第八章 机械能守恒定律 单元检测试卷A（基础）-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

单元检测试卷A（基础）答案 考试范围：机械能守恒定律；考试时间：75分钟；满分：100分 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的 1．D 解析：A．桌面为参考平面，在A点时的重力势能为，故A错误； B．桌面为参考平面，在A点时的机械能为，故B错误； C．桌面为参考平面，在B点时的重力势能为，故C错误； D．根据机械能守恒可知，落到B点时的动能为，故D正确。 故选D。 2．B 解析：A．以地面为零势能面，则物体落到海平面时的势能为-mgh，选项A正确，不符合题意； B．物体在地面的机械能为，因物体的机械能守恒，则在海平面上的机械能为，选项B错误，符合题意； C．根据机械能守恒定律 可知物体在海平面上的动能为 选项C正确，不符合题意； D．物体从抛出到落到海平面的过程，重力对物体做功为mgh，选项D正确，不符合题意； 故选B。 3．C 解析：A．重力方向在竖直方向，人在水平方向上运动，则人的重力不做功，故A错误； BCD．在加速向右运动的车厢中，人的加速度向右，根据牛顿第二定律得出人受的合力向右，人受力在竖直方向平衡，人的合力是由车厢对人的力提供的，所以车厢对人的力向右，所以车厢对人做正功，故BD错误，C正确。 故选C。 4．A 解析：列车从北京到上海的时间为 在动力上耗电约为 故选A。 5．B 解析：．根据动能定理得 解得，手对物体做功为 故A正确； B．由动能定理得 故B错误； C．由 知 由 故C正确； D．物体的重力做功为 即物体克服重力做功。故D正确。 本题选择不正确的，故选。 6．B 解析：试题分析：水炮发动机做的功为水增加的动能与重力势能之和，伸缩臂在抬升等高平台的同时也将本身也抬高了，计算做功时，需要计算这部分功，结合根据公式分析． 伸缩臂将人与平台抬高60m，用时5min，同时伸缩臂也有质量，设为M，则其输出功率为，D错误；水炮工作的发动机首先将水运至60m高的平台，然后给水20m/s的速度，即做的功等于水增加的动能与重力势能之和，每秒射出水的质量为，故，功率为，B正确AC错误． 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7．BC 解析：人从O到A先做匀加速运动，然后从A到B做匀减速运动，位移一直增加，故图线A错误，B正确；因前2s内的加速度大于后3s内的加速度，且前者匀加速，后者匀减速，故合外力方向相反，选项C正确；整个过程中由于有摩擦力做功故机械能不守恒，选项D错误；故选BC． 8．AD 解析：A．小球通过A点的最小速度为0，根据机械能守恒定律知 解得 所以小球能从细管A端水平抛出的条件是 A正确； B．根据机械能守恒得 解得 根据 得 则水平位移 B错误； C．在A点，若速度，根据牛顿第二定律得 随着速度的增大，小球对A点的压力增大 若，根据牛顿第二定律得 随着速度的增大，小球对A点的压力减小，可知小球释放的高度在 的条件下，随着H的变大，小球在A 点对轨道的压力不一定越大，C错误； D．若小球对A点无压力，有 解得 根据机械能守恒得 解得 D正确。 故选AD。 9．AC 解析：A．小球到达右侧斜面上最高点时的速度为零，根据机械能守恒定律得 mgh+0=mgh′+0 则 h′=h 故A正确； B．小球离开轨道后做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，运动到最高点时在水平方向上有速度，即在最高点的速度不为零，根据机械能守恒定律得 则 h′＜h 故B错误. C．小球离开轨道做竖直上抛运动，运动到最高点速度为零，根据机械能守恒定律得 mgh+0=mgh′+0 则 h′=h 故C正确； D．小球在内轨道运动，通过最高点最小的速度为 故在最高点的速度不为零，根据机械能守恒定律得 则 h′＜h 即不能过最高点； 故D错误。 故选AC。 10．ABD 解析：B．由图像可知，物体上升到h1=1m时物体的机械能 解得 B正确； A．由匀变速运动的速度位移公式可得 代入数据解得 由牛顿第二定律得 代入数据解得 A正确； C．撤去F后物体做竖直上抛运动，上升到最高点的时间 C错误； D．由匀变速运动的速度位移公式可得 解得 则拉力的功率 D正确。 故选ABD。 三、非选择题：共52分。 11．(8分）天平 刻度尺 重力势能 质量 高度 解析：(1)[1][2]用小球压缩弹簧，再将弹簧释放，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，由于水平轨道与圆弧轨道均是光滑的，只有弹簧的弹力和重力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能Ep=mgh，因此需要用天平测量小球的质量m，用刻度尺测量小球在光滑圆弧轨道上上升的高度h。 (2)[3][4][5]根据机械能守恒可知，实际上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量，根据重力势能的计算公式Ep=mgh，可知需要直接测量的物理量是质量、上升高度。 12．(8分）（1）， （2）当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒 （3）9.52m/s2 解析：(1)重锤重力势能的减少量ΔEp＝mgh2，打下F点的速度 ； 动能增加量ΔEk＝. (2)当物体自由下落时，只有重力做功，物体的重力势能和动能互相转化，机械能守恒． (3)由mgh＝mv2可知题图的斜率表示重力加速度g的2倍，为求直线的斜率，可在直线上取两个距离较远的点，如(25.5×10-2，5.0)、(46.5×10-2，9.0)，则 13．(10分）（1） （2）8000N（3）5s（4） (5)    解析：(1)当汽车达到最大速度的时候，汽车的牵引力等于阻力，此时车速为最大速度且匀速， 所以汽车的额定功率P额=Fv=fv=0.2×2000×10×20W=80kW； (2)汽车在匀加速行驶时，由牛顿第二定律可得 F-f=ma， 所以，F=ma+f=2000×2+0.2×2000×10N=8000N， (3)设汽车匀加速运动所能达到的最大速度为v0，对汽车由牛顿第二定律得F－f＝ma 即 代入数据得v0＝10m/s 所以汽车做匀加速直线运动的时间: (4) 3s时汽车正在做匀加速运动末，则瞬时速度为v3=at3=6m/s， 所以汽车在第3s末的瞬时功率，P3=Fv3=48kW． (5)综上分析可知0~5s汽车做匀加速运动，功率随时间均匀增大 5~8s汽车保持功率不变做变加速直线运动， 则在8s内的P-t图象为：    14．(12分）（1），；（2） 解析：（1）当弹簧弹力为零时物块A的加速度为a，根据牛顿运动定律得 解得 根据 可得 （2）第一种情形：弹簧初始时压缩量为 当弹簧弹力为零时物块A上升的高度为 设初始时弹簧的弹性势能为，根据功能关系有 解得 第二种情形：根据系统的机械能守恒得 显然 联立解得 15．(14分）（1）33m（2）0.9375（3）405J 解析：(1) 由物体相对地面的速度随时间变化的关系的图象可知：0—10s内物体位移的大小为图中曲线与坐标轴所围成的图像的面积： （2）由图可知，物体在0-6秒内的加速度．而由受力分析可知，在0—6s内,满足所以算得 （3）动能增量： 势能增量： 机械能增量： 设物体相对传送带的速度为，物体相对于传送带的位移： 摩擦力做功 学科网（北京）股份有限公司 $ 单元检测试卷A（基础） 考试范围：机械能守恒定律；考试时间：75分钟；满分：100分 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的 1．如图所示，质量为m的小球从距桌面高处的A点自由下落到地面上的B点，桌面离地高为。选择桌面为参考平面，则小球（重力加速度为g）（　　） A．在A点时的重力势能为 B．在A点时的机械能为 C．在B点时的重力势能为0 D．落到B点时的动能为 2．如图所示，在地面上以速度抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上，若以地面为零势能面而且不计空气阻力，则下面说法错误的是（　　） A．物体落到海平面时的势能为-mgh B．物体在海平面上的机械能为 C．物体在海平面上的动能为 D．物体从抛出到落到海平面的过程，重力对物体做功为mgh 3．如图所示，在加速向右运动的车厢中，一人用力向前推车厢（人与车厢始终保持相对静止），则下列说法正确的是（　　） A．人的重力对人做正功 B．车厢对人做负功 C．车厢对人做正功 D．车厢对人不做功 4．中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家。报道称，新一代高速列车牵引功率达9000kW，持续运行速度为350km/h。则新一代高速列车沿全长约1300km的京沪线从北京到上海，在动力上耗电约为  （　　） A．3.3×104kWh B．3.l×106kWh C．l.8×104kWh D．3.3×105kWh 5．质量为的物体被人用手由静止向上提高，这时物体的速度是，下列说法中不正确的是（　　） A．手对物体做功 B．合外力对物体做功 C．物体的加速度是 D．物体克服重力做功 6．如图所示是具有更高平台的消防车，具有一定质量的伸缩臂能够在5min内使承载4人的登高平台（人连同平台的总质量为400kg）上升60m到达灭火位置，此后，在登高平台上的消防员用水炮灭火，已知水炮的出水量为3m3/min，水离开炮口时的速率为20m/s，则用于（） A．水炮工作的发动机输出功率为1×104W B．水炮工作的发动机输出功率为4×104W C．水炮工作的发动机输出功率为2.4×106W D．伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800w 二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7．某位溜冰爱好者先在岸上从O点由静止开始匀加速助跑，2 s后到达岸边A处，接着进入冰面(冰面与岸边基本相平)开始滑行，又经3 s停在了冰上的B点，如图所示．若该过程中，他的位移是x，速度是v，受的合外力是F，机械能是E，则对以上各量随时间变化规律的描述，下列选项中正确的是(　　) A．B． C．D． 8．由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内．一质量为m的小球，从距离水平地面高为H的管口D处由静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上．下列说法正确的是（ ） A．小球能从细管A端水平抛出的条件是H＞2R B．小球落到地面时相对于A点的水平位移为 C．小球释放的高度在H＞2R的条件下，随着H的变大，小球在A 点对轨道的压力越大 D．若小球经过A点时对轨道无压力，则释放时的高度 9．如图所示，A、B、C、D四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h处由静止释放小球，使之进入右侧不同的轨道：除去底部一小段圆弧，A图中的轨道是一段斜面，高度大于h；B图中的轨道与A图中的轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h；D图中是个半圆形轨道，其直径等于h，如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h高度的是（　　） A．B． C．D． 10．如图甲所示是一打桩机的简易模型．质量m＝1kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，到最高点后自由下落，撞击钉子，将钉子打入一定深度．物体上升过程中，机械能E与上升高度h的关系图像如图乙所示．不计所有摩擦，g取10m/s2 (　　) A．拉力F的大小为12N B．物体上升1.0m处的速度为2m/s C．撤去F后物体上升时间为0.1s D．物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率为12W 三、非选择题：共52分。 11．(8分）如图所示，用一小钢球及下列器材测定弹簧被压缩时的弹性势能：光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处，作为指示钢球沿圆弧轨道上滑到最高位置的标杆，不计小钢球碰撞轻杆及轻杆转动时的能量损失。 (1)完成该实验还需要的器材是____、______。 (2)该实验是间接测量弹簧的弹性势能。实际上是把对弹性势能的测量转化为对____的测量，进而转化为对____和_____的直接测量。 12．(8分）某同学在“验证机械能守恒定律”时按如图甲所示安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图乙所示．图中O点为打点起始点，且速度为零． 图甲 图乙 图丙(1)选取纸带上打出的连续点A、B、C，……，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3，已知重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T.为验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重锤重力势能的减少量ΔEp＝________，动能的增加量ΔEk＝________(用题中所给字母表示)． (2)以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系，用实验测得的数据绘出v2－h图线，如图丙所示，该图象说明了________． (3)从v2－h图线求得重锤下落的加速度g＝________ m/s2.(结果保留三位有效数字) 13．(10分）质量为2 000 kg的汽车在平直公路上行驶，所能达到的最大速度为20 m/s，设汽车所受阻力为车重的0.2倍(即f＝0.2G)．如果汽车在运动的初始阶段是以2 m/s2的加速度由静止开始作匀加速行驶，试求： (1)汽车的额定功率； (2)汽车在匀加速行驶时的牵引力； (3)汽车做匀加速运动的最长时间； (4)汽车在第3 s末的瞬时功率； (5)试画出汽车在8 s内的P­t图像. 14．(12分）如图所示，质量m的物块A下端固定一劲度系数为k的弹簧，弹簧下端固定在桌面上．物块上端连一竖直细绳，细绳通过轻质光滑的定滑轮与不计重力的小钩B相连，开始时物块A处于静止，细绳绷直但没有作用力．现用拉力向下拉小钩B，拉力的功率P恒定，当弹簧弹力为零时物块A的加速度为a，求：（1）弹簧拉力为零时细绳的拉力F和物块A的速度v；（2）若已知上述过程经过的时间为t，现改用质量为2m的钩码C挂在小钩B上，也从原状态开始释放C，则当弹簧弹力也为零时，物块A的动能Ek多大？ 15．(14分）如图（a）所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行．现将一质量m=2kg的小物体以某一初速度放上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图（b）所示，取沿传送带向上为正方向，，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求： （1）0—10s内物体位移的大小； （2）物体与传送带间的动摩擦因数； （3）0—10s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q． 答案第8页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 $