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

**基本信息** 人教版（2019）必修第二册第8章“机械能守恒定律”单元复习卷，通过基础巩固与综合应用梯度设计，强化能量观念与科学推理，适配单元知识整合与核心素养提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题|重力势能、功率、弹性势能、动能定理|双选题（如第5题）融合圆周运动与平抛，考查科学推理| |填空与实验题|2题|重力做功与功率、机械能守恒探究|实验题（第14题）用传感器数据验证守恒，体现科学探究| |计算题|3题|动能定理、能量守恒、多过程运动|第17题杂技演员模型综合动量与能量，突出模型建构|

第8章 机械能守恒定律 章末练习-2025-2026学年物理人教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图像中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是(　　) 2、功率的定义式为P＝，由此可知(　　) A．功率的大小由功和做功的时间共同决定 B．做的功越少，功率就越小 C．做功的时间越长，功率就越小 D．物体做功的功率越大，则物体做的功一定越多 3、如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态。当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动过程中下列说法正确的是(　　) A．弹簧的弹性势能逐渐减小 B．弹簧的弹性势能逐渐增大 C．弹簧的弹性势能先增大再减小 D．弹簧的弹性势能先减小再增大 4、质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为 (　　) A.mv－μmg(s＋x) B.mv－μmgx C．μmgs D．μmg(s＋x) 5、(双选)如图所示，B、M、N分别为竖直光滑圆轨道的右端点、最低点和左端点，B点和圆心等高，N点和圆心O的连线与竖直方向的夹角为α＝60°。现从B点的正上方某处A点由静止释放一个质量为m的小球，经圆轨道飞出后以速度v通过C点，已知圆轨道半径为R，v＝，重力加速度为g，则以下结论正确的是(　　) A.C、N的水平距离为R B.C、N的水平距离为2R C.小球在M点对轨道的压力为6mg D.小球在M点对轨道的压力为4mg 6、（双选）如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面沿水平方向向右做匀速运动，运动中物体m与斜面体相对静止。则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是(　　) A.支持力一定做正功 B.摩擦力一定做正功 C.摩擦力可能不做功 D.重力不做功 7、如图所示，稳站在商店自动扶梯水平踏板上的人，随扶梯斜向上做加速运动，则在此过程中(　　) A．人只受到重力和踏板的支持力作用 B．人受到的重力和踏板的支持力大小相等方向相反 C．支持力对人做正功 D．支持力对人做功为零 8、如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，若将其下端向上提起使其对折，则做功至少为(　　) A．mgl B.mgl C.mgl D.mgl 9、如图所示，小球以初速度v0从A点沿粗糙的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，则经过A点的速度大小为(　　) A. B. C. D. 10、如图所示，质量为m和3m的小球A和B，系在长为L的细线两端，桌面水平光滑，高h(h＜L)，B球无初速度从桌边滑下，落在沙地上静止不动，则A球离开桌边的速度为(　　) A. B. C. D. 11、（双选）如图所示，小滑块从一个固定的光滑斜槽轨道顶端由静止开始下滑，用v、t和h分别表示小球沿轨道下滑的速率、时间和距轨道顶端的高度。如图所示的v－t图像和v2－h图像中可能正确的是(　　) 12、（双选）如图所示，一木块右端连接轻质弹簧，静止在倾角为θ的固定斜面上。现用力F沿斜面向上缓慢拉弹簧的上端P，直至木块沿斜面匀速上滑(滑动摩擦力等于最大静摩擦力)，此时F＝F0。从力F作用开始，至木块滑动距离L的过程中，下列说法正确的是(　　) A.木块所受摩擦力先变大后变小 B.力F做功为F0L C.当木块匀速上滑时，弹簧的弹性势能不再增加 D.弹簧和木块组成的系统的机械能一直增加 二、填空与实验题。 13、质量为的小球从高处自由下落，内重力做功________，重力的功率为________；第3s内重力做功________，重力的平均功率为________；3s末重力的功率为________。 14、某探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图甲所示，在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值，小球半径、摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化可忽略不计。实验过程如下： (1)测量小球质量m，摆线长L。 (2)将小球拉离平衡位置在某一高度处无初速度释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F，小球摆到最低点时动能的表达式为_______________________________________________________________ (用上面给定物理量的符号表示)。 (3)改变释放高度h，重复上述过程，获取多组摆动高度h与对应过程的拉力最大值F的数据，在F­h坐标系中描点连线。 (4)通过描点连线，发现F与h成线性关系，如图乙所示，可证明小球摆动过程中机械能守恒。 (5)根据F­h图线中数据，可知小球质量m＝________kg，摆线长L＝________m(计算结果保留两位有效数字，重力加速度g取10 m/s2)。 三、计算题。 15、如图所示，质量m=2kg的滑块以v0=16m/s的初速度沿倾角θ=37°的斜面上滑，经t=2s滑行到最高点。然后，滑块返回到出发点。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求滑块： (1)最大位移值x； (2)与斜面间的动摩擦因数； (3)从最高点返回到出发点的过程中重力的平均功率P。 16、如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度s＝5 m，轨道CD足够长，且倾角θ＝37°，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1＝4.30 m、h2＝1.35 m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放，已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： (1)小滑块第一次到达D点时的速度大小； (2)小滑块最终停止的位置距B点的距离。 17、如图所示，一对杂技演员（都视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自己刚好能回到高处A。已知男演员质量恰为女演员质量的2倍，女演员质量为m ，秋千的质量不计，秋千的摆长为R，重力加速度为g，C点比O点低5R。 求（1） 秋千绳的最大拉力大小F （2）男演员落地点C与O点的水平距离s。 （3）男演员落地点C处的重力瞬时功率的大小P。 第8章 机械能守恒定律 章末练习-2025-2026学年物理人教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图像中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是(　　) 【答案】B 2、功率的定义式为P＝，由此可知(　　) A．功率的大小由功和做功的时间共同决定 B．做的功越少，功率就越小 C．做功的时间越长，功率就越小 D．物体做功的功率越大，则物体做的功一定越多 【答案】A　 3、如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态。当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动过程中下列说法正确的是(　　) A．弹簧的弹性势能逐渐减小 B．弹簧的弹性势能逐渐增大 C．弹簧的弹性势能先增大再减小 D．弹簧的弹性势能先减小再增大 【答案】D　 4、质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为 (　　) A.mv－μmg(s＋x) B.mv－μmgx C．μmgs D．μmg(s＋x) 【答案】A　 5、(双选)如图所示，B、M、N分别为竖直光滑圆轨道的右端点、最低点和左端点，B点和圆心等高，N点和圆心O的连线与竖直方向的夹角为α＝60°。现从B点的正上方某处A点由静止释放一个质量为m的小球，经圆轨道飞出后以速度v通过C点，已知圆轨道半径为R，v＝，重力加速度为g，则以下结论正确的是(　　) A.C、N的水平距离为R B.C、N的水平距离为2R C.小球在M点对轨道的压力为6mg D.小球在M点对轨道的压力为4mg 【答案】AC 6、（双选）如图所示，质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面沿水平方向向右做匀速运动，运动中物体m与斜面体相对静止。则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是(　　) A.支持力一定做正功 B.摩擦力一定做正功 C.摩擦力可能不做功 D.重力不做功 【答案】BD 7、如图所示，稳站在商店自动扶梯水平踏板上的人，随扶梯斜向上做加速运动，则在此过程中(　　) A．人只受到重力和踏板的支持力作用 B．人受到的重力和踏板的支持力大小相等方向相反 C．支持力对人做正功 D．支持力对人做功为零 【答案】C　 8、如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，若将其下端向上提起使其对折，则做功至少为(　　) A．mgl B.mgl C.mgl D.mgl 【答案】D　 9、如图所示，小球以初速度v0从A点沿粗糙的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，则经过A点的速度大小为(　　) A. B. C. D. 