第八章 机械能守恒定律 检测卷-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

人教版高中物理必修第二册第八章检测卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（共28分） 1．（本题4分）一辆汽车保持的额定功率行驶．当汽车的速度为时，牵引力的大小为（　　） A．2000N B．2500N C．3000N D．4000N 2．（本题4分）下列物理量中属于矢量的是（　　） A．位移 B．时间 C．功率 D．重力势能 3．（本题4分）如图，一质量为的小朋友由高，倾角的滑梯顶端静止滑下，已知滑到底端时的速度大小为，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．重力做功 B．支持力做功 C．阻力做功 D．合力做功 4．（本题4分）如图；有一个高h=2m的曲面固定不动。一个质量为1kg的物体，由静止开始从粗糙曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为4m/s。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．物体的动能减少了8J B．物体的重力势能增加了20J C．物体的机械能保持不变 D．物体的机械能减少了12J 5．（本题4分）水平力先后作用于甲、乙两物体，第一次甲物体沿力方向在粗糙水平面运动了位移，做功，第二次乙物体沿力方向在光滑水平面运动了位移，做功，则（　　） A． B． C． D．无法比较 6．（本题4分）如图所示，两个光滑斜面均固定于同一水平地面上，它们的高度相同、倾角不同，斜面的倾角分别为，，现将质量相同的甲、乙两个小球分别由两个光滑斜面的顶端同时由静止释放，并运动到各自斜面的底端，以下说法正确的是（　　） A．两个小球在由斜面顶端运动到斜面底端的过程中，小球甲所受重力做的功等于小球乙所受重力做的功 B．两个小球在由斜面顶端运动到斜面底端的过程中，小球甲所受重力做功的平均功率等于小球乙所受重力做功的平均功率 C．两个小球在运动到斜面底端时，小球甲所受重力做功的瞬时功率等于小球乙所受重力做功的瞬时功率 D．两个小球在由斜面顶端运动到斜面底端的过程中，重力对两个小球做的功不等，重力对两个小球做功的平均功率不等，两小球到达斜面底端时重力对两个小球做功的瞬时功率也不相等 7．（本题4分）材料相同的A、B两块滑块质量mA＞mB，在同一个粗糙的水平面上以相同的初速度运动，则它们的滑行距离xA和xB的关系为(       ) A．xA=xB B．xA<xB C．xA>xB D．无法确定 二、多选题（共15分） 8．（本题5分）如图所示，质量相同的两个小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地，A、B的水平位移大小分别为l和，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．A、B的飞行时间之比为 B．A、B的初速度大小之比为 C．A、B落地时重力的瞬时功率之比为 D．A、B从抛出到落地过程中重力的平均功率之比为 9．（本题5分）一质量为m的小球，从地面附近某高度处以初速度v水平抛出，除重力外小球还受一水平恒力作用，经过一段时间，小球的速度大小变为2v，方向竖直向下，小球还未到达地面。重力加速度为g，在此过程中（　　） A．小球的动能增加了 B．小球的重力势能减少了 C．水平恒力对小球做的功为 D．水平恒力的大小为 10．（本题5分）如图，某滑雪运动员由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的作用，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（　　） A．所受合外力始终为零 B．重力做正功 C．合外力不做功 D．重力功率保持不变 三、实验题（共24分） 11．（本题12分）在做“探究功与速度变化的关系”的实验，某实验小组用如图甲所示装置，图乙是打点计时器打出的纸带的其中一段，纸带上的小黑点是计数点，相邻的两计数点之间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。 （1）可以判断纸带的________（填“左端”或“右端” ）与木块连接； （2）根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下A点、B点时木块的速度vA、vB，其中vA=________m/s（保留两位有效数字）； （3）如图所示是另一小组的实验装置，实验中，通过改变橡皮筋的条数来改变橡皮筋对小车做的功，下列说法正确的是____________。 A．实验中需要平衡阻力 B．释放小车后开启打点计时器 C．需要测量橡皮筋对小车做功的数值 D．每次都要从同一位置由静止释放小车 12．（本题12分）利用如图装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 (1)除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有_____。（选填器材前的字母） A．大小合适的铁质重锤 B．体积较大的木质重锤 C．刻度尺 D．游标卡尺 E．秒表 (2)在实验过程中（重锤质量用m表示），下列实验操作和数据处理正确的_____。 A．释放重锤前，使纸带保持竖直器 B．做实验时，先释放重锤，再接通打点计时器的电源 C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到起点O的距离h，再根据公式v=计算，其中g应取当地的重力加速度 D．用刻度尺测量某点到起点O的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度 (3)如图是实验中得到的一条纸带在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打下起点O到打下B点的过程中，重锤重力势能减小量_____，动能增加量_____。 (4)某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2-h象去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的图象是下列图中的_____。 A． B． C． D． 四、解答题（共33分） 13．（本题10分）在水平路面上行驶的汽车，其额定功率P额=100kW，质量m=2×103kg，行驶中实际功率不超过额定功率，且所受阻力大小恒为其重力的0.1倍，地球表面重力加速度g=10m/s2。求： (1)汽车在行驶过程中所能达到的最大速度vm； (2)若汽车以a=1m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动，则这一过程能维持的时间t是多大？ 14．（本题11分）用起重机在1分钟内将地面上质量为m=2.0×103kg的物体竖直向上匀速提升到h=15 m的高处，g取10 m/s2，将物体视为质点，不计空气阻力。则： (1)以地面为参考平面，求物体在h = 15 m处的重力势能Ep。 (2)求起重机对物体所做的功WF。 (3)求起重机做功的功率。 15．（本题12分）质量m=1kg的物体从h=5m高处以v0=2m/s的水平初速度抛出，如图所示。设运动过程不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）物体做平抛运动的过程中重力做的功； （2）物体抛出时的初动能； （3）物体触地之前瞬间的动能。    试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 人教版高中物理必修第二册第八章检测卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（共28分） 1．（本题4分）一辆汽车保持的额定功率行驶．当汽车的速度为时，牵引力的大小为（　　） A．2000N B．2500N C．3000N D．4000N 【答案】C 【难度】0.94 【知识点】功率推导式：P=Fvcosθ 【详解】根据功率与瞬时速度的关系可得，当汽车的速度为时，牵引力的大小为 ABD错误，C正确。 故选C。 2．（本题4分）下列物理量中属于矢量的是（　　） A．位移 B．时间 C．功率 D．重力势能 【答案】A 【难度】0.94 【知识点】标量与矢量、重力势能的定义和性质 【详解】矢量是既有大小又有方向的量，运算满足平行四边形定则；标量只有大小没有方向，运算是代数运算，故位移是矢量，时间、功率、重力势能均为标量，故A正确BCD错误。 故选A。 3．（本题4分）如图，一质量为的小朋友由高，倾角的滑梯顶端静止滑下，已知滑到底端时的速度大小为，重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．重力做功 B．支持力做功 C．阻力做功 D．合力做功 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】动能定理的初步应用、重力做功、功的正负及判断 【详解】A．重力做功为 故A错误； B．由于支持力方向总是与速度方向垂直，所以支持力做功为0，故B错误； CD．根据动能定理可得 解得阻力做功为 合力做功为 故C错误，D正确。 故选D。 4．（本题4分）如图；有一个高h=2m的曲面固定不动。一个质量为1kg的物体，由静止开始从粗糙曲面的顶点滑下，滑到底端时的速度大小为4m/s。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．物体的动能减少了8J B．物体的重力势能增加了20J C．物体的机械能保持不变 D．物体的机械能减少了12J 【答案】D 【难度】0.85 【知识点】null、null 【详解】A．物体的动能增加了 选项A错误； B．物体的重力势能减小 选项B错误； CD．由以上分析可知，物体的机械能减少了12J，选项C错误，D正确。 故选D。 5．（本题4分）水平力先后作用于甲、乙两物体，第一次甲物体沿力方向在粗糙水平面运动了位移，做功，第二次乙物体沿力方向在光滑水平面运动了位移，做功，则（　　） A． B． C． D．无法比较 【答案】B 【难度】0.85 【知识点】功的定义（式） 【详解】依题意，根据功的定义，知恒力 F 在两种情况下对物体做的功一样多，为 W1=W2=Fs 故选B。 6．（本题4分）如图所示，两个光滑斜面均固定于同一水平地面上，它们的高度相同、倾角不同，斜面的倾角分别为，，现将质量相同的甲、乙两个小球分别由两个光滑斜面的顶端同时由静止释放，并运动到各自斜面的底端，以下说法正确的是（　　） A．两个小球在由斜面顶端运动到斜面底端的过程中，小球甲所受重力做的功等于小球乙所受重力做的功 B．两个小球在由斜面顶端运动到斜面底端的过程中，小球甲所受重力做功的平均功率等于小球乙所受重力做功的平均功率 C．两个小球在运动到斜面底端时，小球甲所受重力做功的瞬时功率等于小球乙所受重力做功的瞬时功率 D．两个小球在由斜面顶端运动到斜面底端的过程中，重力对两个小球做的功不等，重力对两个小球做功的平均功率不等，两小球到达斜面底端时重力对两个小球做功的瞬时功率也不相等 【答案】A 【难度】0.65 【知识点】瞬时功率、平均功率、重力做功 【详解】A．令高度为h，则重力做的功均为 故A正确； B．根据牛顿第二定律有 根据位移公式有 重力做功的平均功率 解得 由于斜面的倾角分别为 ， 可知，小球甲所受重力做功的平均功率小于小球乙所受重力做功的平均功率，故B错误； C．根据速度公式有 结合上述解得 则小球运动到斜面底端时重力的瞬时功率 解得 由于斜面的倾角分别为 ， 可知，两个小球在运动到斜面底端时，小球甲所受重力做功的瞬时功率小于小球乙所受重力做功的瞬时功率，故C错误； D．结合上述可知，两个小球在由斜面顶端运动到斜面底端的过程中，重力对两个小球做的功相等，重力对两个小球做功的平均功率不等，两小球到达斜面底端时重力对两个小球做功的瞬时功率也不相等，故D错误。 故选A。 7．（本题4分）材料相同的A、B两块滑块质量mA＞mB，在同一个粗糙的水平面上以相同的初速度运动，则它们的滑行距离xA和xB的关系为(       ) A．xA=xB B．xA<xB C．xA>xB D．无法确定 【答案】A 【难度】0.65 【知识点】null 【详解】在A滑块滑行过程中，运用动能定理得 解得 在B滑块滑行过程中，运用动能定理 得 所以 xA=xB 故A正确。 故选A。 二、多选题（共15分） 8．（本题5分）如图所示，质量相同的两个小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地，A、B的水平位移大小分别为l和，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．A、B的飞行时间之比为 B．A、B的初速度大小之比为 C．A、B落地时重力的瞬时功率之比为 D．A、B从抛出到落地过程中重力的平均功率之比为 【答案】BD 【难度】0.85 【知识点】平抛运动速度的计算、平抛运动位移的计算、平均功率、瞬时功率 【详解】A．小球在竖直方向做自由落体运动，根据可知A、B的飞行时间之比为 故A错误； B．小球在水平方向做匀速直线运动，根据可知A、B的初速度大小之比为 故B正确； C．小球落地时重力的瞬时功率为 由于两小球质量相同，所以A、B落地时重力的瞬时功率之比为 故C错误； D．小球从抛出到落地过程中重力的平均功率为 由于两小球质量相同，所以A、B从抛出到落地过程中重力的平均功率之比为 故D正确。 故选BD。 9．（本题5分）一质量为m的小球，从地面附近某高度处以初速度v水平抛出，除重力外小球还受一水平恒力作用，经过一段时间，小球的速度大小变为2v，方向竖直向下，小球还未到达地面。重力加速度为g，在此过程中（　　） A．小球的动能增加了 B．小球的重力势能减少了 C．水平恒力对小球做的功为 D．水平恒力的大小为 【答案】BD 【难度】0.65 【知识点】合运动与分运动的概念及关系、重力势能的变化和重力做功的关系、动能定理的初步应用 【详解】A．小球的动能增加了 故A错误； BD．小球在竖直方向做自由落体运动，且水平恒力作用一段时间后，小球运动速度竖直向下，说明水平方向的速度恰好减为零，竖直方向的速度由零加到2v，水平方向有， 竖直方向有， 解得， 则小球的重力势能减少了 故BD正确； C．下落过程，根据动能定理有 解得 故C错误。 故选BD。 10．（本题5分）如图，某滑雪运动员由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的作用，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中（　　） A．所受合外力始终为零 B．重力做正功 C．合外力不做功 D．重力功率保持不变 【答案】BC 【难度】0.65 【知识点】动能定理的初步应用、平均功率、功的正负及判断、向心力的来源 【详解】A．运动员沿AB下滑过程中，速度大小不变，速度方向不断在改变，故所受合外力不为零，故A错误； B．则运动员沿AB下滑过程中，重心在降低，重力做正功，故B正确； C．运动员沿AB下滑过程中，速度大小不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合外力不做功，故C正确； D．AB段速率不变，速度方向不断在改变，重力与速度夹角在变化，所以重力的瞬时功率在变化，故D错误。 故选BC。 三、实验题（共24分） 11．（本题12分）在做“探究功与速度变化的关系”的实验，某实验小组用如图甲所示装置，图乙是打点计时器打出的纸带的其中一段，纸带上的小黑点是计数点，相邻的两计数点之间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。 （1）可以判断纸带的________（填“左端”或“右端” ）与木块连接； （2）根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下A点、B点时木块的速度vA、vB，其中vA=________m/s（保留两位有效数字）； （3）如图所示是另一小组的实验装置，实验中，通过改变橡皮筋的条数来改变橡皮筋对小车做的功，下列说法正确的是____________。 A．实验中需要平衡阻力 B．释放小车后开启打点计时器 C．需要测量橡皮筋对小车做功的数值 D．每次都要从同一位置由静止释放小车 【答案】 左端 0.72 AD/DA 【难度】0.65 【知识点】探究功与物体速度变化的关系 【详解】（1）[1]纸带左端点密集，右端稀疏，由题意可以判断纸带的左端与木块连接。 （2）[2]计数点间的时间间隔 t=0.02s×5=0.1s 纸带上某点的瞬时速度等于该点前后相邻两个点间的平均速度，打A点时的速度为 （3）[3]A．实验中需要平衡阻力，这样就使得小车所受的合力等于橡皮筋的拉力，故A正确； B．试验时先开启打点计时器后释放小车，故B错误； C．只需要知道橡皮筋的个数，而不需要测量橡皮筋对小车做功的数值，故C错误； D．每次都要从同一位置由静止释放小车，故D正确。 故选AD。 【名师点睛】 12．（本题12分）利用如图装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 (1)除打点计时器（含纸带、复写纸）、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有_____。（选填器材前的字母） A．大小合适的铁质重锤 B．体积较大的木质重锤 C．刻度尺 D．游标卡尺 E．秒表 (2)在实验过程中（重锤质量用m表示），下列实验操作和数据处理正确的_____。 A．释放重锤前，使纸带保持竖直器 B．做实验时，先释放重锤，再接通打点计时器的电源 C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到起点O的距离h，再根据公式v=计算，其中g应取当地的重力加速度 D．用刻度尺测量某点到起点O的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度 (3)如图是实验中得到的一条纸带在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打下起点O到打下B点的过程中，重锤重力势能减小量_____，动能增加量_____。 (4)某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2-h象去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的图象是下列图中的_____。 A． B． C． D． 【答案】 AC AD mghB A 【难度】0.65 【知识点】验证机械能守恒定律 【详解】(1)[1]AB．为减小重物运动过程中的空气阻力，重物应该质量大一些、体积应该小一些，故应该选大小合适的铁质重锤，故A正确，B错误； CD．由于要测量纸带上计数点间的距离，故要用到刻度尺，故C正确，D错误； E．打点计时器可记录重物的运动时间，不需要秒表，故E错误。 故选AC。 (2)[2] A．为减小纸带与打点计时器间的摩擦力，释放重锤前，使纸带保持竖直，故A正确； B．做实验时，先接通电源，后释放重锤，故B错误； C．由于实验过程中不可避免地存在阻力作用，所以重物的实际加速度小于重力加速度，所以应该利用匀变速直线规律中的：平均速度等于中间时刻的速度来求打下某点时，重锤的速度v，故C错误； D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度，故D正确。 故选AD。 (3)[3][4]从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的变化量的绝对值为，由于初速度为零，则动能的变化量为 (4)[5]实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，设加速度为a，则根据匀变速直线运动规律有，可知与成正比例函数关系，故A正确，BCD错误。 故选A。 四、解答题（共33分） 13．（本题10分）在水平路面上行驶的汽车，其额定功率P额=100kW，质量m=2×103kg，行驶中实际功率不超过额定功率，且所受阻力大小恒为其重力的0.1倍，地球表面重力加速度g=10m/s2。求： (1)汽车在行驶过程中所能达到的最大速度vm； (2)若汽车以a=1m/s2的加速度由静止开始做匀加速直线运动，则这一过程能维持的时间t是多大？ 【答案】(1)50m/s；(2)25s 【难度】0.65 【知识点】以恒定加速度启动、机车的额定功率、阻力与最大速度的关系 【详解】(1)汽车在行驶过程中达到最大速度时牵引力F等于阻力f，则 P额= 解得 vm=50 m/s (2)汽车由静止开始做匀加速直线运动，设末速度为v1，这一过程能维持时间为t，则 P额= 解得 ， 14．（本题11分）用起重机在1分钟内将地面上质量为m=2.0×103kg的物体竖直向上匀速提升到h=15 m的高处，g取10 m/s2，将物体视为质点，不计空气阻力。则： (1)以地面为参考平面，求物体在h = 15 m处的重力势能Ep。 (2)求起重机对物体所做的功WF。 (3)求起重机做功的功率。 【答案】(1)；(2)；(3)5000W 【难度】0.65 【知识点】重力势能的定义和性质 【详解】(1)以地面为参考平面，求物体在h = 10m处的重力势能 (2)起重机对物体所做的功WF (3)起重机做功的功率 15．（本题12分）质量m=1kg的物体从h=5m高处以v0=2m/s的水平初速度抛出，如图所示。设运动过程不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求： （1）物体做平抛运动的过程中重力做的功； （2）物体抛出时的初动能； （3）物体触地之前瞬间的动能。    【答案】（1）50J；（2）2J；（3）52J 【难度】0.65 【知识点】动能定理的初步应用 【详解】（1）物体做平抛运动的过程中重力做的功为 （2）物体抛出时的初动能为 （3）根据动能定理可得 解得物体触地之前瞬间的动能为 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $