第七章 机械能守恒定律 章末选练 -2025-2026学年高一下学期物理沪科版必修第二册

**基本信息** 沪科版必修第二册第七章机械能守恒定律单元卷，通过篮球投篮、无人机运动等真实情境，覆盖重力势能、功率、机械能守恒等核心知识，注重物理观念建构与科学思维训练，适配单元复习巩固需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题|重力势能变化（题1）、功率计算（题2）、机械能守恒条件（题5）|结合生活场景考查运动与相互作用观念，双选题（题3、4）设置思维梯度| |填空与实验题|2题|验证机械能守恒（题13、14）|通过纸带分析与光电门改进实验，培养科学探究能力与误差分析意识| |计算题|3题|动能定理应用（题15）、系统机械能守恒（题17）|综合受力分析与能量转化过程，强化科学推理与物理模型建构|

第七章 机械能守恒定律 章末选练-2025-2026学年物理沪科版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、篮球场上运动员练习投篮，篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐，球的轨迹如图中虚线所示。从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能(　　) A.一直增大 B.一直减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小 2、一质量为1 kg的物体（视为质点）静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是 （　　） A．0～2 s内外力的平均功率是5 W B．第2 s内外力所做的功是4 J C．第2 s末外力的瞬时功率最大 D．第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为9∶4 3、（双选）如图所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中，以下说法正确的是(　　) A．物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比 B．物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等 C．弹簧的弹力做正功，弹性势能增加 D．弹簧的弹力做负功，弹性势能增加 4、(双选)一质量为0.1 kg的小球，以5 m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中速度的变化和动能的变化分别是(　　) A.Δv＝10 m/s B.Δv＝0 C.ΔEk＝1 J D.ΔEk＝0 5、从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球，一个竖直上抛，一个竖直下抛，另一个平抛，则它们从抛出到落地：①运动的时间相等；②加速度相同；③落地时的速度相同；④落地时的动能相等。以上说法正确的是(　　) A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 6、A、B两物体的质量之比mA∶mB＝2∶1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示．那么，A、B两物体所受摩擦力之比FA∶FB与A、B两物体克服摩擦力做的功之比WA∶WB分别为(　　) A．2∶1,4∶1　　 B．4∶1,2∶1 C．1∶4,1∶2 D．1∶2,1∶4 7、一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图象如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，（g取10m/s2）则（　　） A．汽车在前5s内的牵引力为 B．汽车的额定功率为20kW C．汽车的最大速度为20m/s D．汽车的最大速度为30m/s 8、物体做自由落体运动，Ep表示重力势能，h表示下落的距离，以水平地面为零势能面，下列所示图象中，能正确反映Ep和h之间关系的是(　　) 9、有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示。如果摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是(　　) A.木块所受的合力为零 B.因木块所受的力对其都不做功，所以合力做的功为零 C.重力和摩擦力的合力做的功为零 D.重力和摩擦力的合力为零 10、如图所示，无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是(　　 ) A．动能 B．动能、重力势能 C．重力势能、机械能 D．动能、重力势能、机械能 11、质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，0～t1段为直线，从t1时刻起汽车保持额定功率不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f，则(　　) A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于m B．t1～t2时间内，汽车做匀加速运动 C．t1～t2时间内，汽车的功率等于fv1 D．t1～t2时间内，汽车的功率等于fv2 12、关于功率公式P＝和P＝Fv的说法正确的是(　　) A．由P＝可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率 B．由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率 C．从P＝Fv知汽车的功率和它的速度成正比 D．从P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 二、填空与实验题。 13、(1)在利用重锤做自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，有关重锤的质量，下列说法正确的是(　　) A.应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力 B.应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动 C.不需要称量重锤的质量 D.必须称量重锤的质量 (2)在该实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图所示，“0”为起始点，以后纸带上所打的各点依次记为1、2、3…，测得的x1、x2、x3…是重锤从开始运动到各时刻的位移。已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，则当打点计时器打点“4”时，重锤动能的表达式为________；从“0”点到“4”点的过程中重锤重力势能的减少量表达式为______________。 14、某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，通过实验数据分析，发现本实验存在较大的误差．为此改用如图乙所示的实验装置：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d(d＜h)，重力加速度为g.则小铁球经过光电门时的瞬时速度v＝ .如果d、t、h、g满足关系式t2＝ ，就可验证机械能守恒定律．比较两个方案，改进后的方案相比原方案最主要的优点是： 。 甲　　　　　 乙 三、计算题。 15、如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力F作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动。已知物体质量为10 kg，F的大小为100 N，方向与速度v的夹角为37°，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，g＝10 m/s2(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。 (1)第2 s末，拉力F对物体做功的功率是多大？ (2)从运动开始，物体前进12 m过程中拉力对物体做功的平均功率是多大？ 16、质量m＝1 kg的物体，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面运动，在位移是4 m时，拉力F停止作用，运动到位移是8 m时物体停止，运动过程中Ek－x的图像如图所示，g取10 m/s2，求： (1)物体和水平面间的动摩擦因数； (2)拉力F的大小。 17、如图所示，A物体用板托着，位于离地h＝1.0 m处，轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连，绳子处于绷直状态，已知A物体质量M＝1.5 kg，B物体质量m＝1.0 kg，现将板抽走，A将拉动B上升，设A与地面碰后不反弹，B上升过程中不会碰到定滑轮，问： (1)A落地前瞬间的速度大小为多少？ (2)B物体在上升过程中离地的最大高度为多大？ 第七章 机械能守恒定律 章末选练-2025-2026学年物理沪科版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、篮球场上运动员练习投篮，篮球划过一条漂亮的弧线落入篮筐，球的轨迹如图中虚线所示。从篮球出手到落入篮筐的过程中，篮球的重力势能(　　) A.一直增大 B.一直减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小 【答案】D 2、一质量为1 kg的物体（视为质点）静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是 （　　） A．0～2 s内外力的平均功率是5 W B．第2 s内外力所做的功是4 J C．第2 s末外力的瞬时功率最大 D．第1 s末与第2 s末外力的瞬时功率之比为9∶4 【答案】D 3、（双选）如图所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中，以下说法正确的是(　　) A．物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比 B．物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等 C．弹簧的弹力做正功，弹性势能增加 D．弹簧的弹力做负功，弹性势能增加 【答案】BD　 4、(双选)一质量为0.1 kg的小球，以5 m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中速度的变化和动能的变化分别是(　　) A.Δv＝10 m/s B.Δv＝0 C.ΔEk＝1 J D.ΔEk＝0 【答案】AD 5、从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球，一个竖直上抛，一个竖直下抛，另一个平抛，则它们从抛出到落地：①运动的时间相等；②加速度相同；③落地时的速度相同；④落地时的动能相等。以上说法正确的是(　　) A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 【答案】D 　 6、A、B两物体的质量之比mA∶mB＝2∶1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示．那么，A、B两物体所受摩擦力之比FA∶FB与A、B两物体克服摩擦力做的功之比WA∶WB分别为(　　) A．2∶1,4∶1　　 B．4∶1,2∶1 C．1∶4,1∶2 D．1∶2,1∶4 【答案】B　 7、一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图象如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，（g取10m/s2）则（　　） A．汽车在前5s内的牵引力为 B．汽车的额定功率为20kW C．汽车的最大速度为20m/s D．汽车的最大速度为30m/s 【答案】D 8、物体做自由落体运动，Ep表示重力势能，h表示下落的距离，以水平地面为零势能面，下列所示图象中，能正确反映Ep和h之间关系的是(　　) 【答案】B 9、有一质量为m的木块，从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点，如图所示。如果摩擦使木块的运动速率保持不变，则以下叙述正确的是(　　) A.木块所受的合力为零 B.因木块所受的力对其都不做功，所以合力做的功为零 C.重力和摩擦力的合力做的功为零 D.重力和摩擦力的合力为零 【答案】C 10、如图所示，无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是(　　 ) A．动能 B．动能、重力势能 C．重力势能、机械能 D．动能、重力势能、机械能 【答案】C　 11、质量为m的汽车在平直路面上启动，启动过程的速度图象如图所示，0～t1段为直线，从t1时刻起汽车保持额定功率不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为f，则(　　) A．0～t1时间内，汽车的牵引力等于m B．t1～t2时间内，汽车做匀加速运动 C．t1～t2时间内，汽车的功率等于fv1 D．t1～t2时间内，汽车的功率等于fv2 【答案】D　 12、关于功率公式P＝和P＝Fv的说法正确的是(　　) A．由P＝可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率 B．由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率 C．从P＝Fv知汽车的功率和它的速度成正比 D．从P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 【答案】D 二、填空与实验题。 13、(1)在利用重锤做自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，有关重锤的质量，下列说法正确的是(　　) A.应选用质量较大的重锤，使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力 B.应选用质量较小的重锤，使重锤的惯性小一些，下落时更接近于自由落体运动 C.不需要称量重锤的质量 D.必须称量重锤的质量 (2)在该实验中，选定了一条较为理想的纸带，如图所示，“0”为起始点，以后纸带上所打的各点依次记为1、2、3…，测得的x1、x2、x3…是重锤从开始运动到各时刻的位移。已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，则当打点计时器打点“4”时，重锤动能的表达式为________；从“0”点到“4”点的过程中重锤重力势能的减少量表达式为______________。 【答案】(1)AC　 (2)　ΔEp＝mgx4 14、某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，通过实验数据分析，发现本实验存在较大的误差．为此改用如图乙所示的实验装置：通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用游标卡尺测得小铁球的直径d(d＜h)，重力加速度为g.则小铁球经过光电门时的瞬时速度v＝ .如果d、t、h、g满足关系式t2＝ ，就可验证机械能守恒定律．比较两个方案，改进后的方案相比原方案最主要的优点是： 。 甲　　　　　 乙 【答案】　 　 消除了纸带与打点计时器之间的阻力的影响 三、计算题。 15、如图所示，位于水平面上的物体A，在斜向上的恒定拉力F作用下，由静止开始向右做匀加速直线运动。已知物体质量为10 kg，F的大小为100 N，方向与速度v的夹角为37°，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，g＝10 m/s2(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。 (1)第2 s末，拉力F对物体做功的功率是多大？ (2)从运动开始，物体前进12 m过程中拉力对物体做功的平均功率是多大？ 【答案】(1)960 W 　(2)480 W 【解析】(1)对物体受力分析得 FN＝mg－Fsin 37°＝100 N－100×0.6 N＝40 N 由牛顿第二定律得物体的加速度 a＝＝ m/s2＝6 m/s2 第2 s末，物体的速度v＝at＝12 m/s 拉力F对物体做功的功率P＝Fvcos 37°＝960 W。 (2)从运动开始，前进12 m用时 t′＝＝ s＝2 s 该过程中拉力对物体做功 W＝Fxcos 37°＝100×12×0.8 J＝960 J 拉力对物体做功的平均功率P′＝＝ W＝480 W。 16、质量m＝1 kg的物体，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面运动，在位移是4 m时，拉力F停止作用，运动到位移是8 m时物体停止，运动过程中Ek－x的图像如图所示，g取10 m/s2，求： (1)物体和水平面间的动摩擦因数； (2)拉力F的大小。 【答案】(1)0.25　 (2)4.5 N 【解析】(1)在运动的第二阶段，物体在位移x2＝4 m内，动能由Ek＝10 J变为零。由动能定理得－μmgx2＝0－Ek； 故动摩擦因数 μ＝＝＝0.25。 (2)在运动的第一阶段，物体位移x1＝4 m，初动能Ek0＝2 J，根据动能定理得： Fx1－μmgx1＝Ek－Ek0，所以F＝4.5 N。 17、如图所示，A物体用板托着，位于离地h＝1.0 m处，轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连，绳子处于绷直状态，已知A物体质量M＝1.5 kg，B物体质量m＝1.0 kg，现将板抽走，A将拉动B上升，设A与地面碰后不反弹，B上升过程中不会碰到定滑轮，问： (1)A落地前瞬间的速度大小为多少？ (2)B物体在上升过程中离地的最大高度为多大？ 【答案】(1)2 m/s　 (2)1.2 m 【解析】(1)A落地时，A、B系统重力势能的减少量ΔEp减＝Mgh－mgh， 系统动能的增加量ΔEk增＝(M＋m)v2 根据系统机械能守恒有 Mgh－mgh＝(M＋m)v2 故A落地前瞬间，A、B物体的瞬时速度v＝2 m/s (2)A落地后，B物体上升过程机械能守恒，设上升h′后速度变为零，取地面为参考平面 故：mgh＋mv2＝mg(h＋h′) 所以h′＝0.2 m 故B物体离地面的最大高度为h＋h′＝1.2 m。 学科网（北京）股份有限公司 $