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

必修第二册《机械能守恒定律》章末检测_ 1、 单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求 1．下列关于功的说法中正确的是（　　） A．一个力作用在物体上，如果这个力做功为零，则该物体一定处于静止状态 B．由于功是标量，所以的功大于的功 C．静摩擦力对物体可能做正功 D．相互接触的两物体间一对滑动摩擦力做功之和一定等于零 2．运动员在进行力量训练时，腰间捆绑一绳拉着物体跑动起来。设一个质量为的物体静止在粗糙的水平面上，物体与水平面间的滑动摩擦力大小为，某时刻开始物体受到大小如图所示的水平拉力的作用，则（　　） A．时刻，物体的速度大小为 B．时刻，合力做功的功率为 C．0到时间内，物体的位移大小为 D．0到时间内，水平拉力做功为 3．2024年10月1日，由我国自主研发目前最先进的CR400AF-S型“复兴号”智能动车组列车从太原顺利开往北京，最高时速350公里/小时。已知列车的质量为，若此列车在平直铁路上行驶的图像如图所示，在行驶过程中受到的阻力大小恒定，则在0~20s内，下列说法正确的是（　　） A．列车牵引力功率保持恒定 B．列车的初速度大小为10m/s C．列车的加速度大小为 D．0~20s内列车牵引力做的功大于 4．如图为模拟“自动化”货物装卸装置的玩具，两边相互垂直的斜面固定在水平地面上，货箱A（含货物）和配重B通过与斜面平行的轻绳跨过光滑滑轮相连。A装好货物后从0.8 m高处由静止释放，运动到底端时A和B同时被锁定卸货。已知装好货物的货箱A的质量为4.4 kg，配重B的质量为1.1 kg，A、B与斜面间的动摩擦因数均为0.5，sin53°=0.8，sin37°=0.6，下列说法不正确的是（　　） A．货箱A下滑的加速度大小为1 m/s2 B．货箱A下滑到底部时速度大小为2 m/s C．货箱A下滑到底部系统重力势能的减小量为28.6J D．若卸货后空箱A质量为0.1 kg，则其被解锁后能回到原处 5．如图所示，光滑斜面固定在粗糙水平面上，斜面底端用小圆弧与水平地面平滑连接，在距斜面底端为的位置有一竖直墙壁。小物块自斜面上高为处由静止释放，小物块与水平地面之间的动摩擦因数为，若小物块与墙壁发生碰撞后以原速率反弹，且最多只与墙壁发生一次碰撞。小物块可看作质点，则物块最终静止时距墙壁的距离不可能为（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，水平光滑长直杆上套有一物块Q，一根轻绳跨过竖直方向固定于点的光滑圆环，轻绳的一端连接Q，另一端悬挂一物块P，。设轻绳的左边部分与水平方向的夹角为，初始时。现将P、Q由静止同时释放，关于P、Q以后的运动，下列说法正确的是（　　） A．Q一直处于加速状态 B．Q的合力一直增大 C．当时，P、Q的速度之比是 D．当P的重力势能最小时，Q的动能最大 7．如图所示，某人斜向上方抛出石块，不计空气阻力，则石块落地时速度的大小（　　） A．与石块的质量无关 B．与石块的抛出高度无关 C．与石块初速度的仰角有关 D．与石块初速度的大小无关 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．一辆汽车在平直公路上从静止开始启动，该汽车加速度随时间的变化规律如图所示，时刻汽车达到额定功率且功率不再变化，时刻图像与时间轴相切。已知汽车质量为，运动过程中受到的阻力恒为，则有（　　） A．汽车的额定功率为 B．汽车的额定功率为 C．和时间内汽车牵引力做功之比为 D．和时间内汽车牵引力做功之比为 9．质量为的汽车在平直公路上以恒定加速度由静止启动，经过时间达到额定功率，这个过程中汽车的位移为，汽车达到额定功率时关闭发动机，汽车又行驶了后停止，整个过程的位移-时间图像如图所示。已知汽车行驶时所受阻力恒定，则（　　） A．图中 B．汽车牵引力为 C．牵引力的大小为阻力的2倍 D．汽车行驶过程中所受阻力为 10．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。由图中数据可得（　　） A．物体的质量为1kg B．h=0时，物体的速率为10m/s C．h=2m时，物体的动能Ek=50J D．从地面至h=4m，物体的动能减少80J 3、 非选择题：本题共5小题，共54分。 11．某实验小组用如图所示装置探究“动能定理”。请回答下列问题： (1)纸带穿过打点计时器，调整长木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿长木板做匀速运动。这样做的目的是______； (2)纸带穿过打点计时器，小车置于靠近打点计时器的位置，通过绕过定滑轮的细线与钩码相连：启动打点计时器，释放小车，小车在牵引力的作用下运动，得到的一条较为理想的纸带，其中点为打点计时器打的第一点，、、为连续的三个计数点，相邻两点的时间间隔，如图乙所示。 ①以小车为研究对象，若用钩码的重力表示细线对小车的拉力，钩码的质量和小车的质量应满足的条件是______。 ②此次实验中，钩码的质量，小车的质量，根据纸带上提供的数据可知，从到的过程中，合力对小车做的功为______J；小车动能的变化量为______J（重力加速度，结果保留3位有效数字）。 12．采用如图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)下列做法中合理的是______（多选）； A．可以用手托住重物由静止释放 B．处理纸带时必须每隔4个点确定一个计数点 C．选用质量和密度较大的重物，以减小空气阻力 D．打点计时器的两个限位孔应处于同一竖直线，以减小摩擦阻力 (2)选出一条清晰的纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为计数点，用刻度尺测得A、B、C距O点的距离并在图中标出。已知重物的质量为0.50kg，交流电频率为50Hz，当地重力加速度。重锤由O点运动到B点的过程中，重力势能的减少量______（结果保留3位有效数字），动能的增加量。 (3)由（2）中数据可以知道总是略大于，其原因是______； A．利用公式计算重物速度 B．做实验时，先释放纸带后接通电源 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 13．如图所示，借助电动机和斜面将质量为20kg的货物用最短的时间从斜面底端拉到斜面顶端。货物依次经历匀加速、变加速、匀速、匀减速四个阶段，到达顶端时速度刚好为零。已知电动机的额定功率为1200W、绳子的最大拉力为300N，绳子与斜面平行，斜面长度为34.2m，倾角θ=30°，货物与斜面的摩擦因数为，减速阶段加速度大小不超过5m/s2，g取10m/s2。求： （1）减速阶段电动机的牵引力T； （2）货物运动总时间t。 14．如图所示，传送带AB长为，与水平面的倾角为，传送带以逆时针匀速转动，现将一质量为的小物块P从传送带上端A处无初速度释放，物块与传送带之间的动摩擦因数。不计空气阻力，重力加速度大小取，（，）求： (1)物块P从A点到达B点的时间t； (2)物块P从A点到达B点的过程中与传送带之间因摩擦产生的热量； (3)物块P从A到B下滑过程中对传送带做的总功。 15．某兴趣小组设计了一套物体输送装置，其简化模型如图所示，包含传送带、粗糙水平面、倾角的足够长的斜面。传送带与水平面、水平面与斜面之间的连接处均平滑过渡。现有一可视为质点的物块从传送带最左端静止释放，沿着装置输送。已知传送带长度并以顺时针转动，物块与传送带间动摩擦因数，水平面长度，物块与平面间动摩擦因数。。求： (1)物块在传送带上运动的时间； (2)若斜面表面光滑，物块最终停在该装置的哪个位置？ (3)若斜面表面粗糙且物块与斜面间动摩擦因数与物块在斜面上升高度满足的关系如图2所示，物块在斜面上运动产生的热量是多少？ 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 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A D A A D A BD AD BC 1．C 【详解】A．一个力作用在物体上，如果这个力做功为零，可能是这个力与位移方向垂直，物体可以是运动状态，不一定处于静止状态，故A错误； B．功是标量，正负仅表示该力是动力还是阻力，不表示大小，功的大小看绝对值，因此的功小于的功，故B错误； C．静摩擦力的方向可以与物体位移方向相同，例如传送带向上运送相对静止的货物时，静摩擦力对货物做正功，因此静摩擦力对物体可能做正功，故C正确； D．一对滑动摩擦力作用的两个物体存在相对滑动，两物体的位移大小不相等，摩擦力大小相等、方向相反，因此一对滑动摩擦力做功之和一定不等于零，故D错误。 故选C。 2．A 【详解】A．在时间内，根据牛顿第二定律有 解得 则物体在时刻的速度为，故A正确； B．在时间内，水平拉力为，小于滑动摩擦力，说明物体做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律有 解得 在时刻，物体的速度大小为 在时刻合力做功的功率，故B错误； C．时间内，物体产生的位移为，故C错误； D．时间内，水平拉力做功为，故D错误。 故选A。 3．D 【详解】ABC．根据运动学公式 变形可得 结合图像得 纵轴截距 可得 可见列车做初速度为，加速度为的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得 牵引力功率 可知牵引力功率逐渐增大，故ABC错误； D．20s末列车的速度大小为 根据动能定理得 牵引力做的功 故D正确。 故选D。 4．A 【详解】A．对AB整体，由牛顿第二定律可知，A错误； B．货箱A下滑到底部时速度大小为，B正确； C．货箱A下滑到底部系统重力势能的减小量为，C正确； D．若卸货后空箱A质量为0.1 kg，因，则其被解锁后能回到原处，D正确。 此题选择不正确的，故选A。 5．A 【详解】设小物块在水平面上滑行的总路程为s。对小物块从释放到静止的全过程应用动能定理，有 解得 AB．若小物块未与墙壁发生碰撞，则，物块最终静止在距斜面底端s处，距墙壁的距离为，故A不可能，符合题意；B可能，不符合题意； C．若小物块与墙壁发生一次碰撞后静止在水平面上，且未回到斜面底端，则，物块反弹后向左滑行的距离，距墙壁的距离为，故C可能，不符合题意； D．若小物块与墙壁发生一次碰撞后，回到斜面底端并冲上斜面，再滑下，最终静止在水平面上，则，距墙壁的距离为，故D可能，不符合题意； 故选A。 6．D 【详解】A．Q所受合力，当时，合力水平向右，向右加速，当时，合力水平向左，Q开始减速，故AB错误； C．P、Q用同一根绳连接，根据投影原理可知，Q沿绳子方向的速度与P的速度相等，如图所示 当时，可得 解得，故C错误； D．P、Q组成的系统只有重力做功，系统的机械能守恒，P的重力势能最小时，即为Q到达O点正下方时，此时，系统机械能全部转化为Q的动能，此时Q的动能最大，故D正确。 故选D。 7．A 【详解】由题知，不计空气阻力，则石块从抛出到落地，机械能守恒，则有 解得 可知落地速度的大小与石块的抛出高度和石块初速度的大小有关，与石块的质量无关和石块初速度的仰角无关。 故选A。 8．BD 【详解】AB．汽车从静止开始运动，因此时刻的速度等于内图像的面积 时刻加速度为，由牛顿第二定律 得牵引力，此时汽车达到额定功率，额定功率，故A错误，B正确； CD．加速度恒定，做匀加速直线运动，位移 牵引力恒定，做功 功率保持额定功率不变，牵引力做功 做功之比化简，故C错误，D正确。 故选BD。 9．AD 【详解】ABD．设阶段牵引力为，汽车的位移为 时速度为，对于关闭发动机前的过程应用动能定理 全过程应用动能定理 又因为 联立可得汽车行驶过程中所受阻力为 由牛顿第二定律 又因为 联立可得 又全过程应用动量定理解得 解得 故AD正确，B错误； C．由上述分析可知牵引力的大小为摩擦阻力的3倍，故C错误。 故选 AD。 10．BC 【详解】A．由图可知在最高点，解得，A错误； B．在初位置由图可知 ，解得 ，B正确； C．h=2m时，物体的动能，故C正确； D．根据图像可知从地面至h=4 m，物体的动能减少，故D错误。 故选BC。 11．(1)平衡摩擦力 (2) 0.130 0.128 【详解】（1）纸带穿过打点计时器，调整长木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿长木板做匀速运动。这样做的目的是平衡摩擦力。 （2）[1]在平衡了摩擦力的情况下，根据牛顿第二定律可得，对小车 对钩码有 联立解得 可知当时； [2]从到的过程中，合力对小车做的功为 代入数据解得 [3]根据匀变速直线运动的推论，可知B点的速度等于A点到C点的平均速度，则有 则小车动能的变化量为 12．(1)CD (2) (3)C 【详解】（1）A．实验应手提纸带上端，让重物静止后释放，托住重物易导致纸带松弛、初速度不稳定，操作不合理，A错误； B．计数点不需要必须每隔4个点选取，可根据纸带清晰程度实际选择，不是必须要求，B错误； C．选用质量、密度较大的重物，空气阻力的影响更小，可减小误差，C正确； D．两个限位孔在同一竖直线上，能减小纸带与限位孔之间的摩擦，减小误差，D正确。 故选CD。 （2）已知，，，重力势能减少量公式为 代入数据解得 （3）A．用计算速度会得到动能偏大的结果，A错误； B．先释放纸带后接通电源只会导致开头点迹缺失，不造成的影响，B错误； C．重物下落过程中，始终受到空气阻力和纸带与限位孔的摩擦阻力，重力势能的减少量一部分用于克服阻力做功、转化为内能，因此动能增加量始终略小于重力势能减少量，C正确； D．不多次取平均是偶然误差，不会始终让大于，D错误。 故选C。 13．（1）100N；（2）7s 【详解】（1）减速阶段，根据牛顿第二定律有 解得 （2）货物在第一阶段做匀加速上升过程，根据牛顿第二定律可得 解得 当功率达到额定功率时，设货物的速度为v1，则有 此过程所用时间和上滑的距离分别为 货物以最大速度匀速时，有 货物最后以最大加速度做匀减速运动的时间和上滑的距离分别为 因此，从电动机达到额定功率到货物即将减速，上滑的距离为 设重物从结束匀加速运动到开始做匀减速运动所用时间为t2，该过程根据动能定理可得 解得 所以总时间为 14．(1)1.2s (2)0.48J (3)0.64J 【详解】（1）物块P刚放到传送带上，根据牛顿第二定律 解得 加速度到共速的时间 共速后，根据牛顿第二定律 解得 之后继续做匀加速运动，有 解得 物块P从A点到达B点的时间 （2）物块在第一个过程与传送带的相对位移 物块在第二个过程与传送带的相对位移 产生的热量为 （3）物块P对传送带做的功 物块P对传送带做的功 物块P从A到B下滑过程中对传送带做的总功 15．(1) (2)距离水平面MN上距N点左侧2.6m处 (3) 【详解】（1）物块在传送带上先匀加速运动，由牛顿第二定律 解得 加速到传送带速度的时间和位移 物体剩余位移以传送带速度匀速运动，时间 总时间 （2）物块离开传送带时动能为 从到过程摩擦力做功 到达点动能 斜面光滑，物块上滑后滑回点，动能仍为，之后向左经过，到达点时剩余动能 物块进入传送带向左减速，直到停下，设向左运动距离，由动能定理 解得 则物块在距离点（传送带右端）左侧处，再次被加速，设物块出加速带的速度为，则有 代入数据解得 物块第二次离开传送带时动能为 之后物块重复之前的运动情况，则物块到达点动能 斜面光滑，物块上滑后滑回点，动能仍为，之后向左运动的位移为 因此物块最终停在水平面MN上，距离右端N点左侧2.6m处。 （3）由图2得时， 设物块沿斜面上升最大高度为，上升过程摩擦力做功的绝对值为 由动能定理，上升过程初动能全部用于克服重力和摩擦力做功 则 整理得 解得 符合假设。 在最高点 物块下滑，下滑过程摩擦力做功的绝对值与上升过程相等 总热量 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $