第十二章 机械能 单元练习-2025-2026学年教科版物理八年级下册

**基本信息** 本单元卷聚焦初中物理“机械能”章节，通过真实情境（如嫦娥五号返回、水转筒车）和梯度问题，全面考查动能、势能及转化，适配单元复习，强化能量观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|10|动能/势能判断、机械能守恒|结合亚运自行车、磁悬浮列车等情境| |填空题|5|能量转化、力与运动|联系虎门站节能、无人机飞行实例| |实验题|2|动能/重力势能影响因素|用“模拟打桩”“小球撞木块”落实科学探究| |计算题|2|功和功率计算|以跳伞、水转筒车为载体，体现实际应用|

第12章 机械能 单元练习 一、单选题 1．在广州亚运会上，自行车运动员在比赛时，都要用力蹬脚踏板，这样做是为了（　　） A．增大动能 B．减小阻力 C．增大惯性 D．增大势能 2．将弹性球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，其部分运动轨迹如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．球在A点时重力势能比B点时小 B．球第一次到达最高点P时动能为零 C．球在D点时的机械能比在C点时小 D．球在M、N两点速度减为0时势能相等 3．在地面上以一定的速度将小球竖直向上抛出，小球能到达的最大高度为；将同样的小球在地面上斜向上以同样的速度抛出，小球能到达的最大高度为。不计空气阻力，则与的关系为（　　） A． B． C． D．无法确定 4．如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑水平杆上。a点是小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。 则小球a点运动到c点的过程中，摩擦阻力不计，下列说法正确的是（    ） A．小球在a点，弹簧的弹性势能最小 B．小球在b点，小球的速度最小 C．从a点到b点，小球的机械能逐渐增大 D．从b点到c点，弹簧的弹性势能逐渐减小 5．如图是实验室内的翻滚过山车糢型，B点为轨道最低点，C点为轨道弧形部分的最高点。将小球从A点静止释放，小球经过B，C两点后，在右侧轨道上能达到的最高点为D。下列说法正确的是（    ） A．整个过程中小球机械能守恒 B．如果BD段轨道水平，小球最终做匀速直线运动 C．如果A点与C点等高，小球不可能到达C点 D．如果轨道光滑，小球到达C点的速度与B点的速度相同 6．如图甲所示为乒乓球发球机发球时的情景，若乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个质量相同的乒乓球，乒乓球从发出到落向桌面的过程如图乙所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．乒乓球a在最高点时动能为零 B．落地时三个乒乓球的动能相等 C．使乒乓球落向桌面的力的施力物体是发球机 D．从乒乓球发出到接触桌面后被弹起，整个过程只有重力势能和动能的相互转化 7．如图，一个小球从桌面A点水平运动到B点，然后落到地面弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，其中D、E是同一高度的两点。下列说法正确的是（　　） A．小球在A、B两点的重力势能相等 B．小球在D、E两点的动能相等 C．小球在C点的机械能等于F点的机械能 D．小球在F点的机械能等于A点的机械能 8．如图所示，苹果从树上自由下落的过程中，苹果的（    ） A．动能增大 B．重力势能不变 C．重力势能增大 D．机械能增大 9．嫦娥五号返回器用类似“打水漂”（钱学森弹道）的方式着陆地球；其着陆过程的部分轨迹简化如图所示，其中B、C两点高度相同，AB段返回器的动能________；BC段返回器的机械能________；CD段返回器的动能增加量________重力势能的减小量，以上三空正确的是（　　） A．变大 不变 小于 B．变小 不变 小于 C．变小 不变 大于 D．变大 变大 大于 10．磁悬浮列车在加速行驶的过程中，一定不变的是列车的（　　） A．动能 B．重力势能 C．惯性 D．机械能 二、填空题 11．广东东莞虎门站的站台，距离地面约18米，是广深港高铁线上距离地面最高的高铁站台，因此被称为“空中火车站”。从节约能量的角度分析，高铁进站关闭发动机后，可以通过上坡节约制动所消耗的能量，同时将车的______能转化为车的______能储存起来。 12．如图所示，用细线悬挂的小球在A、B两点间来回摆动（不计空气阻力），当小球摆到位置B时，小球受到____个力的作用，处于____（选填“平衡”、“非平衡”）状态；当小球摆动到B点时小球失去重力，小球将____（选填“沿①方向运动”“沿②方向运动”“沿③方向运动”或者“静止”）。 13．图甲正在作业的喷雾车在水平路面上匀速直线行驶，它的动能__________（增大/减小/不变）；图乙卫星绕地球从远地点向近地点运动时，它的重力势能__________（增大/减小/不变）； 14．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后用力将罐子在水平桌面上向前滚出，罐子由静止变为运动，说明力可以改变物体的______。罐子向前滚动一段距离后可能会______选填“加速向前滚动”或“滚回来一段距离”，此过程是______能和______能之间的相互转化。 15．如图为四旋翼无人机，质量为1.5kg，下方悬挂着一质量为0.1kg的摄像机。在10s内沿竖直方向匀速上升30m，再在5s内沿水平方向匀速飞行15m。在匀速上升过程中无人机的机械能________（选填“变大”、“变小”或“不变”），无人机前10s对摄像机做的功为________J，整个过程中，无人机对摄像机做功的平均功率为________W。（g取10N/kg） 三、作图题 16．如图所示，水平面OA段光滑，A点右侧粗糙，方块甲经过A点时恰好与弹簧分离，最终静止在B点，方块甲克服摩擦力做功与运动路程的大致关系如图乙所示；换用另一个表面相同但质量更大的方块乙，将该弹簧压缩相同长度从O点静止释放，在同一水平面上方块乙向右运动直至最终停下来（弹簧形变均在弹性限度内），请作出乙方块克服摩擦力做功与运动路程的大致关系图像。 四、实验题 17．为了研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明同学利用如图所示装置探究物体动能大小与哪些因素有关。 (1)本实验所探究物体的动能是指________（选填“小球”或“木块”）的动能，实验中通过观察________反映该物体碰撞时的动能大小。 (2)每次实验前________（选填“需要”或“不需要”）将木块放到同一位置。 (3)如图甲、丙所示，同一小球从同一斜面的不同高度由静止释放，观察到甲图中木块被推出的距离较远，由此可得到的结论是：当质量一定时，________，物体的动能越大。图丁、戊两个交通标志中，________图运用到了该结论。 18．某实验小组在用“模拟打桩”来探究影响重力势能大小的因素，已知物体质量的关系为，使用的器材有沙子、木桩等。实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示。 (1)本实验是通过观察___________来判断重力势能大小的，这是物理探究过程中常用___________法； (2)分析图___________两次实验，得出结论：当质量一定时，物体所处的高度越大，重力势能越大； (3)由乙、丙两图___________（填“能”或“不能”）探究重力势能的大小与高度的关系，理由是___________； (4)对比图中甲、乙、丙三次实验，具有的重力势能最大的是图___________（选填“甲”“乙”或“丙”）中的物体。 五、计算题 19．跳伞是一项极具挑战性的运动，现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中，一名重力为500N的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下，其速度与时间的关系如图所示，经15s下落210m后，开始竖直向下做匀速直线运动直至落地，整个过程用时30s。 (1)求运动员下落的平均速度； (2)求运动员的重力做的功； (3)求匀速下降时运动员的重力做功的功率； (4)跳伞运动员在跳伞后的加速下落阶段，其机械能是如何转化的？ 20．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 《第12章 机械能 单元练习----2025-2026学年教科版物理八年级下学期》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A C C C C B A A B C 1．A 【详解】用力蹬脚踏板，这样可以增大自行车的速度，是为了获得更大的动能，而增大车速，获取好成绩。 故选A。 2．C 【详解】A．重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量不变时，高度越高，重力势能越大。 球在A、B两点高度相同，质量也不变，所以球在A点时重力势能和B点时重力势能相等，故A错误； B．球第一次到达最高点P时，具有水平方向速度，动能不为零，故B错误； C．每次小球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小。C点在D点之前，故在D点的机械能小于在C点的机械能，故C正确； D．球在运动过程中机械能逐渐变小，故M点的机械能大于N点的机械能，M、N两点速度减为0时动能为0，机械能等于动能和势能之和，球在M、N两点速度减为0时M点的势能较大，故D错误。 故选C。 3．C 【详解】不计空气阻力，则小球的机械能守恒，竖直向上抛时，最高点小球只具有重力势能，斜向上抛出后，小球在最高点同时具有动能和重力势能，所以竖直向上抛的重力势能大于斜向上抛的重力势能，即，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．C 【详解】A．小球在a点，弹簧被压缩的最大，故弹簧的弹性势能最大，故A错误； B．小球在b点，弹簧的弹性势能全部转化为小球的动能，小球的速度最大，故B错误； C．从a点到b点，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球的动能逐渐增大，即机械能增大，故C正确； D．从b点到c点，弹簧被拉长，故弹簧的弹性势能逐渐增大，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】A．实际运动中存在摩擦等能量损耗，机械能并非严格守恒，故A错误； B．即使BD段轨道水平，小球也会因摩擦逐渐减速，不会做匀速直线运动，故B错误； C．如果A点与C点等高，但因为存在摩擦，小球从A到C的过程中需要克服摩擦做功，小球机械能损耗，不可能到达等高的点C，故C正确； D．即使轨道光滑，将小球从A点静止释放，小球从B到C的过程中，克服重力做功，动能转化为重力势能，动能减小，速度减小，所以两点的速度不可能相同，故D错误。 故选C。 6．B 【详解】A．观察可知，乒乓球a在最高点时，在水平方向上仍有速度。因为速度不为零，质量不为零，所以动能不为零，故A错误； B．因为三个乒乓球质量相同，发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向发球，所以它们的初始机械能相同。不计空气阻力，在整个运动过程中机械能守恒。乒乓球落地时，高度相同，重力势能相同，由于机械能守恒，所以动能也相等，故B正确； C．使乒乓球落向桌面的力是重力，重力的施力物体是地球，而不是发球机，故C错误； D．从乒乓球发出到接触桌面后被弹起，接触桌面时，乒乓球的动能会转化为弹性势能，不只是重力势能和动能的相互转化，故D错误。 故选B。 7．A 【详解】A．小球在A、B两点，质量不变，小球的高度相等，所以小球在A、B两点的重力势能相等，故A正确； B．小球向右运动过程中，弹起的高度逐渐减小，这是因为小球受到空气阻力的作用会损失一部分机械能，同时与地面碰撞时也会损失一部分机械能，即小球的机械能不守恒，所以小球在D点时具有的机械能大于在E点时具有的机械能；因为小球在D点和E点的高度相同，小球的质量不变，重力势能相同，所以小球在E点的动能小于在D点的动能，故B错误； CD．小球运动过程中，克服空气阻力做功，机械能减小，小球在C点的机械能大于在F点的机械能，小球在F点的机械能小于在A点的机械能，故CD错误。 故选A。 8．A 【详解】ABC．苹果从树上自由下落的过程中，苹果的质量不变，速度变大，则动能变大，高度降低，则重力势能减小，故A符合题意，BC不符合题意； D．苹果从树上自由下落的过程中，要克服空气阻力做功，会损失一部分机械能，所以机械能减小，故D不符合题意。 故选A。 9．B 【详解】AB段，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，是返回器的动能转化为重力势能，所以返回器的动能变小；BC段，由于在大气层外，没有阻力做功，机械能守恒，返回器的机械能不变；CD段，返回器的重力势能不仅转化为动能，同时由于要克服摩擦，部分重力势能转化为内能，所以CD段返回器动能增加量小于重力势能的减小量。 故选B。 10．C 【详解】ABD．磁悬浮列车在加速行驶的过程中，质量不变，速度增大，动能增大，高度是否变化未知，则它的重力势能是否变化未知，所以它的机械能是否变化也未知，故ABD不符合题意； C．物体的惯性大小只与质量有关，磁悬浮列车在加速行驶的过程中，质量不变，则它的惯性不变，故C符合题意。 故选 C。 11． 动 重力势 【详解】[1]高铁进站关闭发动机后，其速度会逐渐减小，动能也随之减小。在上坡过程中，高铁的高度不断升高，重力势能逐渐增加，此过程中车的动能会转化为重力势能，所以该空应填动。 [2]重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。高铁上坡时高度升高，重力势能增大，这些能量来自于动能的转化，从而将能量以重力势能的形式储存起来，所以该空应填重力势。 12． 2 非平衡 静止 【详解】由题知，不计空气阻力，当小球摆到位置B时，小球受到重力和细线对它的拉力两个力的作用，这两个力不在同一直线，所以不是平衡力，处于非平衡状态；由图可知，小球摆动到B点时，高度最高，动能全转化为重力势能，速度为0，若失去重力，细线的拉力将会消失，由牛顿第一定律可知，小球将静止。 13． 减小 减小 【详解】[1]正在作业的喷雾车在水平路面上匀速直线行驶，它的速度不变，但质量在不断减小，因此动能减小。 [2]卫星绕地球从远地点向近地点运动的过程中，卫星的质量不变，高度减小，重力势能减小。 14． 运动状态 滚回来一段距离 弹性势 动 【详解】[1]用力将罐子在水平桌面上向前滚出，罐子由静止变为运动，物体的运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态。 [2]由于橡皮筋发生了弹性形变，产生弹性势能，所以罐子向前滚动一段距离后，橡皮筋要恢复原状，橡皮筋的弹性势能转化为罐子的动能，可能会滚回来一段距离。 [3][4]此过程罐子的动能转化为橡皮筋的弹性势能，橡皮筋的弹性势能转化为罐子的动能，所以是弹性势能和动能之间的相互转化。 15． 变大 30 2 【详解】[1]在匀速上升过程中，无人机的质量和速度不变，动能不变，高度升高，重力势能变大，因此机械能变大。 [2]无人机前10s对摄像机做的功为 [3]由题意可知，无人机对摄像机的拉力是竖直向上的，后5s内，无人机在水平方向上飞行，摄像机沿拉力方向没有移动距离，所以无人机对摄像机没有做功，即无人机对摄像机做功为0J。则整个过程中，无人机对摄像机做的功为30J，无人机对摄像机做功的平均功率为 16． 【详解】换用方块乙，将该弹簧压缩相同长度从O点静止释放。OA过程中，方块乙不受摩擦力，摩擦力不做功；从A到B，方块乙的质量大、对水平面的压力大，受到的摩擦力大；将弹簧压缩相同长度从O点静止释放，此时弹簧的弹性势能相同，弹性势能均用作克服摩擦力做功，因此克服摩擦做的功相同，由于摩擦力变大，则移动距离变小，方块乙从开始运动到最终停下来的过程中克服摩擦力做功与运动路程的大致关系图象如图所示： 17．(1) 小球 木块被推动的距离 (2)需要 (3) 速度越大 丁 【详解】（1）[1]本实验所探究物体的动能是指小球的动能。因为实验是让小球从斜面上滚下撞击木块，研究的是小球具有的动能情况。 [2]实验中通过观察木块被推动的距离反映该物体碰撞时的动能大小。这是采用了转换法，小球动能越大，对木块做功越多，木块被推动的距离就越远。 （2）每次实验前需要将木块放到同一位置。这样做是为了保证每次实验的初始条件相同，便于通过比较木块被推动的距离来判断小球动能的大小变化，从而得出可靠的结论。 （3）图甲、丙所示，同一小球（质量一定）从同一斜面的不同高度由静止释放，甲图中小球高度高，到达水平面时速度大，木块被推出的距离较远。由此可得到的结论是：当质量一定时，速度越大，物体的动能越大；图丁是限速标志，限制车辆速度，图戊是限重标志，限制车辆质量。图丁运用到了“质量一定时，速度越大，物体的动能越大”这一结论，因为速度越大动能越大，超速时车辆动能大，刹车时不容易停下，容易引发事故。 18．(1) 木桩进入沙中的深度 转换 (2)甲、乙 (3) 不能 乙、丙两图中，质量和高度都不相同，没有控制变量 (4)乙 【详解】（1）[1][2]通过实验可以知道，是通过观察木桩进入沙中的深度来反应物体的重力势能大小的，木桩进入沙面越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大，这是物理探究过程中常用转换法。 （2）根据控制变量法，探究高度与重力势能的关系，应该控制质量一定，改变高度，故选甲、乙两次实验。 （3）[1][2]探究高度与重力势能的关系，应该控制质量一定，而乙、丙两图中，质量和高度都不相同，无法探究重力势能的大小与高度的关系。 （4）对比图甲、乙、丙三次实验，乙图中木桩进入沙中的深度最深，故乙图中物体具有的重力势能最大。 19．(1)10m/s (2) (3) (4)重力势能转化为动能 【详解】（1）由图可知，15s~30s时间段内，运动员的下落速度为6 m/s，下落时间为15s，下落高度为 整个过程下落的高度为 运动员下落的平均速度为 （2）运动员的重力做的功为 （3）匀速下降时运动员的重力做功为 匀速下降时运动员的重力做功的功率为 （4）跳伞运动员在跳伞后的加速下落阶段，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增加，动能增大，因此重力势能转化为动能。 20．(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 $