第八章 机械能守恒定律（B卷）单元测试 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

高中物理单元测试AB卷 B卷——专项突破卷（参考答案） 1.答案：D 解析：功是标量，功的正负既不表示方向也不表示功的大小，而是表示力对物体起动力作用（即力对物体做功）还是力对物体起阻力作用（即物体克服外力做功）； A.-10J的功大于+5J的功，故A正确，与题意不符； B.功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功，故B正确，与题意不符； C.一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动，故C正确，与题意不符； D.功是标量，正、负不表示方向，故D错误，与题意相符。 故选D。 2.答案：B 解析：由题图（b）可知小物块甲做匀加速直线运动，小物块乙做加速度减小的加速运动，结合题图（a）可知，小物块甲沿轨道Ⅱ下滑，小物块乙沿轨道Ⅰ下滑，AD错误；由题图（b）可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中，同一时刻物块乙的速度大于物块甲的速度，则同一时刻甲的动能比乙的小，B正确；小物块乙由静止释放的瞬间，小物块乙的速度为零，则小物块乙的重力功率为0，小物块乙滑到轨道Ⅰ底端的瞬间，小物块乙的速度方向与重力方向垂直，则小物块乙的重力功率为0，但在下滑过程中，小物块乙的重力做的功不为0，则小物块乙的重力的瞬时功率先增大后减小，C错误。 3.答案：B 解析：重力的瞬时功率为，水珠在最高点时，速度为零，重力的瞬时功率最小，故A错误；水珠在空中运动的过程中，一直克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，故该水珠的机械能在落回地面时最小，故B正确；水珠上升过程阻力方向与重力方向相同，下降过程阻力方向与重力方向相反，则水珠上升过程的加速度大于下降过程的加速度，水珠上升过程的位移大小等于下降过程的位移大小，故上升过程所用的时间小于下降过程所用的时间，故C错误；运动过程中空气阻力的大小保持不变，水珠上升过程的位移等于下降过程的位移，故上升过程克服空气阻力做的功等于下降过程克服空气阻力做的功，故D错误。 4.答案：C 解析：不计空气阻力，企鹅做斜上抛运动，在最高点时有水平方向的速度，动能不为零，A错误；若企鹅以同样大小的速度竖直向上起跳，由机械能守恒定律知，两种情况落水时速度大小相同，B错误；由动能定理可得重力做的功为，C正确；企鹅做斜上抛运动，速度方向和大小均不断变化，D错误。 5.答案：C 解析：在第二项测试中汽车匀速行驶，电机做的功和汽车克服阻力做的功相等，则有，其中，解得受到的阻力为，故AB错误；在第一项测试中，根据动能定理有，解得，故C正确，D错误。 6.答案：A 解析：在粗糙斜面上摩擦力做的功，对滑块从M到N的过程根据动能定理有，故，A正确。 7.答案：B 解析：两次初速度大小相等，第2次初速度与水平面的夹角较小，所以第2次篮球水平分速度较大，竖直初速度较小，篮球第1次上升的最大高度比第2次的大，故B正确；竖直方向上，根据，可知第1次篮球从离手到进筐的时间较大，故A错误；初动能相等，篮球经过a点时，重力势能相等，根据机械能守恒，可知第1次的动能等于第2次的动能，故C错误；篮球两次进筐时，动能相等，水平方向分速度不同，故竖直方向分速度也不同，故D错误。 8.答案：B 解析：从A到B的过程中，弹簧弹力对小球做正功，弹簧的弹性势能减小，小球的机械能增加，故A错误，B正确；从A到B的过程中，弹力一开始大于重力，小球向上加速运动，当弹力等于重力时，小球的速度达到最大，之后弹力小于重力，小球向上减速运动，从B到C的过程，只有重力做功，小球向上减速运动，所以从A到C的过程中，小球的动能先增大后减小，故C错误；从A到C的过程中，只有重力和弹簧弹力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，由于小球的动能先增大后减小，则小球和弹簧组成的系统势能先减少后增加，故D错误。 9.答案：D 解析：A.应选用密度较大的小球，这样空气阻力对其影响较小，故A错误； C.实验中用的是遮光条的速度，遮光条在小球底部，根据 可知遮光条速度比钢球实际速度略大，小球的速度测量值偏大，故C错误； BD.若小球机械能守恒，有整理得即若斜率的绝对值接近，小球机械能守恒，故不需要测量重物的质量，故B错误，D正确。故选D。 10.答案：C 解析：A.由于轨道车恰好经过最高点C，则轨道车到达最高点时速度为0，故A错误； B.轨道车由B到C的过程，根据机械能守恒定律可得 解得 故B错误； C.轨道车由A运动到B的过程中，有， 解得 故C正确； D.轨道车在C点受轨道的向上作用力，故D错误。 故选C。 11.答案：；0.0268；C 解析：（1）根据极短时间的平均速度近似等于瞬时速度可知，摆锤经过挡光片时的速度大小为 （2）根据机械能计算公式可知，动能 （3）根据机械能守恒可知 画直线方程更佳 故选C。 12.答案：1.860/1.861/1.859；A；mgL； 解析：（1）据螺旋测微器读数规则，遮光片的宽度为 （2）A.通过本装置验证动能定理，需要平衡摩擦力，不悬挂砝码盘抬高木板左端，使遮光片通过两个光电门时间相等，说明滑块做匀速直线运动，从而平衡摩擦力，A正确； B.由于实验过程中，研究对象是滑块、砝码和砝码盘，因此实验不需要满足砝码盘及砝码质量远小于滑块质量，B错误； C.滑块每次运动初始位置不必为同一位置且初速度不必为零，C错误。故选A。 （3）滑块通过两光电门的过程中，只有砝码盘和砝码的重力做功，因此合外力做功大小为滑块通过两个光电门时速度因此系统增加的动能 13.答案：(1)12m/s；(2)16s 解析：（1）当汽车达最大速度时，由于汽车做匀速运动，牵引力等于阻力，其，合外力为零，即有 则最大速度为 （2）由牛顿第二定律得： 则匀加速的牵引力为： 由得匀加速过程的最大速度为： 由可得：这一过程维持的时间为： 14.答案：(1) (2) (3)420J 解析：（1）设人与滑板从A点到B点所用的时间为t，根据平抛运动规律，在竖直方向上位移 解得 在水平方向上位移 解得 （2）人与滑板从A点运动到B点重力做功为 平均功率 解得 （3）人与滑板从斜坡下滑过程中，由动能定理 解得 故克服阻力做功为420J 15.答案：（1）； （2）18m （3）27mg 解析：（1）石头A做平抛运动的过程中，在竖直方向有 解得 在水平方向有 解得 根据角速度公式有 解得 （2）对于A、B组成的系统根据机械能守恒定律有 解得 （3）A脱离杆前的瞬间，对A有，解得杆对A的作用力 由牛顿第三定律可知A对杆的作用力大小，方向竖直向上 同理对B有，解得杆对B的作用力 由牛顿第三定律可知B对杆的作用力大小，方向竖直向下 故转轴O对杆的作用力大小 由牛顿第三定律可知杆对转轴O的作用力大小 学科网（北京）股份有限公司 $ 第八章 机械能守恒定律 分值：100 分 时间：60分钟 一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50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.下列说法不正确的是( ) A.的功大于的功 B.功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功 C.一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动 D.功是矢量，正、负表示方向 2.如图（a），从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图（b）所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中( ) A.甲沿Ⅰ下滑且同一时刻甲的动能比乙的大 B.甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小 C.乙沿Ⅰ下滑且乙的重力功率一直不变 D.乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大 3.如图所示，喷泉经常出现在广场和公园等公共场所，给人们的生活增添了很多乐趣。假设一水珠从喷出到落回地面在同一竖直线上运动，且运动过程中水珠的质量和空气阻力的大小均保持不变，则该水珠在空中运动的过程中，下列说法正确的是( ) A.该水珠在落回地面时，重力的瞬时功率最小 B.该水珠在落回地面时，水珠的机械能最小 C.上升过程所用的时间大于下降过程所用的时间 D.上升过程克服空气阻力做的功大于下降过程克服空气阻力做的功 4.一质量为m的企鹅以如图所示方向斜向上跳水，它距海面高为h，速度大小为，不计空气阻力，企鹅落水时的速度大小为v，已知重力加速度为g，下列说法正确的是( ) A.企鹅经过最高点时动能为零 B.若企鹅以同样大小的速度竖直向上起跳，则落水时速度大小不同 C.重力做功为 D.企鹅的速度大小不变，方向不断改变 5.近几年，我国新能源汽车在电池、电机、电控、智能化等关键技术方面持续取得创新突破，走在世界前列。某品牌新能源汽车在标准测试场地进行了两项测试，第一项百公里加速测试中，汽车以最大功率从静止加速到100 km/h用时4.5 s，加速距离为85 m，第二项长距离能耗测试中，汽车以90 km/h的速度匀速行驶100 km耗电。已知该汽车的质量为1.8 t，汽车电机将电能转化为机械能的效率为95%，假设两次测试中汽车受到的阻力相同，下列说法正确的是( ) A.该汽车受到的阻力为715.5 N B.该汽车受到的阻力为495.6 N C.该汽车电机的最大输出功率约为166 kW D.该汽车电机的最大输出功率约为206 kW 6.地铁站的进出轨道通常设计成不是水平的，列车进站时就可以借助上坡减速，而出站时借助下坡加速，达到节能环保的目的。如图所示为某地铁两个站点之间节能坡的简化示意图（左右两边对称）。在一次模拟实验中，一滑块（可视为质点）以初速度从M处出发沿着轨道运动，最终恰好能停靠在N处。已知滑块运行过程中无动力，滑块在两段轨道交接处的能量损失忽略不计，不计空气阻力。重力加速度为g，则根据图中相关信息，该滑块与轨道之间的动摩擦因数为( ) A. B. C. D. 7.篮球运动员做定点投篮训练，篮球从同一位置投出，且初速度大小相等，第1次投篮篮球直接进篮筐，第2次投篮篮球在篮板上反弹后进筐，篮球反弹前后垂直篮板方向的分速度等大反向，平行于篮板方向的分速度不变，轨迹如图所示，忽略空气阻力和篮球撞击篮板的时间，关于两次投篮说法正确的是( ) A.两次投篮，篮球从离手到进筐的时间相同 B.篮球第1次上升的最大高度比第2次的大 C.篮球经过a点时，第1次的动能比第2次的大 D.篮球两次进筐时，在竖直方向的分速度相同 8.如图所示，把一小球放在竖立的轻弹簧上，并把小球往下按至A位置，迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C，途中经过位置B时弹簧正好恢复原长。不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A.从A到B过程中，弹簧的弹性势能增大 B.从A到B过程中，小球的机械能不守恒 C.从A到C过程中，小球的动能一直增大 D.从A到C过程中，小球和弹簧组成的系统势能先增加后减少 9.某实验小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律时，用细线悬挂小球，在小球底部粘一片宽度为d的遮光条，将小球拉到不同角度释放，记录角度θ和遮光时间t，作出如图乙的图像。已知当地重力加速度为g。下列说法正确的是( ) A.应选用密度较小的小球 B.必须测量重物的质量 C.小球的速度测量值偏小 D.若乙图斜率的绝对值接近，则小球机械能守恒 10.目前常见的过山车为了增加安全性，都用由上、下、侧三组轮子组成的安全装置把轨道车套在轨道上（如图甲）。现有与水平面成角的斜轨道和半径的光滑圆轨道相切于B点，且固定于竖直平面内，圆轨道的最低点位于地面（如图乙）。带安全装置、可视为质点的轨道车从斜面上的A点由静止释放，经B点后沿圆轨道运动、恰好到达最高点C，已知轨道车与斜轨道间的动摩擦因数，重力加速度g取，，则下列说法正确的是( ) A.轨道车在C点的速度为10m/s B.轨道车在B点的速度为20m/s C.斜轨道AB间的长度L为45m D.轨道车在C点受轨道的作用力一定向下 二、实验题 11.（6分）在学习完毕传统的“验证机械能守恒定律”的实验后，同学们采用传感器等设备重新设计了一套新的实验装置。实验中，将完全相同的挡光片依次固定在圆弧轨道上，摆锤上内置了光电传感器，可测出摆锤经过挡光片时间，测出部分数据如表，表中高度h为0的位置为重力势能的零势能点： 高度h/m 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0 势能/J 0.0295 0.0236 0.0177 0.0118 0.0059 0.0000 动能/J 0.0217 A 0.0328 0.0395 0.0444 0.0501 机械能E/J 0.0512 0.0504 0.0505 0.0503 0.0503 0.0501 （1）若挡光片的宽度极小且为d，挡光时间为，则摆锤经过挡光片时的速度大小为_________________（用题目给的符号表示）。 （2）表中A处数据应为___________J（写具体数值）。 （3）另一小组记录了每个挡光板所在的高度h及其相应的挡光时间后，绘制了四幅图像。其中可以说明机械能守恒的图像最合适的是___________。 A.B.C.D. 12.（7分）某实验小组利用如图甲所示装置验证动能定理，所用器材包括：一端带有滑轮的长木板，滑块（含宽度为d的遮光片），两个固定光电门、砝码盘和砝码、天平等，已知当地重力加速度为g。 （1）先用螺旋测微器测量遮光片宽度如图乙所示，则遮光片的宽度_________mm。 （2）下列实验操作中必要的是_________. A.不悬挂砝码盘抬高木板左端，使滑块通过两个光电门时间相等，从而平衡摩擦力 B.砝码盘及砝码总质量远小于滑块质量 C.滑块必须从同一位置无初速度释放 （3）用天平测出滑块（含遮光片）质量为M，砝码盘和砝码总质量为m，两光电门中心间距离为L，释放砝码盘及砝码后系统运动，遮光片经过两个光电门的时间分别为和。此过程中合外力对系统做功大小_________；系统动能变化量_________；若两者相等则动能定理得到验证。（用上述物理量字母表示） 三、计算题（共37分） 13.（8分）汽车发动机的功率为60kW，若其总质量为5t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒定为，试求： （1）汽车所能达到的最大速度。 （2）若汽车以的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间。 14.（14分）滑板运动由冲浪运动演变而来，已被列为奥运会正式比赛项目。如图所示，某滑板爱好者从斜坡上距平台高处由静止开始下滑，水平离开A点后越过壕沟落在水平地面的B点，A、B两点高度差，水平距离。已知人与滑板的总质量，取重力加速度，不计空气阻力，求： (1)人与滑板从A点离开时的速度大小； (2)人与滑板从A点运动到B点重力做功的平均功率； (3)人与滑板从斜坡下滑到A点过程克服阻力做的功。 15.（15分）抛石机又叫抛车，最早产生于周代，是一种攻守城垒的武器。为了方便研究，简化为图示物理模型，轻杆左端装上质量为m的石头A，右端固定有重物B，轻杆可绕水平转轴O自由转动。初始时刻轻杆与水平地面的夹角为30°，A、B到O的距离分别为6L、L。现无初速度释放重物B，当轻杆运动到竖直时A脱离轻杆做平抛运动，落地点与A初始位置在同一水平面上，A、B均可视为质点，不计转轴摩擦及空气阻力，重力加速度为g。A做平抛运动的水平射程为，求： （1）A脱离轻杆时，A和B的速度大小； （2）重物B的质量； （3）A脱离杆前瞬间杆对转轴O的作用力大小。 学科网（北京）股份有限公司 $