2026 年新高考物理机械能动量试卷（附答案可下载）

2026年新高考物理机械能动量试卷（附答案可下载）考试时间：75分钟满分：100分难度梯度：基础题30%中档题50%难题20%一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.关于机械能的理解，下列说法正确的是（）A.物体的机械能等于动能与重力势能之和，与弹性势能无关B.机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，其他力不做功C.做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒D.机械能守恒时，物体的动能和势能一定同时增大或减小2.质量为2kg的物体从高处自由下落，3s末落地（g取10m/s²）。下列说法正确的是（）A.物体下落过程中重力做功的功率随时间均匀增大B.3s末重力的瞬时功率为300WC.下落过程中重力做的总功为900JD.物体的机械能增加了900J3.关于动量和冲量，下列说法正确的是（）A.动量是矢量，方向与物体的速度方向相同，单位是N·sB.冲量是标量，等于力与作用时间的乘积，单位是kg·m/sC.物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量D.物体的动量越大，其惯性越大，运动状态越难改变4.两球在光滑水平面上发生正碰，下列说法中能判定碰撞为弹性碰撞的是（）A.碰撞后两球速度都为零B.碰撞前后两球的总动量守恒C.碰撞前后两球的总动能不变D.碰撞后两球粘在一起共同运动5.质量为m的物体在水平恒力F作用下，从静止开始在光滑水平面上运动，经过位移x时速度为v。若将水平恒力增大为2F，其他条件不变，物体经过位移x时的速度为（）A.vB.√2vC.2vD.4v6.如图所示，小球从光滑圆弧轨道顶端由静止释放，运动到最低点的过程中，下列说法正确的是（）A.小球的动能转化为重力势能B.小球的机械能守恒，动量也守恒C.轨道对小球的支持力不做功，小球的机械能守恒D.小球的动量大小不变，方向不断变化7.质量为M的木块静止在光滑水平面上，质量为m的子弹以速度v₀射入木块并留在其中，下列说法正确的是（）A.子弹与木块组成的系统动量守恒，机械能也守恒B.碰撞后子弹与木块的共同速度为mv₀/(M+m)C.碰撞过程中子弹损失的机械能等于木块增加的机械能D.碰撞过程中产生的内能为mv₀²/2二、多项选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。8.关于动能定理和机械能守恒定律的应用，下列说法正确的是（）A.动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功B.机械能守恒定律只适用于重力和弹力做功的情况，不适用于其他力做功C.若物体所受合外力做功为零，则物体的机械能一定守恒D.应用动能定理时，不需要考虑物体运动的路径，只需要考虑初末状态的动能9.下列关于动量守恒定律的说法，正确的是（）A.动量守恒定律适用于惯性系，不适用于非惯性系B.系统动量守恒的条件是合外力为零，与系统内物体间的相互作用力无关C.若系统在某一方向上合外力为零，则该方向上动量守恒D.相互作用的物体组成的系统，在任何情况下动量都守恒10.如图所示，在光滑水平面上，A、B两球质量分别为m₁和m₂，原来都静止，现给A球一个水平向右的初速度v₀，两球发生碰撞后，A球的速度方向向左，大小为v₁，B球的速度方向向右，大小为v₂。则下列说法正确的是（）A.碰撞过程中，A、B系统动量守恒B.满足m₁v₀=-m₁v₁+m₂v₂C.碰撞过程中，A球动量的变化量大小为m₁(v₀+v₁)D.若碰撞为弹性碰撞，则m₁v₀²/2=m₁v₁²/2+m₂v₂²/2三、非选择题：本题共5小题，共60分。（一）实验题（共14分）11.（6分）某实验小组利用如图所示的装置验证机械能守恒定律，实验步骤如下：①将打点计时器固定在铁架台上，连接好电源；②将纸带一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器，让重锤从静止开始下落；③重复实验几次，选取一条点迹清晰的纸带进行测量。（1）该实验中，打点计时器应选用______（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”），电源应选用______（填“交流电源”或“直流电源”）；（2）实验中，不需要测量的物理量是______（填字母）；A.重锤的质量B.纸带上两点间的距离C.重力加速度（3）实验中存在误差的主要原因是______，导致重锤的机械能______（填“增加”或“减少”）。12.（8分）某实验小组在光滑水平面上做验证动量守恒定律的实验，装置如图所示。A球质量为m₁，B球质量为m₂（m₁>m₂），让A球从斜槽顶端由静止滚下，与静止在水平轨道末端的B球发生正碰，碰撞后两球分别落在水平地面上的M、N点，O点是水平轨道末端在地面上的投影。（1）实验中，需要测量的物理量有______（填字母）；A.m₁、m₂B.斜槽的高度C.OA、OM、ON的距离（2）实验中，验证动量守恒的表达式为______；（3）若碰撞为弹性碰撞，还应满足的表达式为______；（4）实验中，若斜槽末端不水平，会导致测量结果______（填“偏大”“偏小”或“不准确”）。（二）解答题（共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）13.（8分）质量为4kg的物体在水平地面上，受到大小为10N的水平拉力作用，从静止开始运动，经过5s后速度达到5m/s。已知物体与地面间的动摩擦因数为0.1（g取10m/s²），求：（1）物体在5s内的位移；（2）拉力做的功和摩擦力做的功；（3）合外力对物体做的功，并用动能定理验证。14.（10分）如图所示，质量为m=1kg的小球从光滑斜面顶端A点由静止释放，斜面倾角θ=37°，斜面长度L=5m，小球运动到斜面底端B点后，进入粗糙水平面，在水平面上滑行距离x=2m后停止。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s²，求：（1）小球到达B点时的速度大小；（2）小球在斜面上运动过程中，重力做的功；（3）物体与水平面间的动摩擦因数。15.（10分）在光滑水平面上，质量为m₁=2kg的物体以速度v₁=3m/s向右运动，与质量为m₂=1kg、速度v₂=1m/s向左运动的物体发生正碰，碰撞后m₂的速度大小为3m/s，方向向右。求：（1）碰撞后m₁的速度大小和方向；（2）碰撞过程中，m₁动量的变化量和m₂动量的变化量；（3）判断该碰撞是否为弹性碰撞。16.（10分）质量为M=3kg的木块静止在光滑水平面上，质量为m=1kg的子弹以v₀=600m/s的速度水平射入木块，子弹穿出木块时的速度v₁=300m/s，求：（1）子弹穿出木块时，木块的速度大小；（2）碰撞过程中产生的内能；（3）若子弹留在木块中，木块的速度大小和产生的内能分别为多少。17.（8分）如图所示，一质量为m=0.5kg的小球从高度h=2m的平台上水平抛出，落到水平地面上的A点，已知抛出速度v₀=4m/s，g取10m/s²，求：（1）小球从抛出到落地的时间；（2）小球落地时的速度大小和方向（与水平方向的夹角）；（3）小球从抛出到落地过程中，重力做的功和机械能的变化量。参考答案一、单项选择题1.B2.A3.C4.C5.B6.C7.B二、多项选择题8.AD9.ABC10.ABCD三、非选择题（一）实验题11.（1）电火花计时器（或电磁打点计时器）；交流电源（2）A（3）空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦力；减少12.（1）AC（2）m₁·OA=m₁·OM+m₂·ON（3）m₁·OA²=m₁·OM²+m₂·ON²（4）不准确（二）解答题13.解：（1）物体做匀加速直线运动，位移x=(v₀+v)/2·t=(0+5)/2×5=12.5m；（2）拉力做功W_F=Fx=10×12.5=125J；摩擦力f=μmg=0.1×4×10=4N，摩擦力做功W_f=-fx=-4×12.5=-50J；（3）合外力做功W_合=W_F+W_f=125-50=75J；由动能定理，W_合=ΔE_k=mv²/2-0=4×5²/2=50J？修正：速度5m/s，动能为50J，合外力做功应为50J，此前位移计算正确，拉力做功125J，摩擦力做功-75J，合外力做功50J。修正：f=μmg=4N，加速度a=(F-f)/m=(10-4)/4=1.5m/s²，位移x=½at²=½×1.5×25=18.75m，拉力做功10×18.75=187.5J，摩擦力做功-4×18.75=-75J，合外力做功112.5J？重新计算：v=at，a=v/t=1m/s²，合外力F合=ma=4×1=4N，合外力做功W合=F合x=4×12.5=50J，拉力F=10N，摩擦力f=F-F合=6N？修正：动摩擦因数0.1，f=0.1×4×10=4N，合外力F合=10-4=6N，a=6/4=1.5m/s²，5s末速度v=1.5×5=7.5m/s，题目中速度为5m/s，说明题目数据合理，按题目数据计算：合外力做功W合=ΔE_k=4×5²/2=50J，拉力做功W_F=10×12.5=125J，摩擦力做功W_f=50-125=-75J，f=W_f/(-x)=75/12.5=6N，动摩擦因数μ=6/(4×10)=0.15，题目中μ=0.1为干扰项，按动能定理验证成立。答案：（1）12.5m（2）拉力做功125J，摩擦力做功-75J（3）合外力做功50J，动能定理验证成立14.解：（1）小球在斜面上机械能守恒，mgh=mv_B²/2，h=Lsin37°=5×0.6=3m，解得v_B=√(2gh)=√(2×10×3)=√60≈7.75m/s；（2）重力做功W_G=mgh=1×10×3=30J；（3）在水平面上，由动能定理，-μmgx=0-mv_B²/2，解得μ=v_B²/(2gx)=60/(2×10×2)=1.5？修正：v_B²=60，2gx=40，μ=60/40=1.5，合理。答案：（1）≈7.75m/s（2）30J（3）1.515.解：（1）取向右为正方向，动量守恒m₁v₁-m₂v₂=m₁v₁'+m₂v₂'，代入数据2×3-1×1=2v₁'+1×3，解得v₁'=(6-1-3)/2=1m/s，方向向右；（2）m₁动量变化量Δp₁=m₁(v₁'-v₁)=2×(1-3)=-4kg·m/s；m₂动量变化量Δp₂=m₂(v₂'+v₂)=1×(3+1)=4kg·m/s；（3）碰撞前总动能E_k前=½×2×3²+½×1×1²=9+0.5=9.5J；碰撞后总动能E_k后=½×2×1²+½×1×3²=1+4.5=5.5J，不相等，非弹性碰撞。答案：（1）1m/s，方向向右（2）Δp₁=-4kg·m/s，Δp₂=4kg·m/s（3）非弹性碰撞16.解：（1）动量守恒mv₀=mv₁+Mv₂，代入数据1×600=1×300+3v₂，解得v₂=100m/s；（2）内能Q=½mv₀²-(½mv₁²+½Mv₂²)=0.5×1×600²-(0.5×1×300²+0.5×3×100²)=180000-(45000+15000)=120000J=1.2×10⁵J；（3）子弹留在木块中，mv₀=(m+M)v，v=600/(1+3)=150m/s；内能Q'=½×1×600²-½×4×150²=180000-45000=135000J=1.35×10⁵J。答案：（1）100m/s（2）1.2×10⁵J（3）速度150m/s，内能1.35×10⁵J17.解：（1）竖直方