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1 / 11 学科网（北京）股份有限公司 专题12 机械能及能量守恒定律 考点1 动能和势能 1．（2026 新疆）小赵同学荡秋千时，从高处摆向低处的过程中，他的（ ） A．重力势能增大、动能增大 B．重力势能减小、动能减小 C．重力势能减小、动能增大 D．重力势能增大、动能减小 【答案】C 【解析】重力势能的大小与质量和高度有关，小赵从高处摆向低处时，质量不变，高度降低，重力势能减 小；动能的大小与质量和速度有关，摆向低处过程中，小赵同学的速度增大，质量不变，动能增大，故ABD 不符合题意，C 符合题意。 故选C。 2．（2026 江苏扬州）2026 年5 月，中欧联合研制的“太阳风——磁层相互作用全景成像卫星”（简称“微 笑”卫星）成功发射。成像卫星利用电磁波进行拍摄，用来研究太阳风对地球磁场的影响。卫星在轨运行 如图，下列分析正确的是（ ） 考点分类 2026 年中考命题解读 创新考法 考点01 动能和势 能 结合无人机悬停与爬升，判断动能、重 力势能变化，考查影响因素 以“水火箭”发射为背景，分析上升阶 段能量变化及影响因素 考点02 机械能及 其转化 通过过山车模型，分析无动力下滑时动 能与势能的相互转化过程 结合“蹦极”运动，分析人从跳台下落 至最低点的机械能转化 2 / 11 学科网（北京）股份有限公司 A．火箭点火升空的过程中，只受重力 B．卫星从近地点运动到远地点过程中，势能增大 C．卫星和地球之间通过超声波传递信息 D．拍摄时发射的电磁波在真空中速度为340m/s 【答案】B 【解析】A．火箭点火升空过程中，除重力外，还受到燃料燃烧产生的推力、空气阻力，故A 错误； B．重力势能大小与物体质量和高度有关，卫星质量不变，从近地点到远地点，相对于地球的高度增大，因 此重力势能增大，故B 正确； C．超声波属于声波，声音传播需要介质，真空不能传声，太空是真空环境，无法传播超声波，卫星和地球 之间通过电磁波传递信息，故C 错误； D．电磁波在真空中的传播速度为 8 3 10 m s ，340 m/s 是声波在空气中的传播速度，故D 错误。 故选B。 3．（2026 湖北）我国空间环境地面模拟装置又名“地面空间站”。可在其月尘舱内模拟月球表面尘土下降 的环境中，研究月尘浓度对信号传输的影响，还可在其特种材料屏蔽环境内模拟月球的无磁场环境。下列 说法正确的是（ ） A．月尘下降过程中重力势能增大 B．月尘在地球的质量比在月球大 C．月尘影响的是声波在月球表面传输 D．利用屏蔽材料是为了消除地磁场影响 【答案】D 【解析】A．月尘下降时高度h 减小，质量m 不变，所以重力势能减小，故A 错误； B．质量是物体的固有属性，不随物体的位置改变而改变，月尘在地球和月球上的质量相同，故B 错误； C．月球表面是真空环境，声波无法在真空中传播，因此月尘不会影响声波传输，题目中提及的受月尘影响 的信号是电磁波，故C 错误； D．地球存在地磁场，要模拟月球的无磁场环境，利用屏蔽材料可消除地磁场的影响，故D 正确。 故选D。 4．（2026 四川内江）如图所示是某同学在水平路面上骑自行车的情景，下列说法正确的是（ ） 3 / 11 学科网（北京）股份有限公司 A．该同学在骑行的过程中将机械能转化为电能 B．自行车在水平路面上匀速行驶的过程中，动能不变 C．刹车时，握紧自行车手闸减速是为了减小摩擦 D．自行车把手有凹凸不平的花纹，这是为了减小摩擦 【答案】B 【解析】A．普通自行车骑行过程中，是将人的化学能转化为自行车的机械能，不是机械能转化为电能，故 A 错误； B．动能大小由质量和速度决定，自行车在水平路面匀速行驶时，总质量不变、速度不变，因此动能不变， 故B 正确； C．刹车时握紧手闸，是通过增大压力来增大摩擦，实现减速，不是减小摩擦，故C 错误； D．自行车把手的凹凸花纹，是通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦，不是减小摩擦，故D 错误。 故选B。 5．（2026 四川凉山）图示中的踏碓是古代的舂米工具，由杵臼演变而来。用柱子架起一根木杠，木杠的一 端装一块大石头，用脚连续踩踏木杠的另一端，石头就连续起落，去掉石臼中稻谷的皮。石头下落过程中， 重力势能______（选填“变大”“变小”或“不变”），踏碓是______（选填“省力”“等臂”或“费力”） 杠杆。 【答案】 变小 费力 【解析】石头下落过程中，质量不变，但高度降低，所以重力势能变小。 观察可知，以木杠与柱子的接触点为支点，脚施加力的力臂小于石头重力的力臂，根据杠杆的分类，动力 臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆，所以踏碓属于费力杠杆。 4 / 11 学科网（北京）股份有限公司 6．（2026 黑龙江）如图所示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。在河水冲击下，水轮开始转动说明力可以改变物体的_____。竹筒依次将水提升到高处并倒 入水槽中，水流向岸上的农田。竹筒内的水在提升过程中，其重力势能______（选填“增大”“减小”或 “不变”）。 【答案】 运动状态 增大 【解析】河水冲击使原本静止的水轮开始转动，速度发生改变，说明力可以改变物体的运动状态；竹筒内 的水在提升过程中，竹筒里的水的质量不变，被提升时高度变大，因此重力势能增大。 7．（2026 江苏苏州）如图为某曳引式电梯示意图，在轿厢和配重的上端、下端各连了一根粗细均匀的钢丝 绳，钢丝绳质量较大。上方钢丝绳绕过固定于电梯井道顶部的两个转轮，左边转轮为曳引机的动力轮，它 对钢丝绳提供摩擦力，引导电梯运行。右边转轮为定滑轮，起导向作用，对钢丝绳的摩擦力忽略不计。 (1)轿厢下降时，配重的重力势能会________。 (2)若轿厢空载时质量为480 kg，配重质量为660 kg。当质量为80 kg 的人进入静止的空轿厢时，曳引机 转轮对钢丝绳施加的摩擦力大小会________。 (3)电梯在长距离向上（或向下）匀速运行过程中，为了保障运行安全，曳引机施加给钢丝绳的曳引力需要 尽量稳定，下方钢丝绳对此发挥着重要作用。请简要说明其中的道理：________。 【答案】(1)增大 (2)变小 (3)电梯运行时，轿厢侧和配重侧上下钢丝绳的总重力始终保持不变， 两侧总重力差稳定，因此曳引机需要的曳引力可以保持稳定 【解析】（1）曳引式电梯中，轿厢下降时配重会向上运动；配重质量不变，高度增加，而重力势能与质量 5 / 11 学科网（北京）股份有限公司 和高度有关，因此配重的重力势能增大。 （2）静止时，根据二力平衡的知识可得曳引机的摩擦力等于轿厢侧和配重侧的重力差，空载时重力差 ( ) ( ) 1 Δ m m 660kg 480kg 10N/kg 1800N G g = − = − = 配 轿 所以摩擦力 1 1 Δ 1800N f G = = 人进入轿厢后，轿厢总质量为 480kg 80kg 560kg m m m = + = + = 总 轿 人 新重力差 ( ) ( ) 2 Δ 660kg 560kg 10N/kg 1000N G m m g = − = − = 配 总 摩擦力 2 2 Δ 1000N f G = = 2 1 f f ， 因此摩擦力大小会变小。 （3）已知钢丝绳质量较大，轿厢和配重上下都连接钢丝绳：当轿厢移动时，比如轿厢上升，轿厢侧上方钢 丝绳长度缩短，下方钢丝绳长度等量增加，因此轿厢侧钢丝绳总重力不变；同时配重下降，配重侧上方钢 丝绳长度增加，下方钢丝绳长度等量缩短，配重侧钢丝绳总重力也不变。最终两侧总重力差始终稳定，因 此曳引机需要提供的曳引力就能保持稳定。 考点2 机械能及其转化 1．（2026 四川成都）神舟二十二号载人飞船返回舱，于2026 年5 月29 日在东风着陆场成功着陆。如图是 返回舱着陆前的场景，在返回舱减速下降的过程中，关于返回舱能量变化，说法正确的是（ ） A．机械能增大 B．动能不断减小 C．机械能保持不变 D．重力势能转化为动能 【答案】B 【解析】返回舱减速下降过程中，质量几乎不变，速度减小，动能减小；高度降低，重力势能减小，机械 能减小，返回舱受空气阻力作用，机械能转化为内能，不是重力势能转化为动能。故选B。 2．（2026 四川南充）神舟二十一号载人飞船在2026 年5 月24 日成功发射，5 月25 日与中国空间站交会 对接。下列说法正确的是（ ） 6 / 11 学科网（北京）股份有限公司 A．飞船向空间站靠近时，空间站相对飞船是静止的 B．飞船与空间站对接时，两者必须保持相对静止 C．飞船与空间站对接后，飞船相对地球是静止的 D．空间站从远地点飞向近地点，它的动能转化为势能 【答案】B 【解析】A．飞船向空间站靠近时，两者之间距离不断变小，以飞船为参照物，空间站位置发生改变，空间 站相对飞船是运动的，故A 错误； B．对接时，飞船与空间站相对位置不能发生变化，必须保持相对静止，才能平稳完成对接，故B 正确； C．对接后，飞船和空间站一起绕地球高速转动，以地球为参照物，飞船位置不断变化，飞船相对地球是运 动的，故C 错误； D．空间站从远地点飞向近地点，高度降低、重力势能减小；速度变大、动能增大，是重力势能转化为动能， 故D 错误。 故选B。 3．（2026 四川广安）我国新一代商用可回收运载火箭顺利完成海上试验试飞，火箭重复使用可大幅降低航 天发射成本、节约资源。火箭完成任务后减速降落至回收场地的过程中（ ） A．动能增大，重力势能增大，机械能增大 B．动能增大，重力势能减小，机械能守恒 C．动能不变，重力势能减小，机械能减小 D．动能减小，重力势能减小，机械能减小 【答案】D 【解析】火箭减速降落的过程中，速度减小，动能减小，高度减小，重力势能减小，机械能减小。故选D。 4．（2026 四川遂宁）小明的物理笔记本中有以下内容，其中有误 ．．的是（ ） A．验电器的工作原理是同种电荷相互排斥 B．海拔越高，大气压越低，液体沸点越低 C．投出去的篮球到达最高点时，若外力消失它将保持静止 D．单摆从最低点向最高点运动的过程中，动能转化为重力势能 【答案】C 【解析】A．验电器的工作原理就是同种电荷相互排斥，故A 正确； 7 / 11 学科网（北京）股份有限公司 B．大气压随海拔升高而降低，液体沸点随气压降低而降低，故B 正确； C．投出去的篮球是斜抛运动，到达最高点时速度不为0，若此时外力消失，根据牛顿第一定律，篮球将保 持匀速直线运动，不是静止，故C 错误； D．单摆从最低点向最高点运动时，速度减小、动能减小，高度升高、重力势能增大，动能转化为重力势能， 故D 正确。 本题选择错误的，故选C。 5．（2026 四川自贡）关于“天舟十号”运载火箭在加速升空过程中的说法，不正确 ．．．的是（ ） A．动能增加 B．机械能增加 C．运动状态发生改变 D．化学能全部转化为机械能 【答案】D 【解析】AB．火箭加速升空，速度变大，动能增加，高度变大，重力势能增加，所以机械能增加，故AB 正 确； C．火箭的速度一直在变，所以运动状态发生了改变，故C 正确； D．燃料燃烧的化学能一部分转化为机械能，还有一部分转化为内能，故D 不正确。 故选D。 6．（2026 河北）2026 年3 月，在中国游泳公开赛上，河北运动员获5 金1 银1 铜的优异成绩。运动员入 水前在空中下落的阶段，其（ ） A．动能变大 B．重力势能不变 C．重力势能变大 D．动能转化为重力势能 【答案】A 【解析】A．运动员下落过程中质量m 不变，速度v 逐渐增大，因此动能变大，故A 符合题意； BC．运动员下落时质量m 不变，高度h 不断减小，因此重力势能变小，故BC 不符合题意； D．运动员下落过程中，重力势能减小，动能增大，是重力势能转化为动能，故D 不符合题意。 故选 A。 7．（2026 四川广元）在2026 年5 月进行的世界乒乓球锦标赛女子团体决赛中，我国选手孙颖莎战胜两位 日本选手。如图是孙颖莎一次扣杀球的运动轨迹，球在空中运动过程中（ ） A．受重力和推力 B．运动状态不断改变 C．重力势能增加 D．机械能守恒 【答案】B 8 / 11 学科网（北京）股份有限公司 【解析】A．乒乓球离开球拍后在空中运动，不再受到球拍的推力，只受重力和空气阻力，故A 不符合题意； B．运动状态改变包含速度大小改变或运动方向改变，乒乓球做曲线运动，运动方向不断变化，因此运动状 态不断改变，故B 符合题意； C．重力势能大小与质量和高度有关，乒乓球质量不变，运动过程中高度不断降低，因此重力势能减小，故 C 不符合题意； D．乒乓球运动过程中受空气阻力，乒乓球克服空气阻力做功，则机械能总量减小，机械能不守恒，故D 不 符合题意。 故选 B。 8．（2026 山西）吊挂式灭火弹是一种航空投掷式森林消防设备，利用无人机挂载灭火弹灭火为传统救援模 式注入新战法。如图所示，在为模拟灭火做准备的过程中，无人机挂载灭火弹匀速上升时，灭火弹的 （ ） A．重力势能越来越小 B．动能大小保持不变 C．机械能先变大后变小 D．重力势能转化为动能 【答案】B 【解析】AB． 无人机挂载灭火弹匀速上升时，灭火弹质量不变、速度不变、高度增加，所以动能不变、重 力势能增大 ，故A 不符合题意，B 符合题意； C． 机械能等于动能和重力势能之和，动能不变、重力势能增大，所以机械能增大，故C 不符合题意； D． 因为动能不变，所以不存在重力势能转化为动能的情况，故D 不符合题意。 故选B。 9.（2026 福建）我国古代劳动人民创造了灿烂的文化与辉煌的科学技术，完成下面小题。 （1）“会挽雕弓如满月”出自苏轼的《江城子密州出猎》，“雕弓如满月”说明弓具有良好的（ ） A．磁性 B．弹性 C．导热性 D．导电性 （2）下列是古代人民劳动时的场景，主要利用惯性的是（ ） 9 / 11 学科网（北京）股份有限公司 A． 摔打稻秆脱粒 B． 张贴湿纸焙干 C． 拉动桔槔取水 D． 煤饼烧石成灰 （3）如图，拔车是古代劳动人民灌溉的重要工具。灌溉时用双手握住摇把转动，带动嵌了刮水板的链条匀 速运动，将水提升到地势较高的田中。下列说法正确的是（ ） A．转动越快，提水功率越低 B．被提升的水机械能不变 C．被提升的水重力势能增大 D．拔车的机械效率能达到100% 【答案】（1）B （2）A （3）C 【解析】（1）弓被拉成“满月”，撤去拉力后弓能恢复原状，说明弓具有良好的弹性；磁性、导热性、导 电性均与该现象无关。故选B。 （2）A．摔打稻秆时，稻秆受力停止运动，稻谷由于惯性保持原来的运动状态，从而与稻秆分离，是对惯 性的利用，故A 正确； B．张贴湿纸焙干利用的是水汽化蒸发，和惯性无关，故B 错误； C．桔槔取水利用的是杠杆原理，和惯性无关，故C 错误； D．煤饼烧石成灰是化学变化/热过程，和惯性无关，故D 错误。 故选A。 （3）A．转动越快，单位时间内提升水做的有用功越多，提水功率越高，故A 错误； BC．被提升的水匀速运动，质量不变，故动能不变，高度增加，重力势能增大，机械能等于动能与势能总 和，因此机械能增大，故B 错误，C 正确； 10 / 11 学科网（北京）股份有限公司 D．使用机械时不可避免要克服机械自重、摩擦做额外功，机械效率一定小于100%，故D 错误。 故选C。 10．（2026 山东烟台）（多选）为响应国家足球进校园的号召，学校积极推广足球运动。如图所示是体育 课上同学们踢足球的情景，下列关于这个情景的说法正确的是（ ） A．踢出去的足球能够继续运动是因为它具有惯性 B．头球射门时，头对足球的力改变了足球的运动状态 C．守门员接球时，手对足球的力与足球对手的力大小相等 D．整个过程中足球的动能和重力势能相互转化，机械能守恒 【答案】ABC 【解析】A．一切物体都具有惯性，踢出去的足球不受脚的作用力后，保持原有运动状态继续运动，是因为 它具有惯性，故A 正确； B．力的作用效果是改变物体的形状或改变物体的运动状态，头球射门时，头对足球的力改变了足球的运动 方向与速度，即改变了足球的运动状态，故B 正确； C．守门员接球时，手对足球的力与足球对手的力是一对相互作用力，相互作用力的大小相等，故C 正确； D．整个过程中，足球运动时受到空气阻力、地面摩擦力的作用，足球克服阻力做功，机械能减小，机械能 不守恒，故D 错误。 故选ABC。 11．（2026 甘肃武威）2025 年底，我国最大的高空风力发电捕风伞成功开伞。在捕风伞从低处向高处加速 上升过程中，它的重力势能_________，机械能__________。（选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 增大 增大 【解析】重力势能的大小由物体的质量和高度决定，捕风伞从低处向高处上升时，质量不变，高度升高， 因此重力势能增大。机械能是动能与势能的总和。动能的大小由物体的质量和速度决定，捕风伞加速上升 时，速度增大，动能增大；同时重力势能也增大，所以机械能增大。 12．（2026 陕西）《韩非子有度》中记载的“司南”是世界上最古老的指向仪器，在________的作用下勺 柄静止时指向南方；《武备志》中记载的“火龙”是世界上最早的二级火箭，点燃火药后，“火龙”向后 喷出高温气体，同时这种气体也对“火龙”施加了推力，说明物体间力的作用是________的；北斗卫星导 11 / 11 学科网（北京）股份有限公司 航系统是利用________传递信息的；长征七号改运载火箭加速升空时，机械能________。 【答案】 地磁场 相互 电磁波 变大 【解析】司南是利用地磁场的作用实现指向功能，在地磁场的作用下勺柄静止时指向南方； “火龙”向后喷出高温气体时，气体对“火龙”施加推力，说明一个物体对另一个物体施加力的同时，会 受到另一个物体的反作用力，体现了物体间力的作用是相互的； 北斗卫星导航系统工作于太空真空环境，声音无法在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播，因此利用 电磁波传递信息； 机械能包含动能和重力势能，火箭加速升空时，质量不变，速度增大，动能变大；高度升高，重力势能变 大，因此机械能变大。 13．（2026 云南）2026 年4 月，随着云南大理德安、龙街等光伏场站并网发电，中国首个全国产控制系统 水光互补项目——小湾水光互补项目正式投运，标志着中国在大型清洁能源基地核心装备自主可控领域取 得重大突破。 该项目光伏装机和水电装机总容量达543 万千瓦。白天光伏场站利用强光发电，小湾水库可借助大库容的 特点蓄水；在夜间和阴天光伏弱时，小湾水库用水发电进行增发补位。发出的绿电通过汇集站集中在一起 “打捆”送出，实现了“水光协同、储送一体”。该模式可有效破解光伏大规模并网带来的波动性难题， 确保电力安全稳定供应。 小湾水光互补项目是国家“西电东送”骨干电源，全容量投产后年发电量可达200 亿千瓦时，可满足约700 万户家庭的全年用电需求，每年减排二氧化碳约1600 万吨，为经济社会高质量发展提供清洁能源保障。 (1)小湾水光互补项目的运行模式可有效破解_________难题。 (2)太阳能和水能属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。小湾水库在蓄水的过程中，水位升 高使水的机械能_______（选填“增大”或“减小”）。 (3)200 亿千瓦时（ 16 J 7.2 10 ）的电能相当于_______kg 的干木柴完全燃烧放出的热量。 （ 7 1.2 10 J / kg q = 干木柴 ） 【答案】(1)光伏大规模并网带来的波动性 (2)可再生 增大 (3) 9 6 10 【解析】（1）从题干的描述中可直接提取对应结论，该运行模式可有效破解光伏大规模并网带来的波动性 难题，确保电力安全稳定供应。 （2）太阳能、水能均能持续从自然界得到补充，因此属于可再生能源。 水库蓄水时，水的质量增大，水位升高，水的重力势能增大，且此时水的动能为0，所以水的机械能增大。 （3）根据Q mq = 可得干木柴质量 16 9 7 7.2 10 J 6 10 1.2 10 J/kg m kg = =
