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2026 届高考物理一轮复习专题练习卷
《机械能守恒定律及其应用》答案解析
一、单选题：本大题共4 小题，共16 分
1.解： A.对物块根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式有
解得物块的位移大小为
，故A 错误；
B.物块机械能增量为
，故B 错误；
C.对小车根据动能定理有
其中
，联立解得
，故C 正确；
D.小车机械能增量为
，故D 错误。
故选C。
2. 解： 物块返回曲面轨道上升的高度小于下降的高度，说明传送带的速率小于物块刚滑上传送带时的速
率，物块第一次在传送带上的运动过程：先向右做匀减速运动，速度减小到后向左做匀加速运动，和传
送带共速后做匀速运动，以和传送带相同的速率返回曲面轨道之后物块每次都是以和传送带相同的速率
滑上传送带，先向右做匀减速运动，速度减小到后向左做匀加速运动，以和传送带相同的速率返回曲面
轨道，如此反复。
综上分析，由机械能守恒定律得
，
解得传送带匀速转动的速度大小为
，故A 错误
由机械能守恒定律得
，
解得物块第一次滑上传送带时的速度大小为
，
由牛顿第二定律得
，
由运动规律得
，
，
，
，
，
解得物块第一次在传送带上运动的时间为
，故B 错误
物块第二次在传送带上运动的过程中，动能的变化为零，故C 正确
物块第三次在传送带上运动的过程中，物块受到传送带的支持力和摩擦力，
摩擦力对物块的冲量大小为
，支持力的冲量大小为
，
所以传送带对物块的冲量大小为
，故D 错误。
故选C。
3. 解：设小车的质量为
，小车在
段做匀减速直线运动，加速度大小为：
，在
段，根据动能定理可得：
，解得
，故
；
小车在
段，根据机械能守恒可得
，解得：
，过圆形支架的圆心
点作
的垂线，根据几何知识可得：
，解得：
，
，故小车在
上
运动的加速度大小为：
，故小车在
段的运动时间为：
，所以
小车运动的总时间为：
，故A 正确，BCD 错误。
故选A。
4. 解：A、球在
点恰好脱离轨道时，物体只受重力，重力提供向心力。根据向心力公式
，
此时
，
，
则有
。
可得
。已知
，
，
，
，代入上式可得：
，故A 错误；
B、根据机械能守恒得，弹簧释放出来的弹性势能
，故B 错误；
C、物体运动到
点时恰好脱离轨道，开始做斜抛运动，
竖直方向：
，
解得
水平方向：
，故C 正确；
D、为使物体能从
点飞出，
点：则有
，
物体从
点至
点的过程中，根据动能定理有：
解得：
，故D 错误。
故选C 。
二、多选题：本大题共4 小题，共24 分
5. 解：A.小球经过
点时速度达到最大值，可知在
点时受力平衡，则有
，小球做简谐运动，
位移大小关于平衡位置对称，即
，弹簧的劲度系数为
，故A 正确；
B.小球下降到
位置时，重力势能减小量为
，且减小的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势
能，则在位置
时的动能小于
，故B 错误；
C.在最高点
时小球的重力势能转化为在最低点
时的弹性势能，可知弹性势能的最大值为
，
故C 正确；
D.从
到
过程中，小球的机械能和弹簧的弹性势能之和保持不变，由于弹簧的弹性势能一直变大，则小
球的机械能一直减小，故D 正确。
故选ACD。
6. 解：
释放物块
瞬间，对物块
，根据牛顿第二定律可得
对物块
，根据牛顿第二定律可得
联立解得物块
的加速度大小为
，故A 错误，B 正确；
释放物块
瞬间，弹簧的压缩量为
物块
刚离开挡板时，弹簧的伸长量为
可得
两状态弹簧的弹性势能相等；物块
刚离开挡板时，设物块
的速度为
速度大小相等，物块
、
、
和弹簧组成的系统机械能守恒，可得
联立解得
，故C 正确，D 错误。
故选BC。
7.解： A.刚释放物块
瞬间，对物块
有
，对物块
有
，联立解得
，
，故A 项正确；
B.物块
和
所受合力为零时速度最大，对物块
有
，对物块
有
，可得此时弹簧的
伸长量
，系统机械能守恒，有
，解得物块
、
的最大速度
，故B 项正确；
C.物块
下落到最低点时物块
、
的速度为零，根据机械能守恒定律有
，解得物块
下
落的最大高度
，故C 项正确；
D.物块
在最低点时，对物块
有
，对物块
有
，解得
，故D 项
错误。
故选ABC。
8.解： A.根据图像可知，碰撞后
的动能变为原来的
，根据
可知，碰撞后
的速度大小变
为原来的
，设碰撞瞬间前
的速度为
，对于
与
碰撞瞬间，取向下为正方向，根据动量守恒定律
可得
解得
，A 正确；
B.碰撞瞬间前系统的机械能
碰撞瞬间后系统的机械能
根据能量守恒，
、
碰撞过程损失的机械能
，B 错误；
C.在
处，
处于静止状态，弹簧弹力大小与
的重力相等，在
处动能最大，弹簧弹力与
、
总
重力平衡，即
从
到
，由胡克定律可知
，即
由动能定理可得
联立得
，C 错误；
D.在
处
的动能为
，
的动能为
，即在
处
、
的动能为
，由图乙知，
、
在
处动能为，所以从
到
过程中，
、
系统动能减少了
，重力做正功，重力势
能减少了
由机械能守恒定律可得
解得
，D 正确。
故选AD。
三、填空题：本大题共4 小题，共7 分
9. 解：（1）力
做的功为
；
（2）此过程拉力做正功即除重力和系统内的弹力的其他力做了功，机械能不守恒。
故答案为：
不守恒
10. 解：以小球和弹簧组成的系统为研究对象，取地面为参考平面，由系统的机械能守恒
得
，则弹簧压缩时具有的弹性势能：
。
故答案为：
11. 解：（1）小车在推力
作用下，重力势能与动能均增加，物体机械能增加
（2）由动能定理可得
即
解得摩擦阻力对小车做的功
。
故答案为：
12. 解：由图知，
时
，由
得
，
从地面至
，物体的机械能减少了
，重力势能增加了
，因此，物体的动能减少
。
故答案为：
四、实验题：本大题共2 小题，共14 分
13. 解：
要验证的表达式为
，两边都有
，则实验前没必要用天平测出重物的质量，选
项A 错误测重物下落的高度时，通过实验后纸带上点迹间的距离进行测量，选项B 错误
实验时先通电，打点稳定后再释放纸带，选项C 正确。
为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量，选项A 正
确。
打点时，重物下落的速度大小
。
故答案为：
14. 解：
遮光条通过光电门时的速度为
从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为
从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统动能增加量为
改变，做多组实验，作出如图以为横坐标，以
为纵坐标的图像，若机械能守恒成立有
，整理有
则图像斜率为
。
故答案为：
五、计算题：本大题共3 小题，共39 分
15.
分别在近日点和远日点取相等的很小时间
，根据开普勒第二定律有
解得
；
在点
的机械能
在点
的机械能
根据机械能守恒可知
结合
中结论联立可得
。
16. 解：
物体由
到
做平抛运动，由平抛运动的运动规律可知，
水平方向有：
，
竖直方向有：
，
由题知：
，
，
联立可得：
；
物体沿半圆形导轨运动过程中，
由动能定理可得：
，
由题知：
，
，
解得：
；
释放物体的过程，弹簧与物体组成的系统机械能守恒，可得：
，
解得：
；
答：
物体到达
点的速度大小
为
；
物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功
为
；
弹簧压缩至
点时的弹性势能
为
。
17. 解：
物块与小球组成的系统机械能守恒，则有
，
解得
。
对此时物块进行受力分析，由牛顿第二定律有
，
解得
，
由机械能守恒有
，
解得
。
设物块在
处的速度大小为
，此时小球的速度大小为
，
将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，如图所示
则
，
对物块和小球组成的系统，根据机械能守恒定律有
，
解得
。
