第七章 机械能守恒定律 复习训练-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（2019）必修第二册第七章“机械能守恒定律”单元复习卷，以苹果下落、过山车等真实情境为载体，覆盖重力势能、动能定理等核心知识点，通过实验探究与综合计算，强化物理观念与科学思维，适配单元复习巩固需求。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|12|重力势能、功率、动能定理、弹性势能|结合生活情境（如苹果下落），设置双选题（第2题）考查功率计算，辨析动能定理适用条件（第4题），强化物理观念| |填空与实验题|2|验证机械能守恒（打点计时器、光电门）|设计两种实验方案（第13、14题），考查瞬时速度计算与误差分析，体现科学探究要素| |计算题|3|链条重力势能、橡皮条弹力做功、竖直圆轨道运动|以链条滑动（第15题）、过山车模型（第17题）为载体，综合应用机械能守恒与动能定理，培养模型建构与科学推理能力|

第七章 机械能守恒定律 复习训练-2025-2026学年沪科版（2019）必修第二册物理 一、选择题。 1、一棵树上有一个质量为0.3 kg 的熟透了的苹果P，该苹果从树上A先落到地面C最后滚入沟底D。已知AC、CD的高度差分别为2.2 m和3 m，以地面C为零势能面，g＝10 m/s2，A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示。算出该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是(　　) A.15.6 J和9 J B.9 J和－9 J C.15.6 J和－9 J D.15.6 J和－15.6 J 2、（双选）质量为3 kg的物体，从高45 m处自由落下(g取10 m/s2)，那么在下落的过程中(　　) A.前2 s内重力做功的功率为300 W B.前2 s内重力做功的功率为675 W C.第2 s末重力做功的功率为600 W D.第2 s末重力做功的功率为900 W 3、一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高处，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10 m/s2)(　　) A．重力做功为1.8 J B．重力做了0.55 J的负功 C．物体的重力势能一定减少0.55 J D．物体的重力势能一定增加1.25 J 4、关于动能定理，下列说法中正确的是(　　) A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和 B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变 C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用 D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程 5、如图所示，在倾角θ=30°的光滑固定斜面上，放有质量分别为1kg和2kg的小球A和B，且两球之间用一根长L=0.3m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h=0.3m。现让两球从静止开始自由下滑，最后都进入到上方开有细槽的光滑圆管中，不计球与圆管内壁碰撞时的机械能损失，g取10m/s2。则下列说法中错误的有（　　） A．从开始下滑到A进入圆管的整个过程，A与B组成的系统机械能守恒 B．在B球进入水平圆管前，小球A机械能守恒 C．两球最后在光滑圆管中运动的速度大小为m/s D．从开始下滑到A进入圆管的整个过程，轻杆对B球做功-1J 6、如图所示，质量分别为m和3m的小球A和B可视为质点，系在长为L的细线两端，桌面水平光滑，高为h(h＜L)．A球无初速度地从桌面滑下，落在沙地上静止不动，不计空气阻力，则B球离开桌面的速度为(　　) A. B. C. D. 7、如图所示的你个运动过程中,物体的弹性势能增加的是（ ） A.如图甲,撑杆跳高的运动员上升过程中,竿的弹性势能 B.如图乙,人拉长弹簧过程中,弹簧的弹性势能 C.如图丙,模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中,橡皮筋的弹性势能 D.如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中,弹簧的弹性势能 8、某汽车以相同的功率在甲、乙两水平路面上行驶，若该车行驶时受到甲、乙两路面的阻力分别为车重的k1、k2倍，则该车在甲、乙两水平路面上行驶的最大速度之比为(　　) A.k1∶k2 B.k2∶k1 C.k∶k D.k∶k 9、一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A处先落到地面C最后滚入沟底D.A、B、C、D、E水平面之间竖直距离如图所示．