期末复习 机械能守恒定律 基础练习 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

**基本信息** 本单元卷聚焦机械能守恒定律及相关知识，通过生活情境（如拖把推动、橡皮下滑）、实验探究（验证机械能守恒）和综合应用题型，全面考查物理观念与科学思维，适配高中物理期末复习。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|6题/30分|重力做功与功率、弹力做功、平抛运动|结合生活实例（如课本倾斜放橡皮）考查基础概念| |多选题|4题/20分|v-t图像与功能关系、机械能变化|通过翼装飞行v-t图像分析合力做功，体现科学推理| |实验题|2题/20分|验证机械能守恒定律|设计打点计时器与气垫导轨两种实验装置，考查数据处理与误差分析（科学探究）| |解答题|3题/30分|动能定理、机械能守恒、平抛与圆周运动综合|如物块经水平轨道与圆弧轨道运动，综合应用动能定理与机械能守恒，培养综合分析能力|

机械能守恒定律基础练习解析 一、单选题 1．质量为1kg的物体在2s内下降了10m的距离。取。则在这2s内（　　） A．重力做正功200J B．物体克服重力做功200J C．重力做功的平均功率为50W D．重力做功的平均功率为200W 【答案】C 【详解】A．重力做功大小，故A错误； B．物体下降时重力方向与位移方向一致，重力做正功，故B错误； CD．重力做功的平均功率，故C正确，D错误。 故选C。 2．某同学将一本物理课本倾斜置于水平桌面，再将一橡皮置于课本上，如图所示。橡皮沿课本滑下，在此过程中（　　） A．课本对橡皮的弹力对橡皮做正功 B．课本对橡皮的弹力对橡皮做负功 C．课本对橡皮的摩擦力对橡皮做负功 D．课本对橡皮的摩擦力对橡皮做正功 【答案】C 【详解】AB．由于课本对橡皮的弹力方向与橡皮的运动方向垂直，所以弹力对橡皮不做功，故AB错误； CD．由于课本对橡皮的摩擦力方向与橡皮的运动方向相反，所以摩擦力对橡皮做负功，故C正确，D错误。 故选C。 3．如图所示的拖把由拖杆和拖把头构成。小虹同学在水平地面打扫卫生时，保持拖杆与竖直方向的夹角，并用沿拖杆方向大小为25N的恒力推动拖把头向前移动了1m，用时1s。已知拖把头的质量为1.8kg，与地面间的动摩擦因数为0.3。已知，，若不计拖杆质量，则此过程中（　　） A．小虹对拖把做功15J B．拖把头克服摩擦力做功5.4J C．拖把所受重力的功率为18W D．小虹对拖把做功的功率为25W 【答案】A 【详解】A．小虹对拖把做功，故A正确； B．拖把头克服摩擦力做功 代入数据可得，故B错误； C．拖把所受重力与拖把的运动方向垂直，拖把所受重力的功率为0，故C错误； D．小虹对拖把做功的功率，故D错误。 故选A。 4．如图所示，小孩和大人在同一竖直线上不同高度先后水平抛出两个相同的小球，均投中同一点。小球运动视为平抛，则大人抛出的球（    ） A．在空中运动时间较长 B．初速度较大 C．速度变化率较大 D．套中圆筒瞬间重力的功率较小 【答案】A 【详解】A．小球在空中做平抛运动，竖直方向有，得 大人抛出的球竖直方向下落的高度大，故大人抛出的球在空中运动时间较长，故A正确； B．小球平抛的初速度大小为 两小球水平方向的位移相等，则运动时间长的初速度小，故大人抛出的球初速度较小，故B错误； C．两小球的加速度都为g，速度变化率相同，故C错误； D．套中圆筒瞬间重力的功率 故小球在空中运动时间越长，套中圆筒瞬间重力的功率越大，故大人抛出的球套中圆筒瞬间重力的功率较大，故D错误。 故选A。 5．将塑料袋装入适量水，上端悬挂在固定的挂钩上，如图所示，下列说法正确的（　　） A．若稍向下拉塑料袋的底部，水的机械能会增加 B．若稍向下拉塑料袋的底部，水的机械能会减少 C．若稍向左推塑料袋的侧面，水的机械能保持不变 D．若稍向左推塑料袋的侧面，水的机械能可能减少 【答案】B 【详解】AB．稍向下拉塑料袋的底部，部分水落入拉开的空间，整体水的重心下降，重力势能减少，稳定后保持静止，动能为零，机械能减少，故A错误，B正确； CD．稍向左推塑料袋的侧面，部分水被挤出压缩的空间，整体水的重心上升，重力势能增加，稳定后保持静止，动能为零，机械能增加，故C错误，D错误。 故选B。 6．运动员把质量为400g的足球踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，测量出其上升的最大高度是6m，在最高点的速度为20m/s。不考虑空气阻力，重力加速度取。运动员踢球时对足球做的功为（　　） A．24J B．56J C．80J D．104J 【答案】D 【详解】设人将足球踢出的过程中，人对足球做的功为W，根据动能定理可知，从人踢足球到足球上升至最大高度的过程中有 即 解得 故选D。 二、多选题 7．专业的飞行者穿戴飞行服装和降落伞设备，从悬崖绝壁等高处跃下，无动力空中飞行，如图甲所示，飞行者到达一定高度时打开降落伞着陆。某一翼装飞行者在空中运动时竖直方向的图像如图乙所示，以竖直向下为正方向，下列说法正确的是（　　） A．0~10s内飞行者处于失重状态 B．0~10s内飞行者受到的合力对飞行者做负功 C．10s~15s内飞行者竖直方向的加速度在减小 D．10s~15s内合力对飞行者做正功 【答案】AC 【详解】A．0~10s内飞行者加速下降,加速度向下,处于失重状态,故A正确; B．0~10s内飞行者加速下降,动能增大,则由动能定理知合力对飞行者做正功,故B错误; C．在v-t中直线的斜率表示加速度，而10s~15s内图像越来越平缓，即飞行者竖直方向的加速度在减小，故C正确； D．10s~15s内飞行者减速下降,动能减小,则合力对飞行者做负功，故D错误。 故选AC。 8．如图所示，某物体在运动过程中，受竖直向下的重力和水平方向的风力，某段时间内，重力对物体做功，风力对物体做功，则以下说法中正确的是（    ） A．外力对物体做的总功为14J B．物体的重力势能增加了8J C．物体的机械能减少了6J D．物体的动能增加了2J 【答案】CD 【详解】AD．外力对物体做的总功为 根据动能定理可得物体的动能增加了，故A错误，D正确； B．根据 可知物体的重力势能减少了，故B错误； C．根据功能关系可知，物体的机械能变化量为 可知物体的机械能减少了，故C正确。 故选CD。 9．如图，在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（　　） A．他的动能减少了Fh B．他的重力势能减小了mgh C．他的机械能减少了Fh D．他的机械能减少了 【答案】BC 【详解】A．根据功能关系，动能的变化等于合外力做的功，所以他的动能减少了，故A错误； B．根据功能关系，重力势能的减少量等于重力做的功，所以他的重力势能减小了mgh，故B正确； CD．根据功能关系，非重力做的功等于机械能的变化，所以他的机械能减少了Fh，故C正确，D错误。 故选BC。 10．关于功，下列说法正确的是（　　） A．若某物体所受合力做的功不为零，则每个力做的功均不为零 B．由公式可知，功率P与力做的功W成正比，与做功时间t成反比 C．虽然功有正负，但是功是标量 D．−6J的功比4J的功大 【答案】CD 【详解】A．若某物体所受合力做的功不为零，可能存在某个力做功为零的情况。例如，一个力做功6J，另一个力与位移垂直（不做功），合力的功为6J≠0，但第二个力做功为零，故A错误； B．公式是平均功率的计算式，功率的实际大小由力和速度决定（P=Fv），不能简单认为P与W成正比或与t成反比，故B错误； C．功的正负仅表示做功的性质（动力或阻力），只有大小没有方向，是标量，故C正确； D．功的大小应比较其绝对值，−6J的绝对值大于4J，故D正确。 故选CD。 三、实验题 11．在“验证机械能守恒定律”的实验中： (1)下列操作正确的是（　　） A． B． C． (2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图1所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。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。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量___________，动能变化量___________。 (3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是（　　） A．利用公式计算重物速度 B．利用公式计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 【答案】(1)B (2) (3)C 【详解】（1）实验开始时应该用手捏住纸带最上端，让纸带保持竖直，重物靠近打点计时器，故选B。 （2）[1]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量 [2]动能变化量 （3）AB．利用公式或者用计算重物速度等于间接应用了机械能守恒定律，不会产生题中所述的误差，AB错误； C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响，导致重物克服阻力做功，一部分重力势能转化为内能，使得重力势能的减少量大于动能的增加量，C正确； D．没有采用多次实验取平均值的方法只能减小偶然误差，不会出现重力势能的减少量总大于动能的增加量的情况，D错误。 故选C。 12．某学习小组在倾斜的气垫导轨上验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，当地重力加速度为。实验操作如下： （1）如图乙所示，先用游标卡尺测出遮光条的宽度___________。 （2）将气垫导轨右侧适当垫高，测出光电门、光敏管的高度分别为、。 （3）将滑块轻放在调节好的气垫导轨右端，测出滑块经过光电门、的时间、，则滑块经过光电门时的速度为___________（用题目所给的符号表示）。 （4）若满足___________（用题目所给的符号表示），则说明滑块在光电门、之间运动的过程中机械能守恒。 【答案】 0.515 【详解】（1）根据游标卡尺的读数规则，遮光条的宽度 （3）遮光条的宽度为，滑块经过光电门的时间为，滑块经过光电门时的速度为 （4）若机械能守恒，则滑块减少的重力势能等于增加的动能，化简可得 四、解答题 13．如图所示，为长度的水平光滑轨道，为固定在竖直面内半径的光滑四分之一圆弧轨道，两轨道在点平滑连接，质量的物块（可视为质点）静止在点。现用一水平向右大小为的力作用在物块上，运动到点时撤去。不计空气阻力，重力加速度。求： (1)力对物块做的功； (2)物块到达点时的速度大小； (3)物块从点脱离轨道后上升的最大距离。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由功的定义可得，力做的功 解得 （2）物块由点运动到点，由动能定理得 解得 （3）物块从点脱离轨道后做竖直上抛运动，则 解得 14．如图所示，质量的小物块，从水平桌面左端以某一初速度开始滑动，经距离后，以速度飞离桌面右端，最终落在水平地面上。物块与桌面间的动摩擦因数，桌面高，不计空气阻力，重力加速度取，求： (1)小物块落地点距飞出点的水平距离。 (2)小物块落地前瞬间重力的瞬时功率。 (3)小物块的初速度大小。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据平抛运动规律有 代入题中数据，解得 （2）小物块落地前瞬间重力的瞬时功率 （3）小物块在桌面滑动时，由牛顿第二定律有 由运动学公式有 联立解得 15．如图所示，在水平地面上竖直固定一光滑圆弧形轨道，轨道的半径，AC为轨道的竖直直径，B与圆心O的连线与竖直方向成60°角。距离地面一定高度处的光滑水平台面上有一质量的小球（可视为质点）从台面边缘以初速度水平抛出，小球恰好从B处沿切线方向飞入圆弧形轨道，小球到达最高点A时恰好与轨道无作用力，取。求小球： (1)到达最高点A时的速度大小； (2)运动到最低点C时对轨道的压力大小； (3)从水平台面边缘水平抛出时的初速度大小。 【答案】(1) (2)60N (3) 【详解】（1）小球到达最高点时，根据牛顿第二定律有 解得 （2）小球从到的过程，根据机械能守恒定律有 在位置有 可解得 再根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为60N。 （3）小球从到的过程，根据机械能守恒定律有 再根据平抛运动规律 联立解得 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 $ 机械能守恒定律基础练习 一、单选题 1．质量为1kg的物体在2s内下降了10m的距离。取。则在这2s内（　　） A．重力做正功200J B．物体克服重力做功200J C．重力做功的平均功率为50W D．重力做功的平均功率为200W 2．某同学将一本物理课本倾斜置于水平桌面，再将一橡皮置于课本上，如图所示。橡皮沿课本滑下，在此过程中（　　） A．课本对橡皮的弹力对橡皮做正功 B．课本对橡皮的弹力对橡皮做负功 C．课本对橡皮的摩擦力对橡皮做负功 D．课本对橡皮的摩擦力对橡皮做正功 3．如图所示的拖把由拖杆和拖把头构成。小虹同学在水平地面打扫卫生时，保持拖杆与竖直方向的夹角，并用沿拖杆方向大小为25N的恒力推动拖把头向前移动了1m，用时1s。已知拖把头的质量为1.8kg，与地面间的动摩擦因数为0.3。已知，，若不计拖杆质量，则此过程中（　　） A．小虹对拖把做功15J B．拖把头克服摩擦力做功5.4J C．拖把所受重力的功率为18W D．小虹对拖把做功的功率为25W 4．如图所示，小孩和大人在同一竖直线上不同高度先后水平抛出两个相同的小球，均投中同一点。小球运动视为平抛，则大人抛出的球（    ） A．在空中运动时间较长 B．初速度较大 C．速度变化率较大 D．套中圆筒瞬间重力的功率较小 5．将塑料袋装入适量水，上端悬挂在固定的挂钩上，如图所示，下列说法正确的（　　） A．若稍向下拉塑料袋的底部，水的机械能会增加 B．若稍向下拉塑料袋的底部，水的机械能会减少 C．若稍向左推塑料袋的侧面，水的机械能保持不变 D．若稍向左推塑料袋的侧面，水的机械能可能减少 6．运动员把质量为400g的足球踢出后，某人观察它在空中的飞行情况，测量出其上升的最大高度是6m，在最高点的速度为20m/s。不考虑空气阻力，重力加速度取。运动员踢球时对足球做的功为（　　） A．24J B．56J C．80J D．104J 二、多选题 7．专业的飞行者穿戴飞行服装和降落伞设备，从悬崖绝壁等高处跃下，无动力空中飞行，如图甲所示，飞行者到达一定高度时打开降落伞着陆。某一翼装飞行者在空中运动时竖直方向的图像如图乙所示，以竖直向下为正方向，下列说法正确的是（　　） A．0~10s内飞行者处于失重状态 B．0~10s内飞行者受到的合力对飞行者做负功 C．10s~15s内飞行者竖直方向的加速度在减小 D．10s~15s内合力对飞行者做正功 8．如图所示，某物体在运动过程中，受竖直向下的重力和水平方向的风力，某段时间内，重力对物体做功，风力对物体做功，则以下说法中正确的是（    ） A．外力对物体做的总功为14J B．物体的重力势能增加了8J C．物体的机械能减少了6J D．物体的动能增加了2J 9．如图，在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（　　） A．他的动能减少了Fh B．他的重力势能减小了mgh C．他的机械能减少了Fh D．他的机械能减少了 10．关于功，下列说法正确的是（　　） A．若某物体所受合力做的功不为零，则每个力做的功均不为零 B．由公式可知，功率P与力做的功W成正比，与做功时间t成反比 C．虽然功有正负，但是功是标量 D．−6J的功比4J的功大 三、实验题 11．在“验证机械能守恒定律”的实验中： (1)下列操作正确的是（　　） A． B． C． (2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图1所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。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。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量___________，动能变化量___________。 (3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是（　　） A．利用公式计算重物速度 B．利用公式计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 12．某学习小组在倾斜的气垫导轨上验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，当地重力加速度为。实验操作如下： （1）如图乙所示，先用游标卡尺测出遮光条的宽度___________。 （2）将气垫导轨右侧适当垫高，测出光电门、光敏管的高度分别为、。 （3）将滑块轻放在调节好的气垫导轨右端，测出滑块经过光电门、的时间、，则滑块经过光电门时的速度为___________（用题目所给的符号表示）。 （4）若满足___________（用题目所给的符号表示），则说明滑块在光电门、之间运动的过程中机械能守恒。 四、解答题 13．如图所示，为长度的水平光滑轨道，为固定在竖直面内半径的光滑四分之一圆弧轨道，两轨道在点平滑连接，质量的物块（可视为质点）静止在点。现用一水平向右大小为的力作用在物块上，运动到点时撤去。不计空气阻力，重力加速度。求： (1)力对物块做的功； (2)物块到达点时的速度大小； (3)物块从点脱离轨道后上升的最大距离。 14．如图所示，质量的小物块，从水平桌面左端以某一初速度开始滑动，经距离后，以速度飞离桌面右端，最终落在水平地面上。物块与桌面间的动摩擦因数，桌面高，不计空气阻力，重力加速度取，求： (1)小物块落地点距飞出点的水平距离。 (2)小物块落地前瞬间重力的瞬时功率。 (3)小物块的初速度大小。 15．如图所示，在水平地面上竖直固定一光滑圆弧形轨道，轨道的半径，AC为轨道的竖直直径，B与圆心O的连线与竖直方向成60°角。距离地面一定高度处的光滑水平台面上有一质量的小球（可视为质点）从台面边缘以初速度水平抛出，小球恰好从B处沿切线方向飞入圆弧形轨道，小球到达最高点A时恰好与轨道无作用力，取。求小球： (1)到达最高点A时的速度大小； (2)运动到最低点C时对轨道的压力大小； (3)从水平台面边缘水平抛出时的初速度大小。 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 $