2026年中考物理一轮复习 选填重难题突破题型五 机械能及其转化（含答案）

题型五 机械能及其转化
1.单摆模型[2025江苏无锡期中]如图所示，质量相等的A、B两个小球用长度不等的无弹性细线系住，将两球拉到同一高度处且保持细线水平，然后将两球由静止释放，不计空气阻力，当小球运动至最低点时，下列判断正确的是( )
A.两球的动能相等
B.两球的重力势能相等
C.两球的机械能相等
D.整个过程中没有力对小球做功，所以小球机械能守恒
2.单摆模型 [内蒙古呼和浩特中考]荡秋千是一种喜闻乐见的运动，在越荡越高的欢乐中，享受的是激情与健身的欢欣。如图所示，晨光同学在荡秋千。他从A 点自由出发，经过最低点B 和与A点等高的C点，到达右侧最高点 D 返回。经测量，D点高于A点和 C 点。晨光同学从A 到D 的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. A点和 D 点机械能相等
B.到达B点时，受力平衡
C.在此过程中，只有机械能与内能之间相互转化
D.从A 点到D点，其机械能增加
3.单摆模型[2023 安徽合肥瑶海区二模](多选)如图所示的单摆，让小球从A 点静止释放，AB段弧长为s，高度为h，小球重力为G，不考虑空气阻力，下列说法正确的是 ( )
A.小球摆到右侧最高点 C 时与A 点等高
B.小球摆到右侧最高点 C 时的速度为0，受力平衡
C.小球从A 点运动到B点，重力做功为 Gs
D.小球在 B 点时的速度最大
4.斜面模型 [2025 河北石家庄期末](多选)如图是滑雪比赛过程中某运动员的运动轨迹，若不计空气阻力，关于运动员的描述，下列说法正确的是 ( )
A.从a点到b点运动的过程中，动能减少
B.在b点时的机械能等于在c点时的机械能
C.从c点下落到d点的过程中，重力势能转化为动能
D.在a点时的机械能大于在e点时的机械能
5.斜面模型如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由 A 点以速度v沿轨道滚下，经过右侧等高点B 后到达最高点C，下列分析不正确的是(不计空气阻力) ( )
A.小球在A、B、C 三点的速度大小关系是 vc<
B.小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B 点克服摩擦力做的功
C.小球在运动过程中能量是守恒的
D.整个过程只有重力对小球做功
6.抛体模型[2025 山西晋中一模]如图所示为跳水运动员参加比赛时的分解动作示意图，分别为起跳、反转、转体和入水。不考虑空气阻力，下列分析正确的是( )
A.整个运动过程中运动员受平衡力的作用
B.运动员离开跳台向上运动的过程中，重力势能转化为动能
C.运动员从最高点下落到入水前的过程中，机械能守恒
D.若运动员上升到最高点时，所有的力都消失，运动员会静止在空中
7.抛体模型[2023 山东枣庄中考]掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片，下列说法不正确的是( )
A.小球越跳越低，说明小球的机械能逐渐减少
B.从A点运动到B点，小球的重力势能转化为动能
C.经过相同高度的B、C两点时，小球的重力势能相同
D.经过相同高度的B、C两点时，小球的动能相同
8.抛体模型[广东广州中考]如图所示，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从 M 点竖直向下以某一速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为 N；经台面反弹后上升过程球的动能 (选填“增大”“不变”或“减小”),N (选填“可能”或“不可能”)比M高。球从 N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次反弹后，到达的最高点 P (选填“可能”或“不可能”)比N高。
9.降落伞模型[2023 山东济南历城区模拟]如图所示，跳伞运动员在空中匀速竖直下落。下列关于这一过程中分析错误的是 （ ）
A.跳伞运动员所受重力和阻力是平衡力
B.跳伞运动员的重力势能不断减小
C.跳伞运动员的重力势能转化为动能
D.跳伞运动员的机械能转化为内能
10.降落伞模型[湖北襄阳中考]神舟十三号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是( )
A.减速下降过程中受力不平衡
