第八章机械能守恒定律 单元检测 （提升卷）-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

第八章机械能守恒定律单元检测同步练习（提升卷） 2025-2026学年高一下学期人教版必修二 一、单选题 1．关于重力势能，下列说法中正确的是（　　） A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定 B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大 C．一个物体的重力势能从-3J变化到-5J，重力势能增大了 D．重力势能的减少量等于重力对物体做的功 2．如图甲所示，t＝0时刻，“深坑打夯机”的夯杆在两个摩擦轮的作用下，从地面开始竖直向上运动，经过时间，松开摩擦轮，该过程中夯杆的速度v随时间t变化的关系图像如图乙所示。若不计空气阻力，在0~时间内，关于夯杆的运动，下列说法正确的是（　　） A．摩擦轮对夯杆先做正功后不做功 B．夯杆的重力势能先增大后不变 C．夯杆的动能先增大后不变 D．夯杆的机械能先增大后不变 3．在智能制造工厂的物流系统中，倾角为的传送带以恒定的速率顺时针运行。机械臂将质量为的包裹无初速度地放置在传送带下端（传送带足够长），将包裹运送至高处。已知包裹与传送带间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，重力加速度大小。则该过程因摩擦产生的热量为（　　） A．32J B．40J C．90J D．120J 4．复兴号CR450动车组某次测试的v-t图像如图所示。已知动车组质量为5×105kg，匀速时牵引力为1×105N，动车组所受阻力恒定。下列说法正确的是（　　） A．0~10s内牵引力功率逐渐增大 B．0~35s内的位移为1300m C．0~35s的平均速度是30m/s D．0~30s内牵引力做功为1×108J 5．一滑块从固定在地面上的光滑斜面顶端由静止释放，沿斜面下滑的过程中，滑块的动能、势能与运动时间t、、位移x之间的关系图像如图所示，以地面为零势能面，其中正确的是（　　） A． B． C． D． 6．如图，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道。甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处，下列说法正确的有（　　） A．甲的加速度始终比乙的大 B．甲、乙在同一高度的速度大小相等 C．甲、乙在同一高度的加速度大小相等 D．甲、乙在同一时刻总能到达同一高度 7．如图所示，在倾角为的粗糙斜面上，一轻绳一端固定于点，另一端连接一个质量为的小球，初始时，轻绳水平伸直且没有拉力，小球由静止释放，摆到最低点时速度大小为。已知轻绳的长度为，重力加速度为，空气阻力不计。在此过程中，下列说法正确的是（    ） A．小球在最低点时，轻绳对小球的拉力大小为 B．重力对小球的功为 C．小球摩擦力的功为 D．小球在最低点处受到的合力大小为 二、多选题 8．如图所示为某次蹦极运动的简化过程。弹性绳的一端固定在点，另一端和运动员相连。运动员从点自由下落，至点弹性绳刚好伸直，然后到达最低点，整个过程忽略空气阻力，该过程中下列说法正确的是（　　） A．从点到点的过程中弹性绳的弹性势能先减小后增大 B．从点到点的过程中运动员的重力势能一直减小 C．从点到点的过程中运动员的动能先增大后减小 D．从点到点的过程中运动员的机械能增大 9．如图所示，某次舰载无人机降落演练，航母以速度匀速航行，空中某处的无人机速度为，方向与航母航行方向夹角为向下，且二者速度方向在同一竖直面内。无人机通过变速装置经过将速度变化至与航母相同时恰好落到甲板上，变速过程中加速度恒定。已知无人机质量，，重力加速度为，则上述的变速过程中（　　） A．无人机做匀变速直线运动 B．无人机做匀变速曲线运动 C．无人机机械能减少了13500J D．无人机机械能减少了17500J 10．某快递公司为降低劳动力成本，采用倾斜传送带搬运货物。如图所示，倾角为37°的传送带保持0.8m/s的恒定速率顺时针运行，传送带的长度为10m。工作人员将质量为20kg的包裹轻放在传送带底端，包裹与传送带间的动摩擦因数为0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。关于包裹从传送带底端运动至顶端的过程，下列说法正确的是（　　） A．包裹相对传送带运动的时间为2s B．包裹相对传送带运动的位移为0.8m C．包裹与传送带间因摩擦产生的热量为150J D．摩擦力对包裹做的功为1206.4J 三、实验题 11．如图为一种利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置，已知当地的重力加速度大小为g。主要实验步骤如下： A．将气垫导轨放在水平桌面上，并将导轨调至水平； B．在滑块上装上遮光条并测出遮光条的宽度d； C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离L； D．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t； E.用天平称出托盘和砝码的总质量m、滑块（含遮光条）的质量M。 (1)从静止释放滑块到遮光条运动至光电门的过程中，系统的重力势能减少量为____________，系统的动能增加量为____________，若在误差允许的范围内两者相等，则系统机械能守恒。（用题中已知量和测量量表示） (2)若在调节导轨的实际操作中，未能将其调至水平，导致实验时发现系统的重力势能减少量总是略小于系统的动能增加量，可判断此时导轨的左端（滑轮端）比右端____________（选填“高”或“低”）。 12．用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律，已知当地重力加速度为g。 (1)关于该实验的操作和数据分析，以下说法正确的是_______。 A．必须用天平测出重锤的质量方可实验 B．先接通电源，后释放纸带 C．将打点计时器接到8V直流电源上 D．也可以用计算重锤从静止下落h时的瞬时速度大小 E．应选择质量大、体积小的重物进行实验 (2)实验室有电磁打点计时器和电火花计时器，为减小实验误差，应优先选用______。 A．电磁打点计时器 B．电火花计时器 (3)如图2所示，选取纸带上连续五个计时点A、B、C、D、E，测量出点B距运动起始点O的距离，点B、C间的距离为，点C、D间的距离为，若相邻两点的打点时间间隔为T，假设重锤质量为m，根据这些条件计算从打点计时器打下O点到打下C点过程中重锤的重力势能变化量______，动能变化量______；在实际计算中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其原因主要是______。 (4)将测得的数据描绘图像，如图3，求得图线斜率为k，下落h时，重力势能减小量与动能增加量之间的差值为______（结果用字母“m”、“h”、“k”、“g”表示）。 (5)某同学用如图4所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放，到达最低点时力传感器显示的示数为。已知小球质量为m，当地重力加速度为g。在误差允许范围内，当满足关系式______时，可验证机械能守恒。 四、解答题 13．如图所示，一个质量为m的足球静止在圆形水泥管道最低点，一小学生以水平速度将球踢出，足球沿管道内壁在同一个竖直面内运动，第一次到达管道最高点时足球恰好与管壁无挤压，再转不到一圈，足球从某一位置脱离管道，恰好掉入小学生的背包里（背包口正好在管道圆心处）。已知管道半径为R，重力加速度为g，不计空气阻力，足球可以看作质点。求： (1)足球第一次经过管道最高点时的速度大小v1； (2)足球脱离管道的位置和圆心的连线与水平方向夹角θ的正切值。 14．如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合，转台以一定角速度ω匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与之间的夹角θ为30°。已知重力加速度大小为g，小物块与陶罐之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，动摩擦因数 (1)若小物块受到的摩擦力恰好为零，求此时的角速度ω0； (2)若小物块一直相对陶罐静止，求陶罐旋转的角速度的取值范围。 15．如图，质量为的小球以某一初速度从点水平抛出，恰好从光滑竖直圆轨道ABC的A点的切线方向进入圆轨道，点和点分别为圆轨道的最低点和最高点。已知圆轨道的半径，OA连线与竖直方向夹角为，小球到达A点时的速度，取。 (1)求小球做平抛运动的初速度大小； (2)求点与A点的水平距离和竖直高度； (3)从A点的切线方向进入圆轨道时，对轨道的压力大小； (4)小球到达点后飞出，试通过计算判断，小球能否击中A点。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C A A B B C BC BC ABD 11．(1) mgL (2)低 12．(1)BE (2)B (3) 空气阻力，纸带阻力等。 (4) (5) 13．(1) (2) 【详解】（1）足球第一次经过管道最高点时，重力提供向心力，由牛顿第二定律，有 可得 （2）如图所示 设足球在A处脱离管道，之后做斜抛运动经过圆心O处，设A处足球速度大小为v，由牛顿第二定律有 设斜抛运动时间为t，沿AO方向，有 垂直AO方向，有 联立解得 14．(1) (2) 【详解】（1）小物块受到的摩擦力恰好为零，对小物块进行分析，由重力与支持力的合力提供圆周运动的向心力，则有 解得 （2）当角速度达到最大值时，最大静摩擦力方向沿切线向下，对小物块进行分析，如图所示 则有， 解得 当角速度达到最小值时，最大静摩擦力方向沿切线向上，对小物块进行分析，如图所示 则有， 解得 综合上述可知，陶罐旋转的角速度的取值范围为 15．(1)2m/s (2)， (3)35N (4)小球无法击中A点 【详解】（1）小球在A点，根据速度分解有 解得 （2）小球在A点，根据速度分解有 解得 小球做平抛运动，则有， 解得， （3）小球在A点，根据牛顿第二定律有 根据牛顿第三定律有 解得 （4）令小球在C点速度为时恰好能够击中A点，则有， 解得 小球能够运动至圆周轨道最高点的速度为，则有 解得 可知，小球无法击中A点。 学科网（北京）股份有限公司 $