12.1机械能 同步练习 2026-2027学年苏科版物理九年级上册

**基本信息** 初中物理“12.1 机械能”同步练，分层递进式设计，从单一知识点实验探究到综合情境应用，适配新授课巩固与能力提升。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |题型分类练习|动能、势能概念及影响因素|实验题占比高，如动能探究实验，强化科学探究与物理观念| |模拟题训练|能量转化、机械能比较|多题型综合，结合生活情境（如篮球运动），培养科学思维| |真题感知|真实情境问题解决|对接中考真题（如神舟飞船着陆），体现科学态度与责任|

12.1 机械能（同步练习） 目录 题型分类练习 1 01 动能的概念和影响因素 1 02 重力势能的概念和影响因素 3 03 弹性势能的概念和影响因素 3 04 动能和势能的相互转化 8 05 机械能的概念及机械能大小的比较 10 06 机械能守恒的条件 10 模拟题训练 16 真题.感知 20 题型分类练习 01 动能的概念和影响因素 一、实验题 1．（23-24九上·竹溪中学&厚街开贤学校·阶段自查（一））如图所示，在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，将同一小钢球A从斜面上不同高度由静止滚下，推动木块B向前移动一段距离。 (1)本实验研究的是小钢球在__________（选填“在斜面上”、“撞击木块时”或“撞击木块后”）的动能大小。 (2)实验中通过观察__________来反映小钢球的动能大小。 (3)将小球A放在同一斜面__________（选填“相同”或“不同”）高度由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同。根据实验现象，可以得出的结论是：____________________； (4)如图甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力分别为f甲、f乙，f甲__________f乙（选填“＞”、“＜”或“=”），可见，滑动摩擦力的大小与物体的__________大小无关。 2．（23-24九上·苏州振华中学校·月考）在研究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，装置如图所示： 实验次数 小车和钩码的总质量 小车释放的高度 木块滑行的距离 1 200 30 35 2 400 30 65 3 600 30 (1)让质量不同的小车，从同一斜面的相同高度处由静止释放，这样操作的目的是_____________________； (2)从表中数据可以看出，实验中是通过比较____________来比较动能的大小；本实验研究的“动能”是指________（填字母序号）； A．小车在斜面上时，小车的动能    B．小车撞击木块时，小车的动能 C．小车撞击木块后，木块的动能    D．小车在斜面上时，木块的动能 (3)由表格中的数据可得结论：____________________________________； (4)第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验。甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低小车释放的初始高度，你认为应当采用________同学的建议。 3．（22-23九上·惠州惠阳四中·月考）如图所示，是研究动能的大小跟哪些因素有关的实验，让钢球从斜面上滚下，打到一个木块上，观察木块被推的距离。 (1)让同一钢球从不同的高度滚下时，钢球的位置越高，滚到斜面下端时___________越大，把木块推得越远，说明在钢球质量相同的情况下，钢球的___________越大，动能越大。 (2)让质量不同的钢球从同一高度滚下，滚到斜面下端时速度相同，钢球的质量越大，把木块推得越远，说明在钢球速度相同的情况下，钢球的___________越大，动能越___________。 (3)从这个实验可以得出结论：运动物体动能的大小跟___________、___________有关。 4．（23-24九上·南京树人·月考）“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动到水平木板上后与木块碰撞。 (1)此实验研究的是___________（选填“碰撞前小车”、“碰撞后小车”或“碰撞后木块”）的动能，通过___________来反映动能的大小； (2)比较场景①和②，可探究动能大小与___________的关系，结论是___________。生活中可以用该结论来说明汽车行驶在高速公路上不能___________（选填“超速”或“超载”）； (3)移去木块后，进行场景③和④实验时，小车在水平木板上滑行距离相同，此时小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为，则___________（选填“>”、“=”或“<”）； (4)有同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面的同一高度由静止开始滚下，到达底部时的初速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图3所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球___________（选填“运动”或“静止”），就可以说明任意时刻两球的速度大小相等。 (5)小明同学尝试改用图4所示装置探究“物体动能大小与质量的关系”，设计了方案：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离。该方法___________（选填“可行”或“不可行”），请说明你的判断依据：_________________________________。 02 重力势能的概念和影响因素 一、填空题 1．（23-24九上·南京树人·月考）建筑高楼大厦时首先要打好地基。原来高度相同的同种地桩，经重锤打击后，所处位置如图所示。由此可知，打桩时，三个重锤中___________锤的做功本领最大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时，___________锤的高度要低一些。如果B、C两锤下落前的高度相同，则___________锤的质量要大。 二、实验题 2．（23-24九上·安徽淮南·月考）为了探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”，小庆同学设计了如图所示的实验。图中A、B、C是三个铁块，A、B的质量相等，C的质量较大，三个完全相同的木桩的起始位置高度相同，将三个铁块分别从如图甲所示的位置释放，将三个木桩打入沙中的情形如图乙所示。 (1)实验时，通过比较___________来判断铁块具有的重力势能大小的。 (2)比较甲、乙实验中A、B铁块的实验现象可得到的初步结论是：___________。 (3)小庆根据B、C两铁块将桩打入沙中的深度相同，得出“物体重力势能的大小与质量无关”的结论。小组的同学讨论认为这个结论不正确，因为小庆在实验时___________。 3．（25-26九上·广东茂名·期中）某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动时的能量损失不计），实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 (1)本实验是通过观察___________来判断重力势能大小的，用到的物理研究方法为___________法； (2)比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论___________； (3)比较___________两球，可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大； (4)比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径___________（填“有关”或“无关”）； 4．（25-26九上·陕西三原·期中）小明同学在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”时，把小桌放在透明的沙箱中，让重物（重物A质量小于重物B）从高处由静止自由落下打击小桌，如图所示。 (1)实验中探究的是______（选填“重物”或“小桌”）的重力势能，通过观察__________________来判断物体重力势能的大小； (2)比较图乙、丙两实验，可以探究重力势能的大小与____________的关系； (3)比较图甲、乙两实验，可得出的结论是：其他条件一定时，物体____________，重力势能越大。 03 弹性势能的概念和影响因素 一、单选题 1．（23-24九上·西安行知中学·月考）如图所示，运动员被撑竿弹起加速上升的过程中，下列说法正确的是（     ） A．运动员受到的弹力是由手臂弹性形变产生的 B．撑竿的弹性势能转化为运动员的机械能 C．运动员的动能减小 D．撑竿对运动员没有做功 二、填空题 2．（23-24九上·南昌心远中学·质量评估）如图为运动员参加撑杆跳比赛的场景，撑杆由于发生弹性形变而具有的能叫做________。若在撑杆由弯变直的过程中把运动员看作在匀速上升，则此过程运动员的机械能________。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 三、实验题 3．（25-26八下·忻州第五中学·期中）射箭是传统体育项目，在射箭过程中，箭射出的距离与多个因素有关。实践小组的同学们设计实验，探究箭射出的距离与弓拉弯时两端的距离、箭射出时与水平方向的角度的关系。 实验思路：选择材质相同的弓，分别控制弓拉弯时两端的距离或箭与水平方向的角度，通过测量箭射出的距离，比较不同条件下射程的远近。 实验过程：选用一把碳纤维材质的弓，改变弓拉弯时两端的距离和箭与水平方向的角度，测量并记录箭射出的距离，数据如表所示。 次数 弓的材质 弓拉弯时两端的距离/cm 箭与水平方向角度/° 射出的距离s/m 1 碳纤维 60 10 20 2 碳纤维 50 10 30 3 碳纤维 40 10 40 4 碳纤维 40 40 50 5 碳纤维 40 60 42 实验结论： (1)分析实验数据可得出：弓的材质相同、箭与水平方向角度一定时，弓拉弯时两端的距离越小，箭射出的距离越________（选填“大”或“小”）； (2)分析实验次数3、4、5可得出：弓的材质相同、弓拉弯时两端的距离一定时，箭与水平方向的角度从10°开始逐渐增大时，箭射出的距离________________________； 应用拓展： (3)箭射出的距离还可能与哪些因素有关呢？请你提出一个可探究的科学问题：____________________？ 4．谢亮同学学习完各种能量之后，对各种能量的大小特点产生了浓厚的兴趣。 她猜想同一根弹簧具有的弹性势能大小可能与其形变量（x）或者形变量的平方（x2）成正比。于是进行了如下实验： ①如图所示，把弹簧套在光滑竖直杆上，且底端固定在水平面上，用刻度尺读出并记录处于自由状态时弹簧上端距水平面的高度h0； ②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出并记录此时弹簧上端到水平面的高度h1； ③释放小铁块，读出并记录铁块上升到最大高度时，弹簧上端到水平面的高度h2； ④改变弹簧的压缩长度h1，重复以上步骤并根据表格中记录的数据计算出x、x2和小铁块上升的距离Δh。请你解答： 实验次数 h0/m h1/m h2/m x/m x2/m2 Δh/m 1 0.50 0.40 0.55 0.10 0.01 0.15 2 0.50 0.30 0.90 0.20 0.04 0.60 3 0.50 0.20 1.55 0.30 0.09 1.35 4 0.50 0.15 2.00 0.35 0.12 1.85 (1)弹簧每次被压缩时的形变量的表达式为x＝ __________ （用所测物理量的符号表示），在表格的记录数据中有一个数据的表述有误，这个数据是 _______ （选填“h0”“h1”或“h2”），该数据应表述为“_________ 到水平面的高度”更为恰当。 (2)弹簧弹性势能的大小是通过 _________ 来间接反映的，这属于物理学中哪种研究方法？________ ； (3)根据表中数据得到的结论是同一根弹簧弹性势能的大小与 _______ 成正比。 5．（25-26九下·姜堰实验初中·阶段自测）小明将一张卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口，然后套上橡皮筋，就做成了一个会跳的卡片。为了“探究卡片弹起的高度与哪些因素有关”。 小明和同学们提出如下猜想： 猜想1：与橡皮筋的形变量大小有关； 猜想2：与卡片的质量有关； 猜想3：与橡皮筋的条数有关。 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是______（选填“正确”或“错误”）的； (2)为探究猜想2，他们选用两张大小和豁口相同、质量不同的卡片，分别套上相同的橡皮筋，每次把它在桌面上用手压平，迅速松开手，发现质量越小的卡片弹起的高度越高。 ①“每次把它在桌面上用手压平”的目的是______； ②上述实验说明猜想2是______（选填“正确”或“错误”）的； (3)在验证猜想2之后，小明他们又选用两张大小和豁口相同、质量不同的卡片1和卡片2（），分别在卡片1套上一根橡皮筋，在卡片2套上两根相同的橡皮筋，把它们在桌面上用手压平，迅速松开手，发现卡片2弹起的高度更高。你认为小明他们的实验______（选填“能”或“不能”）验证猜想3是否正确，理由______； (4)在某次实验中，小明将放在桌上套有橡皮筋的卡片用手压平，此时橡皮筋的弹性势能；卡片弹到最高点时，卡片具有的重力势能为；则______（选填“<”“=”“>”）。 04 动能和势能的相互转化 一、单选题 1．（22-23九上·惠州惠阳四中·月考）如图所示，电动小车沿斜面从A端匀速运动到B端，在这个过程中，小车（     ） A．动能减小，重力势能增大，总机械能不变 B．动能增大，重力势能减小，总机械能不变 C．动能不变，重力势能增大，总机械能不变 D．动能不变，重力势能增大，总机械能增大 2．（25-26九下·江苏徐州大许中心中学·开学）小彭在徐州乐园坐过山车向下俯冲时，对其加速下降过程的机械能，下列分析正确的是（     ） A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能减小 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能增大 3．2026年5月24日，长征二号F遥二十三火箭搭载神舟二十三号载人飞船在酒泉拔地而起，这标志着我国载人航天事业稳步迈向新高度。如图所示，飞船加速上升过程中，下列说法正确的是（　　） A．动能增大，重力势能减小，机械能不变 B．动能不变，重力势能增大，机械能增大 C．动能减小，重力势能增大，机械能不变 D．动能增大，重力势能增大，机械能增大 4．（25-26九上·山西长治武乡·期中）某同学荡秋千时，在他从高处摆向低处的过程中（     ） A．重力势能不变 B．重力势能变大 C．动能不变 D．动能变大 5．（23-24九上·南昌心远中学·质量评估）2023中国航空产业大会暨南昌飞行大会将在10月27日-29日举行，国产飞机C919将亮相南昌。如图所示为一架C919客机减速降落的情景。假设飞机飞行时质量不变，则关于此过程下列说法正确的是（     ） A．动能减小，机械能增加 B．重力势能减小，机械能减小 C．动能转化为重力势能 D．机械能守恒 6．（22-23九上·惠州惠阳四中·月考）如图所示，体积相同的铁球和铅球放在水平桌面上，它们以相同的速度运动，则（     ） A．铁球的机械能比铅球的机械能大 B．铁球的机械能比铅球的机械能小 C．两球的机械能相等 D．两球的动能相等 7．（22-23九上·惠州惠阳四中·月考）大兴安岭发生火灾，飞机满载着灭火剂飞临火场上空，投下灭火剂后，飞机仍以原来的高度和速度匀速飞行，则与投下灭火剂之前相比，飞机的（     ） A．动能增加，机械能不变 B．动能减少，机械能减少 C．动能不变，机械能不变 D．动能不变，机械能增加 8．（22-23九上·惠州惠阳四中·月考）质量相同的甲、乙物体分别从同一高度处沿光滑的斜面和粗糙的斜面下滑到地面上，两物体重力势能减小的情况是（     ） A．甲物体多 B．乙物体多 C．两物体一样多 D．无法确定 9．（23-24九上·南京树人·月考）2022年北京冬奥会自由式滑雪大跳台比赛在北京赛区进行。如图所示，是运动员完成一次动作的示意图。关于运动员完成这次动作，下列说法中正确的是（     ） A．运动员从A点运动到B点的过程中人受到的重力不做功 B．运动员在C点的重力势能小于在E点的重力势能 C．运动员从A点运动到B点的过程中重力势能转化为动能 D．运动员在A点和E点的机械能相等 10．饺子编剧并执导的动画电影《哪吒之魔童闹海》于2025年1月29日在中国大陆上映。登顶全球动画电影票房榜。电影中哪吒和母亲踢毽子的场景让我们很难忘，在哪吒将毽子踢向母亲的过程中，下列说法正确的是（     ） A．毽子运动到最高点时，动能为零、重力势能最大 B．踢出的毽子同时受到重力和脚对它的推力作用 C．飞行的毽子，若所受力全部消失，将做匀速直线运动 D．脚对毽子的力是由毽子的形变而产生的 05 机械能的概念及机械能大小的比较 一、单选题 1．（25-26八下·湖南邵东·期末）关于机械能，下列说法正确的是（     ） A．质量大的物体动能一定大 B．被举高的物体具有重力势能 C．静止的物体没有机械能 D．物体的机械能一定保持不变 2．（25-26八下·湖北武汉·期末）下列关于能的说法，错误的是（     ） A．在水平公路上行驶的汽车具有动能 B．被拉开的弹弓具有机械能 C．在空中飞行的飞机只具有动能 D．悬挂在天花板上的吊灯具有重力势能 3．（25-26八下·重庆万州·教学质量监测）如图所示的AC332“吉祥鸟”是中国自研4吨级双发直升机，具备4500米高原悬停与作业能力，主打高原运输和应急救援，下列有关知识说法正确的是（     ） A．在空中，悬停状态的“吉祥鸟”不具有机械能 B．匀速直线飞行时，  “吉祥鸟”处于非平衡状态 C．停在水平地面时，直升机所受支持力与地面所受压力是一对平衡力 D．停在水平地面时，直升机所受支持力与直升机总重力是一对平衡力 4．（24-25八下·山东滨州·期末）下列说法错误的是（　　） A．人推小车前进，推力做了功，也常说人做了功 B．不同的物体做功的时间相同，做功越多的功率越大 C．高楼上悬挂的空调室外机，没有机械能 D．流动的水能推动水车，说明流水具有能量 5．（25-26八下·湖北武汉·期末）如图所示，跳台滑雪运动中，运动员从点由助滑开始下滑，直到下落至着陆坡的运动过程中经过了不同的位置。不考虑空气阻力，则运动员（     ） A．由到的运动过程中，由于惯性做加速运动 B．由到的运动过程中，动能全部转化为重力势能 C．在跃起后的最高点点处于平衡状态 D．在点处的动能可能比点处的大 6．（2026·山东临沂·二模）2026年1月12日，我国在酒泉卫星发射中心成功完成了“力鸿一号”飞行器的亚轨道飞行试验，其搭载的返回式载荷舱通过伞降回收系统减速并顺利着陆完成回收。该载荷舱在减速下落的过程中，下列说法正确的是（     ） A．动能变小，重力势能变小 B．动能变大，重力势能变小 C．动能变小，重力势能变大 D．动能不变，机械能变小 二、多选题 7．（25-26八下·天津河北区·期末）关于能的概念，说法不正确的是（     ） A．速度大的物体的动能一定大 B．质量大的物体的重力势能一定大 C．空中飞行的子弹既有动能又有势能 D．用线吊在高处静止的小球没有机械能 三、填空题 8．（22-23九上·惠州惠阳四中·月考）跳高运动员在空中运动时动能是1500J，重力势能是1075J，则他的机械能为___________J，当他落下并最后静止在地面上时，他的动能为___________，重力势能为___________。 9．（25-26八下·阜新·期末）如图所示，一小球从桌面上的点水平运动到点，然后落到地面上弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，其中、是同一高度上的两点。从点到点，小球的动能_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；小球在点的机械能_________（选填“大于”“小于”或“等于”）在点的机械能。 10．（24-25八下·靖宇三中·期末）中国女篮获得世界杯亚军，振奋了全国人民。 (1)如图1所示，离手后的篮球在空中依次从点运动到点，在此过程中，篮球处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态，篮球在______点的动能最大。 (2)如图2为它在等高点和的能量柱状图，则篮球在点的机械能______（选填“大于”“等于”或“小于”）在点的机械能，整个过程中，篮球的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。 06 机械能守恒的条件 一、单选题 1．在跳水比赛中，运动员从跳板上起跳后，向上运动到最高点再向下落入水中的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（     ） A．上升过程中，动能增大，重力势能减小 B．上升过程中，动能转化为重力势能，机械能不变 C．下降过程中，动能减小，重力势能增大 D．下降过程中，重力势能转化为动能，机械能减少 2．（25-26八下·湖北云梦·期末）如图所示，一小球从粗糙的固定轨道A处由静止开始运动，经过B处，再向上运动到轨道右侧的最高点C处（图中未画出）。下列说法错误的是（     ） A．小球在A处的重力势能比在B处时大 B．小球在A处的动能比在B处时小 C．C处的高度小于A处的高度 D．能的转化过程中，小球的机械能守恒 3．（2026·驻马店第二初级中学·二模）电影《哪吒》中，毽子是哪吒最爱的玩具，如图所示，毽子被哪吒竖直踢到最高点后又竖直下落到水平地面上静止，空气的阻力不可忽略。关于毽子上下飞舞时的情况下列说法中正确的是（     ） A．踢出后的毽子在整个运动过程中受到的合力的方向始终竖直向下 B．踢起的毽子继续上升是由于受到惯性的作用 C．踢出后的毽子在整个运动过程中的机械能守恒 D．毽子在最高点时处于平衡状态 二、多选题 4．（24-25八下·沈阳第四十三中学·月考）2024年巴黎奥运会期间，我国运动健儿用汗水和努力，让五星红旗一次次升起，这也是他们祝福祖国最好的礼物，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．甲图中巩立姣将铅球投出的整个过程中，巩立姣对铅球做了功 B．乙图中戴倩倩将标枪掷出后，标枪到达最高点时受到非平衡力的作用 C．丙图中郑钦文从拍刚接触球到球拍形变最大的过程，若不计能量损失，球的机械能守恒 D．丁图中李发彬举着杠铃静止时，他受到的重力与地面对他的支持力是一对平衡力 三、填空题 5．（25-26八下·山东枣庄·期末）把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到你的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，离你而去，到达左侧最高点后，铁锁又向你运动，铁锁____________（选填“会”或“不会”）打到你的鼻子。原因是铁锁在运动过程中动能和重力势能相互转化，在忽略阻力时，机械能的总和____________，即机械能守恒，所以铁锁在摆回时，不会打到鼻子。 6．（2026·合肥第四十五中学橡树湾校区·考前预测）如图，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球；O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO=OB）。小球动能最大的位置在___________点（选填“A”、“O”、“B”）。 7．（2026·山东烟台·二模）“嫦娥五号”实现了我国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。若只考虑空气阻力和重力的影响，在这个过程中，由A到B段返回器的动能逐渐________（选填“增大”“减小”或“不变”），返回器在B点时的速度________（选填“大于”“小于”或“等于”）到达C点时的速度，从A到D的全过程中返回器机械能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 8．（23-24八下·马边第一初级中学·期末）如图为我国运动员在第31届世界大运会（成都）跳高比赛上跃过横杆的瞬间。若不计一切阻力，该名运动员从起跳到跃过横杆的瞬间，其___（选填：“重力势能”或“动能”或“机械能”）增加，其___（选填：“重力势能”或“动能”或“机械能”）守恒。 9．（24-25八下·合肥行知实验中学·期中）如图所示，拴在细线下的小球在竖直平面内来回摆动时，A、B点分别是小球能到达两侧的最高点，C点为B点的正下方，若到达最高点B点时绳子突然断裂，小球将落在________（选填“C点”、“C点左方”或“C点右方”）。 四、科普阅读题 10．（25-26九下·山东菏泽·期中）请你阅读下面的短文，回答问题： 2016年8月16日1时40分，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，如图甲所示，为了保护发射塔，在塔下有个充满水的水池，火箭发射时可以看见冒出大量的“白烟”。 “墨子号”名字的来历：墨子最早提出光线沿直线传播，设计了小孔成像实验，奠定了光通信、量子通信的基础。以中国古代伟大科学家的名字命名量子卫星，将提升我们的文化自信。 “墨子号”卫星是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。量子科学实验卫星作为以量子力学基本原理为基础的全新通信技术，量子通信被视为可以解决人们的担忧、无条件保障通信安全的最有效方式。“墨子号”卫星与地球同步卫星运行轨迹相似（如图乙所示），但比一般卫星运行的轨道较低，且绕地球运转快于地球自转。 (1)“墨子号”卫星在轨道上运行过程中，以地球为参照物，它是________（选填“运动”或“静止”）的；小孔成像实验中所成的像是________（选填“正立”或“倒立”）的________（选填“实像”或“虚像”）； (2)如图乙所示，“墨子号”卫星从近地点向远地点运行过程中，能量的转化情况是_____，整个运行过程中机械能的总量____（选填“变大”“变小”或“不变”）； (3)请解释塔下充满水的水池是如何保护发射塔的：______________。 模拟题训练 一、多选题 1．（23-24九下·盘锦·开学）关于篮球比赛时出现的场景，下列说法中正确的是（　　） A．篮球出手后还能继续运动，是因为受到惯性的作用 B．篮球表面做得凹凸不平是为了增大和手之间的摩擦 C．投篮时，篮球出手后到达最高点时处于平衡状态 D．篮球离开篮筐下落过程中，重力势能转化为动能 二、单选题 2．（26-27九上·全国·学情自测）我国自主研制的乒乓球训练机器人，能通过图像传感装置分析运动员的运动数据，并针对性地进行对抗训练。下列说法正确的是（     ） A．以空中飞行的乒乓球为参照物，台案是静止的 B．球拍对乒乓球的力大于乒乓球对球拍的力 C．乒乓球从高处下落的过程中，动能变大，重力势能变小 D．王楚钦拉出的“弧圈球”，利用了流体流速大的位置压强大 3．（2025·鹿寨初级实验中学·模拟）跳高运动员在跳高过程中越过最高点时（    ） A．重力势能最大 B．重力势能最小 C．重力势能为零 D．动能最大 4．辽宁男篮在 2025 年 4 月的 CBA 季后赛 1/4 决赛中，横扫新疆男篮，强势晋级四强。在比赛中，球员将球从手中抛出后（不计空气阻力），球在空中飞行的过程中，下列说法正确的是（　　） A．球的运动状态保持不变 B．球的机械能逐渐减小 C．球的动能一直增大 D．球员对球不做功 5．2025年4月30日，神舟十九号载人飞船返回舱成功着陆。返回舱在着陆阶段接近地面时，会打开降落伞进行减速，随后在距离地面一定高度时，反推发动机点火进一步减速，最终安全着陆。下列说法正确的是（　　） A．打开降落伞稳定后，返回舱相对于降落伞是运动的 B．返回舱进入大气层后，与空气摩擦时内能转化为机械能 C．返回舱表面材料需具备耐高温、隔热性好的特点 D．返回舱减速下降过程中，动能增大，重力势能减小 6．（2025·内蒙古通辽·模拟）体育运动有助于提高身体素质。下列说法中正确的是（     ） A．游泳——沿水平方向游动时，人受到的重力与所受浮力是相互作用力 B．打羽毛球——羽毛球运动到最高点时，动能大小刚好减为零 C．踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢是因为足球不受力的作用 D．打篮球——投篮时，篮球划过一条弧线，此时手对篮球没有做功 7．（2025·山西临汾·二模）如图所示，小明乘坐有“太原之眼”之称的摩天轮观赏太原美景。当摩天轮运行时，下列说法正确的是（     ） A．摩天轮匀速转动时，小明相对于地面静止 B．摩天轮匀速转动时，小明的运动状态改变 C．轿厢匀速上升时，小明具有的惯性增大 D．轿厢匀速下降时，重力势能转化为动能 8．（2025·山西长治·一模）如图所示，这是一款爬杆机器人，仅凭电池提供的能量，就能像人一样沿杆竖直向上匀速爬行。在此过程中，关于机器人的说法正确的是（     ） A．所受的摩擦力与重力平衡 B．所受摩擦力的方向竖直向下 C．机械能的大小保持不变 D．运动状态不断发生变化 9．（2026·山东济南·模拟）2026年2月18日，中国选手徐梦桃在米兰冬奥会自由式滑雪女子空中技巧决赛中斩获金牌，成为该项目历史上首个卫冕冠军。她在比赛中的运动轨迹如图所示，则她（     ） A．从A到B过程中她的重力势能增大 B．从B到C的过程中她的动能增大 C．从C到D的过程中她的重力势能主要转化为动能 D．从A到D的过程中她的机械能是守恒的 10．（2026·华君外国语·预测）2026年5月25日，神舟二十三号载人飞船仅用3.5小时就完成了与天和核心舱的交会对接，如图所示是搭载神舟二十三号载人飞船的运载火箭发射升空时的场景，下列说法错误的是（     ） A．火箭使用的液态氢燃料热值较大 B．火箭升空利用了物体间力的作用是相互的 C．升空过程中，以火箭为参照物，飞船是静止的 D．火箭在加速升空过程中，飞船的机械能不变 三、填空题 11．空竹是中国传统游戏，早在宋代的《梦粱录》中便有详细记载。空竹以竹木制成，外侧分布着若干方形哨口，哨口内藏有大小各异的气腔，空竹转动时发出悦耳的嗡嗡声。 (1)抖动空竹转动时，空竹发出嗡嗡声是由气腔内的空气______产生的。 (2)当空竹被抛向高处的过程中，空竹的重力势能逐渐______；到达最高处时，空竹处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态。 (3)停止抖动绳子，空竹仍能持续转动一段时间，这是由于空竹具有______。 12．（2026·佛山映月中学·适应性考试）如图所示，火箭点火后向下喷出燃气，火箭获得向上的动力，说明物体间力的作用是________的，载人飞船加速升空的过程中，航天员的动能________（选填“变大”、“变小”或“不变”），在加速过程中航天员的惯性________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 真题.感知 一、单选题 1．（2026·辽宁·中考）2026年5月29日，神舟二十二号载人飞船的返回舱顺利着陆。返回舱在减速落向地面的过程中（     ） A．受到惯性的作用 B．运动状态发生改变 C．所受合力为0 D．机械能增加 2．（2026·武汉·中考）一小球从点被水平抛出，若小球每次与地面碰撞都会损失一部分机械能，不计空气阻力，则小球经过多次弹跳后停在水平地面，部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（     ） A．小球在点的机械能大于在点的机械能 B．小球在点的动能可能等于在点的动能 C．从点到点，小球的动能先减小后增大，机械能不变 D．从点到点，小球的动能和重力势能均先减小后增大 3．（2025·四川雅安·中考）我国在无人机研发和生产领域都处于世界领先水平。如图，快递员操作无人机运送包裹，无人机在匀速上升过程中（     ） A．动能不变，机械能增加 B．动能不变，机械能不变 C．动能增加，机械能增加 D．动能增加，机械能不变 4．（2026·四川甘孜州&阿坝州·中考）2026年冬奥会，在单板滑雪男子坡面障碍技巧决赛中，苏翊鸣为中国夺得首枚金牌。图示为运动员的比赛情境，关于他减速上升的过程，下列说法正确的是（     ） A．动能减小 B．动能增大 C．重力势能减小 D．重力势能不变 5．（2026·广西·中考）舞狮是中华民族传统民俗活动，如图，狮子由低处向高处跳跃，此过程中狮子（     ） A．没有惯性 B．动能不变 C．重力势能增大 D．重力势能减小 二、填空题 6．（2026·广西·中考）2025年12月29日，广西首座抽水蓄能电站建成投产。在用电低谷时电站通过________（选填“抽水机”或“发电机”）将水从低处抽至高处储存，在用电高峰时放水发电，将机械能转化为________能。 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 12.1 机械能（同步练习） 目录 题型分类练习 1 01 动能的概念和影响因素 1 02 重力势能的概念和影响因素 5 03 弹性势能的概念和影响因素 5 04 动能和势能的相互转化 13 05 机械能的概念及机械能大小的比较 17 06 机械能守恒的条件 17 模拟题训练 27 真题.感知 33 题型分类练习 01 动能的概念和影响因素 一、实验题 1．（23-24九上·竹溪中学&厚街开贤学校·阶段自查（一））如图所示，在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，将同一小钢球A从斜面上不同高度由静止滚下，推动木块B向前移动一段距离。 (1)本实验研究的是小钢球在__________（选填“在斜面上”、“撞击木块时”或“撞击木块后”）的动能大小。 (2)实验中通过观察__________来反映小钢球的动能大小。 (3)将小球A放在同一斜面__________（选填“相同”或“不同”）高度由静止释放，目的是使小球在撞击木块B时速度不同。根据实验现象，可以得出的结论是：____________________； (4)如图甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力分别为f甲、f乙，f甲__________f乙（选填“＞”、“＜”或“=”），可见，滑动摩擦力的大小与物体的__________大小无关。 【答案】(1)撞击木块时 (2)木块移动的距离 (3) 不同 质量相同的物体，速度越大，动能越大 (4) = 速度 【详解】（1）本实验的目的是探究小钢球撞击木块的过程中动能的影响因素，研究的是小钢球即将碰撞木块瞬间的动能，斜面上小球还在重力势能和动能的转化过程中，撞击木块后小球动能已经发生了转移，因此选撞击木块时。 （2）动能大小无法直接观测，小钢球动能越大，对木块做功越多，木块被推动的距离就越远，因此通过木块移动的距离间接反映动能大小。 （3）让同一小钢球从斜面不同高度静止释放，小球到达水平面的初始速度不同。 实验控制了小球质量完全相同，仅改变速度，最终速度大的小球推动木块更远，因此可以得到质量一定时，物体速度越大，动能越大。 （4）滑动摩擦力的大小只和接触面粗糙程度、物体对接触面的压力有关，两次实验中木块完全相同、接触面是同一水平面，压力等于木块重力、粗糙程度都没有变化，因此摩擦力相等，和木块自身的运动速度无关。 2．（23-24九上·苏州振华中学校·月考）在研究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，装置如图所示： 实验次数 小车和钩码的总质量 小车释放的高度 木块滑行的距离 1 200 30 35 2 400 30 65 3 600 30 (1)让质量不同的小车，从同一斜面的相同高度处由静止释放，这样操作的目的是_____________________； (2)从表中数据可以看出，实验中是通过比较____________来比较动能的大小；本实验研究的“动能”是指________（填字母序号）； A．小车在斜面上时，小车的动能    B．小车撞击木块时，小车的动能 C．小车撞击木块后，木块的动能    D．小车在斜面上时，木块的动能 (3)由表格中的数据可得结论：____________________________________； (4)第3次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验。甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低小车释放的初始高度，你认为应当采用________同学的建议。 【答案】(1)使小车到达水平面时的初速度相同 (2) 木块滑行的距离 B (3)当物体的速度一定时，物体的质量越大，动能越大 (4)甲 【详解】（1）该实验用到控制变量法，让不同质量的小车从同一斜面同一高度由静止释放，目的是让小车滑到水平面时的初速度大小相等。 （2）实验利用转换法，将不易直接测量的动能大小，转换为容易观测的木块被撞击后滑行的距离，木块滑行越远，说明小车动能越大；本实验探究的是小车撞击木块瞬间小车自身的动能，通过小车对木块做功的多少反映该动能的大小。故选B。 （3）表格中三组实验小车释放高度相同，即小车到达水平面的速度相同，总质量越大，木块滑行距离越远、动能越大，因此得出结论：当物体的速度一定时，物体的质量越大，动能越大。 （4）第3次实验的变量是小车质量，必须保持小车到达水平面的速度、木块规格等其他条件不变，才能符合控制变量的要求：换更长的木板可以解决木块滑出的问题，同时不改变原有实验条件；换更大的木块会改变木块受到的摩擦力，降低释放高度会改变小车的初速度，都会破坏实验的控制变量条件，因此选甲的建议。 3．（22-23九上·惠州惠阳四中·月考）如图所示，是研究动能的大小跟哪些因素有关的实验，让钢球从斜面上滚下，打到一个木块上，观察木块被推的距离。 (1)让同一钢球从不同的高度滚下时，钢球的位置越高，滚到斜面下端时___________越大，把木块推得越远，说明在钢球质量相同的情况下，钢球的___________越大，动能越大。 (2)让质量不同的钢球从同一高度滚下，滚到斜面下端时速度相同，钢球的质量越大，把木块推得越远，说明在钢球速度相同的情况下，钢球的___________越大，动能越___________。 (3)从这个实验可以得出结论：运动物体动能的大小跟___________、___________有关。 【答案】(1) 速度 速度 (2) 质量 大 (3) 质量 速度 【详解】（1）本实验运用了转换法，通过观察木块被撞击后移动的距离来判断钢球动能的大小，木块被撞击后移动的距离越大，说明钢球到达水平面时的动能越大。 让同一钢球从不同的高度滚下时，钢球的位置越高，滚到斜面下端时速度 越大，把木块推得越远，说明在钢球质量相同的情况下，钢球的速度越大，动能越大。 （2）让质量不同的钢球从同一高度滚下，滚到斜面下端时速度相同，钢球的质量越大，把木块推得越远，说明在钢球速度相同的情况下，钢球的质量越大，动能越大。 （3）从这个实验可以得出结论运动物体动能的大小跟质量、速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。 4．（23-24九上·南京树人·月考）“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动到水平木板上后与木块碰撞。 (1)此实验研究的是___________（选填“碰撞前小车”、“碰撞后小车”或“碰撞后木块”）的动能，通过___________来反映动能的大小； (2)比较场景①和②，可探究动能大小与___________的关系，结论是___________。生活中可以用该结论来说明汽车行驶在高速公路上不能___________（选填“超速”或“超载”）； (3)移去木块后，进行场景③和④实验时，小车在水平木板上滑行距离相同，此时小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为，则___________（选填“>”、“=”或“<”）； (4)有同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面的同一高度由静止开始滚下，到达底部时的初速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图3所示的实验：让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球___________（选填“运动”或“静止”），就可以说明任意时刻两球的速度大小相等。 (5)小明同学尝试改用图4所示装置探究“物体动能大小与质量的关系”，设计了方案：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离。该方法___________（选填“可行”或“不可行”），请说明你的判断依据：_________________________________。 【答案】(1) 碰撞前小车 木块被推动的距离大小 (2) 速度 当物体质量一定时，物体的速度越大，动能越大 超速 (3)< (4)静止 (5) 不可行 压缩相同程度的弹簧弹性势能相同，释放后转化得到的小球动能相同，无法控制小球撞击木块时的速度相同，不能探究动能与质量的关系 【详解】（1）本实验的研究对象是即将碰撞木块的小车的动能，也就是碰撞前小车的动能；实验利用转换法，将不易直接测量的动能大小，转换为容易观测的木块被推动的距离，木块滑行越远，说明小车碰撞前的动能越大。 （2）场景①和②中是同一小车、质量相同，从不同高度释放，到达水平面时的速度不同，因此探究的是动能大小与速度的关系；得到的结论是质量一定时，物体速度越大动能越大，该结论对应交通规则里的限速要求，说明汽车不能超速。 （3）场景③和④小车释放高度相同，初始速度相同，场景④的小车多了钩码、总质量更大，对水平面的压力更大，因此受到的滑动摩擦力更大；滑行距离相同时，根据功的公式，摩擦力更大的④克服摩擦做功更多，因此。 （4）若两个任意时刻速度都相等，两球的相对位置就不会发生改变，因此C球相对于A球是静止的，即可说明两球全程速度大小相等。 （5）同一弹簧压缩程度相同时，弹簧的弹性势能相同，释放后弹性势能会全部转化为小球的动能，最终不同质量的小球获得的动能是相等的，没有控制小球撞击木块时的速度相同，不符合“探究动能与质量关系”需要控制速度相同的要求，因此方案不可行。 02 重力势能的概念和影响因素 一、填空题 1．（23-24九上·南京树人·月考）建筑高楼大厦时首先要打好地基。原来高度相同的同种地桩，经重锤打击后，所处位置如图所示。由此可知，打桩时，三个重锤中___________锤的做功本领最大，如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时，___________锤的高度要低一些。如果B、C两锤下落前的高度相同，则___________锤的质量要大。 【答案】 B A B 【详解】由地桩陷入的深度可判断重锤的做功本领，B锤对应的地桩陷入最深，故B锤做功本领最大。 因A、B两锤质量相同，重力势能随高度增大而增大，B锤重力势能更大，故刚开始下落时A锤的高度更低。 因B、C两锤下落前高度相同，重力势能随质量增大而增大，B锤重力势能更大，故B锤的质量更大。 二、实验题 2．（23-24九上·安徽淮南·月考）为了探究“物体重力势能的大小与哪些因素有关”，小庆同学设计了如图所示的实验。图中A、B、C是三个铁块，A、B的质量相等，C的质量较大，三个完全相同的木桩的起始位置高度相同，将三个铁块分别从如图甲所示的位置释放，将三个木桩打入沙中的情形如图乙所示。 (1)实验时，通过比较___________来判断铁块具有的重力势能大小的。 (2)比较甲、乙实验中A、B铁块的实验现象可得到的初步结论是：___________。 (3)小庆根据B、C两铁块将桩打入沙中的深度相同，得出“物体重力势能的大小与质量无关”的结论。小组的同学讨论认为这个结论不正确，因为小庆在实验时___________。 【答案】(1)木桩陷入沙中的深度 (2)在质量一定时，物体所处的高度越高，重力势能越大 (3)没有控制铁块下落的高度相同 【详解】（1）实验中，铁块的重力势能转化为木桩的动能，重力势能越大，木桩获得的动能越大，陷入沙中的深度就越深，所以通过比较木桩陷入沙中的深度来判断铁块具有的重力势能大小。 （2）甲、乙实验中A、B铁块质量相等，B的高度比A高，B撞击木桩后木桩陷入沙中的深度比A深，所以可得到的初步结论是：在质量一定时，物体所处的高度越高，重力势能越大。 （3）要探究物体重力势能的大小与质量的关系，应控制物体下落的高度相同。小庆实验中B、C两铁块下落的高度不同，质量也不同，所以不能得出“物体重力势能的大小与质量无关”的结论，原因是没有控制铁块下落的高度相同。 ‌ 3．（25-26九上·广东茂名·期中）某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动时的能量损失不计），实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 (1)本实验是通过观察___________来判断重力势能大小的，用到的物理研究方法为___________法； (2)比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论___________； (3)比较___________两球，可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大； (4)比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径___________（填“有关”或“无关”）； 【答案】(1) 球陷入沙坑的深度 转换 (2)当下落高度一定时，物体的质量越大，物体的重力势能越大 (3)A、C (4)无关 【详解】（1）[1][2]本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙坑的深度来反映，铅球陷入沙坑的深度越大，铅球的重力势能越大；用到的物理研究方法为转换法。 （2）比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 （3）比较A、C两球，它们的质量相同，C球下落高度大，陷入沙深度更大，可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。 （4）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 4．（25-26九上·陕西三原·期中）小明同学在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”时，把小桌放在透明的沙箱中，让重物（重物A质量小于重物B）从高处由静止自由落下打击小桌，如图所示。 (1)实验中探究的是______（选填“重物”或“小桌”）的重力势能，通过观察__________________来判断物体重力势能的大小； (2)比较图乙、丙两实验，可以探究重力势能的大小与____________的关系； (3)比较图甲、乙两实验，可得出的结论是：其他条件一定时，物体____________，重力势能越大。 【答案】(1) 重物 桌腿陷入沙子的深度 (2)质量 (3)高度越高 【详解】（1）被举高的物体有重力势能，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子，实验中探究的是重物的重力势能。通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小。 （2）重力势能与两个因素有关，一是物体质量，二是物体被举高度，根据控制变量法，保持高度相同，改变物体的质量是在探究重力势能与质量的关系， （3）比较图甲、乙两次实验，物体的质量相同，乙图中物体的高度较大，桌腿进入沙子较深，说明它的重力势能较大，因此可以得到结论：其他条件一定时，物体的高度越高，重力势能越大。 03 弹性势能的概念和影响因素 一、单选题 1．（23-24九上·西安行知中学·月考）如图所示，运动员被撑竿弹起加速上升的过程中，下列说法正确的是（     ） A．运动员受到的弹力是由手臂弹性形变产生的 B．撑竿的弹性势能转化为运动员的机械能 C．运动员的动能减小 D．撑竿对运动员没有做功 【答案】B 【详解】A．运动员受到的弹力是由撑竿发生弹性形变产生的，故A错误； B．撑竿弹起运动员的过程中，撑竿的弹性形变程度变小，弹性势能减小，运动员加速上升，速度变大、高度变大，动能和重力势能均变大，机械能变大，撑竿的弹性势能转化为运动员的机械能，故B正确； C．运动员加速上升，质量不变，速度变大，动能变大，故C错误； D．撑竿对运动员有向上的弹力，运动员在弹力方向上通过了距离，撑竿对运动员做了功，故D错误。 故选 B。 二、填空题 2．（23-24九上·南昌心远中学·质量评估）如图为运动员参加撑杆跳比赛的场景，撑杆由于发生弹性形变而具有的能叫做________。若在撑杆由弯变直的过程中把运动员看作在匀速上升，则此过程运动员的机械能________。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】 弹性势能 变大 【详解】物体发生弹性形变时所具有的能量叫做弹性势能，因此发生弹性形变的撑杆具有的能是弹性势能。 因运动员质量不变、速度不变，故动能不变；高度升高，故重力势能变大；机械能为动能与重力势能之和，故机械能变大。 三、实验题 3．（25-26八下·忻州第五中学·期中）射箭是传统体育项目，在射箭过程中，箭射出的距离与多个因素有关。实践小组的同学们设计实验，探究箭射出的距离与弓拉弯时两端的距离、箭射出时与水平方向的角度的关系。 实验思路：选择材质相同的弓，分别控制弓拉弯时两端的距离或箭与水平方向的角度，通过测量箭射出的距离，比较不同条件下射程的远近。 实验过程：选用一把碳纤维材质的弓，改变弓拉弯时两端的距离和箭与水平方向的角度，测量并记录箭射出的距离，数据如表所示。 次数 弓的材质 弓拉弯时两端的距离/cm 箭与水平方向角度/° 射出的距离s/m 1 碳纤维 60 10 20 2 碳纤维 50 10 30 3 碳纤维 40 10 40 4 碳纤维 40 40 50 5 碳纤维 40 60 42 实验结论： (1)分析实验数据可得出：弓的材质相同、箭与水平方向角度一定时，弓拉弯时两端的距离越小，箭射出的距离越________（选填“大”或“小”）； (2)分析实验次数3、4、5可得出：弓的材质相同、弓拉弯时两端的距离一定时，箭与水平方向的角度从10°开始逐渐增大时，箭射出的距离________________________； 应用拓展： (3)箭射出的距离还可能与哪些因素有关呢？请你提出一个可探究的科学问题：____________________？ 【答案】(1)大 (2)先增大后减小 (3)箭射出的距离与箭的质量是否有关 【详解】（1）分析1、2、3次实验，弓的材质、射出角度都相同，弓拉弯两端距离分别为60cm、50cm、40cm，对应射出距离为20m、30m、40m，可得：弓拉弯时两端距离越小，箭射出的距离越大。 （2）分析3、4、5次实验，弓的材质、拉弯距离都相同，射出角度从10°增大到40°再增大到60°，对应射出距离为40m、50m、42m，可得：角度从10°逐渐增大时，箭射出的距离先增大后减小。 （3）结合生活经验，合理提出可探究的问题即可，例如箭射出距离和箭的质量，横截面积、弓的弹性、环境风速、箭的长度等的关系都符合要求。 4．谢亮同学学习完各种能量之后，对各种能量的大小特点产生了浓厚的兴趣。 她猜想同一根弹簧具有的弹性势能大小可能与其形变量（x）或者形变量的平方（x2）成正比。于是进行了如下实验： ①如图所示，把弹簧套在光滑竖直杆上，且底端固定在水平面上，用刻度尺读出并记录处于自由状态时弹簧上端距水平面的高度h0； ②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出并记录此时弹簧上端到水平面的高度h1； ③释放小铁块，读出并记录铁块上升到最大高度时，弹簧上端到水平面的高度h2； ④改变弹簧的压缩长度h1，重复以上步骤并根据表格中记录的数据计算出x、x2和小铁块上升的距离Δh。请你解答： 实验次数 h0/m h1/m h2/m x/m x2/m2 Δh/m 1 0.50 0.40 0.55 0.10 0.01 0.15 2 0.50 0.30 0.90 0.20 0.04 0.60 3 0.50 0.20 1.55 0.30 0.09 1.35 4 0.50 0.15 2.00 0.35 0.12 1.85 (1)弹簧每次被压缩时的形变量的表达式为x＝ __________ （用所测物理量的符号表示），在表格的记录数据中有一个数据的表述有误，这个数据是 _______ （选填“h0”“h1”或“h2”），该数据应表述为“_________ 到水平面的高度”更为恰当。 (2)弹簧弹性势能的大小是通过 _________ 来间接反映的，这属于物理学中哪种研究方法？________ ； (3)根据表中数据得到的结论是同一根弹簧弹性势能的大小与 _______ 成正比。 【答案】(1) h0﹣h1 h2 铁块下端 (2) 铁块被弹起的高度 转换法 (3)形变量的平方 【详解】（1）弹簧的形变量x等于弹簧的原长度h0减去弹簧被压缩后的长度h1，即； 在表格的记录数据中有一个数据的表述有误，这个数据是h2，该数据应表述为“铁块下端到水平面的高度”更为恰当； （2）实验中弹性势能的大小是通过铁块被弹起的高度来间接反映的，即铁块到达的最高点h2减去弹簧被压缩的最低点h1，这是转换法； （3）由表中数据分析可知，即Δh近似与x2成正比例函数关系，即弹簧弹性势能的大小与形变量的平方成正比。 5．（25-26九下·姜堰实验初中·阶段自测）小明将一张卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口，然后套上橡皮筋，就做成了一个会跳的卡片。为了“探究卡片弹起的高度与哪些因素有关”。 小明和同学们提出如下猜想： 猜想1：与橡皮筋的形变量大小有关； 猜想2：与卡片的质量有关； 猜想3：与橡皮筋的条数有关。 (1)根据所学知识，他们经过讨论，判断猜想1是______（选填“正确”或“错误”）的； (2)为探究猜想2，他们选用两张大小和豁口相同、质量不同的卡片，分别套上相同的橡皮筋，每次把它在桌面上用手压平，迅速松开手，发现质量越小的卡片弹起的高度越高。 ①“每次把它在桌面上用手压平”的目的是______； ②上述实验说明猜想2是______（选填“正确”或“错误”）的； (3)在验证猜想2之后，小明他们又选用两张大小和豁口相同、质量不同的卡片1和卡片2（），分别在卡片1套上一根橡皮筋，在卡片2套上两根相同的橡皮筋，把它们在桌面上用手压平，迅速松开手，发现卡片2弹起的高度更高。你认为小明他们的实验______（选填“能”或“不能”）验证猜想3是否正确，理由______； (4)在某次实验中，小明将放在桌上套有橡皮筋的卡片用手压平，此时橡皮筋的弹性势能；卡片弹到最高点时，卡片具有的重力势能为；则______（选填“<”“=”“>”）。 【答案】(1)正确 (2) 控制橡皮筋的形变量相同 正确 (3) 能 其它条件相同时，质量越大，卡片弹起的高度越低。实验中，卡片2质量较大，套上橡皮筋条数较多的卡片2弹起的高度更高，这说明卡片弹起的高度与橡皮筋的条数有关 (4)> 【详解】（1）橡皮筋的弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越大，卡片弹起的高度越高。因此，猜想1是正确的。 （2）[1][2]选用两张大小和豁口相同、质量不同的卡片，分别套上相同的橡皮筋，每次用手压平后松开，观察弹起高度。“每次把它在桌面上用手压平”的目的是：使橡皮筋的形变量相同，即确保每次实验中橡皮筋的弹性势能相同。发现质量越小的卡片弹起的高度越高，说明猜想2是正确的，即卡片弹起的高度与卡片的质量有关。 （3）[1][2]卡片2质量较大，根据（2）中结论可知，其它条件相同时，卡片2弹起的高度应较低。分别在质量较小的卡片1套上一根的橡皮筋，在质量较大的卡片2套上两根相同的橡皮筋，把它们在桌面上用手压平，迅速松开手，发现卡片2弹起的高度更高，这说明卡片弹起的高度与橡皮筋的条数有关，其它条件相同时，橡皮筋的条数越多，卡片弹起的高度越高。 （4）卡片从压平到最高点的过程中，弹性势能主要转化为重力势能。上升过程中，因为需要克服空气阻力做功，消耗一部分弹性势能。因此。 04 动能和势能的相互转化 一、单选题 1．（22-23九上·惠州惠阳四中·月考）如图所示，电动小车沿斜面从A端匀速运动到B端，在这个过程中，小车（     ） A．动能减小，重力势能增大，总机械能不变 B．动能增大，重力势能减小，总机械能不变 C．动能不变，重力势能增大，总机械能不变 D．动能不变，重力势能增大，总机械能增大 【答案】D 【详解】电动小车沿斜面从A匀速运动到B时，质量不变，速度不变，则动能不变；高度增大，则重力势能增加；机械能是动能与重力势能的总和，所以机械能增加。 故选D。 2．（25-26九下·江苏徐州大许中心中学·开学）小彭在徐州乐园坐过山车向下俯冲时，对其加速下降过程的机械能，下列分析正确的是（     ） A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能减小 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能增大 【答案】B 【详解】在徐州乐园坐过山车向下俯冲时，对其加速下降过程，质量不变，速度增大，动能增大，高度降低，重力势能减小，故B正确，ACD错误。 故选B。 3．2026年5月24日，长征二号F遥二十三火箭搭载神舟二十三号载人飞船在酒泉拔地而起，这标志着我国载人航天事业稳步迈向新高度。如图所示，飞船加速上升过程中，下列说法正确的是（　　） A．动能增大，重力势能减小，机械能不变 B．动能不变，重力势能增大，机械能增大 C．动能减小，重力势能增大，机械能不变 D．动能增大，重力势能增大，机械能增大 【答案】D 【详解】动能大小和物体质量、速度有关。飞船加速上升时，质量不变、速度变大，因此动能增大。重力势能大小和物体质量、高度有关。飞船上升时质量不变、离地高度变大，因此重力势能增大。机械能是动能与重力势能的总和，动能和重力势能都增大，所以机械能也增大。 故D正确，ABC错误。 故选 D。 4．（25-26九上·山西长治武乡·期中）某同学荡秋千时，在他从高处摆向低处的过程中（     ） A．重力势能不变 B．重力势能变大 C．动能不变 D．动能变大 【答案】D 【详解】该同学荡秋千从高处摆向低处的过程中，自身质量不变，所处高度降低，因此重力势能变小；速度增大，动能变大，故选D。 5．（23-24九上·南昌心远中学·质量评估）2023中国航空产业大会暨南昌飞行大会将在10月27日-29日举行，国产飞机C919将亮相南昌。如图所示为一架C919客机减速降落的情景。假设飞机飞行时质量不变，则关于此过程下列说法正确的是（     ） A．动能减小，机械能增加 B．重力势能减小，机械能减小 C．动能转化为重力势能 D．机械能守恒 【答案】B 【详解】ABD．飞机减速降落时，质量不变，速度和高度都减小，所以动能和重力势能都减小，因此机械能也减小，机械能不守恒，故AD错误，B正确； C．动能和重力势能均减小，机械能转化为其他形式的能，并非动能转化为重力势能，故C错误。 故选B。 6．（22-23九上·惠州惠阳四中·月考）如图所示，体积相同的铁球和铅球放在水平桌面上，它们以相同的速度运动，则（     ） A．铁球的机械能比铅球的机械能大 B．铁球的机械能比铅球的机械能小 C．两球的机械能相等 D．两球的动能相等 【答案】B 【详解】比较质量：铁的密度小于铅的密度，两球体积相同，根据公式  ，可知铁球的质量小于铅球的质量。 比较动能：动能的影响因素是质量和速度，两球运动速度相同，铁球质量更小，因此铁球的动能小于铅球的动能。 比较重力势能：重力势能的影响因素是质量和高度，两球都放在水平桌面上，高度相同，铁球质量更小，因此铁球的重力势能也小于铅球的重力势能。 比较机械能：机械能是动能与重力势能的总和，铁球的动能和重力势能都比铅球小，因此铁球的机械能比铅球的机械能小。 故选B。 7．（22-23九上·惠州惠阳四中·月考）大兴安岭发生火灾，飞机满载着灭火剂飞临火场上空，投下灭火剂后，飞机仍以原来的高度和速度匀速飞行，则与投下灭火剂之前相比，飞机的（     ） A．动能增加，机械能不变 B．动能减少，机械能减少 C．动能不变，机械能不变 D．动能不变，机械能增加 【答案】B 【详解】飞机投下灭火剂后总质量减小，飞行速度不变，则动能减小；飞机所处高度不变，则重力势能减小；机械能为动能与重力势能之和，因此机械能减小。故选B。 8．（22-23九上·惠州惠阳四中·月考）质量相同的甲、乙物体分别从同一高度处沿光滑的斜面和粗糙的斜面下滑到地面上，两物体重力势能减小的情况是（     ） A．甲物体多 B．乙物体多 C．两物体一样多 D．无法确定 【答案】C 【详解】重力势能与物体的质量和高度有关。甲乙两物体质量相同，下滑的高度差相同，因此重力势能减小量相同。 故选C。 9．（23-24九上·南京树人·月考）2022年北京冬奥会自由式滑雪大跳台比赛在北京赛区进行。如图所示，是运动员完成一次动作的示意图。关于运动员完成这次动作，下列说法中正确的是（     ） A．运动员从A点运动到B点的过程中人受到的重力不做功 B．运动员在C点的重力势能小于在E点的重力势能 C．运动员从A点运动到B点的过程中重力势能转化为动能 D．运动员在A点和E点的机械能相等 【答案】C 【详解】A．运动员从A点运动到B点的过程中，在重力方向上通过了距离，由可知重力做功，故A错误； B．运动员在C点的高度大于在E点的高度，质量不变时，C点的重力势能大于在E点的重力势能，故B错误； C．运动员从A点运动到B点的过程中，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，故C正确； D．运动员在运动过程中克服摩擦和空气阻力做功，机械能减小，A点的机械能大于E点的机械能，故D错误。 故选C。 10．饺子编剧并执导的动画电影《哪吒之魔童闹海》于2025年1月29日在中国大陆上映。登顶全球动画电影票房榜。电影中哪吒和母亲踢毽子的场景让我们很难忘，在哪吒将毽子踢向母亲的过程中，下列说法正确的是（     ） A．毽子运动到最高点时，动能为零、重力势能最大 B．踢出的毽子同时受到重力和脚对它的推力作用 C．飞行的毽子，若所受力全部消失，将做匀速直线运动 D．脚对毽子的力是由毽子的形变而产生的 【答案】C 【详解】A．将毽子踢向母亲的过程中，毽子运动到最高点时仍有水平方向速度，动能不为零，故A错误； B．踢出的毽子与脚不再接触，不受脚的推力作用，故B错误； C．飞行的毽子处于运动状态，根据牛顿第一定律，若所受力全部消失，将保持匀速直线运动状态，故C正确； D．弹力由施力物体的形变产生，脚对毽子的力的施力物体是脚，该力由脚的形变产生，故D错误。 故选C。 05 机械能的概念及机械能大小的比较 一、单选题 1．（25-26八下·湖南邵东·期末）关于机械能，下列说法正确的是（     ） A．质量大的物体动能一定大 B．被举高的物体具有重力势能 C．静止的物体没有机械能 D．物体的机械能一定保持不变 【答案】B 【详解】A．动能大小由质量和速度两个因素共同决定，质量大的物体如果速度很小，动能也不一定大，故A错误； B．重力势能的定义是物体由于被举高而具有的能，因此只要被举高的物体都具有重力势能，故B正确； C．机械能是动能与势能的总和，静止的物体动能为零，但如果物体被举高，就会具有重力势能，因此仍然拥有机械能，故C错误； D．当物体克服摩擦做功时，机械能会转化为内能，机械能减小，因此机械能不一定保持不变，故D错误。 故选B。 2．（25-26八下·湖北武汉·期末）下列关于能的说法，错误的是（     ） A．在水平公路上行驶的汽车具有动能 B．被拉开的弹弓具有机械能 C．在空中飞行的飞机只具有动能 D．悬挂在天花板上的吊灯具有重力势能 【答案】C 【详解】A．物体由于运动而具有的能是动能，在水平公路上行驶的汽车处于运动状态，具有动能，故A正确； B．被拉开的弹弓发生弹性形变，具有弹性势能，弹性势能属于机械能，所以弹弓具有机械能，故B正确； C．在空中飞行的飞机，既因为运动具有动能，又因为处于一定高度具有重力势能，不是只具有动能，故C错误； D．物体由于被举高而具有的能是重力势能，悬挂在天花板上的吊灯有一定高度，具有重力势能，故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 3．（25-26八下·重庆万州·教学质量监测）如图所示的AC332“吉祥鸟”是中国自研4吨级双发直升机，具备4500米高原悬停与作业能力，主打高原运输和应急救援，下列有关知识说法正确的是（     ） A．在空中，悬停状态的“吉祥鸟”不具有机械能 B．匀速直线飞行时，  “吉祥鸟”处于非平衡状态 C．停在水平地面时，直升机所受支持力与地面所受压力是一对平衡力 D．停在水平地面时，直升机所受支持力与直升机总重力是一对平衡力 【答案】D 【详解】A．悬停状态的直升机，具有一定的高度和质量，因此具有重力势能，其属于机械能，所以它具有机械能。故A错误； B．匀速直线飞行时，直升机的速度大小和方向都不变，属于平衡状态。故B错误； C．停在水平地面时，直升机所受支持力的受力物体是直升机，地面所受压力的受力物体是地面，这两个力作用在不同物体上，是一对相互作用力，故C错误； D．停在水平地面时，直升机所受支持力与直升机总重力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力。故D正确。 故选D。 4．（24-25八下·山东滨州·期末）下列说法错误的是（　　） A．人推小车前进，推力做了功，也常说人做了功 B．不同的物体做功的时间相同，做功越多的功率越大 C．高楼上悬挂的空调室外机，没有机械能 D．流动的水能推动水车，说明流水具有能量 【答案】C 【详解】A．人推小车前进，满足做功的两个条件（有力作用、物体在力的方向上通过距离），推力对小车做功，日常表述中也可直接说人做了功，故A正确； B．功率公式为，所以做功时间相同时，做功越多，功率越大，故B正确； C．机械能是动能和势能的总和，高楼上的空调室外机虽然动能为零，但相对于地面具有重力势能，因此它拥有机械能，故C错误； D．能够对外做功的物体具有能量，流水能推动水车做功，说明流水具有能量，故D正确。 本题要求选错误的，故选C。 5．（25-26八下·湖北武汉·期末）如图所示，跳台滑雪运动中，运动员从点由助滑开始下滑，直到下落至着陆坡的运动过程中经过了不同的位置。不考虑空气阻力，则运动员（     ） A．由到的运动过程中，由于惯性做加速运动 B．由到的运动过程中，动能全部转化为重力势能 C．在跃起后的最高点点处于平衡状态 D．在点处的动能可能比点处的大 【答案】D 【详解】A．惯性是物体保持原有运动状态的性质，不是使物体加速的原因，由A到B的运动过程中，重力势能转化为动能，速度增大，运动员做加速运动，故A不符合题意； B．由B到C的运动过程中，运动员在空中运动且不考虑空气阻力，仅有动能转化为重力势能，但最高点C处运动员仍具有水平方向的动能，因此动能并未全部转化为重力势能，故B不符合题意； C．在跃起后的最高点点，运动员只受重力，受力不平衡，运动员不是平衡状态，故C不符合题意； D．由B到D的过程中，运动员着陆时存在碰撞能量损失，且着陆后在雪道滑行时克服摩擦力做功，机械能减小，因此B点的机械能大于D点的机械能；由图可知B点高度大于D点，B点重力势能大于D点重力势能，机械能等于动能与势能之和，因此B点处的动能可能比D点处的大，故D符合题意。 故选D。 6．（2026·山东临沂·二模）2026年1月12日，我国在酒泉卫星发射中心成功完成了“力鸿一号”飞行器的亚轨道飞行试验，其搭载的返回式载荷舱通过伞降回收系统减速并顺利着陆完成回收。该载荷舱在减速下落的过程中，下列说法正确的是（     ） A．动能变小，重力势能变小 B．动能变大，重力势能变小 C．动能变小，重力势能变大 D．动能不变，机械能变小 【答案】A 【详解】载荷舱在减速下落，即速度变小，而载荷舱的质量不变，动能变小；高度不断降低，重力势能变小；机械能是动能与势能的总和，因此机械能变小。故选A。 二、多选题 7．（25-26八下·天津河北区·期末）关于能的概念，说法不正确的是（     ） A．速度大的物体的动能一定大 B．质量大的物体的重力势能一定大 C．空中飞行的子弹既有动能又有势能 D．用线吊在高处静止的小球没有机械能 【答案】ABD 【详解】A．动能的大小由物体的质量和速度共同决定，仅速度大，质量未知时，动能不一定大，故A错误，符合题意； B．重力势能的大小由物体的质量和所处高度共同决定，仅质量大，高度未知时，重力势能不一定大，故B错误，符合题意； C．空中飞行的子弹具有一定速度，因此有动能，同时具有一定高度，因此有重力势能，故C正确，不符合题意； D．用线吊在高处静止的小球，速度为0，动能为0，但具有一定高度，重力势能不为0，机械能等于动能与势能之和，因此小球有机械能，故D错误，符合题意。 故选ABD。 三、填空题 8．（22-23九上·惠州惠阳四中·月考）跳高运动员在空中运动时动能是1500J，重力势能是1075J，则他的机械能为___________J，当他落下并最后静止在地面上时，他的动能为___________，重力势能为___________。 【答案】 2575 0J 0J 【详解】机械能是动能与势能的总和，势能包括重力势能和弹性势能，弹性势能本题未涉及，由题意，跳高运动员的机械能为 动能的大小和物体的质量、运动速度有关，运动员最后静止在地面上时速度为0，因此动能为0J。 重力势能的大小和物体的质量、被举高的高度有关，通常以地面为重力势能的参考零位面，运动员静止在地面上时，相对地面的高度为0，因此重力势能为0J。 9．（25-26八下·阜新·期末）如图所示，一小球从桌面上的点水平运动到点，然后落到地面上弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，其中、是同一高度上的两点。从点到点，小球的动能_______（选填“变大”“变小”或“不变”）；小球在点的机械能_________（选填“大于”“小于”或“等于”）在点的机械能。 【答案】 变大 小于 【详解】从点到点，小球的质量不变，速度变大，动能变大； 小球运动过程中不断克服摩擦力做功，机械能不断减小，则小球在点的机械能小于在点的机械能。 10．（24-25八下·靖宇三中·期末）中国女篮获得世界杯亚军，振奋了全国人民。 (1)如图1所示，离手后的篮球在空中依次从点运动到点，在此过程中，篮球处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态，篮球在______点的动能最大。 (2)如图2为它在等高点和的能量柱状图，则篮球在点的机械能______（选填“大于”“等于”或“小于”）在点的机械能，整个过程中，篮球的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】(1) 非平衡 A (2) 大于 不守恒 【详解】（1）物体只有处于静止或匀速直线运动状态时才是平衡状态，离手后的篮球在空中做曲线运动，速度和方向都在改变，受力不平衡，因此是非平衡状态。 重力势能随高度降低而减小，篮球运动过程中受空气阻力，机械能不断减少；四个点中A点高度最低，重力势能最小，因此动能最大。 （2）B和D是等高点，因此两点的重力势能相等；机械能等于动能加重力势能，由图2可知，B点动能大于D点动能，因此B点的机械能大于D点的机械能。 整个过程中篮球克服空气阻力做功，一部分机械能转化为内能，机械能不断减少，因此机械能不守恒。 06 机械能守恒的条件 一、单选题 1．在跳水比赛中，运动员从跳板上起跳后，向上运动到最高点再向下落入水中的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（     ） A．上升过程中，动能增大，重力势能减小 B．上升过程中，动能转化为重力势能，机械能不变 C．下降过程中，动能减小，重力势能增大 D．下降过程中，重力势能转化为动能，机械能减少 【答案】B 【详解】AB．上升过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，动能转化为重力势能，不计空气阻力，机械能不变，故B正确，A错误； CD．下降过程中，质量不变，速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，不计空气阻力，机械能不变，故CD错误。 故选B。 2．（25-26八下·湖北云梦·期末）如图所示，一小球从粗糙的固定轨道A处由静止开始运动，经过B处，再向上运动到轨道右侧的最高点C处（图中未画出）。下列说法错误的是（     ） A．小球在A处的重力势能比在B处时大 B．小球在A处的动能比在B处时小 C．C处的高度小于A处的高度 D．能的转化过程中，小球的机械能守恒 【答案】D 【详解】A．同一小球质量不变，A处高度比B处高，因此A处重力势能比B处大，故A正确； B．小球在A处由静止开始运动，A处速度为0，从A运动到B过程中，重力势能转化为动能，B处速度大于A处，因此A处动能比B处小，故B正确； CD．小球运动过程中，由于受到摩擦力，一部分机械能转化为其它形式的能，机械能不断减小，运动到轨道右侧的最高点C处时，速度为零，与A处相比，小球在这两点动能均为零，都只具有重力势能，则小球在C处重力势能小于A处，质量不变，故C处高度小于A处，小球不可能从右侧冲出轨道，故C正确，D错误。 本题选择描述错误的，故选D。 3．（2026·驻马店第二初级中学·二模）电影《哪吒》中，毽子是哪吒最爱的玩具，如图所示，毽子被哪吒竖直踢到最高点后又竖直下落到水平地面上静止，空气的阻力不可忽略。关于毽子上下飞舞时的情况下列说法中正确的是（     ） A．踢出后的毽子在整个运动过程中受到的合力的方向始终竖直向下 B．踢起的毽子继续上升是由于受到惯性的作用 C．踢出后的毽子在整个运动过程中的机械能守恒 D．毽子在最高点时处于平衡状态 【答案】A 【详解】A．毽子上升过程中，空气阻力与运动方向相反（竖直向下），重力也竖直向下，因此合力方向竖直向下；在最高点时，毽子速度为0，不受空气阻力，只受重力，合力方向竖直向下；毽子下落过程中，空气阻力竖直向上，但重力始终大于空气阻力，因此合力方向仍竖直向下。因此整个运动过程中，合力方向始终竖直向下，故A正确； B．惯性是物体本身固有的属性，不是力，不能说“受到惯性的作用”，故B错误； C．空气阻力不可忽略，毽子运动过程中需要克服空气阻力做功，机械能不断转化为内能，机械能减小，不守恒，故C错误； D．毽子在最高点时只受重力，合力不为零，因此不是平衡状态，故D错误。 故选A。 二、多选题 4．（24-25八下·沈阳第四十三中学·月考）2024年巴黎奥运会期间，我国运动健儿用汗水和努力，让五星红旗一次次升起，这也是他们祝福祖国最好的礼物，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．甲图中巩立姣将铅球投出的整个过程中，巩立姣对铅球做了功 B．乙图中戴倩倩将标枪掷出后，标枪到达最高点时受到非平衡力的作用 C．丙图中郑钦文从拍刚接触球到球拍形变最大的过程，若不计能量损失，球的机械能守恒 D．丁图中李发彬举着杠铃静止时，他受到的重力与地面对他的支持力是一对平衡力 【答案】AB 【详解】A．甲图中巩立姣将铅球投出的整个过程中，有力作用在铅球上，铅球在力的方向上通过了距离，巩立姣对铅球做功，故A正确； B．将标枪掷出后，标枪到达最高点时受到的重力与空气阻力不平衡，所以受到非平衡力的作用，故B正确； C．丙图中郑钦文从拍刚接触球到球拍形变最大的过程，动能转化为弹性势能，若不计能量损失，球的机械能不守恒，部分能量转化为球拍的弹性势能，故C错误； D．丁图中李发彬举着杠铃静止时，他受到的重力和杠铃的总重力与地面对他的支持力大小才相等，他受到的重力与地面对他的支持力大小不相等，不是一对平衡力，故D错误。 故选AB。 三、填空题 5．（25-26八下·山东枣庄·期末）把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到你的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，离你而去，到达左侧最高点后，铁锁又向你运动，铁锁____________（选填“会”或“不会”）打到你的鼻子。原因是铁锁在运动过程中动能和重力势能相互转化，在忽略阻力时，机械能的总和____________，即机械能守恒，所以铁锁在摆回时，不会打到鼻子。 【答案】 不会 不变 【详解】铁锁从鼻子附近由静止松手，初始动能为零。忽略阻力时，铁锁摆动过程中只有动能和重力势能相互转化，机械能的总量保持不变，摆回最高点时重力势能和初始相等，高度最多和初始位置相同，不会超过初始位置打到鼻子。 6．（2026·合肥第四十五中学橡树湾校区·考前预测）如图，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球；O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO=OB）。小球动能最大的位置在___________点（选填“A”、“O”、“B”）。 【答案】O 【详解】小球在A位置时，弹簧的弹性势能最大，小球的动能为零；从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复到原长，弹簧的弹性势能减小，小球的动能增大，而水平台面光滑，所以该系统机械能守恒，则弹性势能全转化为动能。在O位置弹性势能为0，动能最大。 7．（2026·山东烟台·二模）“嫦娥五号”实现了我国首次月球无人采样返回。返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。若只考虑空气阻力和重力的影响，在这个过程中，由A到B段返回器的动能逐渐________（选填“增大”“减小”或“不变”），返回器在B点时的速度________（选填“大于”“小于”或“等于”）到达C点时的速度，从A到D的全过程中返回器机械能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 减小 等于 减小 【详解】[1]返回器在大气层内从A到B，克服空气阻力和重力做功，机械能在减小，所以动能逐渐减小。 [2]从B到C，返回器穿出大气层，太空中没有空气阻力，只有重力做功，机械能守恒，B，C两点距地面高度相同，重力势能相同，故动能也相同，所以B点的速度等于C点的速度。 [3]从A到D的全过程中，返回器多次经过大气层，一直都克服空气阻力做功，会消耗机械能，所以机械能减小。 8．（23-24八下·马边第一初级中学·期末）如图为我国运动员在第31届世界大运会（成都）跳高比赛上跃过横杆的瞬间。若不计一切阻力，该名运动员从起跳到跃过横杆的瞬间，其___（选填：“重力势能”或“动能”或“机械能”）增加，其___（选填：“重力势能”或“动能”或“机械能”）守恒。 【答案】 重力势能 机械能 【详解】[1][2]若不计一切阻力，则运动员上升过程中质量不变，高度增加，速度减小，重力势能增大，动能变小；由于不计一切阻力，故机械能守恒。 9．（24-25八下·合肥行知实验中学·期中）如图所示，拴在细线下的小球在竖直平面内来回摆动时，A、B点分别是小球能到达两侧的最高点，C点为B点的正下方，若到达最高点B点时绳子突然断裂，小球将落在________（选填“C点”、“C点左方”或“C点右方”）。 【答案】C点 【详解】【小题1】由题可知，在最高点B，小球速度为0（因为是摆动的最高点，动能为0）。此时小球只受重力作用（绳子断裂后不再有拉力）。由于速度为0，且在B点处位置最高，因此，若到达最高点B点时绳子突然断裂，小球会直接竖直下落，落在B点正下方的C点。 四、科普阅读题 10．（25-26九下·山东菏泽·期中）请你阅读下面的短文，回答问题： 2016年8月16日1时40分，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，如图甲所示，为了保护发射塔，在塔下有个充满水的水池，火箭发射时可以看见冒出大量的“白烟”。 “墨子号”名字的来历：墨子最早提出光线沿直线传播，设计了小孔成像实验，奠定了光通信、量子通信的基础。以中国古代伟大科学家的名字命名量子卫星，将提升我们的文化自信。 “墨子号”卫星是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。量子科学实验卫星作为以量子力学基本原理为基础的全新通信技术，量子通信被视为可以解决人们的担忧、无条件保障通信安全的最有效方式。“墨子号”卫星与地球同步卫星运行轨迹相似（如图乙所示），但比一般卫星运行的轨道较低，且绕地球运转快于地球自转。 (1)“墨子号”卫星在轨道上运行过程中，以地球为参照物，它是________（选填“运动”或“静止”）的；小孔成像实验中所成的像是________（选填“正立”或“倒立”）的________（选填“实像”或“虚像”）； (2)如图乙所示，“墨子号”卫星从近地点向远地点运行过程中，能量的转化情况是_____，整个运行过程中机械能的总量____（选填“变大”“变小”或“不变”）； (3)请解释塔下充满水的水池是如何保护发射塔的：______________。 【答案】(1) 运动 倒立 实像 (2) 动能转化为重力势能 不变 (3)温度很高的火焰喷到大水池中，能使大量的水瞬间汽化，水汽化时要从周围的物体吸热，使周围环境温度不会太高，从而保护了发射塔 【详解】（1）“墨子号”绕地球转动的速度快于地球自转，相对地球的位置不断变化，因此以地球为参照物它是运动的； 小孔成像由光的直线传播形成，成的是倒立的实像。 （2）卫星从近地点到远地点运行时质量不变，速度减小、高度增加，因此动能减小、重力势能增大，动能转化为重力势能。 太空中几乎无空气阻力，机械能不损耗，总量保持不变。 （3）略。 模拟题训练 一、多选题 1．（23-24九下·盘锦·开学）关于篮球比赛时出现的场景，下列说法中正确的是（　　） A．篮球出手后还能继续运动，是因为受到惯性的作用 B．篮球表面做得凹凸不平是为了增大和手之间的摩擦 C．投篮时，篮球出手后到达最高点时处于平衡状态 D．篮球离开篮筐下落过程中，重力势能转化为动能 【答案】BD 【详解】A．惯性是物体的固有属性，惯性不是力，不能说惯性力或受惯性的作用，故A错误； B．篮球表面做得凹凸不平，是为了增大接触面的粗糙程度，增大篮球和手之间的摩擦；故B正确； C．投篮时，篮球出手后到达最高点时，受到重力和空气阻力的作用，这两个力大小不相等，且也不在同一条直线上，不是平衡力，故篮球处于非平衡状态，故C错误； D．篮球离开篮筐下落过程中，重力势能减小，动能增大，将重力势能转化为动能，故D正确。 故选BD。 二、单选题 2．（26-27九上·全国·学情自测）我国自主研制的乒乓球训练机器人，能通过图像传感装置分析运动员的运动数据，并针对性地进行对抗训练。下列说法正确的是（     ） A．以空中飞行的乒乓球为参照物，台案是静止的 B．球拍对乒乓球的力大于乒乓球对球拍的力 C．乒乓球从高处下落的过程中，动能变大，重力势能变小 D．王楚钦拉出的“弧圈球”，利用了流体流速大的位置压强大 【答案】C 【详解】A．以飞行的乒乓球为参照物，台案相对乒乓球位置发生变化，台案是运动的，故A错误； B．球拍对乒乓球的力与乒乓球对球拍的力是一对相互作用力，相互作用力大小相等，故B错误； C．乒乓球下落过程中质量不变，速度增大则动能变大，高度减小则重力势能变小，故C正确； D．流体压强规律为流速越大的位置压强越小，弧圈球利用的是该原理，故D错误。 故选 C。 3．（2025·鹿寨初级实验中学·模拟）跳高运动员在跳高过程中越过最高点时（    ） A．重力势能最大 B．重力势能最小 C．重力势能为零 D．动能最大 【答案】A 【详解】运动员竖直向上跳起，在运动员上升到最高点时，速度为零，所以动能为零，此时处于最高点，高度最大，重力势能最大。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．辽宁男篮在 2025 年 4 月的 CBA 季后赛 1/4 决赛中，横扫新疆男篮，强势晋级四强。在比赛中，球员将球从手中抛出后（不计空气阻力），球在空中飞行的过程中，下列说法正确的是（　　） A．球的运动状态保持不变 B．球的机械能逐渐减小 C．球的动能一直增大 D．球员对球不做功 【答案】D 【详解】A．球在空中飞行时，速度大小、运动方向都在变化，运动状态发生改变，故A错误； B．不计空气阻力，球在空中飞行的过程中，只有重力做功，机械能守恒，机械能总量不变，故B错误； C．球上升时速度减小、动能减小；下落时速度增大、动能增大，动能不是一直增大，故C错误； D．球离开球员的手之后，球员对球不再施加力，因此球员对球不做功，故D正确。 故选D。 5．2025年4月30日，神舟十九号载人飞船返回舱成功着陆。返回舱在着陆阶段接近地面时，会打开降落伞进行减速，随后在距离地面一定高度时，反推发动机点火进一步减速，最终安全着陆。下列说法正确的是（　　） A．打开降落伞稳定后，返回舱相对于降落伞是运动的 B．返回舱进入大气层后，与空气摩擦时内能转化为机械能 C．返回舱表面材料需具备耐高温、隔热性好的特点 D．返回舱减速下降过程中，动能增大，重力势能减小 【答案】C 【详解】A．返回舱降落过程中，返回舱相对于降落伞没有位置的变化，以降落伞为参照物，返回舱是静止的，故A错误； B．返回舱进入大气层后与空气剧烈摩擦，在这个过程中将机械能转化为内能，故B错误； C．考虑其材料应具备的性质，如耐高温、隔热性好，强度大等；故C正确； D．返回舱减速下降过程中，做减速运动，质量不变，速度减小，动能减小；高度减小，重力势能减小，故D错误。 故选C。 【点睛】本题考查了能量的转化以及运动的相对性，综合性较强。 6．（2025·内蒙古通辽·模拟）体育运动有助于提高身体素质。下列说法中正确的是（     ） A．游泳——沿水平方向游动时，人受到的重力与所受浮力是相互作用力 B．打羽毛球——羽毛球运动到最高点时，动能大小刚好减为零 C．踢足球——踢出去的足球在草地上越滚越慢是因为足球不受力的作用 D．打篮球——投篮时，篮球划过一条弧线，此时手对篮球没有做功 【答案】D 【详解】A．沿水平方向游动时，重力和浮力都作用在人这同一物体上，是一对平衡力，故A错误； B．羽毛球运动到最高点时，竖直方向速度为零，但水平方向仍有速度，所以动能不为零，故B错误； C．足球越滚越慢，是因为受到草地的阻力作用，故C错误； D．投篮时，篮球离开手后，手不再对篮球施加力，所以手对篮球没有做功，故D正确。 故选D。 7．（2025·山西临汾·二模）如图所示，小明乘坐有“太原之眼”之称的摩天轮观赏太原美景。当摩天轮运行时，下列说法正确的是（     ） A．摩天轮匀速转动时，小明相对于地面静止 B．摩天轮匀速转动时，小明的运动状态改变 C．轿厢匀速上升时，小明具有的惯性增大 D．轿厢匀速下降时，重力势能转化为动能 【答案】B 【详解】A．小明随摩天轮转动时，相对于地面的位置不断发生变化，故小明相对于地面是运动的，故A错误； B．摩天轮匀速转动时，小明的运动方向不断变化，运动状态发生改变，故B正确； C．惯性大小只与物体质量有关，小明的质量不变，因此惯性大小不变，故C错误； D．轿厢匀速下降时，速度不变，动能大小不变，高度减小，重力势能减小，重力势能减小量并不是转化为物体的动能，故D错误。 故选B。 8．（2025·山西长治·一模）如图所示，这是一款爬杆机器人，仅凭电池提供的能量，就能像人一样沿杆竖直向上匀速爬行。在此过程中，关于机器人的说法正确的是（     ） A．所受的摩擦力与重力平衡 B．所受摩擦力的方向竖直向下 C．机械能的大小保持不变 D．运动状态不断发生变化 【答案】A 【详解】AB．机器人竖直向上匀速爬行，处于平衡状态，竖直方向上只受重力和摩擦力，两个力是一对平衡力，根据二力平衡的条件，摩擦力方向竖直向上，故A正确，B错误； C．机器人匀速爬行时，速度不变、动能不变，高度不断增加、重力势能增大，机械能等于动能与势能之和，因此机械能增大，故C错误； D．运动状态包括速度大小和运动方向两个方面，机器人匀速爬行时，速度大小和运动方向都不变，因此运动状态不变，D错误。 故选A。 9．（2026·山东济南·模拟）2026年2月18日，中国选手徐梦桃在米兰冬奥会自由式滑雪女子空中技巧决赛中斩获金牌，成为该项目历史上首个卫冕冠军。她在比赛中的运动轨迹如图所示，则她（     ） A．从A到B过程中她的重力势能增大 B．从B到C的过程中她的动能增大 C．从C到D的过程中她的重力势能主要转化为动能 D．从A到D的过程中她的机械能是守恒的 【答案】C 【详解】A．从到，高度降低，质量不变，重力势能随高度降低而减小，因此重力势能减小，故A不符合题意； B．从到是上升过程，速度减小，质量不变，动能随速度减小而减小，动能转化为重力势能，因此动能减小，故B不符合题意； C．从到是下落过程，高度降低、速度增大，重力势能减小，动能增大，重力势能主要转化为动能，故C符合题意； D．从到的过程中，需要克服空气阻力、雪面摩擦力做功，一部分机械能转化为其他形式的能量，机械能不守恒，故D不符合题意。 故选C。 10．（2026·华君外国语·预测）2026年5月25日，神舟二十三号载人飞船仅用3.5小时就完成了与天和核心舱的交会对接，如图所示是搭载神舟二十三号载人飞船的运载火箭发射升空时的场景，下列说法错误的是（     ） A．火箭使用的液态氢燃料热值较大 B．火箭升空利用了物体间力的作用是相互的 C．升空过程中，以火箭为参照物，飞船是静止的 D．火箭在加速升空过程中，飞船的机械能不变 【答案】D 【详解】A．火箭使用液态氢作为燃料，是因为液态氢的热值较大，相同质量的燃料完全燃烧时能放出更多的热量，故A正确； B．火箭升空时，向下喷出高温高压的燃气，燃气对火箭施加一个向上的反作用力，利用了物体间力的作用是相互的，故B正确； C．升空过程中，飞船与火箭的相对位置没有发生变化，所以以火箭为参照物，飞船是静止的，故C正确； D．火箭在加速升空过程中，飞船的质量不变，速度增大，高度升高，而机械能动能重力势能，所以飞船的机械能增大，故D错误。 本题要求选择说法错误的，故选D。 三、填空题 11．空竹是中国传统游戏，早在宋代的《梦粱录》中便有详细记载。空竹以竹木制成，外侧分布着若干方形哨口，哨口内藏有大小各异的气腔，空竹转动时发出悦耳的嗡嗡声。 (1)抖动空竹转动时，空竹发出嗡嗡声是由气腔内的空气______产生的。 (2)当空竹被抛向高处的过程中，空竹的重力势能逐渐______；到达最高处时，空竹处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态。 (3)停止抖动绳子，空竹仍能持续转动一段时间，这是由于空竹具有______。 【答案】(1)振动 (2) 增大 非平衡 (3)惯性 【详解】（1）声音是由物体的振动产生的，所以抖动空竹转动时，空竹发出嗡嗡声是由于气腔内的空气振动产生的。 （2）[1]当空竹被抛向高处的过程中，空竹质量不变，高度增加，所以空竹的重力势能逐渐增大。 [2]到达最高处时，空竹受到重力的作用，合力不为零，受到的不是平衡力，所以空竹处于非平衡状态。 （3）由于空竹具有惯性，停止抖动绳子时，空竹要保持原来运动状态不变，能持续转动一段时间。 12．（2026·佛山映月中学·适应性考试）如图所示，火箭点火后向下喷出燃气，火箭获得向上的动力，说明物体间力的作用是________的，载人飞船加速升空的过程中，航天员的动能________（选填“变大”、“变小”或“不变”），在加速过程中航天员的惯性________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 相互 变大 不变 【详解】火箭点火后向下喷出燃气，火箭给气体向下的推力，火箭同时获得向上的动力，向上升空，说明物体间力的作用是相互的。 载人飞船加速升空的过程中，航天员的质量不变，速度变大，动能变大。 惯性是物体的属性，只与物体的质量有关，在加速过程中航天员的质量不变，则惯性不变。 真题.感知 一、单选题 1．（2026·辽宁·中考）2026年5月29日，神舟二十二号载人飞船的返回舱顺利着陆。返回舱在减速落向地面的过程中（     ） A．受到惯性的作用 B．运动状态发生改变 C．所受合力为0 D．机械能增加 【答案】B 【详解】A．惯性是物体固有属性，不是力，不能表述为“受到惯性的作用”，故A不符合题意； B．返回舱减速下落，速度不断减小，运动状态发生改变，故B符合题意； C．物体所受合力为0时处于静止或匀速直线运动状态，返回舱做减速运动，受力不平衡，合力不为0，故C不符合题意； D．动能和势能统称机械能，返回舱质量不变，速度减小，动能减小，高度降低，重力势能减小，因此机械能减小，故D不符合题意。 故选B。 2．（2026·武汉·中考）一小球从点被水平抛出，若小球每次与地面碰撞都会损失一部分机械能，不计空气阻力，则小球经过多次弹跳后停在水平地面，部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（     ） A．小球在点的机械能大于在点的机械能 B．小球在点的动能可能等于在点的动能 C．从点到点，小球的动能先减小后增大，机械能不变 D．从点到点，小球的动能和重力势能均先减小后增大 【答案】C 【详解】A．小球从点到点，不计空气阻力，只有重力做功，机械能守恒，两点机械能相等，故A错误； B．小球与地面碰撞损失机械能，且点在第一次碰撞前，点在第一次碰撞后，点机械能大于点机械能；由图可知，点重力势能小于点重力势能，故小球在点的动能一定大于在点的动能，故B错误； C．从点到点，小球先上升后下降，速度先减小后增大，动能先减小后增大；此过程不计空气阻力，机械能守恒，故C正确； D．从点到点，小球先下落后上升，高度先减小后增大，重力势能先减小后增大；下落过程速度增大，动能增大，碰撞后上升过程速度减小，动能减小，故动能先增大后减小，故D错误。 故选C。 3．（2025·四川雅安·中考）我国在无人机研发和生产领域都处于世界领先水平。如图，快递员操作无人机运送包裹，无人机在匀速上升过程中（     ） A．动能不变，机械能增加 B．动能不变，机械能不变 C．动能增加，机械能增加 D．动能增加，机械能不变 【答案】A 【详解】无人机匀速上升过程中，质量不变，速度不变，因此动能不变； 高度不断增大，因此重力势能增大； 机械能是动能和势能的总和，因此总机械能增加。 故选A。 4．（2026·四川甘孜州&阿坝州·中考）2026年冬奥会，在单板滑雪男子坡面障碍技巧决赛中，苏翊鸣为中国夺得首枚金牌。图示为运动员的比赛情境，关于他减速上升的过程，下列说法正确的是（     ） A．动能减小 B．动能增大 C．重力势能减小 D．重力势能不变 【答案】A 【详解】运动员减速上升时，质量不变，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大。 故选A。 5．（2026·广西·中考）舞狮是中华民族传统民俗活动，如图，狮子由低处向高处跳跃，此过程中狮子（     ） A．没有惯性 B．动能不变 C．重力势能增大 D．重力势能减小 【答案】C 【详解】A．惯性是一切物体的固有属性，所有物体在任何状态下都具有惯性，故A不符合题意； B．动能的大小和物体质量、速度有关，狮子由低处向高处跳跃时，质量不变，但需要克服重力做功，其上升的速度会逐渐减小，因此动能减小，故B不符合题意； CD．重力势能的大小和物体质量、高度有关，狮子跳跃过程中质量不变，高度升高，因此重力势能增大，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 二、填空题 6．（2026·广西·中考）2025年12月29日，广西首座抽水蓄能电站建成投产。在用电低谷时电站通过________（选填“抽水机”或“发电机”）将水从低处抽至高处储存，在用电高峰时放水发电，将机械能转化为________能。 【答案】 抽水机 电 【详解】用电低谷时电力资源富余，需要将电能转化为水的重力势能储存，此过程依靠抽水机完成，抽水机消耗电能把水从低处抽至高处； 用电高峰时放水发电，水流的机械能推动发电机运转，发电机将机械能转化为电能，实现能量的转化利用。 2 学科网（北京）股份有限公司 $