4.3 动能动能定理 4.4 势能 练习-2025-2026学年高一下学期物理教科版必修第二册

第四章 机械能及其守恒定律 考查范围：动能动能定理、势能 学科网（北京）股份有限公司 一、选择题：本题共12小题，每小题5分，共60分。 1.质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力和的作用下沿水平面运动，撤去后两物体受摩擦力的作用减速到停止，其图像如图所示，则下列说法中正确的是( ) A.和大小相等 B.和对A、B做功之比为 C.A、B所受摩擦力大小相等 D.全过程中摩擦力对A、B做功大小之比为1:2 2.一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处.物块初动能为，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，小物块的动能与位移x关系的图线是( ) A. B. C. D. 3.从地面竖直向上抛出一物体，在运动过程中除受到重力外，还受到一大小恒定、方向始终与运动方向相反的空气阻力的作用.距地面高度h在0~3 m以内时，物体上升、下落过程中动能随h的变化如图所示，重力加速度g取，该物体运动过程中受到的空气阻力为( ) A.0.5 N B.1 N C.1.5 N D.2 N 4.如图所示，可视为质点、质量为1.5 kg的物块静止在水平地面上，用方向水平向右、大小为6 N的恒力F作用在物块上，物块运动了3 m时撤去恒力F，物块继续运动了6 m后静止.对于物块从开始运动到最终静止的过程，下列说法正确的是( ) A.物块受到的摩擦力大小为3 N B.该过程中摩擦力对物块做的功 C.该过程中合力对物块做的功为18 J D.该过程中物块的最大速度为 5.“路亚”是一种钓鱼方法，先把鱼饵通过轻质鱼线收到鱼竿末端，然后用力将鱼饵甩向远处.如图所示，在a位置开始甩竿，甩竿过程竿可视为在竖直平面内绕O点转动，鱼饵被甩至竖直位置b点时迅速释放鱼线，鱼饵被水平抛出，最后落在距b水平距离的水面上.已知鱼饵质量，竿长，Oa与Ob成53°角，O距水面高.鱼饵从b点抛出后，忽略鱼线对其作用力和空气阻力，.则( ) A.鱼饵在b点抛出时的速度大小为 B.释放鱼线前瞬间，鱼饵在b点受鱼竿作用力的方向竖直向上 C.a到b的甩竿过程，鱼饵的重力势能不断减小 D.a到b的甩竿过程，鱼竿对鱼饵做的功为4.128 J 6.如图所示，质量关系为的三个小球分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、3是光滑的，轨道2是粗糙的，重力对小球做功分别为，则下列判断正确的是( ) A. B. C. D. 7.如图所示，一同学从同一位置将质量相同的飞镖先后以速度和水平抛出，分别落在水平地面上的A、B两点，飞镖在空中运动的时间分别为和，运动过程中的加速度大小分别为和，重力做的功分别为和，不计空气阻力，则( ) A. B. C. D. 8.将横截面积为S的玻璃管弯成如图所示的连通器放在水平桌面上，左、右管处在竖直状态，先关闭阀门K，往左、右管中分别注入高度为和、密度为ρ的液体，然后打开阀门K，直到液体静止，重力加速度为g，侧重力对液体做的功为( ) A. B. C. D. 9.关于重力做功和重力势能的变化，下列叙述正确的是( ) A.做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能减少 B.做竖直上抛运动的物体，在下落阶段，重力做正功，重力势能增加 C.做平抛运动的物体，重力势能在不断减少 D.物体高度降低了，重力势能可能不变 10.一根长为2 m、重力为200 N的均匀直木杆放在水平地面上，现将它的一端缓慢地从地面抬高0.5 m，另一端仍放在地面上，则重力势能增加量为( ) A.50 J B.100 J C.200 J D.400 J 11.（多选）假设有一辆纯电动汽车质量，汽车沿平直公路以恒定功率P从静止开始启动，如图所示为牵引力F与速度的关系，加速过程在图中的B点结束，所用的时间，10 s后汽车做匀速运动.若汽车所受阻力始终不变，下列说法正确的是( ) A.汽车的功率 B.图中A点对应的时刻为25 s C.图中A点对应时刻汽车的加速度大小为 D.0~10 s内汽车通过的路程为128 m 12.（多选）如图所示为发球机将一网球水平射出后的轨迹，其中A为出射点，网球从A到B与从B到C所花时间相同，不计空气阻力，下列说法正确的是( ) A.网球从A到B与从B到C过程A中重力做功之比为1:3 B.网球从A到B与从B到C过程C中重力做功之比为1:2 C.网球在A处的重力势能是其在B处的重力势能的倍 D.网球在B处时重力的功率是其在C处时重力的功率的 二、非选择题：本题共2小题，共40分。 13.（20分）如图所示，在水平地面上竖直固定一挡板，轻质弹簧的左端固定在挡板上.质量为、长度为的长木板静止放置在地面上，刚好与处于原长的水平弹簧的右端接触，木板右端在P点（P为地面上一点）.现对木板施加一个水平向左的推力，使木板向左缓缓移动一段距离，然后撤去推力，重力加速度g取. （1）若木板与水平地面间的动摩擦因数，弹簧压缩了，水平推力做功，此时撤去推力，求木板相对开始时向右运动的距离； （2）若P点左侧地面光滑，右侧粗糙，木板与右侧地面间的动摩擦因数为，水平推力做功，求撤去推力后最终木板右端到P点的距离. 14.（20分）如图所示，质量的小球从距地面高处自由下落，到达地面后恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁的右端圆弧切入，半圆形槽半径.小球到达槽最低点时速率为10 m/s，并继续沿槽壁运动直到从槽左端边缘竖直向上飞出，上升至最高点后又从空中返回到半圆形槽，如此反复，设小球沿槽壁运动时受到的摩擦力大小恒定不变，不计空气阻力及小球与槽壁口接触时的能量损失（取）.求： （1）小球第一次离槽后上升的高度； （2）小球最多能飞出槽外的次数. 1.答案：C参考答案 解析：设A、B两物体所受摩擦力大小分别为和，撤去水平恒力后，A的加速度大小为的加速度大小为，根据牛顿第二定律，对A有，对B有，所以有，对两物体运动的全过程，由动能定理有，解得，故A错误，C正确；和对A、B做功之比为，故B错误；对两物体运动的全过程，根据动能定理知，摩擦力对A、B做功的大小等于水平恒力做功的大小，则全过程中摩擦力对A、B做功大小之比为1:1，故D错误. 2.答案：C 解析：设斜面倾角为θ，根据动能定理，当小物块沿斜面上升时，有，即，所以与x的函数关系图线为直线，且斜率为负；设为小物块到达最高点时的位移，当小物块沿斜面下滑时根据动能定理有，即，所以下滑时随x的减小而增大且关系图线为直线.综上所述，C正确. 3.答案：D 解析：根据动能定理可知，则图像的斜率大小，上升过程中有，下落过程中有，联立解得，故D正确. 4.答案：B 解析：设物块受到的摩擦力大小为f，物块从开始运动到最终静止的过程，根据动能定理可得，解得，则该过程中摩擦力对物块做的功为，A错误，B正确；根据动能定理可得该过程中合力对物块做的功为，C错误；撤去恒力F时，物块的速度最大，根据动能定理可得，解得物块的最大速度为，D错误. 5.答案：D 解析：鱼饵在b点抛出后做平抛运动，水平方向有，竖直方向有，解得，A错误；释放鱼线前，鱼饵做圆周运动，鱼饵在b点时，根据牛顿第二定律有，解得，则鱼饵在b点时受鱼竿作用力的方向竖直向下，B错误；a到b的甩竿过程，鱼饵的高度增加，则重力势能不断增加，C错误；a到b的甩竿过程，鱼竿对鱼饵做的功，D正确. 6.答案：D 解析：重力做功，三小球下落的高度h相等，由于，所以，故D正确. 7.答案：A 解析：两飞镖抛出后均做平抛运动，则加速度均为重力加速度，即,D错误；两飞镖从同一高度飞出，根据，可知，C错误；根据，可知，A正确；根据，可知，B错误. 8.答案：C 解析：当液体静止时，此问题可等效为左边高度为的液体由左边最高的位置移到了右边液体的上面，则重心下降的高度为，故重力对液体做的功，C正确. 9.答案：C 解析：做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能增加，故A错误；做竖直上抛运动的物体，在下落阶段，重力方向与位移方向相同，重力做正功，重力势能减少，故B错误；做平抛运动的物体，重力做正功，重力势能在不断减少，故C正确；只要物体高度降低了，重力就对物体做正功，重力势能就减少，故D错误. 10.答案：A 解析：在抬高木杆一端的过程中，木杆的重心上升的距离为，则重力势能增加量为，A正确. 11.答案：ACD 解析：汽车以恒定功率P运动，由图可得，故A正确；10 s后汽车做匀速运动，此时汽车牵引力与阻力大小相等，故，图中A点对应牵引力，根据牛顿第二定律可得，故C正确；汽车以额定功率启动，作出其0~10 s的图像如图中曲线所示，如果汽车是做初速度为零的匀加速直线运动，则图像如图中的斜线所示，当速度为8 m/s时斜线对应的时间刚好是5 s，则曲线对应的时间小于5 s，故B错误；设0~10 s内汽车通过的路程为s，根据动能定理可得，解得，故D正确. 12.答案：AD 解析：网球从A到到C所花时间相同，A为出射点，由平抛规律可知，网球从A到到C过程中重力做功之比为，故A正确，B错误；由于题目未选取零势能面，故得不到重力势能具体的数量关系，故C错误；网球在B点有，网球在C点有，网球在B时重力的功率与其在C时重力的功率之比为，故D正确. 13.答案：（1）0.8 m （2）3.5 m 解析：（1）对木板，根据动能定理得，解得撤去推力后木板相对开始时向右运动的距离. （2）P点左侧地面光滑，右侧粗糙，对木板，由动能定理得， 解得摩擦力做功的大小为； 设撤去推力后最终木板右端到P点的距离为，若，则， 解得，与假设矛盾，不符合题意. 故，则， 解得，所以撤去推力后最终木板右端到P点的距离为3.5 m. 14.答案：（1）4.2 m （2）6次 解析：（1）已知小球沿槽壁运动时受到的摩擦力大小恒定不变，由对称性可知，小球在槽右半部分与左半部分克服摩擦力做的功相等，设在槽右半部分运动时克服摩擦力做功为，小球从开始下落直至到达槽最低点的过程中，由动能定理得，解得，小球由槽最低点到第一次上升到最大高度的过程，由动能定理得，解得. （2）设小球能飞出槽外n次，对整个过程，由动能定理得，解得只能取整数，故小球最多能飞出槽外6次. $