2026-2026学年高中物理第七章机械能守恒定律综合检测新人教版必修2

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1.关于功的概念，下列说法中正确的是()A.力对物体做功多，说明物体的位移一定大B.力对物体做功少，说明物体的受力一定小C.力对物体不做功，说明物体一定无位移D.功的大小是由力的大小、位移的大小和力与位移间的夹角共同决定的2.质量为m的物体，在水平力F作用下，在粗糙的水平面上运动，下列说法正确的是()A.如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功B.如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功C.如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功D.如果物体做减速直线运动，F可能对物体做正功3.关于功率，下列说法正确的是()A.功率是描述力对物体做功多少的物理量B.由P=W/t可知，功率与时间成反比C.由P=Fv可知，只要F不为零，v也不为零，那么功率P就一定不为零D.某个力对物体做功越快，它的功率就一定越大4.物体在合外力作用下做直线运动的v-t图像如图所示。下列表述正确的是()A.在0～1s内，合外力做正功B.在0～2s内，合外力总是做负功C.在1～2s内，合外力不做功D.在0～3s内，合外力总是做正功(注：此处应有v-t图像，横坐标为时间t，纵坐标为速度v。图像大致为：0-1s内从原点出发斜向上到(1,v1)；1-2s内水平向右到(2,v1)；2-3s内斜向下到(3,0))5.如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于小球的能量转化情况，正确的是()A.重力势能一直减少B.动能一直减少C.弹性势能先增加后减少D.机械能守恒(注：此处应有示意图，一个小球在弹簧正上方某高度处，弹簧下端固定在地面上)6.关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是()A.只有重力和弹力做功时，机械能守恒B.当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒C.当有其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能守恒D.炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒7.一个质量为m的物体以某一初速度竖直向上抛出，设空气阻力大小恒为f，重力加速度为g，则物体在上升过程中()A.加速度大小为(g+f/m)B.加速度大小为(g-f/m)C.上升的最大高度为v₀²/(2(g+f/m))D.上升过程中机械能守恒8.如图所示，倾角为θ的光滑斜面固定在水平面上，斜面上有两个质量均为m的小球A、B，它们用一根轻杆相连，从静止开始沿斜面下滑。在下滑过程中，下列说法正确的是()A.杆对A做正功B.杆对B不做功C.A、B组成的系统机械能守恒D.A的机械能增加，B的机械能减少(注：此处应有示意图，一个光滑斜面，斜面上有A、B两个小球，A在B的上方，用一轻杆连接)第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(本题共3小题，每小题6分，共18分。把答案填在题中的横线上)9.质量为2kg的物体，在大小为5N的水平拉力作用下，沿水平地面匀速前进了4m，则在此过程中，拉力做的功为______J，摩擦力做的功为______J，物体动能的变化量为______J。10.一个物体从高处自由落下，落到地面时的速度大小为v。若将此物体从同样高度以初速度v₀竖直向下抛出，空气阻力不计，则物体落到地面时的速度大小为______；若将此物体从同样高度以初速度v₀竖直向上抛出，空气阻力不计，则物体落到地面时的速度大小为______。11.如图所示，质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F的作用下，从平衡位置P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向的夹角为θ。在此过程中，拉力F做的功为______，重力做的功为______，小球的机械能增加量为______。(注：此处应有示意图，一个固定点O，系一根长为L的轻绳，下端系一小球m，小球在P点时绳竖直下垂。有一水平拉力F拉着小球到Q点，此时绳与竖直方向成θ角)三、实验题(本题共1小题，共12分)12.某实验小组利用如图所示的装置验证机械能守恒定律。实验中，让重物从静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点。(注：此处应有实验装置图，包括铁架台、打点计时器、纸带、重物等)(1)实验中，除了图示器材外，还需要的器材有______(填字母代号)。A.天平(带砝码)B.秒表C.毫米刻度尺D.弹簧测力计(2)实验中，打点计时器应接在______(选填“直流”或“交流”)电源上。(3)实验中，若打点计时器打点的时间间隔为T，测得纸带上连续三点A、B、C到第一个点O的距离分别为s₁、s₂、s₃，则打B点时重物的速度大小为vB=______。(4)若重物的质量为m，当地重力加速度为g，则在打O点到打B点的过程中，重物重力势能的减少量ΔEp=______，动能的增加量ΔEk=______。在误差允许的范围内，若ΔEp≈ΔEk，则可验证机械能守恒定律。(5)实验中，产生误差的主要原因是______。四、计算题(本题共3小题，共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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1kg的物体，从离地面高为20m处由静止开始下落，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²。求：(1)物体下落1s末的动能；(2)物体落地时的速度大小。14.(10分)如图所示，一个质量为m的小球，从半径为R的光滑半圆形轨道的最高点A由静止开始滑下，不计空气阻力。求：(1)小球滑到轨道最低点B时的速度大小；(2)小球滑到轨道最低点B时，对轨道的压力大小。(注：此处应有示意图，一个固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道，最高点为A，最低点为B)15.(12分)如图所示，水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC平滑连接，整个轨道在同一竖直平面内。一质量为m的小滑块，在水平恒力F的作用下从静止开始沿AB运动，到达B点时撤去F，滑块继续沿半圆形轨道运动，恰能通过轨道的最高点C。已知滑块与水平轨道AB间的动摩擦因数为μ，AB的长度为L。重力加速度为g。求：(1)滑块通过C点时的速度大小；(2)滑块通过B点时的速度大小；(3)水平恒力F的大小。(注：此处应有示意图，水平轨道AB，右端连接一个竖直向上的半圆形轨道BC，C为半圆的最高点)参考答案与解析一、选择题1.D解析：功的计算公式为W=Flcosα，其大小由力的大小F、位移的大小l以及力与位移方向的夹角α共同决定，故A、B错误，D正确；当力与位移方向垂直时，力不做功，但物体可以有位移，C错误。2.ABD解析：物体在水平力F和摩擦力f作用下运动。匀速直线运动时，F=f，F与位移同向，做正功，A正确；加速直线运动时，F>f，F与位移同向，做正功，B正确；减速直线运动时，可能F方向与位移同向但F<f，此时F做正功，也可能F方向与位移反向，此时F做负功，故C错误，D正确。3.D解析：功率是描述力对物体做功快慢的物理量，A错误；由P=W/t可知，在功W一定时，功率与时间成反比，B错误；当F与v垂直时，功率P为零，C错误；做功越快，功率越大，D正确。4.A解析：0-1s内，物体速度增大，动能增加，由动能定理知合外力做正功，A正确；1-2s内，物体匀速，动能不变，合外力不做功，B错误；2-3s内，物体减速，动能减小，合外力做负功，C、D错误。5.A解析：小球下落过程中，高度一直降低，重力势能一直减少，A正确；接触弹簧前，小球做自由落体，动能增加；接触弹簧后，开始时重力大于弹力，小球继续加速，动能增加，当弹力等于重力时速度最大，之后弹力大于重力，小球减速，动能减少，故动能先增加后减少，B错误；弹簧的压缩量一直增大，弹性势能一直增加，C错误；整个过程中弹簧弹力对小球做功，小球机械能不守恒（小球与弹簧组成的系统机械能守恒），D错误。6.AC解析：机械能守恒定律的条件是只有重力或弹力做功，A正确；合外力为零，其他外力做功的代数和可能不为零，机械能不一定守恒，B错误；其他外力不做功，只有重力或弹力做功，机械能守恒，C正确；炮弹爆炸时，化学能转化为机械能，机械能不守恒，D错误。7.AC解析：上升过程中，物体受重力mg和向下的空气阻力f，合力F合=mg+f，加速度a=F合/m=g+f/m，A正确，B错误；由v₀²=2ah得h=v₀²/(2a)=v₀²/(2(g+f/m))，C正确；空气阻力做功，机械能不守恒，D错误。8.BC解析：光滑斜面，A、B组成的系统只有重力做功，机械能守恒，C正确；对A、B整体分析，加速度a=gsinθ。隔离A，设杆对A的作用力为F（假设沿斜面向上），则有mgsinθ-F=ma，解得F=0，故杆对A、B均不做功，A、B各自的机械能也守恒，A、D错误，B正确。二、填空题9.20；-20；0解析：拉力做功W_F=Fl=5×4J=20J；物体匀速，摩擦力f=F=5N，摩擦力做功W_f=-fl=-5×4J=-20J；动能变化量ΔEk=W合=W_F+W_f=0。10.√(v₀²+v²)；√(v₀²+v²)解析：自由下落时，v²=2gh。以v₀竖直下抛：v'²-v₀²=2gh，得v'=√(v₀²+2gh)=√(v₀²+v²)。以v₀竖直上抛，上升再下落至抛出点时速度大小仍为v₀，方向竖直向下，之后运动与竖直下抛相同，故落地速度大小也为√(v₀²+v²)。11.mgL(1-cosθ)；-mgL(1-cosθ)；mgL(1-cosθ)解析：小球缓慢移动，动能变化量为零。由动能定理：W_F+W_G=0，得W_F=-W_G=mgL(1-cosθ)。重力做负功，W_G=-mgh=-mgL(1-cosθ)。机械能增加量ΔE=ΔEp+ΔEk=mgL(1-cosθ)+0=mgL(1-cosθ)。三、实验题12.(1)AC解析：需要用天平测重物质量，用毫米刻度尺测纸带上点的距离，打点计时器可计时，不需要秒表和弹簧测力计，故选A、C。(2)交流(3)(s₃-s₁)/(2T)解析：B点的速度等于AC段的平均速度。(4)mgs₂；m(s₃-s₁)²/(8T²)解析：重力势能减少量为mgh=mgs₂；动能增加量为ΔEk=mvB²/2=m[(s₃-s₁)/(2T)]²/2=m(s₃-s₁)²/(8T²)。(5)空气阻力和纸带与打点计时器间的摩擦阻力四、计算题13.解：(1)物体下落1s末的速度v=gt=10×1m/s=10m/s动能Ek=mv²/2=1×10²/2J=50J(2)由自由落体运动规律v²=2gh得v=√(2gh)=√(2×10×20)m/s=20m/s14.解：(1)小球从A到B，只有重力做功，机械能守恒。取B点为重力势能零点，则：mg·2R=mvB²/2解得vB=√(4gR)=2√(gR)(2)在B点，由牛顿第二定律：FN-mg=mvB²/R代入vB得FN=mg+m(4gR)/R=5mg由牛顿