8.必修2 第八章 机械能守恒定律-高中物理·2026年高考真题分类

**基本信息** 以高考真题为载体，系统整合机械能守恒定律的概念辨析、定量计算与实验探究，通过情境化问题培养物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|2题（北京卷/浙江卷）|类比法/作用力与反作用力判断|能量观念→守恒条件→机械运动本质| |定量计算|7题（全国卷/山东卷等）|动能定理/功率公式/机械能守恒|功与能关系→功率计算→多过程能量转化| |实验探究|1题（全国卷）|控制变量法/运动分解思想|平抛运动规律→竖直分运动验证→误差分析|

【高中物理人教版(2019)】 2026年高考真题-按章分类 必修第二册 第八章 机械能守恒定律 6个单选题 + 3个多选题 + 1个实验题 + 0个解答题 ---- 学 生 版 ---- 一、单选题 1.(2026高考·北京)霍普菲尔德模型是神经网络实现联想记忆的核心机制之一。作为物理思想方法在人工神经网络领域应用的重要成果，这项工作获得2024年诺贝尔物理学奖。 简单来说，该模型以0或1表示神经元的状态，所有神经元状态的集合表示神经网络状态；并给神经网络定义了一个“能量函数”(以下简称函数)，通过训练使函数变化产生多个极小值，每个极小值对应的神经网络状态代表一个存储信息，也就是记忆。在信息检索与重现过程中，神经网络状态向函数值降低的方向演化，最终达到某个极小值为止，实现已存储信息的重现。该过程可做如下类比：在如图所示的峰谷交错地形中某位置释放一个小球，小球始终沿着重力势能减小的方向运动，直至停在某个山谷底部；小球的位置对应神经网络状态，势能对应函数值。例如，输入模糊字母对应设定小球的初始位置，小球到达谷底对应重现出已存储的字母。下列说法正确的是( ) A.信息的重现过程可类比小球在光滑的凹凸曲面上运动 B.输入具有微小差别的两个模糊字母，可能重现出不同的已存储字母 C.输入函数值相等的模糊字母，都可以重现出相同的已存储字母 D.函数变化使某个谷底消失，仍可重现出原来对应的存储信息 2.(2026高考·全国卷)一皮球由静止自由下落高度后被地面反弹，反弹后竖直向上运动。由于与地面碰撞，皮球动能损失了64%。忽略空气阻力，皮球反弹后可上升的最大高度为( ) A.0.8h B.0.64h C.0.6h D.0.36h 3.(2026高考·山东)“外骨骼机器人”是一种能增强运动能力的可穿戴装置。如图所示，在倾角为的斜坡上，某同学最多能拉着质量为的物体以恒定速度沿斜坡向上运动；穿戴“外骨骼机器人”后，最多能拉着质量为的物体仍以相同的速度沿斜坡向上运动，绳子始终平行于斜坡，物体与斜坡之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，则该同学穿戴装置后，拉力的功率增加了(  ) A. B. C. D. 4.(2026高考·河北)我国科技爱好者复原了春秋战国时期带有刃车軎(wéi)的马车；并对其性能进行了测试。在时间内，若马车以恒定功率在水平路面上沿直线运动，速度从加速到，假定马车所受阻力不变，则马车运动的图像可能是( ) A. B. C. D. 5.(2026高考·黑吉辽蒙卷)如图(a)，水平面上一质量为的物块在拉力作用下，以初速度由原点出发，沿轴依次经过、、三点。已知，物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为，，随位置的变化如图(b)所示。设物块经过、两点时的瞬时功率分别为、，经过、、段的平均功率分别为、、，则( ) A.， B.， C.， D.， 6.(2026高考·浙江)如图所示，钢架雪车运动员在具有阻力的倾斜赛道上滑行，则(  ) A.运动员在转弯时加速度为0 B.运动员和钢架雪车整体机械能守恒 C.钢架雪车所受重力和赛道对钢架雪车的支持力是一对平衡力 D.钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力 二、多选题 7.(2026高考·甘肃)汽车在平直公路上行驶，阻力保持不变。某时刻，以速度、加速度加速前进，发动机的实际功率正好等于额定功率。从此时开始，发动机始终在额定功率下工作。下列说法正确的是( ) A.汽车的牵引力大小将逐渐趋于 B.经过时间后，汽车的速度为 C.汽车的速度会先增大后减小 D.汽车能达到的速度最大值为 8.(2026高考·湖北)某山沟竖直截面图如图所示，山沟的一侧竖直，另一侧是以 点为圆心、 为半径的圆弧，圆弧最高点与 点等高。救援队从 点以大小为的初速度向该山沟投掷救援物资，其中 是重力加速度大小。物资可视为质点，不计空气阻力。为避免损坏救援物资，要求物资落到圆弧上的速率最小，则物资( ) A.在空中运动的时间为 B.与水平方向成 角斜上抛 C.抛出点与落点的高度差为 D.落到圆弧上的最小速率为 9.(2026高考·湖北)如图所示，半径为、内壁光滑的圆环轨道固定在竖直平面内。初始时刻，质量为 的小球甲从圆环内表面最高处以大小为(为重力加速度大小)的水平初速度向右运动，同时质量为的小球乙从圆环内表面最低处以某一水平初速度向左运动。当甲第一次运动到圆环最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点。不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A.乙的初速度大小为 B.甲、乙两小球运动的周期相等 C.任意时刻两小球的连线均过圆环圆心 D.任意时刻两小球对圆环作用力的合力均不为零 三、实验题 10.(2026高考·全国卷)某同学利用如图所示的装置探究平抛运动竖直分运动的规律。 (1)他将装置固定在距离水平地面一定高度处，将球A夹在弹性金属片P和左侧固定架之间，与球A相同的球B放在固定于P底端的小平台上，并使两球高度相同。用小锤击打P，球B水平抛出，同时球A自由下落，比较两球落地时间。 (2)保持其他条件不变，适当增加击打力度，球B被抛出时的速度_____(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)分别改变小锤击打力度和装置距地面的高度，都能得到两球同时落地的结果，由此得到了平抛运动竖直分运动与自由落体运动__________(填“一致”或“不一致”)的结论。 (4)假设某次实验发现球A比球B早落地，这可能是此次实验中球B抛出方向_________(填“斜向上”或“斜向下”)导致的。 必修第二册 第八章 机械能守恒定律 ---- 参考答案及解析 ---- 一、单选题 1.B 若曲面光滑，小球运动过程中动能和重力势能相互转化，小球会在山谷间往复运动，无法最终停在谷底。而信息重现过程要求小球最终停在势能极小值点，类比的是存在阻力、小球沿势能持续减小方向运动直到静止的过程，A错误。若两个有微小差别的初始位置(对应微小差别的模糊字母)，恰好分属两个不同山谷的势力范围，小球会沿各自的路径滑入不同的谷底，对应重现出不同的已存储字母，因此该情况是可能存在的，B正确。函数值相等仅对应初始位置的重力势能相等，两个势能相等的初始位置完全可能分属不同山谷的吸引域，最终滑入不同谷底，重现出不同的存储信息，C错误。每个谷底对应一个已存储的记忆信息，若该谷底消失，不存在对应的势能极小值点，无法重现原来对应的存储信息，D错误。 2.D 设落地前瞬间皮球的动能为，下落过程根据机械能守恒可得由于与地面碰撞，皮球动能损失了64%，则皮球反弹瞬间的动能为上升过程根据机械能守恒可得解得皮球反弹后可上升的最大高度为，故选D。 3.A 该同学拉着物体沿斜坡向上匀速运动时，拉力的功率等于物体克服重力与摩擦力做功的功率，则穿戴装置前有穿戴装置后有所以拉力的功率的增加量为，故选A。 4.C 马车以恒定功率运动，阻力不变， 由功率公式 结合牛顿第二定律 整理得加速度 随着速度增大，恒定功率不变，因此加速度逐渐减小。 图像的斜率表示加速度，因此图的斜率应逐渐减小，图像越来越平缓，故选C。 5.C 根据题意，从到过程中，由动能定理有解得从到过程中，由动能定理有解得则有，则有设经过段的时间分别为、、，物块在阶段，拉力小于滑动摩擦力，随着拉力的增大，做加速度减小的减速运动，速度由减速到，物块在阶段，拉力大于滑动摩擦力，随着拉力的增大，做加速度增大的加速运动，物体在点的加速度大小为点的加速度大小为则有由对称性可得物体在阶段做加速度减小的加速运动，则在段的平均速度大于段的平均速度，则有根据图像面积表做功，由图可知，经过、、段做功分别为，又有、、可得，故选C。 6.D 运动员在转弯时一定有向心加速度，加速度不可能为零，A错误。倾斜赛道有阻力，阻力对运动员和钢架雪车做负功，运动员和钢架雪车整体机械能不守恒，B错误。钢架雪车所受重力竖直向下，赛道对钢架雪车的支持力垂直赛道向上，不在同一条直线上，不是一对平衡力，C错误。钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力，D正确。 二、多选题 7.AD 根据题意，由牛顿第二定律有从此时开始，发动机始终在额定功率下工作，由可知，随着速度逐渐增大，逐渐减小，加速度逐渐减小，当加速度减小到0时，速度最大，之后汽车做匀速直线运动，最大速度为即从此时开始，汽车的牵引力大小将逐渐趋于，汽车的速度会先增大后不变，AD正确，C错误。由上述分析可知，汽车的加速度逐渐减小，则经过时间后，汽车的速度小于，故B错误。 8.AD 设落点与O点的竖直高度为h，水平位移为，初速度与水平方向的夹角为，将初速度沿水平和竖直方向分解，可得，同时有联立可得设落到圆弧上的速度为，根据机械能守恒解得故可知越小，v越小，故当时，h取最小值，落到圆弧上的速度最小；解得，，，故AD正确，C错误。根据前面分析，当，时，代入解得，，B错误。 9.BD 根据题意当甲第一次运动到最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点，根据对称性可知，乙的初速度大小等于甲到达最低点时的速度大小，故乙在最高点时的速度大小等于，设乙球在最低处时速度为，由机械能守恒得 解得，A错误。根据题意当甲第一次运动到最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点，根据对称性可知，球从最高点到最低点和从最低点到最高点的时间相等，故甲乙两球运动的周期相等，B正确。分析可知，甲从最高点运动到最低点，速度大小从增大到，乙从最低点到最高点，速度大小从减小到，从初始时刻取一很短时间，甲经过的弧长短，乙经过的弧长长，转过的角度不同，故不可能任意时刻两小球的连线均过圆心；C错误。根据前面分析可知除两球分别在最高点和最低点时两球连线经过圆心，其它位置均不满足两小球的连线过圆心，乙球在最高点和最低点时，分别有，解得，甲球在最低点和最高点时，分别有，解得，根据牛顿第三定律可知乙球在最高点时对圆环的作用力大小为，此时甲球在最低点对圆环的作用力大小为；当乙球在最低点时对圆环的作用力大小为，此时甲球在最高点对圆环的作用力大小为，故这两个位置两球对圆环的作用力的合力不为零，结合前面分析其它位置均不满足两小球的连线过圆心，即其它位置两球对圆环的作用力不共线，故合力不可能为零，故对任意时刻两小球对圆环作用力的合力均不为零，D正确。 三、实验题 10.【答案】(1)增大 (2)一致 (3)斜向上 【解析】(1)弹性金属片的弹性形变程度由击打力度决定，击打力度越大，金属片获得的弹性势能越大，转化给球B的动能越多，因此球B被抛出时的水平初速度增大。 (2)改变抛出初速度、改变下落高度后两球始终同时落地，说明平抛运动在竖直方向的运动规律，和相同高度下自由落体的运动规律完全相同，因此二者竖直分运动一致。 (3)若球B抛出方向斜向下，它的竖直分初速度向下，竖直方向运动比自由下落的球A更快，会比A先落地；若球B斜向上抛出，它的竖直分初速度向上，会先向上运动再下落，总运动时间会比自由下落的A更长，因此会出现球A比球B早落地的情况。 5 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 【高中物理人教版(2019)】 2026年高考真题-按章分类 必修第二册 第八章 机械能守恒定律 6个单选题 + 3个多选题 + 1个实验题 + 0个解答题 ---- 教 师 版 ---- 一、单选题 1.(2026高考·北京)霍普菲尔德模型是神经网络实现联想记忆的核心机制之一。作为物理思想方法在人工神经网络领域应用的重要成果，这项工作获得2024年诺贝尔物理学奖。 简单来说，该模型以0或1表示神经元的状态，所有神经元状态的集合表示神经网络状态；并给神经网络定义了一个“能量函数”(以下简称函数)，通过训练使函数变化产生多个极小值，每个极小值对应的神经网络状态代表一个存储信息，也就是记忆。在信息检索与重现过程中，神经网络状态向函数值降低的方向演化，最终达到某个极小值为止，实现已存储信息的重现。该过程可做如下类比：在如图所示的峰谷交错地形中某位置释放一个小球，小球始终沿着重力势能减小的方向运动，直至停在某个山谷底部；小球的位置对应神经网络状态，势能对应函数值。例如，输入模糊字母对应设定小球的初始位置，小球到达谷底对应重现出已存储的字母。下列说法正确的是( ) A.信息的重现过程可类比小球在光滑的凹凸曲面上运动 B.输入具有微小差别的两个模糊字母，可能重现出不同的已存储字母 C.输入函数值相等的模糊字母，都可以重现出相同的已存储字母 D.函数变化使某个谷底消失，仍可重现出原来对应的存储信息 1.B 若曲面光滑，小球运动过程中动能和重力势能相互转化，小球会在山谷间往复运动，无法最终停在谷底。而信息重现过程要求小球最终停在势能极小值点，类比的是存在阻力、小球沿势能持续减小方向运动直到静止的过程，A错误。若两个有微小差别的初始位置(对应微小差别的模糊字母)，恰好分属两个不同山谷的势力范围，小球会沿各自的路径滑入不同的谷底，对应重现出不同的已存储字母，因此该情况是可能存在的，B正确。函数值相等仅对应初始位置的重力势能相等，两个势能相等的初始位置完全可能分属不同山谷的吸引域，最终滑入不同谷底，重现出不同的存储信息，C错误。每个谷底对应一个已存储的记忆信息，若该谷底消失，不存在对应的势能极小值点，无法重现原来对应的存储信息，D错误。 2.(2026高考·全国卷)一皮球由静止自由下落高度后被地面反弹，反弹后竖直向上运动。由于与地面碰撞，皮球动能损失了64%。忽略空气阻力，皮球反弹后可上升的最大高度为( ) A.0.8h B.0.64h C.0.6h D.0.36h 2.D 设落地前瞬间皮球的动能为，下落过程根据机械能守恒可得由于与地面碰撞，皮球动能损失了64%，则皮球反弹瞬间的动能为上升过程根据机械能守恒可得解得皮球反弹后可上升的最大高度为，故选D。 3.(2026高考·山东)“外骨骼机器人”是一种能增强运动能力的可穿戴装置。如图所示，在倾角为的斜坡上，某同学最多能拉着质量为的物体以恒定速度沿斜坡向上运动；穿戴“外骨骼机器人”后，最多能拉着质量为的物体仍以相同的速度沿斜坡向上运动，绳子始终平行于斜坡，物体与斜坡之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，则该同学穿戴装置后，拉力的功率增加了(  ) A. B. C. D. 3.A 该同学拉着物体沿斜坡向上匀速运动时，拉力的功率等于物体克服重力与摩擦力做功的功率，则穿戴装置前有穿戴装置后有所以拉力的功率的增加量为，故选A。 4.(2026高考·河北)我国科技爱好者复原了春秋战国时期带有刃车軎(wéi)的马车；并对其性能进行了测试。