B.减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量
C.匀速下降过程中机械能减小
D.减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率
11.蹦极模型[2023湖南长沙模拟]某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处 O 点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B 点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。通过弹力感应器可测出运动员所受弹性绳弹力 F的大小随时间t变化的情况，如图乙所示(蹦极过程视为在竖直方向上的运动)。下列判断正确的是 ( )
A.从A 点到 B 点的过程中运动员加速下落
B.从B点到C点的运动过程中，运动员的重力势能一直在增大
C.在t 时刻，弹性绳的弹力最大，所以此处人的动能最大
D.通过图象分析，发现运动员的重力大小等于F
12.蹦极模型[2025 陕西西安期中]原长为l的橡皮筋一端固定 橡皮筋在O 点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O 点静止释放，钢球运动到A 点后开始向上返回，O、A两点间距为2l。下列图中，能反映钢球从O 点运动到A 点的过程中，其动能E 随运动距离s变化的关系图象的是 ( )
13.蹦床模型[2023 山东烟台中考]跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是 （ ）
A.运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性势能减小
B.运动员被跳板向上弹起的过程中，重力势能减小
C.运动员离开跳板向上运动的过程中，动能减小
D.运动员从最高点下落的过程中，机械能增大
14.蹦床模型[2023 陕西西安模拟]如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙面，另一端固定在置于粗糙水平面的木块上。现将木块从弹簧原长位置O 点拉至A 点，松手后木块向右运动，最终将弹簧压缩至 B 点(图中未画出)。请比较lAO 和lOB 的大小关系，并从能量转化的角度说明理由(不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内)。
15.[2025江苏无锡期中]弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动，其部分结构如图甲所示。图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程。针对此过程，下列分析正确的是 ( )
A.a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大
B.b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能
C.a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度最大
D.在a状态时弹簧的弹性势能最大，小希的动能为零
题型五 机械能及其转化
1. C【解析】将两球拉到同一高度处且保持细线水平，两球静止且质量相等，所以两球的重力势能相等，动能都是0，此时两球的机械能相等；将两球由静止释放，不计空气阻力，当小球运动至最低点时，机械能守恒，所以在最低点时两球的机械能相等，故C 符合题意。两球运动到最低点时，由于所处的高度不同，所以两球的重力势能不同，故B 不符合题意。两球运动到最低点时，机械能相等，由于A 的重力势能大，所以A 的动能小，故A 不符合题意。整个过程中不计空气阻力，小球机械能守恒，但重力对小球做功了，故D不符合题意。故选C。
2. D【解析】由题意和图示可知，晨光同学在A 点和D 点时速度为零，晨光同学质量不变，所以在A点和 D 点时动能为零，D点的高度大于A 点的高度，所以在D 点的重力势能大于在A 点的重力势能，则晨光同学在A 点的机械能小于在D 点的机械能，从A 点到D 点机械能增加，故A 错误，D正确；到达B 点时，晨光同学的运动状态在改变，不是平衡状态，受力不平衡，故B 错误；荡秋千时，没有外力对人和秋千做功，而秋千越荡越高，是因为晨光同学不断调节重心的位置，并将人体的生物质能转化为机械能，所以在此过程中有机械能、内能和生物质能之间的转化，故C错误。
3. AD 【解析】不考虑空气阻力，小球的机械能是守恒的，所以小球摆到右侧最高点 C 时与A 点等高，故A 正确；小球摆到右侧最高点 C 时的速度为0，此时小球受到竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力作用，这两个力不是平衡力，小球受力不平衡，故B 错误；小球从A 到 B 的过程中，在重力的方向上移动的距离为h，则重力做功 W=Gh，故C 错误；不考虑空气阻力，小球的机械能守恒，由图知小球在 B 点时所处的高度最低，重力势能最小，所以小球在 B 点时的动能最大，速度最大,故D 正确。故选A、D。
4. CD 【解析】从a点到b点和从c点到d点过程中，运动员高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，动能增大，故A 错误，C正确；由于存在摩擦，在整个过程中的机械能并不是守恒的，b点的机械能大于c点的机械能，故B 错误；由于整个过程中存在摩擦，所以运动员的机械能是越来越小的，所以运动员在a点的机械能大于在e点的机械能，故D 正确。故选CD。
5. D【解析】小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小，小球质量不变，A、B点等高，则小球在 A、B点重力势能相等，所以小球在A 点动能大于B点动能；C点高度大于 B 点，小球在C点重力势能大于 B 点重力势能，所以小球在 C点动能小于 B 点动能，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是 ,故A 正确;A、B 两点高度相同，所以重力势能相等，速度不同，动能不同；在粗糙的弧形轨道上要克服摩擦力做功，机械能不守恒，但是能量守恒；小球从A 点运动到 B 点的过程中，减小的动能全部用来克服摩擦力做功，所以小球在A、B两点的动能之差等于小球从A 点到 B 点克服摩擦力做的功，故B、C正确；因为是粗糙的弧形轨道，所以小球受摩擦力，要克服摩擦力做功，故D 错误。故选 D。
6. C【解析】不考虑空气阻力，整个过程中运动员的运动状态一直在改变，因此运动员受到的力不是平衡力，故A 错误；运动员离开跳台向上运动的过程中，高度增大，质量不变，重力势能增大，速度减小，动能减小，将动能转化为重力势能，故B 错误；从最高点下落到入水前的过程中，重力势能转化为动能，不考虑空气阻力，机械能守恒，故C 正确；若运动员上升到最高点时，所有的力都消失，由于还有水平方向的速度，因此运动员会做匀速直线运动，故D 错误。故选 C。
7. D【解析】小球弹跳时，由于受到空气阻力的作用和与地面碰撞等，在弹跳的过程中部分机械能转化为内能，所以机械能逐渐减少，故A 正确；从A 点运动到B点，质量不变，速度变大，动能增加，高度减小，重力势能减小，即小球的重力势能转化为动能，故B 正确；B、C两点高度相同，小球的质量不变，所以B、C两点小球的重力势能相同，故C 正确；小球从B 点运动到 C点的过程中，机械能逐渐减少，但因为 B、C两点高度相同，所以B、C两点小球的重力势能相同，而C点小球的机械能小于 B 点，所以 C 点小球的动能小于 B点小球的动能，故D 错误。故选 D。
8.减小 可能 不可能
【解析】球经台面反弹后上升的过程中，质量不变，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。球运动过程中要克服空气阻力等做功，会有一部分机械能转化为内能，由能量守恒定律知，球在 M 点的机械能等于球在N点时的机械能与内能之和，小球在 M点有一定的速度，所以球此时的机械能等于重力势能和动能之和，球在N点时速度为O，所以此时的机械能等于重力势能，即M 点的机械能 N点的机械能 则 若球运动过程中产生的内能大于球在M点的动能(即( 则球在M点的重力势能大于在 N点的重力势能，即M 比N高；若球在运动过程中产生的内能小于球在M点的动能(即( ，则球在M点的重力势能小于在 N 点的重力势能，则M 比 N 低；若球在运动过程中产生的内能等于球在 M 点的动能(即 ，则球在M点的重力势能等于N点的重力势能，则M、N等高，所以 N 可能比M高。小球在N点和P点的动能都为零，从N点下降时，有部分机械能转化为内能，机械能减小，则再次反弹上升到最高点 P 时，高度小于N点。
9. C【解析】运动员在空中匀速竖直下落，受力平衡，所以运动员所受重力和阻力是一对平衡力，故A 正确；运动员在空中匀速竖直下落，质量和速度都没有发生变化，动能不变，但高度降低，重力势能减小；运动员克服空气阻力做功，重力势能转化为内能，故B、D正确，C错误。故选C。
10. D【解析】减速下降过程中，返回舱和伞处于非平衡状态，受力不平衡，故A 正确，不符合题意；减速下降过程中要克服空气阻力做功，则减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量，故B正确，不符合题意；返回舱和伞匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，但高度减小，则动能不变，重力势能减小，机械能减小，故C 正确，不符合题意；返回舱和伞的重力大小不变，由题意可知返回舱和伞减速下降时的速度大于匀速下降时的速度，根据公式 P= 可知，减速下降过程中重力做功的功率大于匀速下降过程中重力做功的功率，故D 错误，符合题意。
11. A【解析】从A 点到 B 点的过程中，运动员所受重力大于弹性绳的弹力，运动员加速下落，故A 正确；从B 点到 C 点的过程中，运动员的质量不变，高度减小，重力势能减小，故B错误；由图乙可知，t 时刻弹性绳的弹力最大，弹性势能最大，运动员应处于最低点，即C 点，此时运动员的速度为零，动能为零，故C 错误；由图乙可知，最后一段时间内，弹性绳的弹力几乎不变，对运动员的拉力不变，说明此时运动员静止，处于平衡状态，所受拉力等于重力，由图乙知此时弹性绳的弹力小于 F ，说明运动员的重力小于 F ，故D 错误。故选 A。
12. D【解析】橡皮筋原长为l，钢球从O 点下降至l的过程中，重力势能转化为动能，钢球做加速运动，动能逐渐变大；钢球从l继续下降至 2l的过程中，钢球的重力先大于橡皮筋的弹力，钢球继续做加速运动，速度增大，动能增大；当钢球的重力大小等于橡皮筋的弹力大小时，钢球所受合力为零，此时钢球的速度达到最大，动能最大，因此钢球动能最大的点在橡皮筋长度大于l的位置；此后橡皮筋的弹力大小大于钢球的重力大小，钢球做减速运动，动能逐渐减小，到达最低点A 时，钢球的动能为零，故A、B、C 不符合题意,D 符合题意。故选D。
13. C【解析】运动员用力下压跳板的过程中，跳板弹性形变程度变大，弹性势能增大，故A 错误；影响重力势能大小的因素有质量和高度，物体的质量越大、高度越高，重力势能就越大，运动员被跳板向上弹起的过程中质量不变、高度变大，所以重力势能增大，故B 错误；影响动能大小的因素有质量和速度，物体的质量越大、运动的速度越大，动能就越大，由于运动员离开跳板向上运动的过程中质量不变、速度变小，所以动能减小，故C 正确；运动员从最高点下落的过程中，由于受到空气阻力的作用，一部分机械能会转化为内能，所以机械能会减小，故D 错误。故选 C。
理由见解析
【解析】由题意可知，水平面是粗糙的，则木块在运动过程中，整个装置的机械能不守恒；弹簧被拉伸后发生弹性形变，对木块产生弹力，弹簧在恢复原长时对木块做功，使得木块的速度变大，动能变大，到O 点时弹簧恢复原长，弹力为0，从A到O 的过程中木块克服摩擦力做功，弹簧的弹性势能转化为木块的动能和内能，经过O 点后，木块压缩弹簧，木块对弹簧做功，木块的动能转化为弹簧的弹性势能和内能，木块的动能减小，速度变小，到B 点时，木块的速度为0，动能为0；综上可知，从A 点到 B点的过程中，木块克服摩擦力做功，整个装置的机械能减小，又因为木块在A、B两点的动能为零，所以弹簧在A 点的弹性势能大于在 B 点的弹性势能，所以
15. D 【解析】a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，所以弹簧的弹力越来越小，到达 b 状态时，弹簧恢复到原长，所以此时弹簧的弹力为0，故A 错误。b→c的过程中，小希的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，所以该过程中是动能转化为小希的重力势能，故B错误。a→b的过程中，开始一段时间内，弹簧的形变程度较大，向上的弹力大于向下的重力，小希做加速运动；随着弹簧的形变程度减小，弹力减小，当弹力等于重力时，小希的速度达到最大；弹力继续减小，当向上的弹力小于向下的重力时，小希做减速运动；所以a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度并不是最大的(此时弹簧恢复到原长，无弹力，小希受到重力作用，处于减速阶段)，故C 错误。由图可知，在a 状态时弹簧的形变程度最大，弹簧的弹性势能最大，小希处于最低位置，速度为0，动能为0，故D 正确。故选 D。