第八章 机械能守恒定律 单元练习卷 -2026-2027学年高一下学期物理人教版必修第二册

**基本信息** 人教版高中物理必修二第八章单元卷，聚焦功、功率、机械能等核心知识，通过选择、实验、解答题梯度设计，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|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|7|功的概念、平抛运动、弹簧弹力做功等|结合风力发电机等真实情境，辨析基础概念| |多选题|3|传送带摩擦力、汽车牵引力功率等|设置多过程问题，考查科学推理能力| |实验题|2|动能定理探究、机械能守恒验证|注重实验操作与数据处理，培养科学探究素养| |解答题|3|自由落体、圆周运动、弹簧与轨道综合|综合应用能量观念，设计递进式问题链|

人教版高中物理2026-2027学年必修二第八章练习卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于功的概念，下列说法正确的是（     ） A．作用在物体上的力越大、物体的位移越大，则该力对物体做功就越多 B．正功一定大于负功 C．摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功 D．相互垂直的两个力分别对物体做功为3 J和4 J，则这两个力的合力做功为5 J 2．某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成半径为的圆面。某段时间内该地区的风速，风向恰好跟叶片转动形成的圆面垂直，已知空气的密度，若该风力发电机能将此圆内的空气动能转化为电能。取3.0，则此风力发电机发电的功率约为（     ） A．4374 W B．4284 W C．4174 W D．4084 W 3．如图所示，质量相同的两个小物块b、c处在同一高度，将b由静止释放，同时将c 沿水平方向抛出。不计空气阻力，从开始到刚落地下列说法正确的是（　　） A．b 物块先落地 B．两个物块落地速度大小相等 C．c 物块重力做的功多 D．两个物块落地前瞬间重力的功率相同 4．如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。物体在处时，弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体恰好分开，物体停在B处。此过程中（　　） A．手对物体的支持力做正功 B．物体的重力做负功 C．弹簧对物体的弹力做正功 D．弹簧的弹性势能增大 5．两物体做匀速圆周运动，其运动半径之比为2∶3，受到向心力之比为1∶2，则其动能之比为（     ） A．1∶1 B．3∶2 C．1∶3 D．1∶2 6．如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，忽略空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，取水平地面为重力势能零势能面。下列叙述中正确的是（     ） A．小球的机械能守恒 B．小球的动能一直减小 C．小球的机械能先增大后减小 D．小球的机械能与弹簧的弹性势能之和始终是一个定值 7．一足球从地面被踢出后，在空中的轨迹如图所示，A、B是轨迹上处于同一水平面上的两点，则关于球在A、B两点的加速度a、动能Ek、重力势能Ep、机械能E的关系正确的是（     ） A. B． C． D． 二、多选题 8．如图所示，水平传送带以恒定的速率v顺时针转动。将质量为m的工件（可视为质点）轻放在传送带的A端，由于摩擦力的作用，工件做匀加速运动，经过时间，工件恰好相对传送带静止。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．工件的位移大小为vt B．工件所受的摩擦力大小为 C．工件所受摩擦力做的功为 D．传送带所受摩擦力做的功为 9．某型号“双引擎”节能环保汽车的工作原理：当行驶速度时仅靠电动机输出动力；当行驶速度时，汽车自动切换引擎，仅靠汽油机输出动力。该汽车在平直的公路上由静止启动，其牵引力F随时间t变化关系如图。已知该汽车质量为，行驶时所受阻力恒为车重的0.1倍。汽车在时刻自动切换引擎后，保持牵引力功率恒定。则（　　） A．汽车切换引擎后的牵引力功率 B．汽车切换引擎后的最大速度为45km/h C．汽车由启动到切换引擎所用的时间为10s D．汽车由启动到切换引擎所用的时间为6s 10．某科技馆内有一种名为“弹力飞旋”的体验游戏，简化装置如图所示。一根轻质橡皮筋上端固定在支架上，下端竖直悬挂一个质量为m可视为质点的座舱，启动装置可使橡皮筋拉着座舱在不同的水平面内做匀速圆周运动。已知橡皮筋原长为L0，劲度系数为k，重力加速度为g，不计空气阻力，橡皮筋始终在弹性限度内，下列说法正确的是（     ） A．座舱做匀速圆周运动的向心力由橡皮筋弹力在水平方向的分力提供 B．座舱做匀速圆周运动的角速度ω越大，橡皮筋的弹性势能不一定越大 C．若座舱在橡皮筋竖直悬挂原长时下端所在水平面内做圆周运动，其角速度为 D．无论角速度ω多大，都不可能使座舱在竖直悬挂时座舱所在水平面内做圆周运动 三、实验题 11．某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中为小车，为打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶（内有沙子），一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦。实验时，把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度，以平衡摩擦力，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点。 (1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离，计算出它们与零点之间的速度平方差，弹簧秤的读数为，小车的质量为，然后建立坐标系，通过描点法得到的图像是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率为_____________。（填写表达式） (2)若测出小车质量为 ，结合图像可求得小车所受合外力的大小为_____。 (3)本实验中是否必须满足小桶（含内部沙子）的质量远小于小车的质量______（填“是”或“否”） 12．某小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。 (1)关于该实验，下列说法正确的是_________； A．电磁打点计时器需连接220 V交流电源 B．实验中必须用天平测出重物的质量 C．实验时要先接通电源再释放重物 (2)实验中得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点、、，它们到起始点的距离分别为、、。重物的质量为，当地重力加速度大小为，打点计时器打点的周期为，则从点到点的过程中，重物的重力势能减少量为_________，动能增加量为____________； (3) 某同学在纸带上选取多个点，测量它们到起始点的距离，计算对应重物速度，描绘出图像，并做如下判断：若图像是一条过原点且斜率为_________的直线，则重物下落过程中机械能守恒。 四、解答题 13．在离地面高为的窗台上，质量为的物体做自由落体运动，忽略空气阻力，g取，以水平地面为零势能面。求： (1)物体抛出前的重力势能； (2)落地前瞬间物体重力的瞬时功率。 14．玩具摩托车（视为质点）从D点由静止开始运动，先沿平直轨道DA运动，然后沿竖直半圆轨道ACB做圆周运动，整个过程中牵引力做的功，如图所示。已知半圆轨道的半径，玩具摩托车的总质量，玩具摩托车恰能通过竖直半圆轨道的最高点B，取重力加速度大小，不计空气阻力。 (1)求玩具摩托车通过最高点B时的速度大小； (2)玩具摩托车通过最高点B后关闭油门，求落地点到A点的距离x。 (3)求玩具摩托车在整个过程中克服摩擦力做功。 15．如图所示，足够长的光滑水平面与竖直面内的粗糙半圆轨道在点相切，半圆轨道的半径为。一质量为的物块（可视为质点）将轻弹簧压缩至点（弹簧与物块未拴接），然后由静止释放，物块获得某一速度后脱离弹簧，之后进入半圆轨道运动且恰能通过最高点。已知重力加速度为，轻弹簧压缩至点时的弹性势能为，不计空气阻力。求： (1)物块刚进入半圆轨道时对点的压力； (2)物块通过点时的速度大小； (3)物块从点运动到点的过程中，由于摩擦而损失的机械能。 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 《人教版高中物理2026-2027学年必修二第八章练习卷》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A D D C D C BD AC ACD 1．C 【详解】A．功的计算公式为（为力与位移的夹角），功是标量，正负仅表示做功的性质（动力做功/阻力做功），不表示大小，合力做功等于各分力做功的代数和。功的大小由力、位移、力与位移夹角的余弦值共同决定，若力与位移垂直（），无论力和位移多大，做功都为0，故A错误； B．功的正负不代表大小，其大小由绝对值决定。例如的功大于的功，故B错误； C．摩擦力方向与物体位移方向相同时做正功（如传送带加速运送物体时，静摩擦力对物体做正功），与位移方向相反时做负功（如物体在地面滑行时，滑动摩擦力对物体做负功），故C正确； D．功是标量，合力做功为分力做功的代数和，即，而不是矢量合成，故D错误。 故选C。 2．A 【详解】单位时间内通过风轮圆面的空气柱体积为 空气柱质量为 空气动能为 已知只有的空气动能转化为电能，联立可得功率 代入数据解得 故选A。 3．D 【详解】A．物块做自由落体运动，物块做平抛运动。平抛运动在竖直方向上的分运动同样为自由落体运动。由于两物块从同一高度同时释放，它们在竖直方向上的运动规律完全相同，根据可知，它们在空中的运动时间相等，即两物块同时落地。故A错误； B．落地时，物块的落地速度即为竖直方向的分速度；而物块落地时除了具有竖直方向的分速度之外，还具有水平方向的初速度 物块的落地速度大小为，显然大于物块的落地速度大小。故B错误； C．重力做功只与物体的质量和初末位置的高度差有关，与运动路径无关。两物块质量相同且下落的高度相同，因此整个过程中重力对两物块做的功相等。故C错误； D．落地前瞬间，重力的瞬时功率可以通过重力矢量与速度矢量的数量积（点积）来计算，即 由于重力竖直向下，该点积的结果等价于重力大小乘以速度在竖直方向上的分量，即 由于两物块落地前瞬间在竖直方向上的速度分量相同，且重力大小也相同，因此两物块落地前瞬间重力的瞬时功率相同。故D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．手对物体的支持力方向向上，物体位移方向向下，力与位移方向相反，支持力做负功，故A错误； B．重力方向向下，物体位移方向向下，力与位移方向相同，重力做正功，故B错误； C．弹簧对物体的弹力方向向上，物体位移方向向下，力与位移方向相反，弹力做负功，故C错误； D．物体从A（原长）下降到B，弹簧被拉长，形变量x增大，根据可知，弹簧的弹性势能增大，故D正确。 故选D。 5．C 【详解】首先根据匀速圆周运动向心力公式，变形可得 结合动能定义式 联立得 因此两物体动能之比为 已知，，代入得 故选C。 6．D 【详解】A C．从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧弹力对小球做负功，将小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，故小球的机械能一直减少，故A、C错误； B．从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，开始时重力大于弹力，向下做加速运动，在下降的过程中弹力增大，则加速度减小，当加速度减小到零时，速度达到最大，然后重力小于弹力，向下做减速运动，加速度增大，到达最低点时速度为零，所以小球的动能先增大后减小，故B错误； D．小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，把小球和弹簧看作一个系统，系统受地面的支持力不做功，故系统机械能守恒，即小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，故D正确。 故选D。 7．C 【详解】A．由足球运动轨迹不对称可知，足球运动过程受空气阻力作用。在A点（上升阶段），空气阻力在竖直方向的分量和重力在同一方向，竖直方向加速度大，在B点（下降阶段），空气阻力的竖直分量和重力方向相反，竖直方向加速度小，水平方向A点速度比B点速度大，则在A点所受空气阻力大，水平方向在A点加速度大，根据矢量的合成可知A点加速度大于B点加速度，即，故A错误； BCD．足球从A运动到B过程中，空气阻力做负功，机械能减小，即 于A、B两点高度相同，重力势能相等，即 根据 可知 故选C。 8．BD 【详解】A．工件在传送带上做初速度为零的匀加速直线运动，位移大小为，故A错误； B．对工件由牛顿第二定律可得 又 联立解得工件所受的摩擦力大小为，故B正确； C．工件所受摩擦力与其运动方向相同，由动能定理可得 故工件所受摩擦力做的功为，故C错误； D．传送带所受摩擦力方向向左，大小为，位移为 故传送带所受摩擦力做的功为 联立解得，故D正确。 故选BD。 9．AC 【详解】A．根据题意，​时刻切换引擎时，汽车速度恰好为，此时牵引力，切换后功率恒定，因此牵引力功率，故A正确； B．行驶阻力恒为车重的0.1倍，取， 当牵引力时，汽车速度达到最大，因此最大速度，故B错误； CD．在时间内，牵引力恒定，汽车做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，得 解得加速度 匀加速末速度，由匀变速直线运动速度与时间的关系，得加速时间，故C正确，D错误。 故选AC。 10．ACD 【详解】A．座舱做圆周运动的向心力由橡皮筋的弹力在水平方向的分力提供，故A正确； B．设橡皮筋的长度为，与竖直方向夹角为，做匀速圆周运动时，有， 可得 分析可知越大，越大，越大，橡皮筋的弹性势能越大，故B错误； C．若座舱在橡皮筋处于原长时下端所在的水平面内做圆周运动，有，故C正确； D．设座舱竖直悬挂时橡皮筋的长度为，则 若座舱在竖直悬挂时座舱所在的水平面内做圆周运动，设此时橡皮筋长度为，座舱竖直方向受力平衡，则 可知 又 则，显然不成立，故D正确。 故选ACD。 11．(1) (2) (3)否 【详解】（1）由动能定理可得 变形得 则可知图象的斜率等于； （2）由图可知，图像的斜率为 解得 （3）本实验中不需要用小桶含内部沙子的重力替代绳子的拉力，所以不需要满足小桶（含内部沙子）的质量远小于小车的质量。 12．(1)C (2) (3) 【详解】（1）A．电磁打点计时器使用4V~6V交流电源，故A错误； B．根据验证与是否相等，计算过程中等式两边质量可以约分，所以不需要测出重锤的质量，故B错误； C．开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C正确。 故选C。 （2）[1]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为 [2]B点的瞬时速度为 则动能的增加量为 （3）根据 可得 可知若机械能守恒，图像的斜率为2g。 13．(1)64J (2)160W 【详解】（1）物体下落前的重力势能 （2）落地前瞬间物体的速度 重力的瞬时功率 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）在轨道最高点B，根据牛顿第二定律有 解得 （2）摩托车从B点水平抛出后，在竖直方向上有 在水平方向上有 解得 （3）从D点到B点，根据动能定理有 解得 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）物块从点运动到点的过程中，由于水平面光滑，根据功能关系可知，物块在点的动能等于弹簧的弹性势能，即 在点，根据牛顿第二定律有 联立解得轨道对物块的支持力大小为 根据牛顿第三定律可知，物块刚进入半圆轨道时对点的压力大小为，方向竖直向下。 （2）物块恰能通过最高点，说明在点恰好由重力提供向心力，根据牛顿第二定律有 解得物块通过点时的速度大小为 （3）物块从点运动到点的过程中，设由于摩擦而损失的机械能为，根据功能关系有 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $