第12章机械能 同步练习-2025-2026学年教科版八年级下册物理

**基本信息** 聚焦机械能核心概念，通过基础辨析、实验探究与综合计算的三层设计，构建从单一知识点到实际应用的巩固路径，培养学生物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|动能、势能影响因素|以飞机降落、火箭上升等生活情境命制单选（1-6题），直接考查概念辨析，强化物理观念| |进阶层|机械能转化与守恒|结合单摆、蹦极等模型（7-14题），分析能量转化过程，实验题（22-23题）培养科学探究与推理能力| |综合层|能量计算与应用|计算题（24-25题）关联水电站发电、自由落体等实际问题，融合功与功率计算，体现科学态度与责任|

第12章机械能同步练习 一、单选题 1．战斗飞机从2000m高空匀速降落在“辽宁”号航母的过程中（　　） A．动能减小，重力势能减小 B．动能不变，重力势能减小 C．动能增大，重力势能减小 D．动能不变，重力势能不变 2．2023年5月10日，长征七号运载火箭喷射出一团橘红色的烈焰，搭载天舟六号货运飞船平地托起，直冲云天。火箭加速上升的过程中，天舟六号货运飞船（　　） A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能增大 C．动能不变，重力势能增大 D．动能不变，重力势能不变 3．一根细长绳的下端系一金属小球，上端固定，制成一个摆，把小球拉离竖直位置松手，让他摆动起来，如图所示，可以观察到小球摆动过程中摆动的幅度会逐渐减小，最终停下来，小球在摆动过程中，下列说法错误的是（　　） A．小球摆动过程中机械能守恒 B．小球依次经过最低点时，动能会逐渐减少 C．小球从高处向低处摆动过程中，势能部分转化为动能 D．小球从低处向高处摆动过程中，动能部分转化为势能 4．下列说法中正确的是（   ） A．一辆小汽车与一列动车以相同速度行驶，它们具有相同的动能 B．重力势能相等的两个物体，它们一定是在同一高度上 C．正在加速升空的火箭，其机械能不变 D．同一物体的弹性形变越大它具有的弹性势能越大 5．如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，不计空气阻力，关于小石块从A点到C点运动过程的说法正确的是（　　） A．从B点到C点的过程中，小石块的动能不断减小 B．小石块减少的重力势能全部转化为动能 C．小石块的机械能一直不变 D．小石块在C点时处于非平衡状态 6．一辆大卡车和一辆小汽车以同样的速度在水平路面上行驶时，比较它们的动能大小（　　） A．大卡车的动能等于小汽车的动能 B．大卡车的动能大于小汽车的动能 C．大卡车的动能小于小汽车的动能 D．无法比较 7．2021年5月22日，我国首辆火星车“祝融号”安全驶离着陆平台，到达火星表面，开启巡视探测，已知火星表面引力是地球的38%。则下列说法正确的是（　　） A．火星车轮子的表面积较大，目的是为了增大火星车对火星表面的压力 B．当火星车做匀速直线运动时，动能在不断减小 C．火星车加速前进时，其惯性也变大了 D．与火星车对地球水平表面的压强相比，火星车对火星水平表面的压强变小了 8．如图甲是小石荡秋千时的情景，可将其简化为图乙的模型。小石从A点由静止释放，经过最低点B点运动到C点。下列说法正确的是（　　） A．A点到B点过程，小石的动能减小，重力势能增大 B．B点到C点过程，小石的重力势能和动能都增大 C．小石在A点和C点的机械能相等 D．秋千荡不起来时，旁人推一下，外力对小石做功，使小石的机械能增加 9．2020年12月17日凌晨，我国“嫦娥五号返回器”携带约1731克的月球土壤样品返回地球，首次实现了我国地外天体采样返回，在返回器减速着陆的过程中，关于返回器内密封携带的月球土壤样品，下列说法正确的是（　　） A．动能不变，重力势能变大 B．动能不变，重力势能变小 C．动能变小，重力势能变小 D．动能变小，重力势能变大 10．如图所示，小球以一初速度沿着粗糙轨道从a运动到d下列分析正确的是（　　） A．小球从c到d的过程重力势能减少 B．小球在b，d两点机械能相等 C．小球在a，d两点重力势能相等 D．小球在d点的动能小于b点的动能 11．在2021年东京奥运会女子蹦床决赛中，我国选手朱雪莹夺得金牌，如图是运动员从高处落到蹦床上又被弹起过程中的一瞬（不计空气阻力），下列对运动员的说法正确的是（　　） A．接触到蹦床时动能最大 B．运动员下降过程中机械能增大 C．从最低点被弹起的过程中，机械能先变大后不变 D．在最低点时速度为零，运动员受力平衡 12．如图所示，小球由A点静止释放，经B点运动到C点返回，B点为摆动过程中的最低点，C点比A点位置低。下列说法正确的是（　　） A．小球由A点运动到C点的过程中，动能一直增加 B．小球由B点运动到C点的过程中，重力势能减小 C．小球由A点运动到B点的过程中，动能转化为重力势能 D．小球在C点的机械能小于在A点的机械能 13．如图所示的是我国自主研制的大飞机C919在高空中水平匀速巡航的情形，则C919在巡航过程中的（    ） A．动能增大，重力势能减小 B．动能不变，重力势能不变 C．动能减小，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小 14．如图所示为重力投石机模型，支架固定在水平地面上，轻杆AB可绕支架顶部支点O在竖直面内自由转动。A端承载有需要投射的物体，B端挂载配重，某次打靶时，将杆沿逆时针方向转至与竖直方向成θ角后由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖直A时将石子水平抛出。下列说法正确的是（　　） A．该投石机为省力杠杆 B．B端配重减小的重力势能全部转化为A端投射物增加的重力势能 C．投射物从A点运动至A'机械能保持不变 D．增大配重会增大投射物从A点运动至A'获得的机械能 二、填空题 15．如图所示，某人用12N的力沿水平方向向右拉一根轻质弹簧，手受到的拉力的施力物体是______；此时，弹簧具有的能量是______。 16．高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”。据报道∶一个50g的鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场死亡。由此可知，鸡蛋的重力势能与______有关，下落过程是将______能转化为______。 17．2017国际滑联短道速滑世界杯上海站比赛受到市民的热情关注。运动员用力蹬地后便能加速向前，这是因为力的作用是______，此过程中，运动员的动能______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 18．如图是高速公路上的交通标志，“100”表示___________。由标志图可知，同样的道路，不同车型，车的限速不同，这是因为相同速度行驶时，大型车的质量大，以同样速度行驶，大型车的___________，破坏力越强不同。 19．2020年新年伊始，突如其来的新型冠状病毒感染的肺炎疫情蔓延全国，运送医疗物资的飞机在减速下降的过程中，机械能将_______，势能将______。（均选填“增大”“不变”或“减小”） 20．2021年6月11日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，将北京三号卫星A星、海丝二号卫星送入预定轨道。两颗卫星太阳翼顺利展开，在轨运行稳定，状态良好，发射取得圆满成功。卫星在大气层外运行，不受空气阻力。当卫星从近地点向远地点运动时，势能 ______、动能 ______（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。 21．如图所示，将一根弹簧和一只质量为1kg的金属球（球上有一直小孔）套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。则在0、t1、t2、t3四个时刻，小球的机械能在_____时刻最大，小球的动能在____时刻最大，弹簧原来的长度____40cm（填“＞”“＜”或“＝”）。 三、实验题 22．小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如图所示： （1）该实验中物体的动能是指___________（钢球/木块）的动能；实验中观察到木块B移动的距离越长，则说明钢球对木块___________越多，动能就越大； （2）比较___________两图进行的实验，可得结论：物体的质量相等时，___________，动能越大； （3）图乙和图丙换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是控制___________相同，探究动能大小与___________的关系； （4）实验中，发现木块有时会从水平木板右侧滑出，而影响了实验，则可以通过___________（增大/减小）木块的质量来加以改进； （5）小明发现根据乙、丙两图___________（也能/不能）探究重力势能大小与质量的关系。 23．小明在打篮球时远投三分总是沾不到篮筐，如图甲所示．他通过查阅资料，知道篮球被投出后所做的运动可视为斜抛运动。他想：篮球投射的水平距离与哪些因素有关呢？他做了以下猜想： ①篮球出手时的速度； ②篮球出手时的抛射角度。 他根据设计如图乙所示的装置模拟投篮过程进行实验。 (1)首先保持抛射角度不变，做了如图乙所示的三次实验，三次抛射初始速度，经过分析得出如下结论：在抛射角度一定时，___________越大，抛射的水平距离越远。 (2)若想验证猜想②，应进行的操作是：___________； (3)根据操作得到如下数据：通过对数据进行归纳分析，可以得出的大致结论是：___________； 抛射角度 落点到弹射器的水平距离 50 86.6 100 86.6 50 (4)若不计空气阻力，小明认为整个投篮过程中篮球到达最高点时动能最小为0，请判断他的说法是否正确，并说明理由___________。 四、计算题 24．某山区有一个小型水电站，每分钟有的水从高处落下冲击水轮机，水轮机与上游水位的落差为50m。（g取） (1)水从高处落下时，重力每分钟做了多少功？ (2)若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率是多少？ (3)水从高处下落时，机械能是怎样转化的？ 25．物体只在重力的作用下由静止开始下落，叫做自由落体运动，有一物体离地面的高度为 h，如果物体在下落的过程中重力做的功全部转化为动能，物体的动能计算公式为Ek=mv2。 （1）请你分析说明物体自由下落的速度与自身的质量大小无关； （2）如图，一小球从离地面高度h=20m的空中自由落下，不计一切阻力，则小球落地时速度是多大？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 1．B 【详解】战斗飞机匀速降落，速度保持不变，动能不变，高度下降，重力势能减小，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．B 【详解】火箭加速上升的过程中，天舟六号货运飞船的质量不变，速度变大，高度变高，根据影响动能和势能的因素可知，天舟六号货运飞船的动能增大，重力势能增大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．A 【详解】A．把小球拉离竖直位置松手，让他摆动起来，观察到小球摆动过程中摆动的幅度会逐渐减小，说明由机械能损失，即克服空气阻力做功，所以小球摆动过程中机械能不守恒，故A错误，A符合题意； B．由于小球在摆动过程中，机械能越来越小，所以到达最低点的动能会逐渐减小，故B正确，B不符合题意； C．小球从高处向低处摆动过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，同时还要克服空气阻力做功，所以重力势能部分转化为动能，故C正确，C不符合题意； D．小球从低处向高处摆动过程中，质量不变，高度升高，重力势能增大，速度减小，动能减小，同时还要克服空气阻力做功，所以动能部分转化为重力势能，故D正确，D不符合题意。 故选A。 4．D 【详解】A．由于火车的质量大，所以同样速度运行的汽车与火车相比，火车具有的动能大，故A错误； B．重力势能的大小与物体的质量和高度有关，重力势能相等的物体不一定在同一高度上，故B错误； C．正在加速升空的火箭，质量不变，速度变大，动能变大；质量不变，高度变大，重力势能变大，因机械能等于动能与势能的总和，所以其机械能变大，故C错误； D．弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关，同一物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能越大，故D正确。 故选D。 5．D 【详解】A．小石块到达B点后受到一个向上的弹力，但此时由于弹力小于自身的重力，故小石块仍加速下落，其速度继续增加，当弹力大于小石块的重力时，小石块受到的合力向上，会减速下落，据此能看出，从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小，即动能先增大后减小，故A错误； BC．不计空气阻力，小石块从A点到B点的过程中，减少的重力势能全部转化为动能，机械能大小不变；小石块到达B后，橡皮筋发生弹性形变，小石块减小的重力势能一部分转化为动能，另一部分转化为橡皮筋的弹性势能，机械能减小，故BC错误； D．C点是下落的最低点，虽然此时小石块的速度为0，但由于橡皮筋的拉力（弹力）大于石块的重力，小石块还会向上运动，所以小石块在C点时受到的力并不是平衡力，处于非平衡状态，故D正确。 故选D。 6．B 【详解】动能的大小与物体的速度和质量有关，速度越大，质量越大，动能越大。大卡车和小汽车以同样的速度在水平路面上行驶时，速度相同，大卡车的质量比小汽车的质量大，故大卡车的动能大。故选B。 7．D 【详解】A．火星车轮子的表面积较大，是为了在压力一定时，增大受力面积来减小火星车对火星表面的压强，故A错误； B．当火星车做匀速直线运动时，质量不变、速度不变，则动能不变，故B错误； C．惯性大小只与物体的质量有关，火星车加速前进时，其质量不变，则惯性大小不变，故C错误； D．火星表面引力是地球的38%，则火星车对火星水平表面的压力小于对地球水平表面的压力，而受力面积不变，根据p=可知，火星车对火星水平表面的压强小于对地球水平表面的压强，故D正确。 故选D。 8．D 【详解】A．A点到B点过程，小石的质量不变，高度降低，重力势能减小，速度变大，动能增大，故A错误； B．B点到C点过程，小石的质量不变，高度增大，重力势能增大，速度变小，动能减小，故B错误； C．小石在荡秋千过程中，由于存在空气的摩擦，机械能会减小，因此在A点和C点的机械能不相等，故C错误； D．在荡秋千的过程中，秋千荡不起来时，旁人推一下，外力对小石做功，小石的速度增大，动能增大，所以小石的机械能增加，故D正确。 故选D。 9．C 【详解】在返回器减速着陆的过程中，返回器内密封携带的月球土壤样品的质量不变，速度变小，动能变小，高度变小，重力势能变小，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 10．D 【详解】A．小球从c到d高度不断增加，质量不变，所以重力势能在增大，故A错误； B．因为轨道粗糙，小球在运动过程中需要克服摩擦力做功，机械能在不断减小，在d点机械能小于b点，故B错误； C．小球在a，d两点质量不变，但高度不同，所以重力势能不同，故C错误； D．小球在d点机械能小于b点，重力势能相同，所以在d点的动能小于b点的动能，故D正确。 故选D。 11．C 【详解】A．运动员接触蹦床后，蹦床的弹力从零开始不断增大，蹦床的弹力先小于人的重力，后大于人的重力，则人的合力先向下，后向上，则人先向下加速，后向下减速，所以运动员的动能先增大后减小，在弹力等于重力时动能最大，运动员速度最大，故A错误； B．运动员下降过程中，运动员的机械能转化为蹦床的弹性势能，所以运动员的机械能减小，故B错误； C．从最低点被弹起的过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的机械能，运动员离开蹦床后，不计空气阻力，机械能保持不变，所以从最低点被弹起的过程中，机械能先变大后不变，故C正确； D．运动员在最低点时，蹦床向上的弹力大于运动员的重力，合力不为0，也就是运动员受力不平衡，故D错误。 故选C。 12．D 【详解】A．小球由A点运动到C点的过程中，质量不变，速度先变大后变小，故动能先增大后减少，故A错误； B．小球由B点运动到C点的过程中，质量不变，高度变大，速度变小，重力势能增大，动能减少；故B错误； C．小球由A点运动到B点的过程中，质量不变，高度变小，速度变大，重力势能减少，动能增大，重力势能转化为动能，故C错误； D．由图可知，小球无法回到与A点一样高的位置，说明小球在运动时机械能不守恒，机械能转化为了其他形式的能，故小球在C点的机械能小于在A点的机械能，故D正确。 故选D。 13．D 【详解】C919大飞机在高空中水平匀速巡航过程中，燃烧携带的汽油，质量变小，速度不变，高度不变，大飞机的动能减小，重力势能减小，机械能为动能和势能统之和，所以机械能减小，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 14．D 【详解】A．由图可知，该投石机工作时，动力臂小于阻力臂，故为费力杠杆，故A错误； B．由于摩擦力、阻力等的存在，B端配重减小的重力势能不可能全部转化为A端投射物增加的重力势能，故B错误； C．由于存在空气阻力，投射物从A点运动至A'机械能会减小，故C错误； D．增大配重B端配重减小的重力势能会增大，同时会增大投射物从A点运动至A'获得的机械能，故D正确。 故选D。 15． 弹簧 弹性势能 【详解】[1]由于力的作用是相互的，当人用12N的力去拉弹簧时，弹簧对手也有拉力的作用，故人受到的拉力的施力物体是弹簧。 [2]由于弹簧发生形变，弹簧具有弹性势能。 16． 高度 重力势 动能 【详解】[1]根据鸡蛋从18楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从25楼抛下可使人当场死亡，可知高度越高，造成的后果越严重，说明高度越高鸡蛋具有的重力势能就越大，即重力势能与高度有关。 [2][3]鸡蛋下落过程中，质量不变，高度减小，因此重力势能减小，同时速度增大，因此动能增加，增加的动能是由重力势能转化来的，即鸡蛋下落过程是将重力势能转化为动能。 17． 相互的 增大 【详解】[1]运动员用力蹬地时，脚给地面一个向后的力，由于物体间力的作用是相互的，运动员受到地面向前的推力，运动员便能加速向前运动。 [2]在此过程中，运动员的质量不变，速度变大，动能变大。 18． 小汽车最高车速不超过100km/h 动能 【详解】[1]高速公路上的交通标志，“100”表示小汽车最高车速不超过100km/h。 [2]在同样道路上不同车型的限制车速不同的原因是：大型车的质量大，以同样速度行驶，大型车的动能大，破坏力越强。 19． 减小 减小 【详解】[1][2]运送医疗物资的飞机在减速下降的过程中，质量不变，速度减小，则动能减小；高度减小，则重力时能减小。所以机械能将减小。 20． 增大 减小 【详解】[1][2]太空中没有空气阻力，所以机械能是不变的；在远地点，卫星距地面的高度最高，重力势能最大，飞行最慢，动能最小；在近地点，卫星距地面的高度最低，重力势能最小，飞行最快，动能最大；当卫星从近地点向远地点运动过程中，卫星的质量不变，卫星的高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小。 21． 0 t1 ＞ 【详解】[1]由图乙可知，由于小球在运动过程中受到阻力的作用，小球的一部分机械能会转化为内能，小球的机械能逐渐减小，所以，开始的0时刻机械能最大。 [2]由于小球在运动过程中受到阻力的作用，小球的一部分机械能会转化为内能，所以小球的机械能逐渐减小；在t1、t2、t3三个时刻，小球的高度是相同的，小球的重力势能相同；而机械能等于动能与势能的总和，所以小球在这三个时刻的动能会逐渐减小，则在整个过程中小球在t1时动能最大。 [3]由图可知，当小球静止在弹簧上时，弹簧的长度为40cm，由于此时弹簧处于压缩状态，所以弹簧原来的长度应大于40cm。 22． 钢球 做功 甲乙 速度越大 速度 质量 增大 也能 【详解】（1）[1][2]该实验中所探究的物体的动能是指钢球的动能；该实验中钢球动能的大小是通过木块被撞距离的远近来反映的，木块被撞得越远，说明钢球对木块做功越多，钢球的动能就越大，这里采用了转换法。 （2）[3][4]探究小球的动能与速度的关系时，需要控制小球的质量相同，速度不同，即让质量相同的小球从斜面的不同高度由静止滑下，故需要对甲、乙两次实验。 （3）[5][6]换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，由于高度相同，则到达水平面的速度是相同的，所以目的是控制速度相同，由于质量是不同的，所以探究钢球的动能大小与物体质量的关系。 （4）[7]木块在水平面上滑动时，受到水平面的摩擦力是滑动摩擦力，滑动摩擦力与压力大小和接触面粗糙程度有关，木块有时会从水平木板右侧滑出，说明滑动摩擦力太小，则可以通过增大木块的质量来加以改进。 （4）[8]乙、丙两图中物体的质量不同，滚下的高度相同，即控制了物体的速度相同，可以用来探究重力势能大小与质量的关系。 23．(1)抛射初始速度 (2)保持抛射初始速度不变，改变抛射角度，进行多次实验 (3)在抛射初速度一定时，抛射的水平距离与抛射角度有关 (4)不正确，投篮时，篮球做斜上抛运动，到达最高点时，仍然有水平方向的运动速度，动能的大小由质量和速度决定，篮球质量和速度都不为0，所以动能不可能为0 【详解】（1）由图乙的三次实验，保持抛射角度不变，三次抛射初始速度，落点依次为、、，由图可知，点距离最远，点距离最近，所以在抛射角度一定时，抛射初始速度越大，抛射的水平距离越远。 （2）猜想②是篮球投射的水平距离与篮球出手时的抛射角度有关，根据控制变量法，要验证该猜想，应保持抛射初始速度不变，改变抛射角度，进行多次实验。 （3）分析表格数据，当抛射角度从增大到时，落点到弹射器的水平距离从增大到；当抛射角度从增大到时，落点到弹射器的水平距离从减小到，所以可以得出的大致结论是：在抛射初速度一定时，抛射的水平距离与抛射角度有关。 （4）篮球做斜抛运动，在最高点时，竖直方向速度为0，但水平方向速度不为0，因为水平方向有速度，动能的大小由质量和速度决定，所以动能不为0，小明的说法不正确。 24．(1) (2) (3)重力势能转化为动能 【详解】（1）水从高处落下时，每分钟下落的水的质量为 每分钟下落的水的重力为 重力每分钟做的功为 （2）每分钟转化成的电能为 水电站的发电功率是 （3）水从高处下落时，质量一定，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。 25．（1）见解析；（2） 【详解】解：（1）如果物体在下落的过程中重力做的功全部转化为动能，重力做的功为 重力做的功全部转化为动能，故可以列等式 经整理可知 所以物体自由下落的速度与自身的质量大小无关。 （2）一小球从离地面高度h=20m的空中自由落下，不计一切阻力，则小球落地时速度是 答：（1）见解析； （2）小球落地时速度是。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $