2025年北師版九年級物理寒假復習 第01講《10.1機械能》

答案第=page11頁，共=sectionpages22頁第01講《10.1機械能》（分層練習）（原卷版）一、單選題1．中國女足在2022女足亞洲杯決賽中以3∶2逆轉(zhuǎn)戰(zhàn)勝韓國隊奪冠，替補出場的肖裕儀遠射打入制勝一球。下圖是其進球路徑的示意圖，足球在空中飛行過程中（）A．動能不斷減小 B．重力勢能不斷增加 C．機械能不斷減小 D．最高點時動能為零2．2022年北京冬奧會賽場上，我國選手谷愛凌摘得自由式滑雪大跳臺比賽的金牌。谷愛凌離開跳臺后，從低處向高處躍起后下落，在此過程中（）A．動能一直減小 B．重力勢能一直減小C．動能先減小后增大 D．重力勢能先減小后增大3．如圖所示，是小球下落后壓彈簧的示意圖，a點是小球下落的最高點，b點是彈簧自然伸長點，c點是彈力與重力相等的點，d點是彈簧壓縮后的最低點。以下說法正確的是（）A．a(chǎn)點的動能最大 B．b點的重力勢能最大C．c點為動能最大 D．d點為彈性勢能為零4．小球從A點靜止釋放沿著軌道經(jīng)過B點運動到C點，然后離開軌道，在空中運動的軌跡如圖所示；最高點為D點。已知小球在B點的速度大于C點，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）

A．小球在B、C兩點動能相等 B．小球在B、C兩點機械能相等C．小球在A、D兩點動能相等 D．小球在C、E兩點機械能相等5．北京冬奧會引入的AI評分系統(tǒng)，能逐幀抓取運動員從起跳到落地之間的空中姿態(tài)，將運動員的精彩表現(xiàn)在最短時間內(nèi)真切地呈現(xiàn)給觀眾，為裁判評分提供可視依據(jù)。如圖所示，某次比賽系統(tǒng)呈現(xiàn)運動員上升（ab）及下落（bc）瞬間，下列說法中正確的是（）A．運動員在ab段重力勢能增大，動能減小B．運動員在ab段重力勢能減小，動能增大C．運動員在bc段重力勢能減小，動能減小D．運動員在bc段重力勢能增大，動能增大6．在“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”實驗中，鋼球把木塊撞得越遠，所需的動能越大，鋼球放在斜面的位置越高，開始撞擊木塊時的速度就越大。現(xiàn)已做一次撞擊實驗（如下圖），若要探究動能與速度的關(guān)系，接下來應進行的多次操作是（

）A．不換鋼球，只改變高度 B．只改變鋼球質(zhì)量，不改變高度C．改變鋼球質(zhì)量，同時改變高度 D．鋼球質(zhì)量、高度和木塊位置同時改變7．在探究物體動能有關(guān)因素的實驗中，實驗結(jié)果如下面四圖所示。鋼球從高為H或h（H>h）的斜槽上滾下，在水平面運動時碰上木塊M，將M撞出一段距離s。則鋼球質(zhì)量最大的圖示是（）A．B．C．D．8．如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖，圖中①和②為楔塊，③和④為墊塊，楔塊與彈簧盒、墊塊間均有摩擦，在車廂相互撞擊時與的力的作用下（）A．彈簧1與彈簧2都被壓縮，彈簧的彈性勢能減小B．彈簧1被壓縮，彈簧2被拉長，兩彈簧的彈性勢能都增大C．正常工作過程彈簧的形變屬彈性形變D．墊塊的動能全部轉(zhuǎn)化成彈簧的彈性勢能二、填空題9．2022年北京冬奧會上，中國小將谷愛凌勇奪兩金一銀，成為了歷史上第一位能拿到三個自由式滑雪項目獎牌的運動員，如圖是她在空中加速下落的精彩畫面，在此過程中重力勢能（選填“增大”或“減小”），重力勢能轉(zhuǎn)化為（不計空氣阻力）。10．如題圖所示，不可伸長的輕繩一端固定在O點，另一端系一小球，O點正下方P點固定一個釘子，小球由A點自由釋放。不考慮空氣阻力，小球從A點到1點的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為，擺到右側(cè)最高點的位置是圖中的點，在這一點靜止時，球（選填“受”或“不受”）平衡力。11．嫦娥五號的返回器返回地球時如圖所示，采用“打水漂”的方式，先從A點高速進入大氣層然后反彈從B點躍出實現(xiàn)減速，然后再次從C點進入大氣層實現(xiàn)著陸，完美避開“燃燒”的風險，從位置A到位置C的過程返回器質(zhì)量不變。虛線下方為大氣層，上方為真空，虛線與地面之間的高度相同。（1）返回器在A點的動能B點的動能（選填“>”、“<”或“=”）；（2）返回器在B點的重力勢能C點的重力勢能（選填“>”、“<”或“=”）；（3）返回器在A點的機械能B點的機械能（選填“>”、“<”或“=”）。12．某興趣小組通過自主探究得知“在一定范圍內(nèi)，彈簧的彈力大小與彈簧的伸長量成正比”。原長為10cm的彈簧（質(zhì)量不計）上端固定在天花板上，下端系一重為20N的小球，靜止時小球位于A處，彈簧長度變?yōu)?1cm，再用力F將小球豎直向下拉到B處，彈簧長度為11.5cm（未超過彈性限度），然后由靜止釋放，在釋放瞬間小球受到的合力大小為N，小球從B處第一次回到A處過程中，小球的動能（選填“增大”、“減小”、“先增大后減小”或“先減小后增大”）。13．如圖所示，是北京冬奧會鋼架雪車比塞場景。運動員在鋼架雪車上，沿冰道從山坡上快速滑降，轉(zhuǎn)化為動能；在此過程中，運動員相對于是運動的。14．2022年9月22日，女籃世界杯在澳大利亞悉尼舉行，首戰(zhàn)中國女籃107比44大勝韓國隊。如圖所示是籃球落地后又彈起的示意圖。則（A/B）點的機械能較大，（B/C/D）點的動能肯定小于A點。三、實驗題15．用如圖的裝置探究動能大小與哪些因素有關(guān)。讓小車從斜面頂部由靜止開始下滑，撞擊置于水平面上的木塊。（1）實驗時用木塊被撞擊后移動的來反映小車動能大小。（2）讓裝有鉤碼的小車和未裝鉤碼的小車分別從斜面頂部由靜止開始下滑，小車運動到水平面上時的速度大小（選填“相等”或“不等”），裝有鉤碼的小車將木塊推得較遠，這說明動能的大小與物體的有關(guān)。16．在學習了彈性勢能的物理知識之后小麗想自己設(shè)計實驗探究彈簧的彈性勢能可能與哪些因素有關(guān)，實驗前她先提出了以下猜想：猜想一：彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關(guān)；猜想二：彈性勢能的大小與彈簧的粗細有關(guān)。為實驗探究小麗準備了多根彈簧，還有小球、木塊和長刻度尺。請你幫助小麗一起完成下面的實驗。（1）在驗證猜想一時，小麗用同一根彈簧設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗。實驗中彈性勢能的大小可以間接比較來實現(xiàn)，這里用到了研究方法叫。（2）為驗證猜想二，需選用粗細的兩根彈簧，將兩根彈簧壓縮（均填“相同”或“不同”）的長度，再讓小球碰到同一位置的相同木塊比較木塊運動的距離來得出結(jié)論。（3）如圖丙所示，為更好地研究彈性勢能與動能的之間的轉(zhuǎn)化，小麗將彈簧的左端固定，右端連接小球，把它們套在光滑的水平桿上，a點是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b點是彈簧原長的位置，c點是小球到達最右端的位置。則小球由a點運動到c點的過程中小球速度最大的位置是（選填“a”“b”或“c”）。由a點運動到b點的過程中能量轉(zhuǎn)化的過程是。17．如圖所示，小華在“探究重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，選用的器材有透明容器、細沙、木質(zhì)小桌，質(zhì)量不同的兩個鐵塊，讓鐵塊從小桌正上方的某一高度處自由下落將小桌打入沙中。（1）該實驗是通過觀察來判斷重力勢能大小的；（2）讓質(zhì)量不同的鐵塊從同一高度自由下落，鐵塊的質(zhì)量越大，小桌陷入沙中越深，由此得出重力勢能的大小與有關(guān)；（3）探究重力勢能與高度的關(guān)系時，應選擇讓質(zhì)量的鐵塊從高度自由下落。

第01講《10.1機械能》（分層練習）（解析版）一、單選題1．中國女足在2022女足亞洲杯決賽中以3∶2逆轉(zhuǎn)戰(zhàn)勝韓國隊奪冠，替補出場的肖裕儀遠射打入制勝一球。下圖是其進球路徑的示意圖，足球在空中飛行過程中（）A．動能不斷減小 B．重力勢能不斷增加 C．機械能不斷減小 D．最高點時動能為零【答案】C。【解析】A．在上升的過程中，足球的速度逐漸減小，上升到最高點下降時，足球的速度逐漸增大，質(zhì)量不變，所以足球的動能先減小后增大，故A不符合題意；B．踢出后，足球先上升到最高點后下落，質(zhì)量不變，高度先增大后減小，所以重力勢能先增大后減小，故B不符合題意；C．足球在運動的過程中需要克服空氣阻力做功，所以一部分機械能轉(zhuǎn)化為足球的內(nèi)能，所以機械能減小，故C符合題意；D．最高點時，在豎直方向上速度為零，足球在水平方向上有向右的速度，所以此時動能不為零，故D不符合題意。2．2022年北京冬奧會賽場上，我國選手谷愛凌摘得自由式滑雪大跳臺比賽的金牌。谷愛凌離開跳臺后，從低處向高處躍起后下落，在此過程中（）A．動能一直減小 B．重力勢能一直減小C．動能先減小后增大 D．重力勢能先減小后增大【答案】C?！窘馕觥緼C．谷愛凌離開跳臺后，從低處運動到高處時，質(zhì)量不變，速度減小，動能減小，從高處運動到低處時，質(zhì)量不變，速度增大，動能增大，所以整個過程動能先減小后增大，故C符合題意，A不符合題意；BD．谷愛凌離開跳臺后，從低處運動到高處時，質(zhì)量不變，高度增大，重力勢能增大，從高處運動到低處時，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小，所以整個過程重力勢能先增大后減小，故BD不符合題意。3．如圖所示，是小球下落后壓彈簧的示意圖，a點是小球下落的最高點，b點是彈簧自然伸長點，c點是彈力與重力相等的點，d點是彈簧壓縮后的最低點。以下說法正確的是（）A．a(chǎn)點的動能最大 B．b點的重力勢能最大C．c點為動能最大 D．d點為彈性勢能為零【答案】C?！窘馕觥緼．a(chǎn)點處小球剛開始向下運動，速度很小，動能較小，故A錯誤；B．a(chǎn)點高度大于b點，a點重力勢能大于b點重力勢能，故B錯誤；C．c點是彈力與重力相等的點，此時小球所受合力為0，速度最大，動能最大，故C正確；D．d點是彈簧壓縮后的最低點，形變程度最大，彈性勢能最大，故D錯誤。4．小球從A點靜止釋放沿著軌道經(jīng)過B點運動到C點，然后離開軌道，在空中運動的軌跡如圖所示；最高點為D點。已知小球在B點的速度大于C點，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）

A．小球在B、C兩點動能相等 B．小球在B、C兩點機械能相等C．小球在A、D兩點動能相等 D．小球在C、E兩點機械能相等【答案】D?！窘馕觥緼．小球在B點的速度大于C點，所以小球在B、C兩點動能不相等，故A錯誤；B．小球在B、C兩點的高度相同，即重力勢能相同，小球在B、C兩點動能不相等，所以小球在B、C兩點機械能不相等，故B錯誤；C．小球從A點靜止釋放，所以小球在A點動能為0，在最高點D點時，小球具有運動速度，故小球動能不為0，所以小球在A、D兩點動能不相等，故C錯誤；D．小球由C運動到E的過程中，不受阻力，所以機械能沒有損失，故小球在C、E兩點機械能相等，故D正確。5．北京冬奧會引入的AI評分系統(tǒng)，能逐幀抓取運動員從起跳到落地之間的空中姿態(tài)，將運動員的精彩表現(xiàn)在最短時間內(nèi)真切地呈現(xiàn)給觀眾，為裁判評分提供可視依據(jù)。如圖所示，某次比賽系統(tǒng)呈現(xiàn)運動員上升（ab）及下落（bc）瞬間，下列說法中正確的是（）A．運動員在ab段重力勢能增大，動能減小B．運動員在ab段重力勢能減小，動能增大C．運動員在bc段重力勢能減小，動能減小D．運動員在bc段重力勢能增大，動能增大【答案】A?！窘馕觥緼B．由圖可知，運動員在ab段上升時，高度變大，速度減小，說明運動員重力勢能增大，動能減小，故A正確，B錯誤。CD．運動員在bc段下落時，高度變小，速度變大，明運動員重力勢能減小，動能增大，故CD錯誤。6．在“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”實驗中，鋼球把木塊撞得越遠，所需的動能越大，鋼球放在斜面的位置越高，開始撞擊木塊時的速度就越大?，F(xiàn)已做一次撞擊實驗（如下圖），若要探究動能與速度的關(guān)系，接下來應進行的多次操作是（

）A．不換鋼球，只改變高度 B．只改變鋼球質(zhì)量，不改變高度C．改變鋼球質(zhì)量，同時改變高度 D．鋼球質(zhì)量、高度和木塊位置同時改變【答案】A?！窘馕觥坑绊憚幽艽笮〉囊蛩赜泻枚啵绻骄縿幽艽笮∨c物體運動速度的關(guān)系，根據(jù)控制變量的思想，應該在實驗中只改變物體的運動速度進行對比研究。在本實驗中，鋼球從同一斜面的不同位置自由下滑，到達斜面底端時速度是不同的。故要想研究動能大小與速度的關(guān)系，只要改變鋼球在斜面下滑時的高度就可以了。故A符合題意，BCD不符合題意。7．在探究物體動能有關(guān)因素的實驗中，實驗結(jié)果如下面四圖所示。鋼球從高為H或h（H>h）的斜槽上滾下，在水平面運動時碰上木塊M，將M撞出一段距離s。則鋼球質(zhì)量最大的圖示是（）A．B．C．D．【答案】B?！窘馕觥緼B選項里，木塊所處的高度相同，則小球滾到水平面的速度相同，由于B選項里，木塊滑得遠一點，所以小球B質(zhì)量大一些，同理得CD選項里小球D質(zhì)量大一些。BD選項對比，木塊滑行的距離一樣，說明兩球的動能一樣，由于小球B下滑的高度小些，即到達水平面的速度小些，而它們動能一樣，則小球B的質(zhì)量大些。綜上所述，小球B的質(zhì)量最大。8．如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖，圖中①和②為楔塊，③和④為墊塊，楔塊與彈簧盒、墊塊間均有摩擦，在車廂相互撞擊時與的力的作用下（）A．彈簧1與彈簧2都被壓縮，彈簧的彈性勢能減小B．彈簧1被壓縮，彈簧2被拉長，兩彈簧的彈性勢能都增大C．正常工作過程彈簧的形變屬彈性形變D．墊塊的動能全部轉(zhuǎn)化成彈簧的彈性勢能【答案】C?！窘馕觥緼B．在車廂相互撞擊時F?與F?力的作用下，兩彈簧均被壓縮，兩彈簧的形變程度增大，彈性勢能增大，故AB錯誤；C．正常工作過程彈簧受力發(fā)生形變，當力消失后會恢復原來的形狀，發(fā)生的是彈性形變，故C正確；D．已知楔塊與彈簧盒、墊塊間均有摩擦，因此墊塊會克服摩擦做功，有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯誤。二、填空題9．2022年北京冬奧會上，中國小將谷愛凌勇奪兩金一銀，成為了歷史上第一位能拿到三個自由式滑雪項目獎牌的運動員，如圖是她在空中加速下落的精彩畫面，在此過程中重力勢能（選填“增大”或“減小”），重力勢能轉(zhuǎn)化為（不計空氣阻力）?！敬鸢浮繙p小動能【解析】[1][2]如圖谷愛凌在空中加速下落時，他的質(zhì)量不變，高度越來越低，速度越來越大，重力勢能減小，動能增大；若不計空氣阻力，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能。10．如題圖所示，不可伸長的輕繩一端固定在O點，另一端系一小球，O點正下方P點固定一個釘子，小球由A點自由釋放。不考慮空氣阻力，小球從A點到1點的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為，擺到右側(cè)最高點的位置是圖中的點，在這一點靜止時，球（選填“受”或“不受”）平衡力?！敬鸢浮縿幽?不受【解析】[1]小球從A點到1點高度降低，速度變大，重力勢能變小，動能變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。[2]不考慮空氣阻力，根據(jù)機械能守恒，小球能到達的最高點是動能為零的位置，而初始時動能也為零，所以能到達的最高點必然是與A點相同的高度，即3點。[3]當小球在3點時，瞬間靜止，此時小球受到重力和繩對小球的拉力，這兩個力不在一條直線上，所以不是一對平衡力。11．嫦娥五號的返回器返回地球時如圖所示，采用“打水漂”的方式，先從A點高速進入大氣層然后反彈從B點躍出實現(xiàn)減速，然后再次從C點進入大氣層實現(xiàn)著陸，完美避開“燃燒”的風險，從位置A到位置C的過程返回器質(zhì)量不變。虛線下方為大氣層，上方為真空，虛線與地面之間的高度相同。（1）返回器在A點的動能B點的動能（選填“>”、“<”或“=”）；（2）返回器在B點的重力勢能C點的重力勢能（選填“>”、“<”或“=”）；（3）返回器在A點的機械能B點的機械能（選填“>”、“<”或“=”）。【答案】>=>【解析】（1）[1]返回器由A點至B點速度減小，故返回器在A點的動能大于B點的動能。（2）[2]A、B、C三點的高度相同，質(zhì)量不變，則重力勢能相等，故返回器在B點的重力勢能等于C點的重力勢能。（3）[3]機械能等于物體動能和勢能的總和，由于A點和B點重力勢能相等，A點的動能大于B點的動能，所以A點的機械能大于B點的機械能。12．某興趣小組通過自主探究得知“在一定范圍內(nèi)，彈簧的彈力大小與彈簧的伸長量成正比”。原長為10cm的彈簧（質(zhì)量不計）上端固定在天花板上，下端系一重為20N的小球，靜止時小球位于A處，彈簧長度變?yōu)?1cm，再用力F將小球豎直向下拉到B處，彈簧長度為11.5cm（未超過彈性限度），然后由靜止釋放，在釋放瞬間小球受到的合力大小為N，小球從B處第一次回到A處過程中，小球的動能（選填“增大”、“減小”、“先增大后減小”或“先減小后增大”）?！敬鸢浮?0增大【解析】[1]原長為10cm的彈簧（質(zhì)量不計）上端固定在天花板上，下端系一重為20N的小球，靜止時小球位于A處，彈簧長度變?yōu)?1cm，此時彈簧的伸長量為11cm-10cm=1cm因在一定范圍內(nèi)，彈簧的彈力大小與彈簧的伸長量成正比。由此可得，在一定范圍內(nèi)，彈簧每伸長1cm，彈簧的彈力大小增加20N。當用力F將小球豎直向下拉到B處，彈簧長度為11.5cm，此時彈簧的伸長量為11.5cm-10cm=1.5cm那么彈簧的彈力大小為FB=1.5×20N=30N在B處由靜止釋放，在釋放瞬間小球受到豎直向下的重力和豎直向上的彈簧的彈力的作用，則合力大小為F合=FB-G=30N-20N=10N[2]由力與運動的關(guān)系可知，當合力方向與運動方向相同時，物體做加速運動。在B處時，受到的合力方上豎直向上，大小為10N，在A處時，彈簧的彈力大小等于重力，合力為0。則小球從B處第一次回到A處過程中，合力的方向一直是豎直向上的，運動的方向也是豎直向上的，故小球做加速運動。由于小球的質(zhì)量不變，速度變大，所以小球的動能增大。13．如圖所示，是北京冬奧會鋼架雪車比塞場景。運動員在鋼架雪車上，沿冰道從山坡上快速滑降，轉(zhuǎn)化為動能；在此過程中，運動員相對于是運動的?！敬鸢浮恐亓菽鼙馈窘馕觥縖1]運動員在鋼架雪車上，沿冰道從山坡上快速滑降，高度降低，質(zhì)量不變，所以重力勢能減小，滑降過程中，速度增大，質(zhì)量不變，動能增大，所以重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。[2]運動員在鋼架雪車上，沿冰道從山坡上快速滑降，相對于冰道的位置不斷變化，所以運動員相對于冰道是運動的。14．2022年9月22日，女籃世界杯在澳大利亞悉尼舉行，首戰(zhàn)中國女籃107比44大勝韓國隊。如圖所示是籃球落地后又彈起的示意圖。則（A/B）點的機械能較大，（B/C/D）點的動能肯定小于A點?！敬鸢浮緼B【解析】[1]由圖示知，籃球彈起的高度逐漸降低，則在這個過程中，要克服摩擦做功，部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能不守恒，所以B點的機械能小于A點的機械能。[2]由圖示知，C、D兩點的高度比A點低，B點高度比A高，若機械能守恒，則C、D兩點的動能大于A點，B點的動能小于A點的，所以可判定，機械能不守恒時，B點的運動一定比A點的小。三、實驗題15．用如圖的裝置探究動能大小與哪些因素有關(guān)。讓小車從斜面頂部由靜止開始下滑，撞擊置于水平面上的木塊。（1）實驗時用木塊被撞擊后移動的來反映小車動能大小。（2）讓裝有鉤碼的小車和未裝鉤碼的小車分別從斜面頂部由靜止開始下滑，小車運動到水平面上時的速度大?。ㄟx填“相等”或“不等”），裝有鉤碼的小車將木塊推得較遠，這說明動能的大小與物體的有關(guān)。【答案】距離相等質(zhì)量【解析】（1）[1]通過木塊運動距離大小來反映小車動能大小，木塊運動距離越遠，小車具有動能越大。（2）[2][3]因為從斜面頂部由靜止開始下滑，所以達到底部速度相同，裝有鉤碼的小車質(zhì)量大，將木塊推得較遠，說明速度相同時動能的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)。16．在學習了彈性勢能的物理知識之后小麗想自己設(shè)計實驗探究彈簧的彈性勢能可能與哪些因素有關(guān)，實驗前她先提出了以下猜想：猜想一：彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關(guān)；猜想二：彈性勢能的大小與彈簧的粗細有關(guān)。為實驗探究小麗準備了多根彈簧，還有小球、木塊和長刻度尺。請你幫助小麗一起完成下面的實驗。（1）在驗證猜想一時，小麗用同一根彈簧設(shè)計了如圖甲、乙所示的實驗。實驗中彈性勢能的大小可以間接比較來實現(xiàn)，這里用到了研究方法叫。（2）為驗證猜想二，需選用粗細的兩根彈簧，將兩根彈簧壓縮（均填“相同”或“不同”）的長度，再讓小球碰到同一位置的相同木塊比較木塊運動的距離來得出結(jié)論。（3）如圖丙所示，為更好地研究彈性勢能與動能的之間的轉(zhuǎn)化，小麗將彈簧的左端固