12-1动能 势能 机械能(解析版)-九年级物理上册(苏科版)

12.1动能势能机械能（分层练习）
一、单选题
1．关于能的概念，下列说法中正确的是（）
A．一个物体能够做功，就说这个物体具有能
B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多
C．一个物体做了功，说明这个物体具有能
D．用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能
【答案】A
【详解】A．由能量的概念可知，一个物体能够做功，就说明这个物体具有能量，简称能，故A正确；B．物体能量我可以做更多的功，但一个物体已做的功越多，不能说明这个物体具有的能越多，故B错误；C．一个物体做了功，说明原来具有能量，但做功后不一定还具有能，故C错误；
D．一用线悬挂着的小球，没有做功，但它有一定的高度，所以具有重力势能，故D错误。

故选A。

2．关于动能和势能，下列说法正确的是（）
A．物体没有做功，它一定不具有能
B．位置高的物体，它的势能一定大
C．质量大、速度大的物体动能一定大
D．弹簧一定具有弹性势能
【答案】C
【详解】A．物体只要能够做功，它就具有能量，并不一定正在做功，故A错误；
B．重力势能的大小不但和物体的高度有关，还与物体的质量有关，故B错误；
C．物体的质量大、速度大，它的动能一定大，故C正确；
D．弹簧只有发生弹性形变时才具有弹性势能，故D错误．
3．下列物体中：①拧紧的钟表发条；②扔在空中的橡皮；③被拉伸的弹簧；④充满气的气球；具有弹性势能的是（）
A．①②③④B．①③④C．只有①D．只有①③
【答案】B
【详解】①拧紧的钟表发条发生了弹性形变，故具有弹性势能；
②扔在空中的橡皮，有速度和高度，所以具有动能和势能；
③被拉伸的弹簧发生了弹性形变，故具有弹性势能；
④充满气的气球发生了弹性形变，故具有弹性势能；
故选B。

4．科技助力农业生产，如图是无人机喷洒农药的场景。

在无人机沿着水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，它的（）
A．动能不变、机械能不变B．动能减小、机械能减小
C．动能增大、机械能增大D．动能减小，机械能不变
【答案】B
【详解】无人机沿着水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，高度不变，质量逐渐减小，重力势能减小；速度不变，质量逐渐减小，动能减小，因此机械能也减小，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

5．一辆汽车匀速上坡，关于它的动能、重力势能和机械能，下列说法正确的是（）
A．动能增加，重力势能增加，机械能增加
B．动能减少，重力势能不变，机械能不变
C．动能不变，重力势能增加，机械能增加
D．动能不变，重力势能减少，机械能减少
【答案】C
【详解】汽车匀速爬坡的过程中，汽车的质量不变，速度不变，所以动能不变；高度增加，重力势能增加；由于机械能等于动能与势能之和，机械能也增加。

故ABD错误，C正确。

故选C。

6．将一支内有弹簧的圆珠笔向下按压，放手后笔会向上弹起一定高度。

下列关于该过程中能量变化的叙述，其中正确的是（）
A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性势能减小
B．向下按笔的过程中，笔的重力势能增大
C．笔向上弹起的过程中，笔的动能一直增大
D．笔向上弹起的过程中，笔的重力势能增大
【答案】D
【详解】A．向下按笔的过程中，弹簧的弹性形变程度变大，故其具有的弹性势能变大，故A错误；
B．由于重力势能与质量、高度有关，所以向下按笔的过程中，笔的高度减小，故其重力势能减小，故B错误；
C．笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，速度先增大后减小，故笔的动能先增大后减小，故C错误；D．笔向上弹起的过程中，笔的质量不变，高度增加，故笔的重力势能增大，故D正确。

故选D。

7．如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过a、b两个点，不计空气阻力，比较物块在a、b两点的能量，下列说法正确的是（）
A．物块在a点动能大B．物块在b点动能大
C．物块在b点重力势能大D．物块在a、b两点的重力势能一样大
【答案】B
【详解】物块在光滑斜面上由静止开始下滑（不计空气阻力），在下滑过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能变大；
由于a点的位置要高于b点的位置，所以a处的重力势能大于b处的重力势能；物块在下滑过程中动能变大，所以物块在b点动能大，故B正确，ACD错误．
8．如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道地球运行，当卫星从远地点向近地点运动过程中，下列说法中正确的是（）
A．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小
B．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变
C．势能逐渐减小，机械能减小
D．动能逐渐增大，机械能增大
【答案】B
【详解】当卫星从远地点向近地点运动过程中，距离地面的高度减小，故重力势能减小，速度增大，动能增大，减小的重力势能转化为动能，故机械能不变。

故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

9．小明将一小球在同一高度第一次竖直上抛，第二次斜上抛，若两次抛出时的动能相等，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）
A．两次小球到达最高点时，动能相等都为零，机械能不相等
B．两次小球到达最高点时，动能都不为零，机械能相等
C．两次小球到达最高点时，高度相等，机械能不相等
D．两次小球到达最高点时，高度不相等，机械能相等
【答案】D
【详解】不计空气阻力，机械能守恒，两次小球达到最高点时机械能相等；竖直上抛达到最高点时，速度为0，动能为0，动能全部转化为重力势能；斜上抛达到最高点时，竖直方向速度为0，水平方向速度不为0，动能不为0，部分动能转化为重力势能，两次小球到达最高点时，高度不相等。

故ABC错误，D正确。

故选D。

10．如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离h A＞h C；在小球从A点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（）
A．小球的机械能总量保持不变
B．在A点小球的机械能最大
C．小球的势能始终保持减小
D．从A到B点小球的势能全部转化为动能
【答案】B
【详解】A．如果小球没有能量损耗，那么C点的高度应该和A点的高度相同，由图可知，C点高度低于A 点，则从B到C的过程中有能量损耗，机械能逐渐减小，故A错误；
B．因为小球运动时不断克服空气阻力做功，从而消耗机械能，所以开始时在A点小球的机械能最大，故B 正确；
C．从B到C，小球的高度逐渐增大，因此它的重力势能逐渐增大，故C错误；
D．从A到B的过程中，小球的重力势能转化为动能和内能，故D错误。

故选B。

11．如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，那么在哪一点时，此物体的重力势能大（）
A．在A点时大B．在B点时大
C．在两点时一样大D．条件不足，无法判定
【答案】B
【详解】由题图可看出，A点所在的海拔为995m，B点所在的海拔为1040m，而对同一个物体，它的位置越高，重力势能越大，故物体在B点时重力势能大。

故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

12．如图所示，一名运动员在投掷铅球。

铅球在b点离手，在c点运动位置最高，不计空气阻力，下列说法不正确的是（）
A．从a点到b点的过程中，运动员对铅球做了功
B．在b点到d点的过程中，铅球的机械能先增加后减少
C．在c点到d点的过程中，铅球的重力势能减少
D．铅球在c点时的动能不为零
【答案】B
【详解】A．在a到b的过程中，铅球受到推力作用，且在推力方向上通过了距离，故运动员对铅球做了功，故A正确，不符合题意；
B．不计空气阻力时，机械能守恒，所以在b到d的过程中，铅球的机械能不变，故B错误，符合题意；C．在c点到d点的过程中，铅球的质量不变，高度减小，重力势能减少，故C正确，不符合题意；D．铅球在c点时不是静止状态，有向前的速度，此时的动能不为零，故D正确，不符合题意。

故选B。

④水平草地上滚动的足球⑤从斜坡上滚下的石头⑥矗立在山上的巨石
【答案】①④ ⑥ ② ③⑤
【详解】[1]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。

①水平地面上行驶的汽车具有速度，即具有动能；④水平草地上滚动的足球，具有速度，即具有动能，因此只具有动能的是①④。

[2]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。

⑥矗立在山上的巨石具有一定高度，即具有重力势能，因此只具有重力势能的是⑥。

[3]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。

②被拉长的橡皮筋发生了弹性形变，即具有弹性势能，因此只具有弹性势能的是②。

[4]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。

③空中飞翔的鸽子具有速度又具有一定高度，所以具有动能和重力势能；⑤从斜坡上滚下的石头具有速度又具有一定高度，所以具有动能和重力势能，因此既具有动能又具有势能的是③⑤。

14．装满水的洒水车，在平直的马路上一边洒水，一边匀速前行。

在它洒水的过程中，洒水车的动能将。

【答案】减小
【详解】洒水车在平直的马路上边洒水边匀速前进时，速度不变，而质量不断减小，所以动能不断减小。

15．如图是军军玩弹弓的情景。

经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越，橡皮筋具有的弹性势能越，说明橡皮筋的弹性势能与有关。

【答案】多大弹性形变的程度
【详解】[1][2][3] 在一定范围内，橡皮筋拉得越长，橡皮筋的弹性形变量越大，具有的弹性势能越大，将同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越多。

16．甲乙两车在山坡上行驶，当它们都在下坡时，它们的s-t图，如图所示，已知两车质量相同，某时刻甲在前，乙在后，则甲车动能乙车动能，甲车势能乙车势能，甲车机械能乙车机械能（以上空格均选填“大于”、“小于”或“等于”）。

【答案】小于小于小于
【详解】[1]由图可知，甲车速度小于乙车速度，又两车质量相同，所以甲车动能小于乙车动能。

[2]下坡时，某时刻甲在前，乙在后，所以乙车高度大于甲车高度，质量相同时，乙车的势能大，甲车势能小。

[3]机械能等于动能与势能之和，乙车动能和势能都大于甲车，所以机械能也大于甲车机械能。

17．在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了，此时，能量的转化过程是，分析图中两个圆斑大小，还能知道，球从较高处下落形成的圆斑是图中（选填“A”或“B”），由此可间接知道：重力势能大小与有关。

【答案】弹性形变动能转化为弹性势能 B 高度
【详解】[1][2]使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑，说明皮球下落到纸面上时形状发生了变化，即发生弹性形变；此过程中，皮球的动能转化为弹性势能。

[3][4]分析图中两个圆斑大小可看出，圆环大的球形变程度较大，所具有的弹性势能大，落地时的动能较大，初始状态重力势能大，即其所处的高度大，故选填B；由此可间接知道：重力势能大小与高度有关。

18．甲、乙是两个完全相同的网球。

如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出，不计空气阻力。

抛出时甲球的机械能乙球的机械能；落地时甲球的机械能乙球的机械能。

（均选填“大于”、“等于”或“小于”）
【答案】等于等于
【详解】[1]抛出时甲乙两球质量相等，速度相等，故动能相等；又因高度相等，故重力势能相等，机械能包括动能和势能，所以抛出时甲球的机械能等于乙球的机械能。

[2] 甲、乙被抛出时的机械能相等，不计空气阻力，所以它们在运动的过程中机械能守恒，所以落地时所具有的机械能是相等的。

19．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上，钢球从C点由静止释放，经过B点到达最低点O，然后到达另一侧与B点等高的点A时刚好速度为零。

由O到A 点过程中，能转化为重力势能，
点的动能最大，从C 点到B 点的过程中，机械能的总量（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】动O变小
【详解】[1]钢球由O点到A点的过程中，高度增大，重力势能增大，而动能减小，到A点刚好为0，所以是动能转化为重力势能的过程。

[2]钢球由C点静止释放，向下运动的过程中，高度减小，重力势能减小，转化为动能，O点时的重力势能最小，则动能最大。

[3]轨道是粗糙的，则钢球由C点到B点的过程中，需要克服摩擦做功，将部分机械能转化为内能，所以机械能的总量变小。

三、实验题
20．如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图：
（1）该实验中所探究物体的动能是指物体（选填“A”或“B”）的动能；
（2）该实验物体动能的大小是通过来反映的；
（3）实验观察到，同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被撞得越远，可以得出结论。

【答案】 A B被撞开的距离大小当物体的质量相同时，物体的速度越大，动能越大
【详解】（1）[1]该实验研究的对象是物体A，物体A从斜面上滚下，获得动能，故研究的是物体A的动能。

（2）[2]该实验物体动能的大小是通过物体B被撞后移动的距离大小反映的，B被撞的越远，说明小球A的动能越大，这里采用了转换法。

（3）[3]同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，则物体A的速度越大，物体B被撞得越远，说明物体A
的动能越大，根据控制变量法可得结论为：当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大。

21．如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置。

（1）两个实验的共同点是都需控制物体 相同；
（2）甲实验中，是通过 来显示阻力对物体运动影响的；
（3）乙实验中研究的动能是指小球在撞击木块 （选填“前”或“后”）的动能，若m A <m B ，由 现象可以说明：当物体速度一定时，质量越大，动能越大；
（4）乙实验中，若先让质量为m 的小球从斜面h 高处由静止下滑，测出木块被撞击后移动的距离为s 1，接
着他立即让同一小球仍从斜面h 高处由静止下滑，测出木块被撞击后移动的距离为s 2，则s 1 s 2
（选填“大于”“小于”或“等于”）。

【答案】 水平初速度 小车在水平面运动的距离 前 小球的质量越大，木块被撞击的越远 大于
【详解】（1）[1]两实验中，都控制物体从同一高度自由下滑，是为了保证物体到水平面时的初速度相同。

（2）[2]甲实验探究阻力对物体运动的影响，小车从斜面上同一高度由静止滑下，接触面的粗糙程度不同，小车滑动的距离不同，因此，是通过小车在不同表面上运动距离的远近来显示阻力对物体运动的影响的，阻力越小，小车速度变化越慢，若不受阻力，小车将匀速直线运动。

（3）[3][4]乙实验中研究的动能是指小球在撞击木块前的动能；让质量不同小球从同一高度滚下（速度相同），发现小球的质量越大、木块被撞击的越远，说明物体的速度一定时，质量越大，动能越大。

（4）[5]第一次实验时，小球刚滚下斜面就撞击到木块，第二次实验时，小球在水平面上滚动了一段距离后才撞击到木块，小球在运动的过程中克服摩擦力做功，部分机械能转化为内能，因此小球第二次撞击木块时的机械能比第一次小，所以木块移动的距离s 1>s 2。

22．小陆用质量相同的三种空心金属块，弹簧、光滑轨道等器材研究“影响重力势能大小的因素”，通过观察弹簧被压缩的程度来比较物体的重力势能大小。

他将金属块分别从同一高度1h 静止释放，实验现象如图（b ）、（c ）、（d ）所示。

再将同一金属块从高度2h 以速度1v 释放、高度3h 以速度2v 释放，已知12v v ，实验现象如图（e ）、（f ）所示。

请根据实验过程及相关条件，仔细观察实验现象，回答下列问题。

①比较图（a ）、（b ）、（c ）、（d ）的实验过程及相关条件，可得：当物体的 相同时， 相同； ②小华比较图（a ）、（e ）、（f ）的实验过程及相关条件，得到的初步结论是：当物体质量相同时，物体所具有的重力势能的大小与高度无关。

请判断该结论是 （选填“错误”或“正确”），理由是 。

【答案】质量和高度重力势能错误实验中没有控制物体的初速度相同
【详解】[1][2]比较图(a)、(b)、(c)、(d)的实验过程及相关条件，可得物体重力势能的大小由物体的高度与质量决定，即物体高度和质量相同时重力势能相同；
[3][4]要探究物体所具有的重力势能大小与高度的关系，应控制物体向下运动的初速度和质量相同，才能得出正确的结论，该实验中没有控制物体的初速度相同，故结论是错误的。

23．小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。

他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。

他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。

将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。

请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过来衡量的；
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验。

并先后改变之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录；
（3）物体M从P点运动到O点过程中，弹性势能转化为物体的能，物体M机械能（选填“变大”、“不变”或“变小”）。

【答案】物体M被弹出的距离相同AP动变大
【详解】（1）[1]实验中弹性势能的大小时通过物体M被弹出的距离来间接反映的，这用到了转换法。

（2）[2][3]探究弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系时，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同（即相同的弹簧），改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据。

（3）[4][5]物体M从P点运动到O点过程中，由于接触面光滑，整个装置的机械能是守恒的；弹簧的形变程度变小，弹性势能变小，物体M的速度变大，质量不变，动能变大，高度不变，重力势能不变，所以物体M的机械能变大。

24．“十次车祸九次快，安全驾驶莫超载”，汽车超载、超速是造成重大交通事故的重要原因。

某物理兴趣小组决定对超载、超速问题进行模拟探究，他们做了如图所示的三次实验：将小球从同一斜面上由静止开始滑下，推动同一木块向前移动一段距离，木块被撞击得越远，说明小车到达水平面时的动能就越。

请根据实验现象完成下列问题：
（1）研究超载带来的危害程度时，选择甲、乙、丙三次实验中的进行比较；
小球水平飞行的距离。

（4）[6]根据表格数据知离地高度H由5cm增大到20cm，变成原来的4倍，水平飞行距离s由5cm增大到10cm，变成原来的2倍，依此类推离地高度H由5cm增大到45cm，变成原来的9倍，水平飞行距离s由5cm增大到15cm，变成原来的3倍，离地高度H由5cm增大到80cm，变成原来的16倍，水平飞行距离s 由5cm增大到20cm，变成原来的4倍，由此可以得出离地高度H变成原来的n2倍，水平飞行距离s变成原来的n倍，所以当小球水平飞行的距离s为30cm时，是原来5cm的6倍，离地高度H变成原来的62=36倍，即小球离地面的高度
H=36×5cm=180cm
一、单选题
1．如图，质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动。

若不计空气阻力，则环在运动过程中，下列判断正确的是（）
A．只要A点高于D点，小环就一定能到达D点
B．小环从A点到B点，动能一直增加，机械能不变
C．小环从A点到D点，重力势能一直减小，机械能不变
D．若小环能到达D点，离开D点后将竖直向下运动
【答案】B
【详解】A．由图知D点的位置低于A点的位置，但是如果C点高于A点，则小球不能到达C点，即小环不一定能到达D点，故A错误；
B．质量为m的小环在光滑曲杆上，从某点A静止释放后沿曲杆运动，不计空气阻力，小环的运动过程中机械能是守恒的，由A到B，小环的重力势能转化为动能，动能增加，机械能保持不变；故B正确；
C．由A到B，小环的重力势能转化为动能，重力势能减小，由B到C点动能转化为重力势能，重力势能增加；由C到D重力势能转化为动能，重力势能减小，故小环从A点到D点时，重力势能先减小后增加，再减小。

故C错误；
D．小环到达D后，由于惯性会继续沿CD方向运动一段距离。

故D错误。

故选B。

2．如图所示，在盛水的容器中，用力将一木块浸没在水底，撤去力后，木块在水中上浮且能跳出水面，在此过程中，木块的动能和势能都发生变化，下列说法正确的是（）
A．木块下表面刚露出水面时，其动能最大
B．木块上表面刚露出水面时，其动能最大
C．力刚撤去时，木块的势能和动能都增加
D．力刚撤去时，木块的势能转化为动能，跳出水后木块的动能转化为势能
【答案】C
【详解】AB．当木块上浮露出水面之前，浮力大于重力，木块加速运动；露出的过程中，随着排开液体体积的减小，浮力逐渐减小，最终为0，所以浮力先大于重力，然后等于重力，最后小于重力，木块先加速后减速运动。

由此可知，当浮力等于重力时，速度最大，其动能最大，但此时不是木块上、下表面刚露出水面时。

故AB错误；
CD．力刚撤去时，木块所受浮力大于重力，木块迅速上浮，速度增大，高度增大，因此木块的势能和动能都增加，不是木块的势能转化为动能。

跳出水面后到达最高点之前，木块受到重力的作用，速度减小，其动能减小，高度继续增加，其重力势能增大，木块的动能转化为势能。

故C正确，D错误。

故选C。

3．如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。

M对电梯底部的压力用F表示，忽略M和电梯的形变，0~t1内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。

0~t4内，F随时间t变化的图线如图2所示，则（）
A．t1∼t2内，电梯可能向上运动
B．t2∼t3内，M的机械能保持不变
C．t3∼t4内，电梯的动能一定增大
D．t1∼t4内，弹簧的弹性势能不变
【答案】D
【详解】A．物体M静止在电梯底部，弹簧处于伸长状态，0~t1内，电梯静止，物体也静止，受力平衡，则受到重力G、电梯的支持力F支和弹簧的拉力F拉；由于压力F2与支持力F支是相互作用力，大小是相等的，则有。