块压缩弹簧时， 能转化为 能，金属块被弹簧弹开后， （选填“能”或“不能”）到达斜面顶端。
16．2020年6月23日，我国最后一颗北斗三号卫星发射成功，即完成北斗导航卫星全球组网，这标志着我国乃至国外即可彻底摆脱依赖美国的GPS卫星定位系统。如图所示，若某北斗卫星沿椭圆轨道绕地球运行，则卫星从远地点向近地点运行的过程中， 能转化为 能，总机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
弹簧的原长L0/cm
10
10
被压缩后弹簧的长度L/cm
8
5
弹簧被压缩的长度△L/cm
2
5
木块移动的距离s/cm
11
15.5
参考答案：
1．A
【详解】根据图像可知，动能先变小，后变大。
A．斜向上投掷出去的铅球，速度变小，高度增大，达到最高点前，动能转化为重力势能，动能慢慢减小，在最高点，有水平方向的速度，故动能不为零，从最高点下落，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能，动能慢慢增加，故A符合题意；
B．被运动员向下重扣的篮球，速度会越变越大，动能变大，故B不符合题意；
C．松手后由静止下落的乒乓球，速度会越变越大，动能变大，故C不符合题意；
D．离开脚后在地上滚动的足球，速度会越变越小，最终变为零，故D不符合题意。
故选A。
2． 变小 变大
【详解】[1]家用扫地机器人如图所示，其工作原理是电动机转动使其内部气流速度变大，压强变小，在大气压的作用下使杂物吸入内部。
[2]该款扫地机器人工作过程中，始终做匀速运动，速度不变，质量变大，它的动能将变大。
3． 运动 增大 不变
【详解】[1]列车启动时，以站台为参照物，相对位置发生了变化，因此列车是运动的。
[2]动能与质量和速度有关，当加速时，速度增大，因此动能增大。
[3]惯性的唯一衡量标准是质量，列车加速过程中质量不变，因此惯性不变。
4．见解析
【详解】动能的影响因素是质量和速度。匀速行驶的洒水车，向路面洒水的过程中质量不断减小，因此其动能不断减小。
5．见详解
【详解】机动车质量一定，速度越大，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，不同车型的机动车辆质量不同，速度相同时，质量越大的动能越大，制动距离越大，质量小的车辆动能小，制动距离小，当制动距离相同时，不同车型限速就不同。
6．A
【详解】A．会挽雕弓如满月，弓如满月说明弓被拉弯，发生了弹性形变，具有弹性势能，故A符合题意；
B．飞流直下三千尺，水飞流而下，水具有动能和重力势能，故B不符合题意；
C．春风十里扬州路，风是空气流动形成的， 空气流动时具有机械能，故C不符合题意；
D．群峰倒影山浮水，水面相当于平面镜，把群峰的像成在水中，是平面镜成像，故D不符合题意。
故选A。
7．AB
【详解】A．拉弓时，弓的形状发生了变化，说明力可以改变物体的形状，故A正确；
B．弓的弹性势能与弓的形变有关，形变量越大，弹性势能越大，故弓拉得越弯，所具有的弹性势能越大，故B正确；
C．惯性的大小取决于物体的质量，与物体的速度无关，飞出去的箭速度越大，质量不变，惯性不变，故C错误；
D．离弦的箭能在空中飞行很远的一段距离，在此过程中箭受到重力、空气阻力，不再受弹力，故D错误。
故选AB。
8． 增大 增大
【详解】[1][2]直升机在加速上升的过程，忽略燃油变化时质量不变，速度变大，高度变大，所以动能增大，势能增大。
9． 增大 不变
【详解】[1]在质量不变时，小芳随缆车一起升高，则重力势能增大。
[2]小芳随车匀速上升，质量和速度两个影响因素都没变，则动能不变。
10． 小球陷入花泥的深度 高度相同，物体的质量越大，重力势能越大 AC 质量 无关
【详解】（1）[1]小球的重力势能不便于直接测量，实验时，让小球从高处落下，通过观察小球陷入花泥的深度来判断重力势能大小，陷入越深，小球的重力势能越大，这里采用了转换法。
（2）[2]A、B两球所处的高度相同，运动路径也相同，质量不同，B球质量较大，陷入花泥的深度也较大，则B球的重力势能较大，所以比较A、B两球，由此可得出结论：高度相同，质量越大，重力势能越大。
（3）[3][4] A、C两球的质量和运动路径都相同，高度不同，C球高度较大，陷入花泥的深度也较大，则C球的重力势能较大，所以比较A、C两球，可得出结论：当物体质量相同时，高度越高，具有的重力势能越大。
（4）[5]C、D两球的质量和高度都相同，运动的路径不同，两球陷入花泥的深度相同，则它们的重力势能相同，所以比较C、D两球可知：重力势能大小与物体运动的路径无关。
11． 动 木块移动的距离 转换 1 弹簧的材料 弹簧的原长 弹簧被压缩的长度
【详解】（1）[1]弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化成小球的动能。
（2）[2][3]弹性势能的大小是通过木块被弹开距离的远近来反映的，木块被弹开的距离越远，说明弹簧的弹性势能越大，所以本实验中把弹性势能的大小转换为木块移动的距离，这种研究方法叫转换法。
（3）[4]由表中数据可知，弹簧的材料、原长和粗细均相同，弹簧被压缩的长度不同，推动木块移动的距离不同，所以可以验证猜想1：弹性势能的大小与弹簧被压缩的长度有关。
（4）[5][6][7]根据控制变量法的思想，要探究弹性势能的大小与弹簧的粗细是否有关，必须控制弹簧的材料、弹簧的原长、弹簧被压缩的长度均相同，改变弹簧的粗细。
12． 重力势 木块被推出距离 能 超载
【详解】（1）[1]实验中小球从斜面上某一高处自由滚到斜面底时，小球所处的高度逐渐降低，其重力势能逐渐减小；但速度越来越快，其动能越来越大，正是小球的重力势能转化为了动能。
[2]实验中，是通过观察木块移动的距离的大小，来说明铁球对木块做功的多少，从而判断出铁球具有的动能的大小，这是转换法的运用；
（2）[3]实验中通过改变同一个小球滚下的高度可以探究重力势能大小与高度的关系，不同小球从相同高度滚下，可以探究重力势能与质量的关系，所以该装置能探究重力势能大小与哪些因素有关；
（4）[4]丙、丁中小球滚下的高度相同，到达水平面时的速度相同，质量不同，可以探究动能大小与质量的关系，小球的质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，可以解释汽车超载行驶时危险性大。
13． 可能 不可能 守恒
【详解】[1]将球从M点竖直向下以某一速度抛出，此时具有的机械能为动能和重力势能之和，球经静止在位置a的台面反弹后，在上升过程，球的速度减小，球的动能减小，小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功，所以小球的机械能减小，若克服摩擦阻力做功小于最开始的动能，到达的最高点为N点比M点高，若克服摩擦阻力做功大于最开始的动能，到达的最高点为N点比M点低，若克服摩擦阻力做功等于最开始的动能，到达的最高点为N点与M点一样高。
[2]球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经台面反弹后，由于小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功，小球的机械能减小，到达的最高点P比N点低。
[3]球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经台面反弹后，由于不计阻力，小球在运动过程中不需要克服摩擦阻力做功，小球的机械能守恒。
14． 重力势能 动能 不变
【详解】[1][2][3]卫星在大气层外运动，不受空气阻力作用，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒，即机械能不变；卫星在远地点时势能最大，当它从近地点向远地点运动时，动能转化为重力势能，所以动能减小、重力势能变大。
15． 动 弹性势 不能
【详解】（1）[1]过物块A的重心分别沿竖直向下，平行于斜面向上的方向和垂直于斜面向上的方向画一条带箭头的线段，分别用G表示重力，F表示支持力和f表示摩擦力，如图所示；
（2）[2][3][4]如图所示，当金属块压缩弹簧时，弹簧发生形变，质量不变，是动能转化为弹性势能。金属块被弹簧弹开后，金属块从斜面底端上升，由于摩擦力的存在，动能不能全部转化为重力势能，金属块不能到达斜面顶端。
16． 重力势 动 不变
【详解】[1][2]卫星从远地点向近地点运行过程中，卫星的质量不变，速度不断增大，动能不断增大，卫星和地球的相对高度减小，势能不断减小，重力势能转化为动能。
[3]由于没有阻力，机械能总量不变。