第八章 机械能守恒定律 单元检测 -2025-2026学年高一假期物理作业

高中物理必修第二册假期作业 第八章《机械能守恒定律》（单元检测）试卷 1、 单项选择题 1.某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进s距离，第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进s距离．若先后两次拉力做的功分别为W1和W2，拉力做功的平均功率分别为P1和P2，则(　　) A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＝W2，P1＞P2 C．W1＞W2，P1＞P2 D．W1＞W2，P1＝P2 2.如图所示，质量为50 kg的同学在做仰卧起坐．若该同学上半身的质量约为全身质量的，她在1 min内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3 m，g取10 m/s2，则她在1 min内克服重力做的功W和相应的平均功率P约为(　　) A．W＝4 500 J，P＝75 W B．W＝450 J，P＝7.5 W C．W＝3 600 J，P＝60 W D．W＝360 J，P＝6 W 3.某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为m的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A．从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功 B．从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功 C．从A到B重力做功mg(H＋h) D．从A到B重力做功mgH 4.如图所示，一个质量为m、质量分布均匀的细链条长为L，置于光滑水平桌面上，用手按住一端，使长部分垂在桌面下(桌面高度大于链条长度，重力加速度为g)．现将链条由静止释放，则其上端刚离开桌面时链条的动能为(　　) A．0 B.mgL C.mgL D.mgL 5.如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m，在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向右移动了一段距离s.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则雪橇受到的(　　) A．支持力做功为mgs B．重力做功为mgs C．拉力做功为Fscos θ D．滑动摩擦力做功为－μmgs 2、 多项选择题 6.如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆到最低点的过程中(　　) A．重物的机械能减少 B．重物与弹簧组成的系统的机械能不变 C．重物与弹簧组成的系统的机械能增加 D．重物与弹簧组成的系统的机械能减少 7.一质量为1 kg的物体被人用手由静止开始向上提升1 m，这时物体的速度是2 m/s，重力加速度g＝10 m/s2，则在该过程中(　　) A．物体克服重力做功10 J B．手对物体做功10 J C．合外力对物体做功2 J D．物体的机械能增加2 J 三、填空题 8.某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示．实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v，计算出重物减少的重力势能mgh和增加的动能 mv2，然后进行比较，如果两者相等或近似相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒．请根据实验原理和步骤完成下列问题： (1)关于上述实验，下列说法中正确的是________． A．重物最好选择密度较小的木块 B．重物的质量可以不测量 C．实验中应先接通电源，后释放纸带 D．可以利用公式v＝来求解瞬时速度 (2)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是起始点，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点，并测出各计数点到O点的距离依次为27.94 cm、32.78 cm、38.02 cm、43.65 cm、49.66 cm、56.07 cm.已知打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电，重物的质量为0.5 kg，则从计时器打下点O到打下点D的过程中，重物减少的重力势能ΔEp＝________ J；重物增加的动能ΔEk＝________ J，两者不完全相等的原因可能是________________．(重力加速度g取9.8 m/s2，计算结果保留三位有效数字) (3)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度v，以各计数点到A点的距离h′为横轴，v2为纵轴作出图像，如图丙所示，根据作出的图像，能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是______________________________． 四、解答题 9．一台起重机将静止在地面上、质量为m＝1.0×103 kg 的货物匀加速竖直吊起，在2 s末货物的速度v＝4 m/s.(取g＝10 m/s2，不计额外功)求： (1)起重机在这2 s内的平均功率； (2)起重机在2 s末的瞬时功率． 10.如图所示，半径为R的光滑半圆弧轨道与高为10R的光滑斜轨道放在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡．在水平轨道上，水平轻质弹簧被a、b两小球挤压，处于静止状态．同时释放两小球，与弹簧分离后，a球恰好能通过半圆弧轨道的最高点A，b球恰好能到达斜轨道的最高点B.已知a球质量为m1，b球质量为m2，重力加速度为g.求： (1)a球离开弹簧时的速度大小va； (2)b球离开弹簧时的速度大小vb； (3)释放小球前弹簧的弹性势能Ep. 11.如图是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图，斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，斜面AB和圆形轨道都是光滑的，圆形轨道半径为R，一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面滑下，小车恰能通过圆形轨道的最高点C.已知重力加速度为g.求： (1)A点距水平面的高度h； (2)运动到B点时小车对轨道压力的大小． 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理必修第二册假期作业 第八章《机械能守恒定律》（单元检测）答案 1.　B 解析　两次拉物体用的力都是F，物体的位移都是s，由W＝Fscos α可知W1＝W2；物体在粗糙水平面上前进时，加速度a较小，由s＝at2可知用时较长，再由P＝可知P1>P2，选项B正确． 2.　A 解析　每次上半身重心上升的距离均为0.3 m，上半身质量约为全身质量的，则她每一次克服重力做的功约为W′＝mgh＝×50×10×0.3 J＝90 J，1 min内克服重力所做的功约为W＝50W′＝50×90 J＝4 500 J；相应的平均功率约为P＝＝ W＝75 W，故A正确，B、C、D错误． 3.　D 解析　重力做功与物体的运动路径无关，只与物体初、末位置的高度差有关．从A到B的高度差是H，故从A到B重力做的功是mgH，选项D正确． 4.　D 解析　取桌面下处为参考平面，根据机械能守恒定律得Ek＝·＋·＝mgL. 5.　C 解析　支持力和重力与位移方向垂直，不做功，A、B错误；拉力和滑动摩擦力做功分别为W1＝Fscos θ，W2＝－μ(mg－Fsin θ)s，C正确，D错误． 6.　AB 解析　重物自由摆下的过程中，弹簧拉力对重物做负功，重物的机械能减少，选项A正确；对重物与弹簧组成的系统而言，除重力、弹力外，无其他外力做功，故系统的机械能守恒，选项B正确，C、D错误． 7.　AC 解析　由功能关系可知，物体克服重力做功WG克＝mgh＝10 J，故A正确；根据动能定理知W合＝W手＋WG＝mv2＝×1×22 J＝2 J，则手对物体做功为W手＝mv2＋mgh＝12 J，故B错误，C正确；由功能关系知，除重力或系统内弹力，其他力对物体所做的功等于物体机械能的变化，即ΔE＝W手＝12 J，故D错误． 8.答案　(1)BC　(2)2.14　2.12　重物下落过程中受到阻力作用　(3)图像的斜率等于19.52，约为重力加速度g的两倍，故能验证 9.答案　(1)2.4×104 W　(2)4.8×104 W 解析　(1)设货物所受的拉力为F，加速度为a 由a＝得，a＝2 m/s2 由牛顿第二定律知，F－mg＝ma 则F＝mg＋ma＝1.0×103×10 N＋1.0×103×2 N＝1.2×104 N 0～2 s内货物上升的高度 h＝at2＝×2×22 m＝4 m 起重机在这2 s内对货物所做的功 W＝F·h＝1.2×104×4 J＝4.8×104 J 起重机在这2 s内的平均功率 ＝＝ W＝2.4×104 W (2)起重机在2 s末的瞬时功率 P＝Fv＝1.2×104×4 W＝4.8×104 W. 10.答案　(1)　(2)2 (3)(m1＋10m2)gR 解析　(1)由a球恰好能通过A点知m1g＝m1 由机械能守恒定律得m1va2－m1vA2＝m1g·2R 得va＝. (2)对于b球，由机械能守恒定律得： m2vb2＝m2g·10R 得vb＝2. (3)由机械能守恒定律得Ep＝m1va2＋m2vb2 得Ep＝(m1＋10m2)gR. 11.答案　(1)2.5R　(2)6mg 解析　(1)由于小车恰能通过圆形轨道的最高点C，根据牛顿第二定律，小车在C点有mg＝， 解得vC＝ 由A运动到C，根据机械能守恒定律得 mgh＝mg·2R＋mvC2 解得h＝2.5R. (2)对小车由A运动到B，根据机械能守恒定律得 mgh＝mvB2 解得vB＝ 小车在B点时，由牛顿第二定律有FN－mg＝ 解得FN＝6mg 由牛顿第三定律得小车对轨道的压力大小为6mg. 学科网（北京）股份有限公司 $