必修第二册 第七章 机械能及其守恒定律-【备战高考】江苏省13大市2025-2026学年高三物理上学期期末真题分类汇编（人教版）（第四期）

**基本信息** 汇编江苏省多校高三机械能专题试题，涵盖功、功率、动能定理、机械能守恒等核心知识点，结合无人机、歼-35A等科技情境及传送带、电梯等生活场景，注重实验探究与综合计算能力考查。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|16题|功和功率、动能定理、机械能守恒、能量守恒|以无人机圆弧飞行、歼-35A轨迹分析考查机械能守恒；结合弹簧物块模型考查动能变化图像| |非选择题|6题|实验验证动能定理、多体系统能量转化、传送带功率计算|实验题（如验证动能定理）考查误差分析与图像斜率意义；计算题（如轻杆与木板系统）综合机械能与动量守恒，贴近高考命题趋势|

江苏省13大市高三2025-2026上学期期末试卷分类汇编（第四期） 必修第二册 第七章 机械能 一、功和功率 1.（2026届南京市秦淮中学高三上学期11月月考）一辆质量为m的汽车以速度v0匀速行驶在平直路面上，发动机驱动功率为P0.汽车防撞系统发现前方有障碍物，系统立即撤去驱动力，施加制动力使汽车减速，制动力功率为2P0，不计传动过程中能量损失，当汽车速度为时汽车的加速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】根据题意可得，根据牛顿第二定律，有，又有，联立可得当汽车速度为时汽车的加速度为，故选A. 二、动能 动能定理 2（扬州市2025-2026学年上学期高三期末）如图所示，用轻弹簧拴接物块和水平地面，物块在压力作用下处于静止状态.撤去压力，物块竖直向上运动过程中，其动能与位移、时间的关系图像，正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】根据动能定理可得，又因为，即，所以图线的斜率表示.物块竖直向上运动过程中，取竖直向上为正方向则，所以，先向上减小，后向下增大，即图线的斜率先为正值减小，后为负值增大，A、B错误；根据，结合，可得，则图线斜率绝对值表示，又因为，由以上分析可知，先向上减小到零，后向下增大；物块向上的速度先由零增大后减小为零，所以先增大后减小为零，再由零增大，后减小为零，故C错误，D正确.故选D. 3.（常州市第一中学2025-2026学年高三上学期1月月考）小明用如图1所示装置做“验证动能定理”的实验. （1）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是不挂重物，把长木板右端垫高，在计时器打点的情况下轻推一下小车，若小车拖着纸带做_____________运动，说明操作已经完成. （2）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C……各点到O点的距离为……如图2所示，实验中，重物质量m远小于小车质量M，可认为小车所受的拉力大小为.从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功_____________，打B点时小车的速度____________. （3）以为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的图像.理论上，图线斜率为_____________（用小车质量M表示），由图3得直线的斜率_____________（保留2位有效数字，并写出单位），请说明该图线不通过原点的原因是_____________. （4）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图中正确反映关系的是_____________. A. B. C. D. 【答案】（1）匀速 （2） （3） 打点计时器打第一个点时小车已经开始运动 （4）A 【解析】（1）正确操作方法是把长木板右端垫高，在不挂重物的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.（2）小车拖动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此拉力对小车做的功为，小车做匀变速直线运动，因此打B点时小车的速度为打AC段的平均速度，则有.（3）根据动能定理，结合题意，整理可得，故在图像中，图像的斜率，根据图像可得，结合上述分析可知，图像不通过原点的原因是由于打点计时器打第一个点时小车已经开始运动，即小车的初速度不为零.（4）若m不满足远小于M，由动能定理可得，整理可得，则，故选A. 三、机械能守恒定律 4.（2026届江苏省部分学校高三上学期一模考前调研）某无人机测试中，操作员控制无人机在竖直平面内沿一段圆弧轨道向上飞行.如图所示，无人机飞行过程中保持速度大小始终不变.则无人机在运动过程中（　　） A. 所受合外力为0 B. 加速度恒定 C. 机械能守恒 D. 所受的各个力做功总和为零 【答案】D 【解析】无人机做匀速圆周运动，速度大小不变但方向变化，存在向心加速度，合外力不为零，A错误；加速度方向始终指向圆心，随位置变化而改变，B错误；无人机高度增加，重力势能增大，动能不变，机械能增加，C错误；根据动能定理，合外力做功等于物体动能的变化.因速度大小不变，动能变化为零，故合外力做功总和为零，D正确.故选D. 5.（2026届南京市秦淮中学高三上学期11月月考）如图所示，质量为m的小球静止在轻质弹簧上端，小球和弹簧不栓接.现给小球施加竖直向下的外力，稳定后撤去外力.小球在上升过程中的速度为v，运动时间为t，加速度大小为a，动能为，机械能为E，上升高度为h，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】刚撤去外力时，小球所受合外力为，合外力方向向上.小球向上运动，合外力逐渐减小，即此时小球向上做加速度减小的加速运动.当，此时弹簧仍处于压缩状态，小球的速度达到最大值，加速度为零，小球继续向上运动，此后小球所受合外力为，合外力方向向下，小球向上运动，合外力逐渐增大，即此后小球向上做加速度增大的减速运动.当弹簧恢复原长后，小球只受重力作用，加速度不变.综上可知，小球先向上做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，最后做加速度恒定的减速运动.A错误，B正确.根据动能定理可得，即图像的斜率表示小球所受的合外力.由上述分析可知，小球所受合外力方向先向下后向上，合外力大小先减小后增大最后恒定不变，故图像斜率先减小后反向变大最后斜率不变.C错误；根据能量守恒定律可得，由公式可知图像的斜率表示小球所受弹簧的弹力，上升过程中，弹簧对小球的弹力逐渐减小，即图像的斜率逐渐减小.而弹簧的弹力对小球先做正功后不做功，小球的机械能先不断增大后不变.D错误.故选B. 6.（南京市鼓楼区第二十九中学2025-2026学年高三上学期1月月考）2024年珠海航展上，我国自主研发的最新隐身战斗机歼一35A公开亮相.如图所示，歼表演时，先沿直线水平向右飞行，再分别沿弧线和运动，整个过程中飞行轨迹在同一竖直面内且运动速率保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中歼始终处于平衡状态 B. 在段歼处于超重状态 C. 在段歼克服重力做功的功率逐渐增大 D. 整个过程中歼的机械能守恒 【答案】B 【解析】歼- 35A在沿弧线bc和cd运动时，运动方向不断变化，合外力不为零，不处于平衡状态，A错误；沿弧线bc运动时，速率保持不变，在竖直方向的分速度不断增大，有竖直向上的加速度，所以处于超重状态，B正确；沿弧线cd运动时，速率保持不变，在竖直方向的分速度不断减小，在d点时竖直分速度为零，根据克服重力做功的功率，可知在段歼克服重力做功的功率逐渐减小，C错误；歼在整个过程中动能不变，重力势能先不变后逐渐增大，所以机械能先不变后逐渐增大，D错误.故选B. 7.（2026届南京市中华中学高三下学期模拟预测）如图所示，两个质量相等可视为质点的小球a、b通过铰链用长为的刚性轻杆连接，a球套在竖直杆M上，b球套在水平杆N上，最初刚性轻杆与细杆M的夹角为45°.两根足够长的细杆M、N不接触（a、b球均可无碰撞通过O点），且两杆间的距离忽略不计，将两小球从图示位置由静止释放，不计一切摩擦，重力加速度为g.下列说法中正确的是（　　） A. a、b两球组成系统机械能不守恒 B. a球到达与b球等高位置时速度大小为 C. a球运动到最低点时，b球速度最大 D. a球从初位置下降到最低点的过程中，刚性轻杆对a球的弹力一直做负功 【答案】C 【解析】a球和b球所组成的系统只有重力做功，则机械能守恒，A错误；根据系统机械能守恒，则a球到达与b球等高位置时，b球速度为零，则，解得，B错误；当a球运动到两杆的交点后再往下运动，此时b球到达两杆的交点处，a球的速度为0，b球的速度达到最大，则，所以，C正确；由于系统机械能守恒，a球从初位置下降到最低点的过程中，刚性轻杆对a球的弹力先做负功后做正功再做负功，D错误.故选C. 8.（2026届江苏省部分学校高三上学期一模考前调研）足够长的固定的光滑绝缘斜面倾角为α，质量相等均带正电的两个小滑块P和Q置于斜面上，重力加速度为g，用沿斜面向上的力F推动P，使两滑块均作匀速运动.某时刻突然撤去该推力，从此刻开始到P的速度刚要减为零的过程中，下列说法正确的是（　　） A. P的加速度大小的最大值为 B. P的速度大小均不小于同一时刻Q的速度大小 C. Q的动能先减小后增大 D. Q的机械能一直减小 【答案】A 【解析】A．用沿斜面向上的力F推动P，使两滑块均作匀速运动，此时两小滑块间的电场力大小为，撤去推力F时P的加速度大小为，撤去推力后，P的加速度大小为，Q的加速度大小为，则，P、Q都向上做减速运动，由于P的加速度大，P、Q间距离增大，电场力减小，P的加速度减小，当P的速度减为零前，P的加速度小于，A正确；由于P减速的加速度比Q大，所以P的速度大小均小于同一时刻Q的速度大小，B错误；由于P减速的加速度比Q大，P的速度减为零前，Q一直做减速运动，Q的动能一直减小，C错误；P的速度减为零前，电场力对Q一直做正功，所以Q的机械能一直增大，D错误.故选A. 9.（盐城市七校联盟2025-2026学年高三上学期1月月考）如图所示，劲度系数为k的轻弹簧两端分别与物块A、B相连，轻绳绕过定滑轮分别与物块B、C相连，整个装置处于静止状态，物块C离地面高度为.现将物块C拉至地面由静止释放，物块A始终没有离开地面.已知物块A、B、C质量分别为、、，重力加速度为，弹簧始终在弹性限度内，不计摩擦阻力，则（　　） A. 最大值为 B. 物块C离地面高为时绳子拉力为 C. 物块C离地面高为时速度最大 D. 物块C在上升过程中机械能守恒 【答案】B 【解析】 根据题意可知，弹簧开始处于原长状态，物块A始终没有离开地面，因此弹簧弹力满足，因此h最大值为，A错误；物块C离地面高为时，弹簧恢复原长，物块C和物块B组成的系统合力为零，加速度为零，因此物块C所受合力为零，拉力等于重力，故绳子拉力为，B正确；当BC加速度为零时，速度最大，即弹簧恢复原长时速度最大，C错误；物块C在上升过程中，绳子拉力对其做功，物块C的机械能增大，故物块C的机械能不守恒，D错误.故选B. 四、能量守恒定律 10.（扬州市2025-2026学年上学期高三期末）兴趣小组利用如图1所示装置研究机械振动，通过手机传感器测量加速度随时间变化的图像如图2所示.比较曲线上、两点对应的时刻，时刻（　　） A. 小车合外力较大 B. 系统机械能较大 C. 弹簧弹性势能较大 D. 小车动能较大 【答案】C 【解析】曲线上、两点加速度相同，由牛顿第二定律，可得合外力相等，A错误；由图像可得手机在做阻尼振动，说明有摩擦力作用，从到系统需要克服摩擦力做功，故点系统机械能较小，B错误；点加速度在增大，说明小车在远离平衡位置，摩擦力与弹力同向，设形变量为；点加速度在减小，说明小车在靠近平衡位置，摩擦力与弹力反向，设形变量为，根据合外力相等则有，可得，则点弹簧弹性势能较大，C正确；由于点机械能较小，则有，又因为点弹簧弹性势能较大，则在点小车动能较小，D错误.故选C. 11.（南通市启东中学2025-2026学年高三上学期第二次月考）如图所示，某商场采用的电源驱动电机带动阶梯式电梯以的恒定速度运行，质量为的顾客静立在电梯上随电梯向上运动，若电梯的倾角为，运送顾客向上运动所需的功完全来自电机.下列说法正确的是（　　） A. 顾客向上运动的过程中机械能守恒 B. 顾客重力的平均功率为 C. 顾客受到电梯给予的静摩擦力 D. 电梯站顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A 【答案】D 【解析】顾客向上运动的过程中动能不变，重力势能增加，则机械能增加，A错误；顾客重力的平均功率为，顾客匀速上升时不受电梯给予的静摩擦力，C错误；由能量关系电梯站顾客时，解得，即电梯站顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A，D正确.故选D. 12.（徐州市第三十六中学2025-2026学年高三上学期期末）如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直.开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动.已知A、B的质量均为m，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，当A的位移为h时（　　） A. B的位移为2h，方向向上 B. A、B速度大小始终相等 C. A的速度大小为 D. B的机械能减少 【答案】D 【解析】设细线的拉力为T，由图示可知，A受到两细线的拉力为2T，方向向上，B受到细线的拉力为T向上，A、B所受重力大小相等，A、B释放后，A向上运动，B向下运动，若A上升的高度为h时，则连接动滑轮两侧的细线上升高度均为h，而细线固定端不移动，所以细线自由端下降的高度为2h，故B下降的高度为2h，B的位移为2h，方向向下，A错误；由于B下降的位移是A上升位移的两倍，它们的运动时间相等，由x=at2可知，B的加速度是A加速度的两倍，由速度公式v=at可知，同一时刻B的速度是A的两倍，B错误；设当A的位移为h时，速度为v，则B的速度大小为2v，B下降的高度为2h，以A、B两个物体组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得mg•2h-mgh=mv2+m(2v)2，解得，C错误； 当A的位移为h，B减少的机械能△E=mg•2h-m(2v)2=，D正确.故选D. 13.（徐州市第三中学2025-2026学年高三上学期期末）如图所示，木块A、B通过一轻质弹簧连接，置于光滑水平面上，水平向左的力F作用在B上，使弹簧处于压缩状态，且A与左侧竖直挡板紧压，整个装置处于静止状态.从同时撤去力F和挡板的瞬间起，至弹簧第一次恢复到原长的过程中（　　） A. A的加速度一直增大 B. B的动能先增大后减小 C. 弹簧的弹性势能逐渐增大 D. 弹簧对A、B的冲量大小相等 【答案】D 【解析】由题意可知，对A根据牛顿第二定律可得，弹簧第一次恢复到原长的过程中弹簧弹力逐渐减小，则A的加速度一直减小，A错误；弹簧第一次恢复到原长的过程中对B的弹力始终向右，对B始终做正功，B的动能一直增大，B错误；弹簧第一次恢复到原长的过程中，弹簧的形变量减小，则弹簧的弹性势能减小，C错误；弹簧对A和对B的弹力大小相等，方向相反，且时间相等，根据可知，弹簧对A、B的冲量大小相等，方向相反，D正确.故选D. 14.（扬州市七校2025-2026学年高三上学期12月）如图所示，轻质弹簧一端固定在足够长的光滑斜面的顶端，另一端与物块A连接，物块B叠放在A上，两物块质量均为m，斜面倾角为θ，O点为弹簧原长位置.将两物块从O点上方x0处由静止释放，下滑过程中A、B始终相对静止，则在下滑至最低点过程中（　　） A. 物块A在O点的速度最大 B. 最低点到O点的距离为x0 C. 物块B在最低点时加速度大小为 D. 物块B在最高点与最低点所受摩擦力大小相等 【答案】C 【解析】对A、B构成的整体进行分析，整体受到重力，弹簧的弹力与斜面的支持力，弹簧开始处于压缩状态，弹力方向沿斜面向下，A、B整体开始向下做加速度减小的加速直线运动，到达O点后，弹簧处于原长，弹力为0，加速度为，整体仍然向下做加速运动，随后弹簧处于拉伸状态，整体向下做加速度减小的加速运动，当加速度减小为0，时，速度达到最大值，之后向下做加速度向上，大小增大的减速直线运动，可知，物块A在O点的速度不是最大，A错误；A、B整体开始的速度为0，到达最低点的速度也为0，可知，整体运动到最低点过程，减小的动能转化为增大的弹性势能，由于在O点位置，弹簧处于原长，则A、B在O点上侧时，弹簧处于压缩状态，A、B在O点下侧时，弹簧处于拉伸状态，弹簧一定，弹性势能由弹簧的形变量大小决定，由于整体运动到最低点过程，减小的动能转化为增大的弹性势能，可知A、B整体在最低点的弹性势能大于整体在最高点的弹性势能，即整体在最低点的拉伸形变量大于整体在最高点的压缩形变量，可知，最低点到O点的距离大于x0，B错误；根据胡克定律有，即弹力与形变量成正比，根据功能关系可知弹簧的弹性势能为，令最低点到O点的间距为，则有，解得，根据牛顿第二定律有，解得，C正确；物块B在最高点，对A、B整体，根据牛顿第二定律有，物块B在最高点，对B分析有，解得，物块B在最低点，对B分析有，结合上述解得，可知，D错误.故选C. 15.（南通市启东中学2025-2026学年高三上学期第二次月考）如图所示，轻弹簧上端固定在光滑斜面顶端，自由伸长时下端在点（图中未画出），下端连接某物体时物体恰能静止于斜面的点.现对物体施加一个平行于斜面向上的力，使物体沿斜面缓慢向上移动到点，此过程中力做功为.则此过程中（　　） A. 物体机械能守恒 B. 弹簧和物体组成的系统机械能守恒 C. 力的大小始终等于弹簧弹力的大小 D. 弹簧弹性势能减小量等于 【答案】D 【解析】物体沿斜面缓慢上升，动能不变，重力势能增大，物体的机械能不守恒，A错误；弹簧和物体组成的系统，因为有外力F做功，系统机械能不守恒，B错误；设斜面倾角为θ，因为物体缓慢上升始终处于受力平衡状态，因此有，则，C错误；假设从A到B距离为l，物体自A点开始运动的位移为x时，则弹簧的拉力为，由题意知，当物体处于A点时，即x=0，此时物体在没有F作用时恰好静止，弹簧拉力等于物体重力沿斜面向下的分力，因此有，即，又因为，则， 建立F-x图像如图所示 其中①为弹簧拉力与x的关系图像，②为作用力F与x的关系图像，由几何关系可知图像①与图像②在0~l间与横坐标围成的面积相等，在F-x图像中，图像与横坐标围成的面积即为对应力的做功，因此二力做功相等，故D正确.故选D. 16.（2026届南京市秦淮中学高三上学期11月月考）如图所示为某种机械装置，物块B卡在竖直固定装置中间，用水平恒力F推动木楔A水平向左运动，同时将物块B顶起.物块B和木楔A的质量均为m，木楔倾角为30°，所有接触面均光滑.下列说法正确的是（　　） A. A的动能始终小于B的动能 B. 力F做的功等于A动能增加量和B重力势能增加量 C. 力F的最小值为 D. B被推高h时动能为 【答案】D 【解析】设B的速度大小为v1，A的速度大小为v2，由速度关系，两物体质量相等，所以A的动能始终大于B的动能，A错误；根据功能关系可知力F做的功等于A动能增加量和B的动能与重力势能的增加量，B错误；力F最小时A对B只有垂直斜面向上的支持力，挡板对B有水平向右的作用力，对B受力分析，如图所示， 由结合关系可知，竖直方向上有，对A受力分析，如图所示： 由几何关系可知水平方向上有，C错误；在时间内光滑直杆上升高度，由几何知识可知，斜面体向右发生的位移大小为，根据功能关系可知，结合，可知B被推高h时动能为=，D正确；故选D. 17.（南通市启东中学2025-2026学年高三上学期第二次月考）如图甲，质量均为m=0.2kg的物块A、B放在足够长的水平地面上，A与地面动摩擦因数为μ=0.25，B与地面无摩擦，两物块在水平外力F的作用下从静止开始向右前进，外力F随位移x变化的图线如图乙所示，取重力加速度g=10m/s2.求： （1）在x=0.5m时，A、B之间的弹力大小； （2）物块A与B分离后，B的速度大小； （3）物块A与B分离后，A还能运动多远. 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）对AB整体，根据牛顿第二定律，对B根据牛顿第二定律，联立解得 .（2）当A、B之间的弹力为零时，A、B分离，此时加速度仍然相等；对B分析 aB = 0， 对A分析 aA= aB = 0，则此时水平外力，由图可知A、B分离时位移，0-3m过程外力做功，对A、B由动能定理 ， 解得物块A与B分离后，B的速度大小.（3）A与B分离后,外力对A做功为，对A由动能定理，解得物块A与B分离后，A还能运动. 18.（苏州市2025-2026学年高三第一学期期末）如图甲所示，长度为l的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端与质量同为m的木板中点O用光滑轻质铰链连接.足够长的木板置于光滑水平地面上，初始时轻杆竖直，系统静止.小球可视为质点，现给小球一轻微扰动使之下摆，重力加速度为g. （1）若木板固定，求小球与木板碰撞前瞬间所受杆的作用力大小F； （2）若木板不固定，求杆与竖直方向夹角时，木板速度的大小； （3）如图乙所示，将木板固定，撤去铰链，使杆下端与木板直接接触，两者接触时不会发生相对滑动.求小球第一次落在木板上时，速度与水平方向夹角的正切值. 【答案】（1）2mg （2） （3） 【解析】（1）若木板固定，则小球绕铰链转动，到达地面时，由机械能守恒定律，此时杆对球的作用力. （2）若木板不固定，求杆与竖直方向夹角时，设小球的速度为，则由水平方向动量守恒，由能量关系，解得木板速度的大小. （3）设当杆转过角时杆的弹力变为零，则，解得，以后球做斜下抛运动，则落地时水平速度，竖直速度，速度与水平方向夹角的正切值. 19.（2026届南京市秦淮中学高三上学期11月月考）如图所示，用电动机带动传送带将货物从A点运送到B点，AB长L=10m，传送带以速度v0=2m/s顺时针转动，其与水平面夹角θ=37°.将质量为m=1kg的货物轻放在传送带A处，已知货物与传送带间的动摩擦因数为，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）货物开始向上运动时的加速度大小； （2）货物运动到B端的时间； （3）若传送带仅开动一小段时间就停止转动，要保证货物可以运动到B端，求电动机至少要对传送带做多少功. 【答案】（1）1m/s2 （2）6s （3） 【解析】（1）对货物，根据牛顿第二定律，有，解得.（2）货物加速到传送带速度的时间为t1，则，可得，货物加速过程位移为，货物匀速运动时间为，运动的总时间为.（3）传送带停止转动后，对货物，根据牛顿第二定律，有，解得，根据速度位移关系有，解得，传送带从开始运动到停止过程中，加速阶段位移为，匀速阶段位移为，电动机做功为，代入数据解得. 20.（2026届南通市高三上学期一模迎考适应性测试）如图所示，固定于地面、倾角为θ的光滑斜面上有一轻质弹簧，轻质弹簧一端与固定于斜面底端的挡板C连接，另一端与物块A连接，物块A上方放置有另一物块B，物块A、B质量均为m且不粘连，整个系统在沿斜面向下的恒力F作用下处于静止状态.已知弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g.某一时刻将力F撤去，弹簧将A、B弹起，当A、B恰好分离时，回答下列问题： （1）求撤去力F前弹簧的压缩量x0； （2）求A、B恰好分离时的速度大小v，并判断此时弹簧的状态； （3）从撤去力F到A、B恰好分离的过程中，求弹簧弹力对物块A做的功；若分离后物块A继续沿斜面运动，求弹簧的最大伸长量xmax（以弹簧原长位置为坐标原点，沿斜面向上为正方向）. 【答案】（1） （2），原长分离 （3）， 【解析】（1）撤去力F前，由平衡可知，解得.（2）A、B恰好分离时两者之间的弹力为零，加速度相等，则对B，，对A ，可得F弹=0，即此时弹簧处在原长.由能量守恒可知，解得. （3）从撤去力F到A、B恰好分离的过程中，对AB整体由动能定理， 解得弹簧弹力对A做功为，弹簧向上有最大伸长量时由能量关系，解得. 五、实验：验证机械能守恒定律 21.（2026届江苏省徐州市第三中学高三上学期一模）利用如图所示的实验器材，不能完成的实验是（　　） A. 验证牛顿第二定律 B. 研究自由落体运动规律 C. 验证机械能守恒定律 D. 测量重力加速度的大小 【答案】A 【解析】由知验证牛顿第二定律需要改变加速度，以上图片提供的实验装置加速度始终为重力加速度，无法满足实验要求，A符合题意；在研究自由落体运动规律实验中，必须满足物体只受到重力，需要打点计时器且测量物体的位移，运动的时间，以上实验器材满足该实验，B不符合题意；在验证机械能守恒定律实验中，关系式不需要测质量，但需要打点计时器且测量物体的位移，运动的时间，求速度，以上实验器材满足该实验，C不符合题意；在测量重力加速度的大小实验中，必须满足物体只受到重力，需要打点计时器且测量物体的位移，运动的时间，以上实验器材满足该实验，D不符合题意；故选A. 22.（2026·南通市高三一模）某同学用如图甲装置验证机械能守恒定律，上端固定在铁架台顶部，下端系一小球，小球自然下垂位置处固定一光电门，是可移动的夹子，已知当地重力加速度为. （1）用游标卡尺测得小球的直径如图乙，则__________mm；用毫米刻度尺测得夹子下端到小球上端的细线长度为. （2）将细线水平拉直，使小球从与夹子下端等高处由静止释放，记录小球通过光电门的遮光时间，则小球通过最低点时的速度大小__________（用所测物理量符号表示）； （3）本实验中，满足关系式__________，则验证了机械能守恒（用所测物理量符号表示）； （4）移动的位置多次实验，将实验数据描绘在坐标平面上得到如图丙所示的图线.已知图线的纵截距为，当满足__________时，则验证了机械能守恒； （5）实验中发现小球动能的增加量总是大于势能的减少量，可能的原因是__________（写出一个即可）. 【答案】（1）19.25 （2） （3） （4）g （5）见解析 【解析】（1）根据游标卡尺的测量原理，.（2）根据光电门的测量原理，小球的瞬时速度为.（3）若机械能守恒，小球下降时的重力势能转化为动能，有，整理后，有.（4）根据公式，当时满足机械能守恒.（5）可能是光电门放置的位置偏低，根据公式可知，圆周运动时离圆心越远，线速度越大，会使得光电门测得的速度偏大，动能偏大. 1 学科网（北京）股份有限公司 $江苏省13大市高三2025-2026上学期期末试卷分类汇编（第四期） 必修第二册 第七章 机械能 一、功和功率 1.（2026届南京市秦淮中学高三上学期11月月考）一辆质量为m的汽车以速度v0匀速行驶在平直路面上，发动机驱动功率为P0.汽车防撞系统发现前方有障碍物，系统立即撤去驱动力，施加制动力使汽车减速，制动力功率为2P0，不计传动过程中能量损失，当汽车速度为时汽车的加速度为（　　） A. B. C. D. 二、动能 动能定理 2（扬州市2025-2026学年上学期高三期末）如图所示，用轻弹簧拴接物块和水平地面，物块在压力作用下处于静止状态.撤去压力，物块竖直向上运动过程中，其动能与位移、时间的关系图像，正确的是（　　） A. B. C. D. 3.（常州市第一中学2025-2026学年高三上学期1月月考）小明用如图1所示装置做“验证动能定理”的实验. （1）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是不挂重物，把长木板右端垫高，在计时器打点的情况下轻推一下小车，若小车拖着纸带做_____________运动，说明操作已经完成. （2）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C……各点到O点的距离为……如图2所示，实验中，重物质量m远小于小车质量M，可认为小车所受的拉力大小为.从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功_____________，打B点时小车的速度____________. （3）以为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的图像.理论上，图线斜率为_____________（用小车质量M表示），由图3得直线的斜率_____________（保留2位有效数字，并写出单位），请说明该图线不通过原点的原因是_____________. （4）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图中正确反映关系的是_____________. A. B. C. D. 三、机械能守恒定律 4.（2026届江苏省部分学校高三上学期一模考前调研）某无人机测试中，操作员控制无人机在竖直平面内沿一段圆弧轨道向上飞行.如图所示，无人机飞行过程中保持速度大小始终不变.则无人机在运动过程中（　　） A. 所受合外力为0 B. 加速度恒定 C. 机械能守恒 D. 所受的各个力做功总和为零 5.（2026届南京市秦淮中学高三上学期11月月考）如图所示，质量为m的小球静止在轻质弹簧上端，小球和弹簧不栓接.现给小球施加竖直向下的外力，稳定后撤去外力.小球在上升过程中的速度为v，运动时间为t，加速度大小为a，动能为，机械能为E，上升高度为h，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6.（南京市鼓楼区第二十九中学2025-2026学年高三上学期1月月考）2024年珠海航展上，我国自主研发的最新隐身战斗机歼一35A公开亮相.如图所示，歼表演时，先沿直线水平向右飞行，再分别沿弧线和运动，整个过程中飞行轨迹在同一竖直面内且运动速率保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 整个过程中歼始终处于平衡状态 B. 在段歼处于超重状态 C. 在段歼克服重力做功的功率逐渐增大 D. 整个过程中歼的机械能守恒 7.（2026届南京市中华中学高三下学期模拟预测）如图所示，两个质量相等可视为质点的小球a、b通过铰链用长为的刚性轻杆连接，a球套在竖直杆M上，b球套在水平杆N上，最初刚性轻杆与细杆M的夹角为45°.两根足够长的细杆M、N不接触（a、b球均可无碰撞通过O点），且两杆间的距离忽略不计，将两小球从图示位置由静止释放，不计一切摩擦，重力加速度为g.下列说法中正确的是（　　） A. a、b两球组成系统机械能不守恒 B. a球到达与b球等高位置时速度大小为 C. a球运动到最低点时，b球速度最大 D. a球从初位置下降到最低点的过程中，刚性轻杆对a球的弹力一直做负功 8.（2026届江苏省部分学校高三上学期一模考前调研）足够长的固定的光滑绝缘斜面倾角为α，质量相等均带正电的两个小滑块P和Q置于斜面上，重力加速度为g，用沿斜面向上的力F推动P，使两滑块均作匀速运动.某时刻突然撤去该推力，从此刻开始到P的速度刚要减为零的过程中，下列说法正确的是（　　） A. P的加速度大小的最大值为 B. P的速度大小均不小于同一时刻Q的速度大小 C. Q的动能先减小后增大 D. Q的机械能一直减小 9.（盐城市七校联盟2025-2026学年高三上学期1月月考）如图所示，劲度系数为k的轻弹簧两端分别与物块A、B相连，轻绳绕过定滑轮分别与物块B、C相连，整个装置处于静止状态，物块C离地面高度为.现将物块C拉至地面由静止释放，物块A始终没有离开地面.已知物块A、B、C质量分别为、、，重力加速度为，弹簧始终在弹性限度内，不计摩擦阻力，则（　　） A. 最大值为 B. 物块C离地面高为时绳子拉力为 C. 物块C离地面高为时速度最大 D. 物块C在上升过程中机械能守恒 四、能量守恒定律 10.（扬州市2025-2026学年上学期高三期末）兴趣小组利用如图1所示装置研究机械振动，通过手机传感器测量加速度随时间变化的图像如图2所示.比较曲线上、两点对应的时刻，时刻（　　） A. 小车合外力较大 B. 系统机械能较大 C. 弹簧弹性势能较大 D. 小车动能较大 11.（南通市启东中学2025-2026学年高三上学期第二次月考）如图所示，某商场采用的电源驱动电机带动阶梯式电梯以的恒定速度运行，质量为的顾客静立在电梯上随电梯向上运动，若电梯的倾角为，运送顾客向上运动所需的功完全来自电机.下列说法正确的是（　　） A. 顾客向上运动的过程中机械能守恒 B. 顾客重力的平均功率为 C. 顾客受到电梯给予的静摩擦力 D. 电梯站顾客时通过电机的电流比未站顾客时至少要增加0.5A 12.（徐州市第三十六中学2025-2026学年高三上学期期末）如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直.开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动.已知A、B的质量均为m，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，当A的位移为h时（　　） A. B的位移为2h，方向向上 B. A、B速度大小始终相等 C. A的速度大小为 D. B的机械能减少 13.（徐州市第三中学2025-2026学年高三上学期期末）如图所示，木块A、B通过一轻质弹簧连接，置于光滑水平面上，水平向左的力F作用在B上，使弹簧处于压缩状态，且A与左侧竖直挡板紧压，整个装置处于静止状态.从同时撤去力F和挡板的瞬间起，至弹簧第一次恢复到原长的过程中（　　） A. A的加速度一直增大 B. B的动能先增大后减小 C. 弹簧的弹性势能逐渐增大 D. 弹簧对A、B的冲量大小相等 14.（扬州市七校2025-2026学年高三上学期12月）如图所示，轻质弹簧一端固定在足够长的光滑斜面的顶端，另一端与物块A连接，物块B叠放在A上，两物块质量均为m，斜面倾角为θ，O点为弹簧原长位置.将两物块从O点上方x0处由静止释放，下滑过程中A、B始终相对静止，则在下滑至最低点过程中（　　） A. 物块A在O点的速度最大 B. 最低点到O点的距离为x0 C. 物块B在最低点时加速度大小为 D. 物块B在最高点与最低点所受摩擦力大小相等 15.（南通市启东中学2025-2026学年高三上学期第二次月考）如图所示，轻弹簧上端固定在光滑斜面顶端，自由伸长时下端在点（图中未画出），下端连接某物体时物体恰能静止于斜面的点.现对物体施加一个平行于斜面向上的力，使物体沿斜面缓慢向上移动到点，此过程中力做功为.则此过程中（　　） A. 物体机械能守恒 B. 弹簧和物体组成的系统机械能守恒 C. 力的大小始终等于弹簧弹力的大小 D. 弹簧弹性势能减小量等于 16.（2026届南京市秦淮中学高三上学期11月月考）如图所示为某种机械装置，物块B卡在竖直固定装置中间，用水平恒力F推动木楔A水平向左运动，同时将物块B顶起.物块B和木楔A的质量均为m，木楔倾角为30°，所有接触面均光滑.下列说法正确的是（　　） A. A的动能始终小于B的动能 B. 力F做的功等于A动能增加量和B重力势能增加量 C. 力F的最小值为 D. B被推高h时动能为 17.（南通市启东中学2025-2026学年高三上学期第二次月考）如图甲，质量均为m=0.2kg的物块A、B放在足够长的水平地面上，A与地面动摩擦因数为μ=0.25，B与地面无摩擦，两物块在水平外力F的作用下从静止开始向右前进，外力F随位移x变化的图线如图乙所示，取重力加速度g=10m/s2.求： （1）在x=0.5m时，A、B之间的弹力大小； （2）物块A与B分离后，B的速度大小； （3）物块A与B分离后，A还能运动多远. 18.（苏州市2025-2026学年高三第一学期期末）如图甲所示，长度为l的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端与质量同为m的木板中点O用光滑轻质铰链连接.足够长的木板置于光滑水平地面上，初始时轻杆竖直，系统静止.小球可视为质点，现给小球一轻微扰动使之下摆，重力加速度为g. （1）若木板固定，求小球与木板碰撞前瞬间所受杆的作用力大小F； （2）若木板不固定，求杆与竖直方向夹角时，木板速度的大小； （3）如图乙所示，将木板固定，撤去铰链，使杆下端与木板直接接触，两者接触时不会发生相对滑动.求小球第一次落在木板上时，速度与水平方向夹角的正切值. 19.（2026届南京市秦淮中学高三上学期11月月考）如图所示，用电动机带动传送带将货物从A点运送到B点，AB长L=10m，传送带以速度v0=2m/s顺时针转动，其与水平面夹角θ=37°.将质量为m=1kg的货物轻放在传送带A处，已知货物与传送带间的动摩擦因数为，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）货物开始向上运动时的加速度大小； （2）货物运动到B端的时间； （3）若传送带仅开动一小段时间就停止转动，要保证货物可以运动到B端，求电动机至少要对传送带做多少功. 20.（2026届南通市高三上学期一模迎考适应性测试）如图所示，固定于地面、倾角为θ的光滑斜面上有一轻质弹簧，轻质弹簧一端与固定于斜面底端的挡板C连接，另一端与物块A连接，物块A上方放置有另一物块B，物块A、B质量均为m且不粘连，整个系统在沿斜面向下的恒力F作用下处于静止状态.已知弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g.某一时刻将力F撤去，弹簧将A、B弹起，当A、B恰好分离时，回答下列问题： （1）求撤去力F前弹簧的压缩量x0； （2）求A、B恰好分离时的速度大小v，并判断此时弹簧的状态； （3）从撤去力F到A、B恰好分离的过程中，求弹簧弹力对物块A做的功；若分离后物块A继续沿斜面运动，求弹簧的最大伸长量xmax（以弹簧原长位置为坐标原点，沿斜面向上为正方向）. 五、实验：验证机械能守恒定律 21.（2026届江苏省徐州市第三中学高三上学期一模）利用如图所示的实验器材，不能完成的实验是（　　） A. 验证牛顿第二定律 B. 研究自由落体运动规律 C. 验证机械能守恒定律 D. 测量重力加速度的大小 22.（2026·南通市高三一模）某同学用如图甲装置验证机械能守恒定律，上端固定在铁架台顶部，下端系一小球，小球自然下垂位置处固定一光电门，是可移动的夹子，已知当地重力加速度为. （1）用游标卡尺测得小球的直径如图乙，则__________mm；用毫米刻度尺测得夹子下端到小球上端的细线长度为. （2）将细线水平拉直，使小球从与夹子下端等高处由静止释放，记录小球通过光电门的遮光时间，则小球通过最低点时的速度大小__________（用所测物理量符号表示）； （3）本实验中，满足关系式__________，则验证了机械能守恒（用所测物理量符号表示）； （4）移动的位置多次实验，将实验数据描绘在坐标平面上得到如图丙所示的图线.已知图线的纵截距为，当满足__________时，则验证了机械能守恒； （5）实验中发现小球动能的增加量总是大于势能的减少量，可能的原因是__________（写出一个即可）. 1 学科网（北京）股份有限公司 $