第八章 机械能守恒定律 单元检测试卷-2025--2026学年下学期高一物理人教版必修第二册

**基本信息** 2026学年人教版物理必修第二册第八章机械能守恒定律单元检测卷，以2024巴黎奥运会等真实情境为载体，覆盖功、机械能守恒等核心知识，通过选择、实验、解答题梯度设计，适配周测，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/46|功、机械能守恒、牛顿定律|结合举重、网球等奥运情境，基础概念与受力分析结合| |实验题|2/约20|验证机械能守恒|传统纸带与传感器结合，创新探究设计| |解答题|3/约34|动能定理、圆周运动、弹簧势能|多过程综合，模型建构与科学推理并重|

2025- -2026学年物理人教版必修第二册 第八章机械能守恒定律单元检测试卷 满分：100 分 考试时间：75 分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．如图是在巴黎奥运会上，举重男子61公斤级比赛中，中国选手打破自己保持的抓举奥运会纪录，成功卫冕。下列说法正确的是（　　） A．运动员受到杠铃的压力是由于手臂发生形变而产生的 B．在举起杠铃的过程中，地面对运动员做正功 C．在举起杠铃的过程中，杠铃对运动员的作用力始终等于杠铃重力 D．手对杠铃的作用力与杠铃对手的作用力的方向始终相反 2．郑钦文在2024年巴黎奥运会网球女单比赛中夺冠。她发球时将网球斜向下击出，如图所示，不计空气阻力，则（    ） A．击球时，球拍对球的作用力大于球对球拍的作用力 B．击球时，球拍对球的作用力小于球对球拍的作用力 C．球从被击出到落地前，机械能守恒 D．球从被击出到落地前，机械能减少 3．下列物理量中，属于标量的是（　　） A．速度 B．功 C．位移 D．力 4．随着我市城乡建设的发展，多地的音乐喷泉灯光秀成为一道亮眼的风景，某同学观看喷泉表演时，目测喷泉表演的主喷管的直径约为0.1m，喷出的水柱高度约45m，则主喷管水泵的电动机的输出功率约为（　　） A．250kW B．200kW C．150kW D．110kW 5．如图所示，一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面走同样的位移（箱子运动的速度大小如图中所注），下列说法正确的是（　　） A．大人的推力大 B．小孩的推力大 C．大人做的功多 D．大人和小孩做的功一样多 6．如图所示，小明同学玩荡秋千，家长将小明拉到距最低点高度差1.0m的位置后静止释放。已知秋千的两根绳长均为5m，小明和秋千的总质量为20kg。当小明第一次荡到最低点时，速度大小为4m/s，重力加速度g取10m/s2。则下列说法正确的是（　　） A．最低点位置每根绳子平均承受的拉力为132N B．最低点位置每根绳子平均承受的拉力为32N C．从释放至第一次荡到最低点的过程，重力做功为1000J D．从释放至第一次荡到最低点的过程，阻力做功为40J 7．如图所示，在倾角θ=30°的固定的斜面上有物块A和B，物块A通过劲度系数为k 的轻弹簧栓接在斜面底端的挡板上，物块B通过一根跨过定滑轮的细线与物块C相连，三个物块的质量均为m，弹簧和细线与斜面平行。初始时，用手托住物块C，使细线恰好伸直。现撤去外力，让物块C由静止释放。已知重力加速度为g，物块C下落过程没有触地，物块B没有接触定滑轮，不计一切阻力，下列说法正确的是（　　）    A．释放物块C的瞬间，物块A、B整体的加速度为 B．从释放到物块A、B分离的过程中，A、B两物块沿斜面运动的位移为 C．从释放到物块A、B分离的过程中，物块A的机械能保持不变 D．从释放到物块A、B分离的过程中，物体C减小的机械能等于物块A、B增加的机械能 8．如图所示，滑块A、B的质量均为m，A套在固定倾斜直杆上，倾斜直杆与水平面成角，B套在固定水平直杆上，两直杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计且杆足够长，A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆（初始时轻杆与水平面成角）连接，A、B从静止释放，B沿水平面向右运动，不计一切摩擦，滑块A、B均视为质点，重力加速度大小为g，在运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．当A到达B所在水平面时 B．当A到达B所在水平面时，B的速度为 C．滑块B到达最右端时，A的速度为 D．滑块B的最大动能为mgL 9．如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（　　） A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A的机械能守恒 B．乙图中，在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，物体B机械能守恒 C．丙图中，不计任何阻力时A 加速下落、B加速上升的过程中，A、B组成的系统机械能守恒 D．丁图中，不计空气阻力，小球由水平位置A处静止释放，运动到B处的过程中，小球机械能守恒 10．将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v－t图像如图所示。以下判断正确的是（　　） A．前3s内货物受拉力逐渐增大 B．最后2s内货物只受重力作用 C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同 D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能不守恒 二、实验题 11．利用图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 (1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电火花打点计时器外，在下列器材中，还必须使用的器材是 。 A．220V交流电源 B．交流电源 C．毫米刻度尺 D．天平（含砝码） (2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。O点是重锤开始下落时刻打出的点，ABC是按打点先后顺序选取的三个连续点，测得它们到起始点“O”的距离分别为、、。设打出相邻点的时间间隔为T，如果在误差允许的范围内，满足下列表达式 即可验证重物机械能守恒。（重力加速度为g） A． B． C． D． 12．某物理实验小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。   （1）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含夹子）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还需要使用的一组器材是________。 A．直流电源、天平（含砝码） B．直流电源、刻度尺 C．低压交流电源、天平（含砝码） D．低压交流电源、刻度尺 （2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取连续打出的5个点A、B、C、D、E，测得C、D、E三个点到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，则从打下O点到打下D点的过程中，重物的重力势能减少量为________，动能增加量为________。（用上述测量量和已知量的符号表示）    （3）机械能包括动能、重力势能和弹性势能，为了在三种能量相互转化的情况下再次验证机械能守恒定律，实验小组又设计了如图丙所示的实验装置。力传感器一端固定在铁架台的横梁上，另一端与轻弹簧相连，轻弹簧下端悬挂着下表面水平的重物，在重物正下方放置着上表面水平的运动传感器，两个传感器再通过数据采集器和电脑相连（图未画出）。实验过程中保持铁架台固定，弹簧始终在弹性限度内，重物只在竖直方向上下运动，没有转动。    小组同学首先用天平测得重物的质量为m，然后： ①用运动传感器实时记录重物的速度继而得到重物的动能； ②选择运动传感器的上表面所在位置为重力势能零点，用运动传感器实时记录重物下表面与运动传感器上表面的距离，继而得到重物的重力势能； ③将弹簧原长时重物下表面到运动传感器上表面间的距离，与物体运动过程中这两个表面间的实时距离之差作为弹簧形变量，结合力传感器测得的弹力大小F，通过计算得到了弹簧在每个时刻的弹性势能。 