第八章 机械能守恒定律 课后题-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卷，通过高铁、灭火喷水等生活科技情境，系统考查弹力、动能定理等核心知识，适配单元复习，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|12题|弹力、功率、重力势能、机械能守恒|结合高铁启动（第2题）、喷水灭火（第7题）等情境，分层考查概念辨析与规律应用| |填空与实验题|2题|验证机械能守恒定律（器材、误差）|突出科学探究，如实验步骤纠错（第13题）、数据处理分析（第14题）| |计算题|3题|牵引力计算、动能定理综合|结合拖拉机（第15题）、汽车上坡（第17题）等实际问题，考查模型建构与科学推理|

第8章 机械能守恒定律 课后题-2025-2026学年物理人教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是(　　) A.弹力变大，弹性势能变小 B.弹力变小，弹性势能变大 C.弹力和弹性势能都变小 D.弹力和弹性势能都变大 2、据报道，山东将持续加大高铁建设力度，规划到2022年，全省高铁建成和在建里程达到3900千米，不仅让老百姓的出行更加方便，也将推动各地经济文化技术交流。现有一列质量为m的动车，从静止开始，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。动车在时间t内（　　） A．动车启动过程所受合外力不变 B．动车位移为s＝ C．平均速度为 D．动车先做匀加速运动后做加速度减小的加速运动 3、（双选）关于重力势能的说法，正确的是(　　) A．重力势能的大小只由重物本身决定 B．重力势能恒大于零或等于零 C．重力势能是物体和地球所共有的 D．在地面上的物体，它具有的重力势能不一定等于零 4、关于动能定理，下列说法中正确的是(　　) A.在某过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和 B.只要有力对物体做功，物体的动能就一定改变 C.动能定理只适用于直线运动，不适用于曲线运动 D.动能定理既适用于恒力做功的情况，又适用于变力做功的情况 5、如图所示四幅插图，该四幅图示的运动过程中物体机械能不守恒的是(　　) A．图甲中，滑雪者沿光滑斜面自由下滑 B．图乙中，过山车关闭油门后通过不光滑的竖直圆轨道 C．图丙中，小球在光滑水平面内做匀速圆周运动 D．图丁中，石块从高处被斜向上抛出后在空中运动(不计空气阻力) 6、如图所示，竖直立在水平地面上的轻弹簧，下端固定在地面上，将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不拴接)，并用力向下压球，使弹簧压缩(在弹性限度内)一定程度后，用竖直细线把弹簧拴牢。现突然烧断细线，球将被弹起，脱离弹簧后能继续向上运动，那么从细线被烧断到金属球刚脱离弹簧的过程中，下列说法正确的是(　　) A．金属球的机械能守恒 B．金属球的动能一直在减少，而机械能一直在增加 C．在刚脱离弹簧的瞬间金属球的动能最大 D．金属球的动能与弹簧的弹性势能之和一直在减少 7、某城市边缘的一小山岗，在干燥的季节发生了山顶局部火灾，消防员及时赶到，启动多个喷水口进行围堵式灭火，喷水口所处高度和口径都相同。其中两支喷水枪喷出的水在空中运动的轨迹甲和乙几乎在同一竖直面内，且最高点高度、落到失火处的高度均相同，如图所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．水甲落到失火处的速度一定较大 B．水乙在最高点的速度一定较大 C．喷出水甲的喷水枪的功率一定较大 D．水乙在空中运动的时间一定较长 8、物体在运动过程中，克服重力做功50 J，则(　　) A．重力做功为50 J B．物体的重力势能一定增加50 J C．物体的重力势能一定减小50 J D．物体的重力势能一定是50 J 9、两个物体质量之比为1∶4，速度大小之比为4∶1，则这两个物体的动能之比为(　　) A.1∶1 B.1∶4 C.4∶1 D.2∶1 10、自由下落的物体，其动能与位移的关系如图所示，则图中直线的斜率表示该物体的(　　) A．质量 B．机械能 C．重力大小 D．重力加速度 11、关于功和功率的计算，下列说法中正确的是(　　) A．用W＝Fxcos θ可以计算变力做功 B．用W合＝Ek2－Ek1可以计算变力做功 C．用W＝Pt只能计算恒力做功 D．用P＝可以计算瞬时功率 12、某同学毕业后开一架自己设计的小型飞机在平直跑道上以恒定功率加速，最后以最大速度起飞，其功率为200kW，设在跑道上所受到的阻力不变，加速度和速度的倒数的关系如图所示，则该飞机（       ） A．在跑道上做加速度越来越大的加速直线运动 B．飞机的质量为400kg C．在跑道上所受阻力大小为2000N D．速度大小为5m/s时牵引力大小为3000N 二、填空与实验题。 13、如图为验证“机械能守恒定律”的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题： (1)为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有________。(填入正确选项前的字母) A.毫米刻度尺 B.秒表 C.0～12 V的直流电源 D.4～6 V的交流电源 (2)下面列举了该实验的几个操作步骤： A.按照图示的装置安装器材 B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上 C.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带，再更换纸带重复多次 D.测量纸带上某些点间的距离 E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 其中操作错误的步骤是________________。 (3)实验中误差产生的原因有_________________________________ _______________________________________________(写出两个原因)。 14、在验证机械能守恒定律的实验中，与纸带相连的质量为1 kg的重锤自由下落，打出的纸带如图所示，相邻计数点的时间间隔为0.02 s，g取9.8 m/s2.求： (1)打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB＝ m/s(保留两位有效数字)； (2)某同学根据纸带上的O点到B点的数据，计算出物体的动能增加量ΔEk＝0.47 J，重力势能减小量ΔEp＝0.48 J，经过多次实验均发现ΔEk略小于ΔEp，试分析或解释形成这个现象的原因： 。 三、计算题。 15、拖拉机的输出功率是2.72×104 W，已知拖拉机的三挡速度分别为36 km/h、46 km/h和54 km/h。则拖拉机在采用这三挡速度行驶时的牵引力各为多大？(结果保留3位有效数字) 16、在温州市科技馆中，有个用来模拟天体运动的装置，其内部是一个类似锥形的漏斗容器，如图甲所示。现在该装置的上方固定一个半径为R的四分之一光滑管道AB，光滑管道下端刚好贴着锥形漏斗容器的边缘，如图乙所示。将一个质量为m的小球从管道的A点静止释放，小球从管道B点射出后刚好贴着锥形容器壁运动，由于摩擦阻力的作用，运动的高度越来越低，最后从容器底部的孔C掉下(轨迹大致如图乙虚线所示)，已知小球离开C孔的速度为v，A到C的高度为H，重力加速度为g。求： (1)小球到达B端的速度大小； (2)小球在管口B端受到的支持力大小； (3)小球在锥形漏斗表面运动的过程中克服摩擦阻力所做的功。 17、质量为1.0×103 kg的汽车，汽车发动机的额定输出功率为5.6×104 W，沿倾角为30°的斜坡由静止开始从坡底向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2 000 N，开始时以a＝1 m/s2的加速度做匀加速运动(取g＝10 m/s2)．求： (1)汽车做匀加速运动持续的时间t1； (2)汽车所能达到的最大速率； (3)若斜坡长143.5 m，且认为汽车达到坡顶之前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多少时间？ 第8章 机械能守恒定律 课后题-2025-2026学年物理人教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是(　　) A.弹力变大，弹性势能变小 B.弹力变小，弹性势能变大 C.弹力和弹性势能都变小 D.弹力和弹性势能都变大 【答案】D 2、据报道，山东将持续加大高铁建设力度，规划到2022年，全省高铁建成和在建里程达到3900千米，不仅让老百姓的出行更加方便，也将推动各地经济文化技术交流。现有一列质量为m的动车，从静止开始，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。动车在时间t内（　　） A．动车启动过程所受合外力不变 B．动车位移为s＝ C．平均速度为 D．动车先做匀加速运动后做加速度减小的加速运动 【答案】B 3、（双选）关于重力势能的说法，正确的是(　　) A．重力势能的大小只由重物本身决定 B．重力势能恒大于零或等于零 C．重力势能是物体和地球所共有的 D．在地面上的物体，它具有的重力势能不一定等于零 【答案】CD　 4、关于动能定理，下列说法中正确的是(　　) A.在某过程中，外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和 B.只要有力对物体做功，物体的动能就一定改变 C.动能定理只适用于直线运动，不适用于曲线运动 D.动能定理既适用于恒力做功的情况，又适用于变力做功的情况 【答案】D 5、如图所示四幅插图，该四幅图示的运动过程中物体机械能不守恒的是(　　) A．图甲中，滑雪者沿光滑斜面自由下滑 B．图乙中，过山车关闭油门后通过不光滑的竖直圆轨道 C．图丙中，小球在光滑水平面内做匀速圆周运动 D．图丁中，石块从高处被斜向上抛出后在空中运动(不计空气阻力) 【答案】B　 6、如图所示，竖直立在水平地面上的轻弹簧，下端固定在地面上，将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不拴接)，并用力向下压球，使弹簧压缩(在弹性限度内)一定程度后，用竖直细线把弹簧拴牢。现突然烧断细线，球将被弹起，脱离弹簧后能继续向上运动，那么从细线被烧断到金属球刚脱离弹簧的过程中，下列说法正确的是(　　) A．金属球的机械能守恒 B．金属球的动能一直在减少，而机械能一直在增加 C．在刚脱离弹簧的瞬间金属球的动能最大 D．金属球的动能与弹簧的弹性势能之和一直在减少 【答案】D　 7、某城市边缘的一小山岗，在干燥的季节发生了山顶局部火灾，消防员及时赶到，启动多个喷水口进行围堵式灭火，喷水口所处高度和口径都相同。其中两支喷水枪喷出的水在空中运动的轨迹甲和乙几乎在同一竖直面内，且最高点高度、落到失火处的高度均相同，如图所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．水甲落到失火处的速度一定较大 B．水乙在最高点的速度一定较大 C．喷出水甲的喷水枪的功率一定较大 D．水乙在空中运动的时间一定较长 【答案】B 8、物体在运动过程中，克服重力做功50 J，则(　　) A．重力做功为50 J B．物体的重力势能一定增加50 J C．物体的重力势能一定减小50 J D．物体的重力势能一定是50 J 【答案】B　 9、两个物体质量之比为1∶4，速度大小之比为4∶1，则这两个物体的动能之比为(　　) A.1∶1 B.1∶4 C.4∶1 D.2∶1 【答案】C 10、自由下落的物体，其动能与位移的关系如图所示，则图中直线的斜率表示该物体的(　　) A．质量 B．机械能 C．重力大小 D．重力加速度 【答案】C　 11、关于功和功率的计算，下列说法中正确的是(　　) A．用W＝Fxcos θ可以计算变力做功 B．用W合＝Ek2－Ek1可以计算变力做功 C．用W＝Pt只能计算恒力做功 D．用P＝可以计算瞬时功率 【答案】B　 12、某同学毕业后开一架自己设计的小型飞机在平直跑道上以恒定功率加速，最后以最大速度起飞，其功率为200kW，设在跑道上所受到的阻力不变，加速度和速度的倒数的关系如图所示，则该飞机（       ） A．在跑道上做加速度越来越大的加速直线运动 B．飞机的质量为400kg C．在跑道上所受阻力大小为2000N D．速度大小为5m/s时牵引力大小为3000N 【答案】C 二、填空与实验题。 13、如图为验证“机械能守恒定律”的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题： (1)为完成此实验，除了所给的器材外，还需要的器材有________。(填入正确选项前的字母) A.毫米刻度尺 B.秒表 C.0～12 V的直流电源 D.4～6 V的交流电源 (2)下面列举了该实验的几个操作步骤： A.按照图示的装置安装器材 B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上 C.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带，再更换纸带重复多次 D.