以地面C为零势能面，g取10 m/s2，则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是(　　) A．15.6 J和9 J B．9 J和－9 J C．15.6 J和－9 J D．15.6 J和－15.6 J 10、一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v(方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为(　　) A.mv2　　　B．－mv2 C.mv2 D．－mv2 11、如图所示，一根足够长的圆管竖直固定在地面上，管内有一劲度系数为k＝10 N/m的轻质弹簧，弹簧上端连有质量可以忽略的活塞，下端连有质量为m＝0.1 kg的小球（小球直径小于管径），已知活塞与管壁间的最大静摩擦力Ff＝1.4 N，弹簧从自然长度开始伸长x的过程中平均弹力为F＝kx，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g＝10 m/s2。当弹簧处于自然长度时由静止释放小球，在小球第一次运动到最低点的过程中（　　） A．小球先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动直到静止 B．弹簧的最大伸长量为0.24 m C．当小球运动到最低点时，弹簧的弹性势能为0.098 J D．活塞克服摩擦力做的功为0.105 J 12、足够长的传送带以v匀速传动，一质量为m的小物块A由静止轻放于传送带上，若小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当小物块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为(　　) A．mv2　　 B．2mv2 C.mv2 D.mv2 二、填空与实验题。 13、如图甲所示，电火花打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 (1)电火花打点计时器使用电压为________V的交流电源。 (2)关于实验过程，下列操作正确的是________(填相应选项前的字母)。 A．重物选用质量较大、体积较小的物体 B．两限位孔在同一竖直平面内上下对正 C．先接通电源，再释放重物 D．若用秒表测出时间t，可用v＝gt求出瞬时速度 (3)实验中选择一条较理想的纸带，如图乙所示。测出从起始点O依次到五个连续计时点A、B、C、D、E的距离x1、x2、x3、x4、x5。已知重物的质量为m，当地的重力加速度为g，电源频率为f。则从O到D的过程中，重物的动能增加了________，重物的重力势能减少了________。 (4)该同学又根据这一条纸带来计算重物下落过程中的加速度a，要充分利用记录数据，尽可能减少实验操作和测量过程中的误差，加速度的计算式应为a＝________(用题中给出物理量的字母表示)。 14、某实验小组的学生们为探究“机械能守恒定律”设计了如图所示的实验装置：用一个电磁铁吸住一个质量为m，直径为d的小铁球；当将电磁铁断电后，小铁球由静止开始向下加速运动；小铁球经过光电门时，计时装置将记录其通过光电门的时间t。小铁球由静止开始下降至光电门时的高度h，当地的重力加速度为g，那么 (1)小铁球通过光电门的速度v=_______（用d、t表示）； (2)验证此过程小铁球机械能守恒定律的表达式_____________； (3)考虑小铁球在运动过程中受到阻力的因素，其重力势能减少量____动能的增加量（选填 “大于”，“等于”或“小于”） 三、计算题。 15、如图所示，有一质量为m、长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，以斜面顶点为重力势能零点，求： (1)开始时和链条刚好从右侧面全部滑出斜面时重力势能各多大？ (2)此过程中重力做了多少功？ 16、如图所示，质量m＝2 kg的小球系在轻细橡皮条一端，另一端固定在悬点O处。将橡皮条拉直至水平位置OA处(橡皮条无形变)，然后将小球由A处静止释放，小球到达O点正下方h＝0.5 m 处的B点时的速度为v＝2 m/s。求小球从A运动到B的过程中橡皮条的弹力对小球所做的功。(g取10 m/s2) 17、游乐场过山车的运动情况可以抽象为如图所示的模型，弧形轨道AB的下端B点与半径为R的竖直圆轨道平滑连接，质量为m的小球从弧形轨道上离水平地面高度为h的A点由静止开始滚下，小球进入竖直圆轨道后顺利通过圆轨道最高点C，不考虑摩擦等阻力，重力加速度为g.求： (1)小球位于A点时的重力势能(以水平地面为参考平面)； (2)小球从A点运动到C点的过程中，重力所做的功； (3)小球经过C点时的速度大小． 第七章 机械能守恒定律 复习训练-2025-2026学年沪科版（2019）必修第二册物理 一、选择题。 1、一棵树上有一个质量为0.3 kg 的熟透了的苹果P，该苹果从树上A先落到地面C最后滚入沟底D。已知AC、CD的高度差分别为2.2 m和3 m，以地面C为零势能面，g＝10 m/s2，A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示。算出该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是(　　) A.15.6 J和9 J B.9 J和－9 J C.15.6 J和－9 J D.15.6 J和－15.6 J 【答案】C 2、（双选）质量为3 kg的物体，从高45 m处自由落下(g取10 m/s2)，那么在下落的过程中(　　) A.前2 s内重力做功的功率为300 W B.前2 s内重力做功的功率为675 W C.第2 s末重力做功的功率为600 W D.第2 s末重力做功的功率为900 W 【答案】AC 3、一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高处，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10 m/s2)(　　) A．重力做功为1.8 J B．重力做了0.55 J的负功 C．物体的重力势能一定减少0.55 J D．物体的重力势能一定增加1.25 J 【答案】C　 4、关于动能定理，下列说法中正确的是(　　) A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和 B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变 C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用 D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程 【答案】B　 5、如图所示，在倾角θ=30°的光滑固定斜面上，放有质量分别为1kg和2kg的小球A和B，且两球之间用一根长L=0.3m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h=0.3m。现让两球从静止开始自由下滑，最后都进入到上方开有细槽的光滑圆管中，不计球与圆管内壁碰撞时的机械能损失，g取10m/s2。则下列说法中错误的有（　　） A．从开始下滑到A进入圆管的整个过程，A与B组成的系统机械能守恒 B．在B球进入水平圆管前，小球A机械能守恒 C．两球最后在光滑圆管中运动的速度大小为m/s D．从开始下滑到A进入圆管的整个过程，轻杆对B球做功-1J 【答案】D 6、如图所示，质量分别为m和3m的小球A和B可视为质点，系在长为L的细线两端，桌面水平光滑，高为h(h＜L)．A球无初速度地从桌面滑下，落在沙地上静止不动，不计空气阻力，则B球离开桌面的速度为(　　) A. B. C. D. 【答案】A　 7、如图所示的你个运动过程中,物体的弹性势能增加的是（ ） A.如图甲,撑杆跳高的运动员上升过程中,竿的弹性势能 B.如图乙,人拉长弹簧过程中,弹簧的弹性势能 C.如图丙,模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中,橡皮筋的弹性势能 D.如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中,弹簧的弹性势能 【答案】B 8、某汽车以相同的功率在甲、乙两水平路面上行驶，若该车行驶时受到甲、乙两路面的阻力分别为车重的k1、k2倍，则该车在甲、乙两水平路面上行驶的最大速度之比为(　　) A.k1∶k2 B.k2∶k1 C.k∶k D.k∶k 【答案】B 9、一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A处先落到地面C最后滚入沟底D.A、B、C、D、E水平面之间竖直距离如图所示．以地面C为零势能面，g取10 m/s2，则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是(　　) A．15.6 J和9 J B．9 J和－9 J C．15.6 J和－9 J D．15.6 J和－15.6 J 【答案】C　 10、一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v(方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为(　　) A.mv2　　　B．－mv2 C.mv2 D．－mv2 【答案】A 　 11、如图所示，一根足够长的圆管竖直固定在地面上，管内有一劲度系数为k＝10 N/m的轻质弹簧，弹簧上端连有质量可以忽略的活塞，下端连有质量为m＝0.1 kg的小球（小球直径小于管径），已知活塞与管壁间的最大静摩擦力Ff＝1.4 N，弹簧从自然长度开始伸长x的过程中平均弹力为F＝kx，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g＝10 m/s2。当弹簧处于自然长度时由静止释放小球，在小球第一次运动到最低点的过程中（　　） A．小球先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动直到静止 B．弹簧的最大伸长量为0.24 m C．当小球运动到最低点时，弹簧的弹性势能为0.098 J D．活塞克服摩擦力做的功为0.105 J 【答案】C 12、足够长的传送带以v匀速传动，一质量为m的小物块A由静止轻放于传送带上，若小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当小物块与传送带相对静止时，转化为内能的能量为(　　) A．mv2　　 B．2mv2 C.mv2 D.mv2 【答案】D　 二、填空与实验题。 13、如图甲所示，电火花打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。 (1)电火花打点计时器使用电压为________V的交流电源。 (2)关于实验过程，下列操作正确的是________(填相应选项前的字母)。 A．重物选用质量较大、体积较小的物体 B．两限位孔在同一竖直平面内上下对正 C．先接通电源，再释放重物 D．若用秒表测出时间t，可用v＝gt求出瞬时速度 (3)实验中选择一条较理想的纸带，如图乙所示。测出从起始点O依次到五个连续计时点A、B、C、D、E的距离x1、x2、x3、x4、x5。已知重物的质量为m，当地的重力加速度为g，电源频率为f。则从O到D的过程中，重物的动能增加了________，重物的重力势能减少了________。 (4)该同学又根据这一条纸带来计算重物下落过程中的加速度a，要充分利用记录数据，尽可能减少实验操作和测量过程中的误差，加速度的计算式应为a＝________(用题中给出物理量的字母表示)。 【答案】(1)220　(2)ABC　(3)m(x5－x3)2f2　mgx4　(4)(x5－2x3＋x1)f2 14、某实验小组的学生们为探究“机械能守恒定律”设计了如图所示的实验装置：用一个电磁铁吸住一个质量为m，直径为d的小铁球；当将电磁铁断电后，小铁球由静止开始向下加速运动；小铁球经过光电门时，计时装置将记录其通过光电门的时间t。小铁球由静止开始下降至光电门时的高度h，当地的重力加速度为g，那么 (1)小铁球通过光电门的速度v=_______（用d、t表示）； (2)验证此过程小铁球机械能守恒定律的表达式_____________； (3)考虑小铁球在运动过程中受到阻力的因素，其重力势能减少量____动能的增加量（选填 “大于”，“等于”或“小于”） 【答案】 大于 三、计算题。 15、如图所示，有一质量为m、长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，以斜面顶点为重力势能零点，求： (1)开始时和链条刚好从右侧面全部滑出斜面时重力势能各多大？ (2)此过程中重力做了多少功？ 【答案】(1)－mgL(1＋sin θ)　－mgL (2)mgL(3－sin θ) 【解析】(1)开始时，左边一半链条重力势能为Ep1＝－·sin θ，右边一半的重力势能Ep2＝－·； 左右两部分总的重力势能为Ep＝Ep1＋Ep2＝－mgL(sin θ＋1) 链条从右侧刚好全部滑出时，重力势能为Ep′＝－mgL (2)此过程重力势能减少了ΔEp＝Ep－Ep′＝mgL(3－sin θ)， 故重力做的功为WG＝mgL(3－sin θ) 16、如图所示，质量m＝2 kg的小球系在轻细橡皮条一端，另一端固定在悬点O处。将橡皮条拉直至水平位置OA处(橡皮条无形变)，然后将小球由A处静止释放，小球到达O点正下方h＝0.5 m 处的B点时的速度为v＝2 m/s。求小球从A运动到B的过程中橡皮条的弹力对小球所做的功。(g取10 m/s2) 【答案】－6 J 【解析】　取过B点的水平面为参考平面，橡皮条为原长时的弹性势能为零。设在B点时橡皮条的弹性势能为Ep2，由机械能守恒定律得mv2＋Ep2＝mgh 则Ep2＝mgh－mv2＝2×10×0.5 J－×2×22 J＝6 J 橡皮条的弹性势能增加6 J，则小球的机械能必减少6 J，故橡皮条的弹力对小球做功为－6 J。 17、游乐场过山车的运动情况可以抽象为如图所示的模型，弧形轨道AB的下端B点与半径为R的竖直圆轨道平滑连接，质量为m的小球从弧形轨道上离水平地面高度为h的A点由静止开始滚下，小球进入竖直圆轨道后顺利通过圆轨道最高点C，不考虑摩擦等阻力，重力加速度为g.求： (1)小球位于A点时的重力势能(以水平地面为参考平面)； (2)小球从A点运动到C点的过程中，重力所做的功； (3)小球经过C点时的速度大小． 【答案】(1)mgh　 (2)mg(h－2R)　 (3) 【解析】(1)以水平地面为参考平面，小球位于A点时的重力势能Ep＝mgh. (2) 小球从A点运动到C点的过程中，WG＝mg(h－2R)． (3)从A到C运用动能定理：WG＝mv，vC＝。 学科网（北京）股份有限公司 $