第十二章 机械能 练习题 2025-2026学年教科版八年级下册物理

**基本信息** 本单元卷聚焦初中物理第12章机械能，以2025年eVTOL航空器、神舟飞船等科技前沿，冬奥会苏翊鸣滑雪、郑钦文网球金牌等社会热点及《天工开物》水转筒车为情境，覆盖动能、势能转化及守恒等核心知识点，适配单元复习巩固。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|14题|动能与势能转化（滚摆运动）、机械能守恒（火箭升空）|结合eVTOL减速下降、神舟十九号着陆等科技情境，考查物理观念| |填空题|8题|惯性（空间站对接）、势能变化（抽水蓄能电站）|融入苏翊鸣滑雪、最速降线实验，体现科学思维与探究| |实验题|1题|重力势能影响因素（金属球轨道实验）|设计控制变量法验证质量对水平距离影响，培养科学探究能力| |计算题|1题|功与功率计算（水转筒车提水）|结合古代科技记载，渗透科学态度与文化传承|

第12章机械能练习题 一、单选题 1．如图所示的滚摆在上下做自由运动，下列说法中正确的是（　　） A．在上升过程中，滚摆的重力势能转化为动能 B．在下降过程中，滚摆的机械能守恒 C．滚摆在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化 D．滚摆在运动过程中，有一部分机械能转化为其他形式的能 2．2025年10月，我国研发的全球首款集齐适航三证的吨级eVTOL航空器成功完成了海上风电平台飞行，开启了海上低空零碳方案应用场景商业化探索。eVTOL是一种无需跑道、可垂直起降的电动飞行器（如图所示）。飞行器在减速下降过程中，飞行器的（　　） A．动能增大 B．重力势能增大 C．机械能不变 D．机械能减小 3．长征系列运载火箭为我国的航天事业做出了巨大贡献。2024年1月17日，搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射。火箭加速上升的过程中，天舟七号货运飞船（　　） A．质量变大 B．动能增大 C．惯性变小 D．运动状态不变 4．如图，2026年2月18日，苏翊鸣在海拔近2000m的利维尼奥雪上公园夺得本届冬奥会中国体育代表团首枚金牌。以下分析正确的是（　　） A．上升过程中，苏翊鸣的动能转化为重力势能 B．在最高点的瞬间，苏翊鸣受到平衡力的作用 C．下降至最后静止后，苏翊鸣将不再具有惯性 D．该地海拔高于重庆主城，所以大气压也更大 5．2025年4月30日，神舟“十九号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，如图所示。着陆过程中，返回舱要经历“在降落伞作用下减速下降阶段”，在此阶段中返回舱的（    ） A．动能增加，重力势能减少，机械能不变 B．动能不变，重力势能减少，机械能减少 C．动能减少，重力势能减少，机械能减少 D．动能减少，重力势能不变，机械能减少 6．2021 年10月16 日0时23分，我国用长征二号F遥十三运载火箭成功发射了神舟十三号载人飞船，10月16日6时 56分，神舟十三号载人飞船与中国空间站组合体完成了自主快速交会对接。下列说法正确的是（　　） A．神舟十三号载人飞船加速上升过程中机械能守恒 B．神舟十三号载人飞船加速上升过程中动能转化为重力势能 C．神舟十三号载人飞船加速上升过程中重力势能转化为动能 D．对接成功后神舟十三号载人飞船与空间站组合体相对静止 7．如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个体积相同，实心的铁球甲、丙和塑料球乙，球甲、乙离沙地的高度相同。关于该探究，下列说法正确的是（　　） A．比较甲和乙，说明物体密度越大，具有的重力势能越大 B．比较乙和丙，说明物体质量越大，具有的重力势能越大 C．通过甲和乙可推断，质量小的物体具有的重力势能一定小 D．球陷入沙中深度越深，说明球对沙子做的功越多，该球的重力势能越大 8．如图是某酒店的AI机器人，机器人配备了语音交互系统，能清晰回应顾客的指令。以下说法正确的是（　　） A．AI机器人“行走”时将机械能转化成电能 B．AI机器人“行走”时因摩擦带正电荷，这是因为它得到了电子 C．若AI机器人以相同的音量，先后用汉语和英语回应顾客，这两种情况下，声音的响度相同 D．AI机器人的电源线破损了，可继续使用，无需更换新线 9．如图所示是无人机水平飞行过程中，机上悬挂小球的细线向左偏，且小球与无人机保持相对静止，不计空气阻力，则在飞行过程中（　　） A．小球的机械能一定增大 B．此时小球处于平衡状态 C．绳子对小球的拉力一定做了功 D．若剪断细线，小球由于惯性将一定向左下方运动 10．图为河北丰宁抽水蓄能电站（目前世界装机容量最大）的示意图。用电低谷时，通过电力将水从下水库抽到上水库；用电高峰时，再由上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是（　　） A．水从下水库被抽到上水库，重力势能减小 B．物料运输车沿盘山路行驶，速度增大时，动能减小 C．放水发电时，水由上水库至下水库，水的机械能变大 D．水沿自流排水洞自动向下流动时，重力势能转化为动能 11．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，下列有关说法正确的是（　　） A．箭离手后能继续向前运动，是受到惯性的作用 B．射出去的箭受到重力和空气阻力作用 C．射出去的箭在下落阶段机械能逐渐增加 D．射出去的箭最终落下，说明力是维持物体运动的原因 12．2024年8月3日，郑钦文夺得中国运动员首块奥运网球单打金牌。如图为她发球时的场景。下列关于抛出的网球的说法，正确的是（　　） A．网球空中上升时，她对网球做了功 B．网球离开手后受到惯性作用继续上升 C．网球在上升过程中运动状态不发生改变 D．网球在上升过程中动能减小，重力势能增大 13．如图甲所示，小球从某高度处由静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球接触弹簧开始直至将弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度v和弹簧被压缩的长度之间关系如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变。则下列说法错误的是（　　） A．小球在最低点时，速度为零，处于非平衡状态 B．在整个运动过程中，小球的机械能不守恒 C．在a到b的过程中小球的重力势能的变化量大于弹簧的弹性势能变化量 D．在b到c的过程中弹簧的弹性势能变化量小于小球的动能变化量 14．投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示。若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　） A．在最高点b点时，铅球的重力势能最大，动能为零 B．在从a点到b点再到c点的过程中，铅球的动能先减小后增大 C．在从a点到b点的过程中，铅球的动能增大，重力势能减小 D．在从b点到c点的过程中，铅球的重力势能增大，动能减小 二、填空题 15．神舟十七号载人飞船发射入轨后，成功与中国空间站交会对接，航天员进驻天和核心舱，如图所示，航天员从地球进入空间站后，其质量会_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；对接完成后，神舟十七号相对于空间站是_______（选填“运动”或“静止”）的；对接后的空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能将_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 16．2024年10月30日，我国神舟十九号载人飞船发射取得圆满成功．火箭加速升空过程中，火箭搭载的神舟十九号载人飞船的机械能__________，2024年11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱又顺利返回，安全着陆．降落伞打开后，神舟十八号飞船返回舱减速下落时，返回舱的动能__________。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 17．2025年4月24日晚，长征二号F遥二十运载火箭载着带有三名航天员的神舟二十号飞船点火升空。在火箭推动飞船加速升空的过程中，飞船的动能___________，机械能___________。（选填“增大”“减小”或“不变”） 18．许昌市科技馆已于疫情后6月6日恢复开馆。某学习小组对科技馆中的“最速降线”装置进行了研究，其模型如图所示，甲、乙为两条光滑轨道，两轨道的起点高度相同，底部高度也相同。若将A、B两个完全相同的小球，同时由静止从甲、乙两个轨道的起点滚动至底部，发现两小球不同时到达，且速度大小分别为vA和vB（忽略空气阻力），则vA______（选填“大于”“等于”或“小于”）vB。你的依据是______。 19．巡航导弹是导弹的一种，具有突防能力强、难以拦截的优点。如图所示为某巡航导弹的飞行路线。发射升空段，发动机点火，导弹以极快的速度穿出大气层升至高空；俯冲加速段，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，会被加速到极高的速度；巡航阶段，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡，可以实现远距离“巡航状态”，最后精确打击目标。忽略空气阻力，从F点到I点的过程中，重力势能______，动能______。（以上两空均选填“减小”“增大”或“不变”） 20．小亮同学在操场上将一篮球向前上方抛出，篮球的运动轨迹如图所示（α，c两点处在同一水平线上）。篮球在空中运动过程中受到空气阻力和向下的重力，从a到b的过程中，篮球的______能转化为重力势能，从在b点时速度______（选填“为0”或“不为0”），在a点的动能______（选填“大于”“小于”或“等于”）在c点的动能，若篮球到达e 点时所受力全部消失，则篮球将______（选填“静止”或“做匀速直线运动”）。 21．如图是小明要攀登的南、北两个坡的示意图，坡道是______（选填“滑轮”“轮轴”或“斜面”）的应用实例。若两坡的路况接近，则______（选填“南”或“北”）坡路径较省力；向上攀登的过程中，小明的重力势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 22．北方的冬季，冰雪运动已成为人们喜爱的一种运动项目，并被吉林省纳入中考体育测试选项。运动员在滑雪的过程中： (1)以滑雪板为参照物，运动员是_________的。 (2)运动员滑雪时，手臂属于_________杠杆。 (3)运动员要佩戴护目镜。是为了防止_________（选填“红外线”或“紫外线”）对眼睛的伤害。 (4)如图所示，运动员（未使用雪杖）由A点自由滑到E点，他在B点的速度大小_________在D点的速度大小。 三、实验题 23．如图所示，无摩擦的轨道装置固定在水平桌面上。轨道前半部分是弧形的，后半部分是水平的。装置配套有三个质量不同、体积相同的金属球，把一个金属球从轨道上方某处由静止释放后，它会沿轨道一直运动到末端，离开轨道后，球会在空中继续飞行，最后掉到水平地面上。（忽略空气阻力） 请完成： （1）金属球从A运动到B的过程中，它的___________能转化为___________能； （2）小明猜想： 猜想一：金属球的质量越大，它在空中运动的水平距离s就越大； 猜想二：球静止释放时的高度越高，它在空中运动的水平距离s就越大。 设计实验（可自选测量器材），验证猜想一是否正确。 ①写出实验步骤（可图文结合）；__________ ②验证猜想是否正确的依据。__________ 四、计算题 24．图甲所示的是我国古代科学著作《天工开物》中记载的水转筒车，它由一个大型的水轮和许多竹筒组成。当河水冲击水轮转动时，竹筒依次将水提升到高处倒入水槽中，使水流向河岸，图乙为筒车的简化示意图。若接水槽比取水处高4m，筒车上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为1min（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）。 (1)筒车旋转一周对水做的功是多少？ (2)筒车旋转一周对水做功的功率是多少？ (3)请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理。 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．D 【详解】A．滚摆上升过程中，质量不变，速度减小，动能减小，同时高度增加，重力势能增加，故是将动能转化为重力势能的过程，故A错误； B．由于空气的摩擦，在下降过程中，一部分机械能会转化为内能，机械能不守恒，故B错误； CD．滚摆在运动过程中，由于空气的摩擦，一部分机械能会转化为内能，不是只存在动能和势能的相互转化，故C错误，故D正确。 故选D。 2．D 【详解】飞行器在减速下降过程中，飞行器的质量不变，速度较小，高度减小，动能减小，重力势能减小，机械能为动能与重力势能的总和，则机械能减小，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．B 【详解】A．火箭加速上升的过程中，天舟七号货运飞船的位置发生了变化，但其所含物质的多少没有变化，所以质量不变，故A不符合题意； B．火箭加速上升的过程中，天舟七号货运飞船的质量不变，速度增大，所以动能增大，故B符合题意； C．物体保持运动状态不变的性质叫做惯性，惯性只与物体的质量有关，火箭加速上升的过程中，天舟七号货运飞船的质量不变，所以惯性不变；故C不符合题意； D．火箭加速上升的过程中，天舟七号货运飞船的速度大小改变，运动状态改变，故D不符合题意。 故选B。 4．A 【详解】A.运动员上升过程中，质量不变，速度减小，动能减小，同时高度增加，重力势能增大，所以是动能转化为重力势能，故A正确； B.运动员在空中沿抛物线运动，在最高点时受重力和空气阻力的作用，二力大小并不相等，也不在同一直线上，所以此时运动员受非平衡力的作用，故B错误； C.惯性是物体的一种固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性，故C错误； D. 大气压与海拔有关，海拔越高大气压越小，该地海拔高于重庆主城，所以大气压也更小，故D错误。 故选A。 5．C 【详解】返回舱减速下落的过程中，其质量不变，速度变小，则它的动能减少；同时高度变小，则它的重力势能减少；因机械能等于动能与势能的总和，所以返回舱的机械能减少。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．D 【详解】ABC．神舟十三号载人飞船加速上升过程，速度增大，动能增加；高度增大，重力势能增大，机械能增加，故ABC错误； D．对接成功后，载人飞船相对于空间站组合体的位置没有发生改变，故它们相对静止，故D正确。 故选D。 7．D 【详解】A．比较甲和乙，在体积相同，高度相同的情况下，物体密度越大，质量越大，其具有的重力势能越大，故A错误； B．比较乙和丙，质量、高度都是不同，无法确定影响因素，故B错误； C．比较甲和乙可进一步推断，在高度相同的情况下，质量小的物体具有的重力势能一定小，故C错误； D．球陷入沙中深度越深，说明球对沙子做的功越多，球的做功能力越强，所以该球的重力势能越大，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A. AI机器人“行走”时，电机消耗电能并转化为机械能驱动机器人运动，而非机械能转化为电能，故A错误； B. 摩擦起电中，物体带正电是因为失去电子，带负电是因为得到电子。因此，机器人因摩擦带正电是失去电子，而非得到电子，故B错误； C. 声音的响度由振幅决定，“相同音量”意味着振幅相同，因此汉语和英语回应时响度相同，故C正确； D. 电源线破损后继续使用，易引发触电或短路事故，必须更换新线，故D错误。 故选C。 9．C 【详解】不计空气阻力，小球与无人机相对静止，悬线向左偏，说明小球受到一个水平向右的合力。小球可能向右做加速运动或向左做减速运动。 A．小球水平飞行，高度不变，质量不变，其重力势能不变。若小球向左做减速运动，速度不断减小，其动能减小。机械能是动能和势能之和，所以小球的机械能不一定增大，故A错误； B．此时小球所受合力不为零，因此小球不是平衡状态，故B错误； C．绳子对小球的拉力方向斜向右上方，小球沿水平方向运动，拉力方向不与移动方向垂直，因此绳子对小球的拉力一定做了功，故C正确； D．剪断细线时，若小球原来向右做加速运动，小球由于惯性保持原来运动状态，同时受重力作用，故会向右下方运动，故D错误。 故选 C。 10．D 【详解】A．水从下水库被抽到上水库，质量不变，高度增大，重力势能增大，故A错误； B．物料运输车沿盘山路行驶，质量不变，速度增大时，动能增大，故B错误； C．放水发电时，水由上水库至下水库，由于水的重力势能转化为动能和内能（克服摩擦做功产生内能），然后动能转化为电能，所以水的机械能变小，故C错误； D．水沿自流排水洞自动向下流动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为为动能，故D正确。 故选D。 11．B 【详解】A．箭离手后能继续向前运动，是因为箭具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故A错误； B．射出去的箭受到竖直向下的重力和空气阻力作用，故B正确； C．射出去的箭在下落阶段克服摩擦做功，机械能减小，故C错误； D．射出去的箭最终落下，说明力是改变物体运动的原因，故D错误。 故选B。 12．D 【详解】A．网球空中上升时，她对网球没有作用力，没有对网球做功，故A错误； B．网球离开手后，由于具有惯性，要保持原来的运动状态，继续上升，惯性不是力，不能表述为受到惯性的作用，故B错误； C．网球在上升过程中，速度减小，运动状态发生了改变，故C错误； D．网球在上升过程中质量不变，速度减小，高度增大，网球的动能减小，重力势能增大，故D正确。 故选D。 13．D 【详解】A． 小球在最低点时，将弹簧压缩至最短，即弹簧的压缩量最大，小球的速度为0，此时，小球受到的弹力大于其重力，所以小球处于非平衡状态，故A正确，不符合题意； B． 在整个过程中，弹簧的形变程度逐渐变大，弹簧的弹性势能增大，弹簧的弹性势能是由小球的机械能转化而来的，因此小球的机械能逐渐减小，故B正确，不符合题意； C． 在a到b的过程中小球的重力势能变化量等于动能增加量加上弹性势能增加量，故小球的重力势能的变化量大于弹簧的弹性势能变化量，故C正确，不符合题意； D． 从小球接触弹簧到压缩至最低点过程中，小球将重力势能和动能全部转化为弹簧的弹性势能，所以弹簧弹性势能的变化量大于小球重力势能的变化量，故D错误，符合题意。 故选D。 14．B 【详解】A．在最高点b点时，铅球的质量不变，高度最高，重力势能最大，铅球的速度不为0，动能不为零，故A错误； B．在从a点到b点再到c点的过程中，铅球的质量不变，速度先变小后变大，动能先减小后增大，故B正确； C．在从a点到b点的过程中，铅球的质量不变，速度变小，动能减小，高度变大，重力势能增大，故C错误； D．在从b点到c点的过程中，铅球的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能增大，故D错误。 故选B。 15． 不变 静止 不变 16． 变大 变小 【详解】[1]火箭加速运动，动能与速度有关，因此火箭的动能增大，火箭升空，火箭的重力势能增大，因此火箭的机械能在增大。 [2]返回舱在减速下落，飞船的动能减小 17． 增大 增大 【详解】[1][2]飞船在随火箭点火加速升空的过程中，飞船的质量不变，速度变大，动能变大；同时其质量不变，高度增加，重力势能变大。物体具有的机械能是指动能和势能的总和，故机械能增大。 18． 等于 见解析 【详解】[1][2]甲、乙为两条光滑轨道，不存在摩擦，则在下滑过程中小球的机械能是守恒的；由于两轨道的起点高度相同且两球的质量相同，所以两球在起点时的重力势能相同，两球在起点时，速度为零，则动能均为零；两球到达底部时，高度均为零，则重力势能均为零，因小球的机械能守恒，则到达底部时的动能相同，由于两球的质量相同，所以到达底部时的速度也相同。 19． 减小 增大 【详解】由F点到I点的过程中，发动机关闭，没有对巡航导弹做功，质量不变，高度变小，只有重力在做功，减少的重力势能等于增加的动能，所以重力势能减小，动能增大。 20． 动 不为0 大于 做匀速直线运动 【详解】[1]从a到b的过程中，篮球高度增大，篮球动能减小，重力势能增大，篮球的动能转化为重力势能。 [2]篮球是斜抛出去，若在b点速度为0，则应竖直下落，因此到达b点时速度不为0。 [3]由于篮球受空气阻力，机械能减小，a机械能大于c的机械能，机械能是动能与势能之和，而ac等高，重力势能相等，故a的动能大于c的动能。 [4]根据牛顿第一定律，如果物体不受外力作用，那么它将保持静止状态或者匀速直线运动状态不变，篮球到达e点时速度不为零，所以它将保持那一瞬间的速度做匀速直线运动。 21． 斜面 南 增大 【详解】[1][2]由图可见，山坡的坡道是一个斜面的模型，可以省力，但是费距离。沿南坡的路径比较省力，因为南坡的坡度较缓还长，高度相同，斜面越长越省力。 [3]向上攀登的过程中，小明的质量不变，高度增加，则重力势能增大。 22．(1)静止 (2)费力 (3)紫外线 (4)大于 【详解】（1）以滑雪板为参照物，运动员的位置不变，故以滑雪板为参照物时，运动员是静止的。 （2）运动员滑雪时，手臂以肘关节为支点，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 （3）雪面会反射大量紫外线到眼睛，护目镜可过滤紫外线，保护眼睛。 （4）如图所示，运动员由A点自由滑到E点，起始点高于终点，说明整个运动过程中机械能不守恒，运动过程中会消耗一部分机械能，因此B点的机械能大于D点的机械能。B、D等高，则两个位置的重力势能相等。由于机械能等于动能和势能之和，因此B点的动能大于D点的动能。运动时质量不变，则B点的运动速度大于D点的运动速度。 23． 重力势 动 见解析 见解析 【详解】（1）[1][2]金属球从A运动到B的过程中，它的质量不变，高度变小，速度变大，重力势能转化为动能。 （2）①[3]实验步骤：让质量为的小钢球在轨道装置某一高度静止释放，用卷尺测出小钢球离开轨道末端到刚接触地面之间的水平距离再换用质量为、的小钢球在轨道装置同一高度静止释放，用卷尺测出小钢球离开轨道末端到刚接触地面之间的水平距离、； ②[4]判断依据：若，则猜想正确，否则不正确。 24．(1) 1920J (2) 32W (3) 该过程将水流的动能转化为筒车的动能和水的重力势能，依靠水流的能量完成提水。 【详解】（1）由题意得，筒车旋转一周提升水的总质量 提升水的总重力 筒车对水做的功等于克服水重力做的功，提升高度，筒车旋转一周对水做的功 （2）由题意得做功时间 根据功率公式代入数据得 （3）流动的河水具有动能，河水冲击水轮转动时，水流推动筒车运动，将自身的动能转移，对水做功，将水提升到高处，水的重力势能增加，因此能量转化过程为水流的动能转化为筒车的动能和水的重力势能。 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 $