测量纸带上某些点间的距离 E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 其中操作错误的步骤是________________。 (3)实验中误差产生的原因有_________________________________ _______________________________________________(写出两个原因)。 【答案】　(1)AD　(2)B　(3)纸带与打点计时器之间有摩擦以及空气阻力；用毫米刻度尺测量纸带上点的位置时读数有误差；交流电源频率不稳定 14、在验证机械能守恒定律的实验中，与纸带相连的质量为1 kg的重锤自由下落，打出的纸带如图所示，相邻计数点的时间间隔为0.02 s，g取9.8 m/s2.求： (1)打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB＝ m/s(保留两位有效数字)； (2)某同学根据纸带上的O点到B点的数据，计算出物体的动能增加量ΔEk＝0.47 J，重力势能减小量ΔEp＝0.48 J，经过多次实验均发现ΔEk略小于ΔEp，试分析或解释形成这个现象的原因： 。 【答案】(1)0.97　 (2)由于要克服空气阻力和纸带所受阻力做功，重锤的机械能略减少 三、计算题。 15、拖拉机的输出功率是2.72×104 W，已知拖拉机的三挡速度分别为36 km/h、46 km/h和54 km/h。则拖拉机在采用这三挡速度行驶时的牵引力各为多大？(结果保留3位有效数字) 【答案】2.72×103 N　2.13×103 N　1.81×103 N 【解析】根据题意得 v1＝36 km/h＝10 m/s v2＝46 km/h＝ m/s v3＝54 km/h＝15 m/s 由P＝Fv得 F1＝＝ N＝2.72×103 N F2＝＝×9 N＝2.13×103 N F3＝＝ N＝1.81×103 N。 16、在温州市科技馆中，有个用来模拟天体运动的装置，其内部是一个类似锥形的漏斗容器，如图甲所示。现在该装置的上方固定一个半径为R的四分之一光滑管道AB，光滑管道下端刚好贴着锥形漏斗容器的边缘，如图乙所示。将一个质量为m的小球从管道的A点静止释放，小球从管道B点射出后刚好贴着锥形容器壁运动，由于摩擦阻力的作用，运动的高度越来越低，最后从容器底部的孔C掉下(轨迹大致如图乙虚线所示)，已知小球离开C孔的速度为v，A到C的高度为H，重力加速度为g。求： (1)小球到达B端的速度大小； (2)小球在管口B端受到的支持力大小； (3)小球在锥形漏斗表面运动的过程中克服摩擦阻力所做的功。 【答案】(1)　 (2)3mg　 (3)mgH－mv2 【解析】(1)设小球到达B端的速度大小为vB，小球在从A端运动到B端的过程中，由动能定理可得mgR＝mv 得vB＝。 (2)设在B端小球受到的支持力大小为FN， FN－mg＝m，得FN＝3mg。 (3)设克服摩擦阻力做的功为Wf，根据动能定理mgH－Wf＝mv2 得Wf＝mgH－mv2。 17、质量为1.0×103 kg的汽车，汽车发动机的额定输出功率为5.6×104 W，沿倾角为30°的斜坡由静止开始从坡底向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2 000 N，开始时以a＝1 m/s2的加速度做匀加速运动(取g＝10 m/s2)．求： (1)汽车做匀加速运动持续的时间t1； (2)汽车所能达到的最大速率； (3)若斜坡长143.5 m，且认为汽车达到坡顶之前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多少时间？ 【答案】(1)7 s 　(2)8 m/s 　(3)22 s 【解析】(1)根据牛顿第二定律有： F－mgsin 30°－f＝ma 设匀加速过程的末速度为v，则有：P＝Fv；v＝at1 代入数值，联立解得：匀加速的时间为t1＝7 s. (2)当达到最大速度vm时，有：P＝(mgsin 30°＋f)vm 解得：汽车的最大速度为vm＝8 m/s. (3)汽车匀加速运动的位移为x1＝at＝24.5 m 在后一阶段牵引力对汽车做正功，重力和阻力做负功，根据动能定理有： Pt2－(mgsin 30°＋f)x2＝mv－mv2, 又有x2＝x－x1 代入数值，联立求解得：t2＝15 s 所以汽车总的运动时间为t＝t1＋t2＝22 s。 学科网（北京）股份有限公司 $