分析上述三种能量之和E随时间的变化情况，如果在误差允许的范围内，E随时间保持不变，则可认为重物（包括地球）和弹簧组成的系统机械能守恒。 已知实验得到的图像如图丁所示，则下列选项中的图象中可能正确的是________。       三、解答题 13．当力的方向与位移方向成某一角度时：当力F的方向与位移方向成一角度α时，请你推导出力F所做功的表达式。 ‍ 14． 用起重机把重量为2.0×104N的物体以1.0m/s2的加速度匀加速地提高了5m，钢绳拉力做了多少功？重力做了多少功？这些力做的总功是多少？（g=10m/s2） 15．如图所示，长度的轻质细绳一端悬挂在点，另一端系着一质量的金属物块，将轻绳拉直，让轻绳从偏离竖直方向的位置由静止释放物块，物块运动到最低点时，轻绳刚好被拉断。物块继续运动后沿切线方向进入半径的光滑圆弧轨道，圆弧轨道的圆心为水平且与成角，点为圆弧轨道的最低点，与一粗糙的水平面相切。物块经圆弧轨道后沿水平面继续运动，压缩右侧一端固定在竖直墙壁的轻质弹簧。物块与水平地面的动摩擦因数，弹簧初始处于自然伸长状态。物块压缩弹簧至最远处点（图中未画出）后，被弹簧反弹到达圆弧轨道点时对轨道压力恰好为0。忽略空气阻力，重力加速度，弹簧始终处在弹性限度内，物块可视为质点。（）求： (1)轻绳的最大张力； (2)物块经过点时对轨道的压力大小； (3)物块压缩弹簧最远处点距点的长度及弹簧具有的最大弹性势能； (4)弹簧的弹性势能的表达式为弹簧的形变量），弹簧的劲度系数，在物块第一次反弹到点时，迅速缩短轨道的长度，使物块从点沿圆弧轨道滑下再次被弹簧反弹后恰好停在点，轨道长度应缩短多少。 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B D D A B AB BCD CD 1．D 【详解】A．杠铃对运动员的压力是由于杠铃发生形变而产生的，故A错误； B．运动员站起的过程中，地面对其支持力的作用点没有发生位移，故没做功，故B错误； C．杠铃上升过程，存在超失重现象，故C错误； D．作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】AB．根据牛顿第三定律可知，击球时，球拍对球的作用力等于球对球拍的作用力，故AB错误； CD．因为不计空气阻力，则球从被击出到落地前，球只受重力，只有球的重力做功，所以球的机械能守恒，故C正确，D错误。 故选C。 3．B 【详解】ACD．速度、位移、力既有大小，又有方向，是矢量，故ACD错误； B．功只有大小，没有方向，是标量，故B正确。 故选B。 4．D 【详解】水离开管口的速度为 管口的圆形内径约有0.1m，则半径 设主喷管水泵的电动机的输出功率P，在接近管口很短一段时间内水柱的质量为 根据动能定理可得 解得 代入数据解得 P≈110kW 故选D。 5．D 【详解】小孩和大人都以水平推力匀速推动相同的木箱在相同的粗糙路面走，两木箱受到的摩擦力大小相等，小孩和大人所用的推力相等，走同样的位移，大人和小孩做的功一样多。 故选D。 6．A 【详解】AB．当小明第一次荡到最低点时，细绳的拉力与重力的合力提供向心力，设每根绳子拉力为T，则 解得 故A正确，B错误； CD．从释放至第一次荡到最低点的过程，由动能定理可得 可得重力做功 克服阻力做功 故CD错误。 故选A。 7．B 【详解】A．初始时，用手托住物块C，使细线恰好伸直，细线对B的作用力为零，释放物块C的瞬间，以物块A、B为整体，根据牛顿第二定律可得 对物块C有 解得物块A、B整体的加速度为 故A错误； B．初始时，弹簧的形变量为 物块A、B分离时，物块A、B间作用力为零，对物块A有 对物块B有 对物块C有 可得A、B两物块沿斜面运动的位移为 故B正确； C．从释放到物块A、B分离的过程中，物块A做加速运动，动能增大，高度升高，重力势能增大，故物块A的机械能增大，故C错误； D．从释放到物块A、B分离的过程中，根据能量守恒可知，弹簧弹性势能的减少量与物体C减小的机械能之和等于物块A、B增加的机械能，故D错误。 故选B。 8．AB 【详解】A．当A到达B所在水平面时，由运动的合成与分解有 代入得 A正确； B．从开始到A到达B所在的水平面的过程中，A、B两滑块组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律有 代入得 B正确； C．滑块B到达最右端时，此时轻杆与倾斜直杆垂直，则此时滑块B的速度为零，由机械能守恒可得 代入得 C错误； D．由题意可知，B的加速度为零时速度最大，当轻杆与水平直杆垂直时B的合力为零，速度最大，此时A的速度为零，由系统机械能守恒可得 代入得 D错误； 故选AB。 9．BCD 【详解】A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，弹簧的弹力对A做负功，则物体A的机械能不守恒，选项A错误； B．乙图中，在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，拉力和摩擦力做功的代数和为零，则只有重力对物体B做功，则物体B机械能守恒，选项B正确； C．丙图中，不计任何阻力时A 加速下落、B加速上升的过程中，A、B组成的系统只有重力做功，则系统的机械能守恒，选项C正确； D．丁图中，不计空气阻力，小球由水平位置A处静止释放，运动到B处的过程中，只有重力对小球做功，则小球机械能守恒，选项D正确。 故选BCD。 10．CD 【详解】A．由图像可知货物前3s做匀加速直线运动，加速度恒定，故拉力恒定不变，故A错误； B．最后2s内货物的加速度为 故货物受重力和拉力作用，故B错误； C．前3s内的平均速度 后2s内的平均速度 故两段时间内的平均速度相同，故C正确； D．第3s末至第5s末物体做匀速直线运动，动能不变，高度增大，重力势能增加，所以机械能不守恒，故D正确。 故选CD。 11．(1)AC (2)D 【详解】（1）AB．由实验图知，实验中使用电火花打点计时器，故需要用220V交流电源供电，A正确，B错误； C．实验中需要用刻度尺测量所打点之间的距离，即下降高度，C正确； D．根据机械能守恒可得 则可知表达式中质量可约去，即验证 即可，D错误； 故选AC。 （2）由图乙纸带数据，根据机械能守恒可得 B点速度为 联立得 D正确； 故选D。 12． D AC/CA 【详解】（1）[1]电磁打点计时器工作需要低压交流电压，长度测量需要刻度尺。质量可以不测。故选D。 （2）[2][3]重力势能减少量 动能增加量 （3）[4]A．由图丁可知，振子的周期为2T，T时刻弹力最小，弹簧伸长量最小，在最高点；2T时刻弹力最大，弹簧伸长量最大，在最低点，故A正确； B．弹性势能变化周期为2T，故B错误； C．在最高点和最低点动能都是零，变化周期为T，故C正确。 故选AC。 13．W=Flcosα 【详解】当力F的方向与位移方向成一角度α时，将力F分解为沿位移方向的分量 F1=Fcosα 该力对物体做功为 W1=F1l=Flcosα 另一个分量 F2=Fsinα 对物体不做功，则 W2=0 则力F对物体做功为 W=W1+W2=Flcosα 14．1.1×105J，-1.0×105J，1.0×104J 【详解】设钢绳拉力大小为F，有 F﹣G=ma 解得 F=G+ma=2.0×104+2.0×103×1=2.2×104N 钢绳拉力所做的功为 WF=Fx=2.2×104×5J=1.1×105J 重力所做的功为 WG=﹣Gx=﹣2.0×104×5J=﹣1.0×105J 拉力和重力所做的总功为 W总=WF+WG=1.0×104J 15．(1) (2) (3)， (4) 【详解】（1）物块从运动到过程，由动能定理 有 得 在点，由牛顿第二定律 有 解得 （2）物块从点开始做平抛，从点沿切线进入圆弧，如图所示 有 在点，由牛顿第二定律 有 由牛顿第三定律 解得物块对轨道的压力 （3）物块从点运动到点，由动能定理 有 设物块从点向右运动到点，走过的路程为 有 再从点反弹运动到点 有 由功能关系 有 解得 （4）物块第一次对弹簧的最大压缩量为，依题意 有 得 设物块从点运动到压缩弹簧最短时走过的路程为，物块从点开始运动再次压缩弹簧后被弹簧弹回，运动到点停止，对全过程，由动能定理 有 得 设第二次弹簧的最大压缩量为，第二次弹簧从压缩最大弹回到点过程 有 其中 得 设弹簧的原长为 则轨道长度缩短 解得 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 $