【答案】B　 10、如图所示，质量为m和3m的小球A和B，系在长为L的细线两端，桌面水平光滑，高h(h＜L)，B球无初速度从桌边滑下，落在沙地上静止不动，则A球离开桌边的速度为(　　) A. B. C. D. 【答案】A 11、（双选）如图所示，小滑块从一个固定的光滑斜槽轨道顶端由静止开始下滑，用v、t和h分别表示小球沿轨道下滑的速率、时间和距轨道顶端的高度。如图所示的v－t图像和v2－h图像中可能正确的是(　　) 【答案】BD 12、（双选）如图所示，一木块右端连接轻质弹簧，静止在倾角为θ的固定斜面上。现用力F沿斜面向上缓慢拉弹簧的上端P，直至木块沿斜面匀速上滑(滑动摩擦力等于最大静摩擦力)，此时F＝F0。从力F作用开始，至木块滑动距离L的过程中，下列说法正确的是(　　) A.木块所受摩擦力先变大后变小 B.力F做功为F0L C.当木块匀速上滑时，弹簧的弹性势能不再增加 D.弹簧和木块组成的系统的机械能一直增加 【答案】CD 二、填空与实验题。 13、质量为的小球从高处自由下落，内重力做功________，重力的功率为________；第3s内重力做功________，重力的平均功率为________；3s末重力的功率为________。 【答案】4500     1500     2500     2500     3000 14、某探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图甲所示，在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值，小球半径、摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化可忽略不计。实验过程如下： (1)测量小球质量m，摆线长L。 (2)将小球拉离平衡位置在某一高度处无初速度释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F，小球摆到最低点时动能的表达式为_______________________________________________________________ (用上面给定物理量的符号表示)。 (3)改变释放高度h，重复上述过程，获取多组摆动高度h与对应过程的拉力最大值F的数据，在F­h坐标系中描点连线。 (4)通过描点连线，发现F与h成线性关系，如图乙所示，可证明小球摆动过程中机械能守恒。 (5)根据F­h图线中数据，可知小球质量m＝________kg，摆线长L＝________m(计算结果保留两位有效数字，重力加速度g取10 m/s2)。 【答案】(2) Ek＝(F－mg)L　 (5)0.10　0.80 三、计算题。 15、如图所示，质量m=2kg的滑块以v0=16m/s的初速度沿倾角θ=37°的斜面上滑，经t=2s滑行到最高点。然后，滑块返回到出发点。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求滑块： (1)最大位移值x； (2)与斜面间的动摩擦因数； (3)从最高点返回到出发点的过程中重力的平均功率P。 【答案】(1)16m； (2)0.25； (3)67.9W 【详解】 (1)小车向上做匀减速直线运动，有 得 (2)加速度 上滑过程 得 (3)下滑过程 由运动学公式 重力的平均功率 16、如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成，轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接，其中轨道AB、CD段是光滑的，水平轨道BC的长度s＝5 m，轨道CD足够长，且倾角θ＝37°，A、D两点离轨道BC的高度分别为h1＝4.30 m、h2＝1.35 m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放，已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： (1)小滑块第一次到达D点时的速度大小； (2)小滑块最终停止的位置距B点的距离。 【答案】(1)3 m/s　(2)1.4 m 【解析】(1)如图所示，小滑块从A→B→C→D过程中，由动能定理得 mg(h1－h2)－μmgs＝mv－0 将h1、h2、s、μ、g代入得vD＝3 m/s。 (2)对小滑块运动全过程应用动能定理，设小滑块在水平轨道上运动的总路程为s总。 有mgh1＝μmgs总 将h1、μ代入得s总＝8.6 m 故小滑块最终停止的位置距B点的距离为2s－s总＝1.4 m。 17、如图所示，一对杂技演员（都视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自己刚好能回到高处A。已知男演员质量恰为女演员质量的2倍，女演员质量为m ，秋千的质量不计，秋千的摆长为R，重力加速度为g，C点比O点低5R。 求（1） 秋千绳的最大拉力大小F （2）男演员落地点C与O点的水平距离s。 （3）男演员落地点C处的重力瞬时功率的大小P。 【答案】（1）9mg； （2）8R； （3）4mg 学科网（北京）股份有限公司 $