(3)势能及其改变、实验：验证机械能守恒定律-【衡水金卷·先享题】2025-2026学年高一物理必修第二册同步周测卷（鲁科版）

高一同步周测卷/物理必修第二册 (三)势能及其改变、实验：验证机械能守恒定律 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的)》 1.结合下图，关于机械能守恒的说法正确的是（忽略空气阻力） 将箭搭在弦上，拉弓 在动力作用下从轨道上匀 蹦床比赛中运动员某次离 滑草运动中，某段时间内人与 的整个过程，弓和箭 速率上行的过山车，过山 开床垫在空中完成动作的 滑板车一起下滑，人与滑板车 组成的系统机械能守恒 车机械能守恒 过程，运动员机械能守恒 机械能守恒 A B C D 2.如图所示，质量为的苹果从距地面高为H的树上由静止开始下落，树下有一深度 为h的坑，不计空气阻力，重力加速度为g。若以刚下落的位置为零势能面，则刚要 落到坑底时苹果的重力势能和机械能分别为 A.-mg(H+h)和0 B.0和-mg(H+h) C.-mgh和mg(H+h) D.mg(H+h)和0 3.从地面竖直上抛两个质量不等、动能相等的物体，以地面为零势能面，不计空气阻力， 下列说法正确的是 A.质量大的物体机械能也大 B.两物体到达最高点时的重力势能一定相等 C.两物体上升的最大高度一定相等 D.两物体上升到最大高度的时间一定相等 4.如图所示，一轻弹簧上端固定在粗糙斜面顶端，下端挂一物体，物体在A点处于平衡 状态。现用平行斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到B点；第二次先将物体拉到C 点后，再让物体回到B点，关于两次物体从A点运动至B点的过程，下列说法正确 的是 物理（鲁科版）必修第二册第1页（共4页) 衡水金卷·先享题 A.第一次物体的重力势能改变量大 B.第二次弹簧的弹性势能改变量大 7WwWWwW C.两次过程中摩擦力对物体做的功相等 D.两次过程中弹簧弹力对物体做的功相等 5.如图所示，一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮，轻绳的两端各系一个小球A和小球B, 当轻绳刚好被拉直后，小球B的高度为h,小球A静止于地面上。定滑轮 的质量及轮与轴间的摩擦不计，重力加速度为g,释放小球B,当小球B刚 落地时，小球A的速度大小为√gh,则小球A与小球B的质量之比为 A.1:2 B.1:3 C.1:4 D.2:5 A 6.如图所示，长为1的匀质链条放在光滑水平桌面上，其中有号部分悬于桌面外，链条 由静止开始释放，已知重力加速度为g,不计空气阻力，则它刚滑离桌面时的速度为 A. B.22g 3 C.23g7 3 D.6g红 3 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有 多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7.如图所示，小球自高h处以初速度。竖直下抛，正好落在轻质弹簧上，把弹簧压缩后 又被弹起，不计空气阻力，则下列说法正确的是 A.小球落到弹簧上后立即做减速运动，动能不断减少，但动能与弹性势能的 总和保持不变 B.在碰到弹簧后的下落过程中，小球与弹簧组成系统的弹性势能与重力势 777777777777 能之和先变小后变大 C.在碰到弹簧后的下落过程中，重力势能与动能之和先变大后变小 D.小球被弹起后，上升的最高点高于出发点 8.如图所示，与水平面成0角的传送带，在电动机的带动下以恒定的速率v顺时针运 行。现将质量为的小物块从传送带下端A点无初速度地放到传送带上，经时间t 物块与传送带达到共同速度，再经时间t2物块到达传送带的上端B点，已知A、B间 的距离为L,重力加速度为g,则在物块从A点运动到B点的过程中，下列说法正确 的是 高一同步周测卷三 物理（鲁科版）必修第二册第2页（共4页) A.在t1时间内摩擦力对物块做的功为)m B.在t1时间内物块和传送带间因摩擦而产生的内能等于物块 机械能的增加量 C.整个过程中，传送带对物块做的功为mgLsin0叶2m D.整个过程中，因运送物块，电动机至少多消耗ngLsin0+w2的电能 班级 姓名 分数 题号 5 8 答案 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(15分)现用落体法验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图甲所示。现有的实验 器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。 1打点 计时器 纸提 重物 0 B cm 21.72 26.00 30.66 (1)为完成此实验，除了以上的器材，还需要的器材有 (填正确答案标号)》 A.毫米刻度尺 B.秒表 C.220V的交流电源 D.12V的直流电源 E.6V的交流电源 (2)在实验中打点计时器所接交流电的频率为50Hz,当地重力加速度g=9.8m/s2, 实验选用的重物质量m=1kg,纸带上打点计时器打下的连续计数点A、B、C到打下 的第一个点O的距离如图乙所示，则从打下O点至B点的过程中，重物重力势能的 减少量△Ep= J,动能的增加量△Ek=J。(结果保留三位有效数字) (3)通过计算发现，在数值上△E (填“>”“<”或“=”)△Ek。这是因为 物理（鲁科版）必修第二册第3页（共4页) 衡水金卷·先享题· 10.(15分)传送带运输经常应用于分拣货物中。如图甲所示为传送带输送机简化模型 图，传送带输送机的倾角0=30°，顺时针匀速转动，在传送带下端A点无初速度地放 上货物。货物从下端A点运动到上端B点的过程中，其机械能E与位移、的关系 图像（以A位置所在水平面为零势能面）如图乙所示。货物可视为质点，货物的质 量m=2kg,重力加速度g=10m/s2。求： (1)货物与传送带间的动摩擦因数； (2)货物从下端A点运动到上端B点的时间t。 ↑E灯 34--------------2 12- 00.8 s/m 乙 11.(18分)如图所示，质量M=2kg、长度L=0.6m的木板静止放置于光滑水平地面 上，一质量m=1kg的物块（可看成质点）以速度=3m/s从左端冲上木板，物块 与木板间的滑动摩擦力大小f=5N。当物块滑至木板最右端时，二者恰好达到共 同速度v。求： (1)共同速度v的大小； (2)摩擦力对物块做的功； (3)整个过程中损失的机械能。 M 7777777777777777777777777777 高一同步周测卷三 物理（鲁科版）必修第二册第4页（共4页)高一周测卷 ·物理（鲁科版）必修第二册· 高一同步周测卷/物理必修第二册（三） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ②③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 机械能守恒定律 易 0.90 2 单项选择题 6 重力势能与机械能计算 易 0.85 单项选择题 竖直上抛与机械能守恒 0.85 4 单项选择题 6 含弹簧的机械能转化 中 0.75 5 单项选择题 6 系统机械能守恒应用 中 0.65 6 单项选择题 6 链条下滑过程的机械能守恒 难 0.55 7 多项选择题 8 系统能量转化 中 0.70 8 多项选择题 8 传送带、机械能守恒与做功分析 难 0.58 机械能守恒实验器材与数据 非选择题 15 易 0.80 处理 10 非选择题 15 传送带模型能量问题 中 0.75 非选择题 牛顿运动定律、运动学公式与机 18 难 0.58 械能守恒综合应用 考答案及解析 一、单项选择题 小，D项错误。 1.C【解析】将箭搭在弦上，拉弓的整个过程，弓的弹 2.A【解析】以刚下落的位置为零势能参考平面，则刚 性势能增大，弓和箭组成的系统机械能增大，A项错 要落到坑底时苹果的重力势能E。=一mg(H十h),以 误；在动力作用下从轨道上匀速率上行的过山车，重 刚下落的位置为零势能参考平面，苹果刚下落时的机 力势能增大，动能不变，过山车机械能增大，B项错 械能为0，根据机械能守恒定律可得苹果刚要落到坑 误；蹦床比赛中运动员某次离开床垫在空中完成动作 底时的机械能等于苹果刚下落时的机械能，即苹果刚 的过程，运动员减小的动能转化为重力势能，运动员 要落到坑底时的机械能为O,A项正确，B、C、D项 机械能守恒，C项正确；滑草运动中，某段时间内人与 错误。 滑板车一起下滑，阻力做负功，人与滑板的机械能减： 3.B【解析】初始时两物体重力势能都为零，动能相 ·5 ·物理（鲁科版）必修第二册· 参考答案及解析 等，在上抛的过程中只有重力做功，机械能守恒，可知 错误：当弹簧弹力增大到与重力相等时，小球的加速 两物体的机械能始终相同；当到达最高点时动能全部 度为零，速度达到最大，动能达到最大，之后弹簧弹力 转化成重力势能，所以两物体到达最高点时的重力势 大于重力，小球速度减小，动能减小，根据系统机械能 能一定相等，A项错误，B项正确；由重力势能公式 守恒可知，在碰到弹簧后的下落过程中，系统的弹性 E。=mgh,两物体到达最高点时的重力势能相等，因 势能与重力势能之和先变小后变大，由于弹性势能一 为两物体质量不等，故上升的最大高度不相等，竖直 直增大，故重力势能与动能之和一直减少，B项正确， 上抛时的加速度相同，根据公式A=令g可知两物 C项错误：小球从最低点反弹后，动能、重力势能、弹 性势能经历了相反的变化过程，最后离开弹簧回到出 体上升到最大高度的时间不相等，C、D项错误。 发点时，由系统机械能守恒可知，小球具有方向向上、 4.D【解析】第一次直接将物体拉到B点，第二次将物 大小为的速度，从而继续上升到最高点，即最高点 体先拉到C点，再回到B点，两次初、末位置一样，路 高于出发点，D项正确。 径不同，又重力做功的特点只跟始末位置有关，跟路 8.BC【解析】由动能定理可知，在t时间内摩擦力和 径无关，所以两次重力做的功相等，根据重力做的功 与重力势能变化的关系可知两次重力势能的改变量 重力对物块做的功之和等于令m,A项错误：在 相等，A项错误；由于两次初、末位置一样，即两次对 应的弹簧的形变量一样，所以两次弹簧的弹性势能改 时间内，物块相对传送带的位移△x=陆一之1= 变量相等，B项错误；第一次直接将物体拉到B点，摩 之，则物块和传送带间因摩擦而产生的内能Q= 擦力对物体做的功Wa=一ngxAB COS0,第二次将 物体先拉到C点，再回到B点，摩擦力对物体做的功 ∫△x=2ft:物块机械能的增加量等于摩擦力做的 W2=一gxAc cos日-mgxwc cos日，故两次摩擦力 对物体做的功不相等，C项错误；由于两次初、末位置 功，即△E=·之=2ft,即在t时间内物块和 一样，即两次对应的弹簧的形变量一样，两次过程中 传送带间因摩擦而产生的内能等于物块机械能的增 弹簧弹力对物体做的功相等，D项正确。 加量，B项正确；由功能关系可知，整个过程中，传送 5.B【解析】小球B下落的过程中，由A、B两小球及 带对物块做的功等于物块机械能的增量，即gLsin 0 轻绳组成的系统机械能守恒可得mBgh= 十之m,C项正确；在么时间内因运送物块，电动机 之(m十m)十m1h,解得器=子B项正确。 171B 1 至少多消耗mgL1sin9+之m心+Q,由B项可知 6.B【解析】链条释放之后，到离开桌面，由于桌面无 摩擦，整个链条的机械能守恒，取桌面为零势能面，整 mgL1sin计md2=Q,则在五时间内因运送物块电 1 个链条的质量为m,根据机械能守恒定律有一3mg 动机至少多消耗2ngL1sin0十m;在t时间内因运 送物块电动机至少多消耗mgL2sin0:则整个过程因 ×行=是m-mgX名，解得v=2Y区，B项 1 3 运送物块，电动机至少多消耗2 ngL sin0十m十 正确。 mgL2sin9=mg(L十L1)sin0十m的电能，D项 二、多项选择题 错误。 7.BD【解析】小球、弹簧组成的系统机械能守恒，小球 三、非选择题 运动过程中，动能、重力势能与弹性势能之和保持不 9.(1)AC(3分) 变，当小球碰到弹簧后，开始时弹力小于重力，合力方 (2)2.55(3分)2.50(3分) 向向下，小球向下加速，动能增加，重力势能减少，弹 (3)>(3分)下落过程中重物受到阻力做负功(3 性势能增加，所以动能与弹性势能的总和增大，A项 分) ·6 高一周测卷 ·物理（鲁科版）必修第二册· 【解析】(1)通过打点计时器计算时间，故不需要秒 可得=受4 (1分) 表，电火花打点计时器应该与220V交流电源连接， 解得t1=0.8s (1分) 需要用刻度尺测量纸带上两点间的距离，A、C项 设A点到B点的距离为L,货物在B点时的机械能 正确。 (2)重力势能减少量△E。=mgh=1×9.8×0.26J≈ 5=in9叶号md=34J (2分) 2.5J,利用匀变速直线运动的推论得=斧 解得L=3m (1分) 0.30660.2172m/s=2.235m/s,则动能的增加 则货物匀速阶段所用的时间t=L二1=1.1s 2×0.02 (2分) 1 量△E=2m呢≈2.50J。 货物从下端A点运动到上端B点所用的时间t=t (3)通过计算可知重力势能的减小量大于动能的增加 +t2=1.9s (1分) 量，其原因是物体在下落过程中克服摩擦阻力做功， 11.【解析】(1)根据牛顿第二定律有∫=ma,f-Ma2 导致重力势能没有完全转化为动能。 (2分) 10.【解析】(1)由图乙知，货物沿传送带向上运动s= 解得a1=5m/s2,a2=2.5m/s (2分) 0.8m后，与传送带保持相对静止 二者达到共同速度时有v=w一a1t=a2t (3分) 根据功能关系有mngcos日·s=△E (2分) 解得v=1m/s (2分) 解得货物与传送带间的动摩擦因数以- △E (2)对物块进行分析，根据动能定理有W= mgsi cos 0 22 12 3 1 (2分) v (2分) 2X10X0.8x 2 解得W=-4J (2分) (2)货物沿传送带向上运动s=0.8m时，与传送带 保持相对静止 (3)损失的机枝能△E=子m话-立(m十0 (3分) 此时有机械能E=mgs:sin0十子m=12J(2分) 解得△E=3J (2分) 解得传送带的速度v=2m/s (1分) 设货物加速过程所用的时间为t,根据运动学公式 7