在时间内，若马车以恒定功率在水平路面上沿直线运动，速度从加速到，假定马车所受阻力不变，则马车运动的图像可能是( ) A. B. C. D. 4.C 马车以恒定功率运动，阻力不变， 由功率公式 结合牛顿第二定律 整理得加速度 随着速度增大，恒定功率不变，因此加速度逐渐减小。 图像的斜率表示加速度，因此图的斜率应逐渐减小，图像越来越平缓，故选C。 5.(2026高考·黑吉辽蒙卷)如图(a)，水平面上一质量为的物块在拉力作用下，以初速度由原点出发，沿轴依次经过、、三点。已知，物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为，，随位置的变化如图(b)所示。设物块经过、两点时的瞬时功率分别为、，经过、、段的平均功率分别为、、，则( ) A.， B.， C.， D.， 5.C 根据题意，从到过程中，由动能定理有解得从到过程中，由动能定理有解得则有，则有设经过段的时间分别为、、，物块在阶段，拉力小于滑动摩擦力，随着拉力的增大，做加速度减小的减速运动，速度由减速到，物块在阶段，拉力大于滑动摩擦力，随着拉力的增大，做加速度增大的加速运动，物体在点的加速度大小为点的加速度大小为则有由对称性可得物体在阶段做加速度减小的加速运动，则在段的平均速度大于段的平均速度，则有根据图像面积表做功，由图可知，经过、、段做功分别为，又有、、可得，故选C。 6.(2026高考·浙江)如图所示，钢架雪车运动员在具有阻力的倾斜赛道上滑行，则(  ) A.运动员在转弯时加速度为0 B.运动员和钢架雪车整体机械能守恒 C.钢架雪车所受重力和赛道对钢架雪车的支持力是一对平衡力 D.钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力 6.D 运动员在转弯时一定有向心加速度，加速度不可能为零，A错误。倾斜赛道有阻力，阻力对运动员和钢架雪车做负功，运动员和钢架雪车整体机械能不守恒，B错误。钢架雪车所受重力竖直向下，赛道对钢架雪车的支持力垂直赛道向上，不在同一条直线上，不是一对平衡力，C错误。钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力，D正确。 二、多选题 7.(2026高考·甘肃)汽车在平直公路上行驶，阻力保持不变。某时刻，以速度、加速度加速前进，发动机的实际功率正好等于额定功率。从此时开始，发动机始终在额定功率下工作。下列说法正确的是( ) A.汽车的牵引力大小将逐渐趋于 B.经过时间后，汽车的速度为 C.汽车的速度会先增大后减小 D.汽车能达到的速度最大值为 7.AD 根据题意，由牛顿第二定律有从此时开始，发动机始终在额定功率下工作，由可知，随着速度逐渐增大，逐渐减小，加速度逐渐减小，当加速度减小到0时，速度最大，之后汽车做匀速直线运动，最大速度为即从此时开始，汽车的牵引力大小将逐渐趋于，汽车的速度会先增大后不变，AD正确，C错误。由上述分析可知，汽车的加速度逐渐减小，则经过时间后，汽车的速度小于，故B错误。 8.(2026高考·湖北)某山沟竖直截面图如图所示，山沟的一侧竖直，另一侧是以 点为圆心、 为半径的圆弧，圆弧最高点与 点等高。救援队从 点以大小为的初速度向该山沟投掷救援物资，其中 是重力加速度大小。物资可视为质点，不计空气阻力。为避免损坏救援物资，要求物资落到圆弧上的速率最小，则物资( ) A.在空中运动的时间为 B.与水平方向成 角斜上抛 C.抛出点与落点的高度差为 D.落到圆弧上的最小速率为 8.AD 设落点与O点的竖直高度为h，水平位移为，初速度与水平方向的夹角为，将初速度沿水平和竖直方向分解，可得，同时有联立可得设落到圆弧上的速度为，根据机械能守恒解得故可知越小，v越小，故当时，h取最小值，落到圆弧上的速度最小；解得，，，故AD正确，C错误。根据前面分析，当，时，代入解得，，B错误。 9.(2026高考·湖北)如图所示，半径为、内壁光滑的圆环轨道固定在竖直平面内。初始时刻，质量为 的小球甲从圆环内表面最高处以大小为(为重力加速度大小)的水平初速度向右运动，同时质量为的小球乙从圆环内表面最低处以某一水平初速度向左运动。当甲第一次运动到圆环最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点。不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A.乙的初速度大小为 B.甲、乙两小球运动的周期相等 C.任意时刻两小球的连线均过圆环圆心 D.任意时刻两小球对圆环作用力的合力均不为零 9.BD 根据题意当甲第一次运动到最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点，根据对称性可知，乙的初速度大小等于甲到达最低点时的速度大小，故乙在最高点时的速度大小等于，设乙球在最低处时速度为，由机械能守恒得 解得，A错误。根据题意当甲第一次运动到最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点，根据对称性可知，球从最高点到最低点和从最低点到最高点的时间相等，故甲乙两球运动的周期相等，B正确。分析可知，甲从最高点运动到最低点，速度大小从增大到，乙从最低点到最高点，速度大小从减小到，从初始时刻取一很短时间，甲经过的弧长短，乙经过的弧长长，转过的角度不同，故不可能任意时刻两小球的连线均过圆心；C错误。根据前面分析可知除两球分别在最高点和最低点时两球连线经过圆心，其它位置均不满足两小球的连线过圆心，乙球在最高点和最低点时，分别有，解得，甲球在最低点和最高点时，分别有，解得，根据牛顿第三定律可知乙球在最高点时对圆环的作用力大小为，此时甲球在最低点对圆环的作用力大小为；当乙球在最低点时对圆环的作用力大小为，此时甲球在最高点对圆环的作用力大小为，故这两个位置两球对圆环的作用力的合力不为零，结合前面分析其它位置均不满足两小球的连线过圆心，即其它位置两球对圆环的作用力不共线，故合力不可能为零，故对任意时刻两小球对圆环作用力的合力均不为零，D正确。 三、实验题 10.(2026高考·全国卷)某同学利用如图所示的装置探究平抛运动竖直分运动的规律。 (1)他将装置固定在距离水平地面一定高度处，将球A夹在弹性金属片P和左侧固定架之间，与球A相同的球B放在固定于P底端的小平台上，并使两球高度相同。用小锤击打P，球B水平抛出，同时球A自由下落，比较两球落地时间。 (2)保持其他条件不变，适当增加击打力度，球B被抛出时的速度_____(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)分别改变小锤击打力度和装置距地面的高度，都能得到两球同时落地的结果，由此得到了平抛运动竖直分运动与自由落体运动__________(填“一致”或“不一致”)的结论。 (4)假设某次实验发现球A比球B早落地，这可能是此次实验中球B抛出方向_________(填“斜向上”或“斜向下”)导致的。 10.【答案】(1)增大 (2)一致 (3)斜向上 【解析】(1)弹性金属片的弹性形变程度由击打力度决定，击打力度越大，金属片获得的弹性势能越大，转化给球B的动能越多，因此球B被抛出时的水平初速度增大。 (2)改变抛出初速度、改变下落高度后两球始终同时落地，说明平抛运动在竖直方向的运动规律，和相同高度下自由落体的运动规律完全相同，因此二者竖直分运动一致。 (3)若球B抛出方向斜向下，它的竖直分初速度向下，竖直方向运动比自由下落的球A更快，会比A先落地；若球B斜向上抛出，它的竖直分初速度向上，会先向上运动再下落，总运动时间会比自由下落的A更长，因此会出现球A比球B早落地的情况。 5 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $