第四章 机械能及其守恒定律 章末达标培优训练 -2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册

第四章《机械能及其守恒定律》章末达标培优训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（24-25高一下·云南保山·期末）物理关系式确定了物理量之间数量关系的同时也确定了单位之间的关系，请你利用单位制的知识，判断下列关于能量的单位，不合理的是（　　） A．J（焦耳） B．N·m（牛米） C．N/m（牛每米） D．W·s（瓦秒） 2．（2025·江西吉安·模拟预测）如图为某游乐场圆弧形滑梯，表面粗糙。一个小朋友从最高处由静止滑下直至最低处水平滑离的过程中，下列说法一定正确的是（　　） A．小朋友的动能一直增大 B．小朋友重力的功率一直增大 C．小朋友始终处于失重状态 D．小朋友机械能一直减小 3．（25-26高三上·广东梅州·阶段练习）贵州黔南州青年小黄尝试用无人机运送水果等货物，探索缓解山地交通瓶颈的方法。已知质量为10kg的货物在无人机拉力作用下匀速上升30m，然后匀速水平移动40m，空气阻力不能忽略。下列说法正确的是（　　）    A．匀速上升时，货物处于超重状态 B．无人机在匀速上升时货物机械能增量3000J C．整个过程，货物机械能增加了5000J D．无人机水平移动过程中升力、重力均不做功 4．（24-25高一下·北京东城·期末）如图所示，一个质量为m的小球，用绳长为l的轻绳悬挂于O点，初始时刻小球静止于P点。第一次小球在水平拉力F1的作用下，从P点缓慢移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为30°，随即撤去F1；第二次小球在大小为F2的水平恒力的作用下，从P点开始运动到达Q点，随即撤去F2。不计空气阻力，重力加速度为g。分析上述两次运动过程，下列说法正确的是（　　） A．F1的大小始终为mgtan30° B．F1做的功等于mglcos30° C．F2做的功等于F2lsin30° D．两个过程小球回到最低点P时绳中拉力一定相等 5．（24-25高一下·北京东城·期末）如图，汽车以恒定功率在水平路面上匀速行驶，当保持原有功率由水平路面驶上斜坡路面后，速度逐渐减小，设由路面造成的阻力大小恒定，则汽车在上坡过程中（　　） A．牵引力增大，加速度增大 B．牵引力增大，机械能不变 C．加速度减小，机械能增加 D．牵引力减小，加速度减小 6．（24-25高一下·江苏苏州·期中）简易儿童蹦极装置如图所示。活动开始前，先给小朋友绑上安全带，然后将弹性绳拉长后固定在小朋友身上，并通过其它力作用使小朋友停留在蹦床上。当撤去其它力后，小朋友被“发射”出去冲向高空，小朋友到达最高点，然后下落到B点时，弹性绳恰好为原长，然后继续下落至最低点A。若小朋友可视为质点，并始终沿竖直方向运动，忽略弹性绳质量与空气阻力，则小朋友（　　） A．在C点时的加速度大小为0 B．B到A过程加速度先减小后增大 C．在B点时速度最大 D．在下落过程中机械能不断减小 7．（24-25高一下·北京东城·期末）在空中同一点沿水平方向同时抛出两个质量均为m的小球（可视为质点），两小球初速度方向相反，初速度大小分别用v1、v2表示，若在刚要落到地面上时两小球速度之间的夹角为90°，以下说法正确的是（　　） A．要实现上述情景要求抛出时的高度是某一个定值 B．能实现上述情景要求v1、v2的乘积是某一个定值 C．刚要落地时两球的总动能一定增加了mv1v2 D．无论v1、v2的数值是多少，落地所用的时间都是定值 8．（24-25高一下·江苏南京·期末）如图所示，传送带与水平地面的夹角θ=37°，A、B两端间距L=16m，传送带以速度v=10m/s沿顺时针方向运动。物体m=1kg，无初速度地放置于A端，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10m/s2（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。则下列说法中正确的是（　　）    A．物体由A运动到B端的时间为2s B．物体放上传送带后就随传送带做匀速运动 C．物块自放上传送带后，传送带对它的摩擦力一直沿传送带向下 D．物体与传送带之间由于摩擦而产生的热量为14J 二、多选题 9．（25-26高一上·河南省直辖县级单位·期末）下列物理量在运算过程中遵循平行四边形定则的有（　　） A．位移 B．功 C．力 D．加速度 10．（25-26高三上·山东泰安·期中）跳台滑雪是一种勇敢者的运动。如图所示某运动员穿着专用滑雪板，第一次从跳台A处由静止开始沿倾角为30°的滑雪道滑到B处，第二次从跳台A处以速度=15m/s沿水平方向飞出，在空中飞行一段时间后刚好落在B处。已知运动员第一次运动到B处所用的时间为第二次的倍。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则（　　） A．滑雪板与雪道间的动摩擦因数为 B．滑雪板与雪道间的动摩擦因数为 C．AB两点间的雪道长度为60m D．AB两点间的雪道长度为30m 三、实验题 11．（24-25高一下·内蒙古阿拉善盟·期末）如图的装置为“验证机械能守恒定律”的实验装置。    （1）为完成此实验，除了图中所示的实验器材，还必须的器材有______； A．刻度尺    B．秒表    C．天平    D．交流电源 （2）下列操作正确的是______； A．按照上图所示，安装好实验装置    B．先接通电源，后释放重锤 C．释放重物前，重物应靠近打点计时器    D．电源应使用交流电源 （3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量______。动能增加量______。    （4）大量实验结果显示，即使是在规范操作的情况下，重力势能的减少量也总是略大于动能的增加量，原因可能是______，写出一条减小上述误差的建议______。 四、解答题 12．（24-25高一下·福建漳州·期末）据《吕氏春秋》记载，我国在尧舜时代就有春节扫尘的风俗，寓意平安顺遂。如图所示，沙发静止在水平地面上，小亮从侧面用平行于地面的力推开沙发打扫卫生，沙发由静止开始做加速度的匀加速直线运动，前进的位移，求此过程中 (1)力对沙发所做的功； (2)力的平均功率。 13．（2025高一下·云南曲靖·期中）如图所示，质量的运动员在进行体能训练时，腰部系着一不可伸长的轻绳，轻绳另一端连接质量的轮胎，当运动员由静止开始沿水平直跑道匀加速奔跑时，绳的拉力大小，方向与跑道的夹角为。已知轮胎与水平地面间的动摩擦因数，空气阻力不计，，重力加速度。求： （1）运动员的加速度大小。 （2）3 s末运动员克服轻绳拉力做功的功率。 14．（24-25高一下·北京通州·期末）利用物理模型对问题进行分析，是重要的科学思维方法。 (1)如图1所示，质量为的某物体在光滑水平面上运动，在与运动方向相同的恒力的作用下发生一段位移，速度由增加到。请根据牛顿运动定律和运动学公式，推导水平恒力对物体做的功与物体动能变化的关系。 (2)如图2所示，一架飞机质量，起飞过程中从点由静止开始沿水平直线匀加速滑跑。当飞机到达点时，其位移，速度达到起飞速度。在此过程中，飞机受到的平均阻力是飞机所受重力的。重力加速度取。求飞机在点的牵引力瞬时功率。 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 《第四章《机械能及其守恒定律》章末达标培优训练—2025-2026学年高一下学期粤教版物理必修第二册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D B C C B C A ACD BD 1．C 【详解】A．能量的国际单位为焦耳，符号为J，故A正确，不符合题意； B．功是能量转化的量度，能量的单位与功的单位相同，均为焦耳，根据 根据单位运算可知，能量的单位为牛·米，符号为N·m，故B正确，不符合题意； C．根据上述可知，能量的单位为牛·米，符号为N·m，故C错误，符合题意； D．根据 解得 根据单位运算可知，能量的单位为瓦秒，符号为W·s，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．D 【详解】A．小朋友滑到最低处前一段时间内做减速运动，动能在减小，故A错误； B．最低点时重力与速度垂直，重力的功率为零，故B错误； C．小朋友到相当于圆弧的最低点，加速度向上，处于超重状态，故C错误； D．由于一直克服摩擦力做功，机械能一直减小，故D正确。 故选D。 3．B 【详解】A．匀速上升时，加速度为零，货物处于平衡状态，故A错误； B．无人机在匀速上升时，动能不变，货物的机械能增量 故B正确； C．匀速水平移动时，动能势能都不变，所以整个过程，货物机械能增加3000J，故C错误； D．空气阻力不能忽略。无人机水平移动过程中重力均不做功，但升力水平分力平衡阻力，所以升力在该过程中做正功，故D错误。 故选B。 4．C 【详解】A．小球处于动态平衡状态，则，绳子与竖直方向的夹角在增大的过程中，在增大，故A错误； B．小球从P点缓慢移动到Q点，则由动能定理，有 解得F1做的功等于，故B错误； C．F2做的功，故C正确； D．两个过程小球从最低点P点回到P时，由动能定理，有 在P点，有 而两种情况，拉力做功不同，则回到P点时的速度不同，绳中拉力不相等，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】AD．由于汽车以恒定功率行驶，所以根据公式P=Fv可知速度减小时，汽车的牵引力逐渐增大，汽车的加速度方向沿坡向下，对汽车进行受力分析：汽车受到重力、牵引力、阻力f，设斜坡与水平面的夹角为θ，由牛顿第二定律得 随F增大，加速度a逐渐减小，故AD错误； BC．在水平路面上汽车匀速行驶，可得f=F 在斜面上，F增大，则F>f，可知除了重力之外的其他力做功为正功，则机械能增加，故C正确，B错误。 故选C。 6．B 【详解】A．在C点时弹性绳弹力为零，竖直方向受到重力，加速度大小为g，故A错误； B．B到A过程受到重力和弹性绳的弹力，弹力逐渐增大，合力先减小后增大，根据牛顿第二定律可知加速度先减小后增大，故B正确； C．在B点时合力竖直向下，小朋友向下加速，弹性绳的弹力和重力相等时速度最大，故C错误； D．在C到B过程中，弹力为零，只有重力做功，机械能不变，B到A过程弹力逐渐增大，做负功，机械能不断减小，故D错误。 故选B。 7．C 【详解】ABD．当两小球速度夹角为时，二者速度的偏角互余，设初速度大小为的小球速度偏角为，则 解得 下落的高度 时间和高度的值由 的乘积决定。若 变化，、必随之变化，而非固定值，故ABD错误； C．刚要落地时两球的总动能增加量 故C正确。 故选C。 8．A 【详解】AB．物体轻放在A端，在传送带的作用下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得 mgsin37°+μmgcos37°=ma1 解得 a1=10m/s2 经过 与传送带共速，运动的位移为 因为 mgsin37°>μmgcos37° 所以物体继续做匀加速直线运动，加速度为 mgsin37°﹣μmgcos37°=ma2 解得 a2=2m/s2 继续向下匀加速，满足 解得 t2=1s 物体由A运动到B端的时间为 t=t1+t2=2s 故A正确，B错误； C．根据上述分析可知，物体前1s内，物体相对传送带沿传送带向上运动，所受的摩擦力沿传送带向下，后1s内，物体速度大于传送带速度，所以摩擦力沿传送带向上，故C错误； D．物体前1s内，物块相对传送带的路程为 s1=vt1﹣x1=10×1m﹣5m=5m 后1s内，物体相对传送带的路程为 s2=L﹣x1﹣vt2=16m﹣5m﹣10×1m=1m 则物体与传送带之间由于摩擦而产生的热量为 Q=μmgcos37°（s1+s2）=0.5×1×10×0.8×（5+1）J=24J 故D错误。 故选A。 9．ACD 【详解】位移、力、加速度为矢量，计算需遵循平行四边形定则。 故选ACD。 10．BD 【详解】AB．设A、B两点间雪道的长度为l，运动员沿雪道向下滑动的加速度大小为a，则第一次的运动时间为 第二次运动时间 又 解得 根据牛顿第二定律可知 解得 故A错误，B正确； CD．设运动员第二次到达B处时的速度大小为v，与水平方向间的夹角为，如图所示 则由 可知 由运动的合成与分解可知 解得 由动能定理 解得 故C错误，D正确。 故选BD。 11． AD/DA ABCD 物体下落过程中受到阻力的作用 为减小上述误差，可选用密度更大、体积小的小钢球 【详解】（1）[1]需要刻度尺测量纸带的长度；电火花计时器的电源是交流220V，不需要测量质量，打点计时器可以测量时间，不需要秒表。 故选AD。 （2）[2]实验中安装装置，为了充分利用纸带，先接通电源，后释放纸带，且释放时，重物靠近打点计时器，为了减小摩擦影响，使打点计时器两限位孔在同一直线上，电源需使用交流电源。 故选ABCD。 （3）[3]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量 [4]打下B点时重锤速度的表达式为 动能的增加量的表达式为 （3）[5][6]大量实验结果显示，即使是在规范操作的情况下，重力势能的减少量也总是略大于动能的增加量，原因可能是物体下落过程中受到阻力的作用，为了减小误差可以选用密度更大、体积小的小钢球。 12．(1) (2) 【详解】（1）由题可知，力对沙发所做的功 解得 （2）由 则运动时间 力的平均功率 解得 13．（1）2m/s2；（2）336J 【详解】（1）对轮胎，由牛顿第二定律得 又因为 解得 （2）根据公式可得，3s末运动员的速度为 3s末运动员克服绳子拉力做功的功率为 14．(1) (2) 【详解】（1）物体运动的加速度为 由速度-位移关系式 联立可得 可得 （2）由速度-位移关系式 可得加速度为 根据牛顿第二定律，有 解得 飞机在A点的牵引力瞬时功率 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 $