第四章 机械能及其守恒定律 章末练习-2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册

**基本信息** 本单元卷针对粤教版必修第二册第四章“机械能及其守恒定律”，通过选择、实验、计算等题型，结合荡秋千、汽车行驶、冬奥会跳台滑雪等真实情境，覆盖重力势能、动能定理、功率等核心知识点，适配单元复习，强化物理观念与科学探究能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题|重力势能变化（第1题）、动能定理（第4题）、功率（第12题）|生活情境（荡秋千）与概念辨析（重力势能相对性，第3题）结合| |填空与实验题|2题|验证机械能守恒（第13题）、斜面滑块运动（第14题）|实验步骤排序（第13(1)题）与数据处理，体现科学探究| |计算题|3题|v-t图像分析（第15题）、冬奥会跳台滑雪（第16题）|综合应用动能定理与能量守恒，情境具时代性，梯度合理|

第四章 机械能及其守恒定律 章末练习-2025-2026学年物理粤教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、如图所示，小朋友在荡秋千。他从P点向右运动到Q点的过程中，重力势能的变化情况是(　　) A.先增大，后减小 B.先减小，后增大 C.一直减小 D.一直增大 2、质量为m的汽车沿平直的公路行驶，在时间t内，以恒定功率P由静止开始经过距离s达到最大速度vm。已知汽车所受的阻力Ff恒定不变，则在这段时间内发动机所做的功W可用下列哪些式子计算（　　） A． B． C． D． 3、关于重力势能的下列说法中错误的是(　　) A．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加 B．质量非常大的物体，重力势能也可能等于零 C．在三十层楼上的物体，它具有的重力势能一定不等于零 D．重力势能具有系统性和相对性 4、如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增加到v2时，上升高度为H，重力加速度为g，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是(　　) A.对物体，动能定理的表达式为WN＝mv，其中WN为支持力做的功 B.对物体，动能定理的表达式为W合＝0，其中W合为合力做的功 C.对物体，动能定理的表达式为WN－mgH＝mv－mv D.对电梯，其所受合力做功为Mv－Mv－mgH 5、质量为30 kg的小孩坐在秋千板上，秋千板离系绳子的横梁的距离是2.5 m。小孩的父亲将秋千板从最低点拉起1.25 m高度后由静止释放，小孩沿圆弧运动至最低点时，她对秋千板的压力约为(　　) A．0 B．200 N C．600 N D．1 000 N 6、如图所示，一质量为m、边长为a的正方体物块与地面间的动摩擦因数为μ＝0.1.为使它水平移动距离a，可以用将它翻倒或向前缓慢平推两种方法，则下列说法中正确的是(　　) A．将它翻倒比平推前进做功少 B．将它翻倒比平推前进做功多 C．两种情况做功一样多 D．两种情况做功多少无法比较 7、一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.如图所示，直线为苹果在空中的运动轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是(　　) A．苹果通过第3个窗户所用的时间最长 B．苹果通过第1个窗户的平均速度最大 C．苹果通过第3个窗户重力做的功最大 D．苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小 8、如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设离桌面高H处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为(　　) A．－mgh B．mgH C．mg(H－h) D．－mg(H＋h) 9、一辆汽车以v1＝6 m/s的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行s1＝3.6 m，如果以v2＝8 m/s 的速度行驶，在同样的路面上急刹车后滑行的距离s2应为(　　) A.6.4 m B.5.6 m C.7.2 m D.10.8 m 10、在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，如图所示，并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门。球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球的质量为m，则红队球员将足球踢出时对足球做的功W(不计空气阻力，足球视为质点)(　　) A．等于mgh＋mv2 B．大于mgh＋mv2 C．小于mgh＋mv2 D．因为球射入球门过程中的曲线的形状不确定，所以做功的大小无法确定 11、弹簧发生形变时，其弹性势能的表达式为Ep＝kx2，其中k是弹簧的劲度系数，x是形变量．如图所示，一质量为m的物体位于一直立的轻弹簧上方h高度处，该物体从静止开始落向弹簧．设弹簧的劲度系数为k，则物块的最大动能为(弹簧形变在弹性限度内)(　　) A．mgh＋　　 B．mgh－ C．mgh＋ D．mgh－ 12、如图所示，在同一水平方向恒力F的作用下，一物体分别沿着粗糙水平面和光滑水平面从静止开始运动相同位移x，物体沿着粗糙水平地面运动位移x过程中，力F做的功和做功的平均功率分别为W1、P1.物体沿着光滑水平地面运动位移x过程中，力F做的功和做功的平均功率分别为W2、P2.则(　　) A．W1>W2、P1>P2 B．W1＝W2、P1<P2 C．W1<W2、P1<P2 D．W1＝W2、P1>P2 二、填空与实验题。 13、在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤(带夹子)、天平、毫米刻度尺、50 Hz交流电源。回答下列问题： (1)用打点计时器打出一条纸带，前后要连续进行一系列的操作，下列各步骤的先后顺序合理的是________。 A.释放纸带 B.接通电源 C.取下纸带 D.切断电源 (2)如图所示，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。 (3)某同学用正确的方法获得了一条纸带，并以起点为计数点O，后隔一段距离，取连续点为计数点A、B、C、D、E、F，如图所示。已知重锤的质量为0.5 kg，则电磁打点计时器打下E点时，重锤减少的重力势能ΔEp＝________ J，重锤增加的动能ΔEk＝________ J(取重力加速度g＝9.8 m/s2，计算结果保留2位有效数字)，重锤增加的动能ΔEk与减少的重力势能ΔEp的大小关系为ΔEk________ΔEp(选填“大于”“小于”或“等于”)。 14、现利用如图所示装置验证机械能守恒定律．图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10－2 s、2.00×10－2 s．已知滑块质量为2.00 kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm，光电门1和2之间的距离为0.54 m，g取9.80 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度。 (1)滑块经过光电门1时的速度v1＝ m/s，经过光电门2时的速度v2＝ m/s。 (2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为 J，重力势能的减少量为 J。 三、计算题。 15、如图甲所示，质量为5 kg的物体置于粗糙水平地面上，受到水平恒力F作用一段时间后撤去，运动的v－t图像如图乙所示(g取10 m/s2)。求： 甲　　　　　　　乙 (1)物体与水平地面间的动摩擦因数μ； (2)全过程物体克服摩擦力做的功W克； (3)水平恒力F的最大功率Pm。 16、2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如图所示，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑连接，滑道BC高h＝10 m，C是半径R＝20 m圆弧的最低点。质量m＝60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a＝4.5 m/s2，到达B点时速度vB＝30 m/s。取重力加速度g＝10 m/s2。 (1)求长直助滑道AB的长度L； (2)若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力示意图，并求其所受支持力FN的大小。 17、如图甲所示，质量m＝1 kg的物体静止在光滑的水平面上，t＝0时刻，物体受到一个变力F作用，t＝1 s时，撤去力F，某时刻物体滑上倾角为37°的粗糙斜面；已知物体从开始运动到斜面最高点的v­t图象如图乙所示，不计其他阻力，求： 甲　　　　　　　　 乙 (1)变力F做的功； (2)物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率； (3)物体回到出发点的速度． 第四章 机械能及其守恒定律 章末练习-2025-2026学年物理粤教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、如图所示，小朋友在荡秋千。他从P点向右运动到Q点的过程中，重力势能的变化情况是(　　) A.先增大，后减小 B.先减小，后增大 C.一直减小 D.一直增大 【答案】B 2、质量为m的汽车沿平直的公路行驶，在时间t内，以恒定功率P由静止开始经过距离s达到最大速度vm。已知汽车所受的阻力Ff恒定不变，则在这段时间内发动机所做的功W可用下列哪些式子计算（　　） A． B． C． D． 【答案】C 3、关于重力势能的下列说法中错误的是(　　) A．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加 B．质量非常大的物体，重力势能也可能等于零 C．在三十层楼上的物体，它具有的重力势能一定不等于零 D．重力势能具有系统性和相对性 【答案】C 4、如图所示，电梯质量为M，在它的水平地板上放置一质量为m的物体。电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v1增加到v2时，上升高度为H，重力加速度为g，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是(　　) A.对物体，动能定理的表达式为WN＝mv，其中WN为支持力做的功 B.对物体，动能定理的表达式为W合＝0，其中W合为合力做的功 C.对物体，动能定理的表达式为WN－mgH＝mv－mv D.对电梯，其所受合力做功为Mv－Mv－mgH 【答案】C 5、质量为30 kg的小孩坐在秋千板上，秋千板离系绳子的横梁的距离是2.5 m。小孩的父亲将秋千板从最低点拉起1.25 m高度后由静止释放，小孩沿圆弧运动至最低点时，她对秋千板的压力约为(　　) A．0 B．200 N C．600 N D．1 000 N 【答案】C　 6、如图所示，一质量为m、边长为a的正方体物块与地面间的动摩擦因数为μ＝0.1.为使它水平移动距离a，可以用将它翻倒或向前缓慢平推两种方法，则下列说法中正确的是(　　) A．将它翻倒比平推前进做功少 B．将它翻倒比平推前进做功多 C．两种情况做功一样多 D．两种情况做功多少无法比较 【答案】B　 7、一只苹果从楼上某一高度自由下落，苹果在空中依次经过三个完全相同的窗户1、2、3.如图所示，直线为苹果在空中的运动轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是(　　) A．苹果通过第3个窗户所用的时间最长 B．苹果通过第1个窗户的平均速度最大 C．苹果通过第3个窗户重力做的功最大 D．苹果通过第1个窗户重力的平均功率最小 【答案】D 8、如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设离桌面高H处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为(　　) A．－mgh B．mgH C．mg(H－h) D．－mg(H＋h) 【答案】D 9、一辆汽车以v1＝6 m/s的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行s1＝3.6 m，如果以v2＝8 m/s 的速度行驶，在同样的路面上急刹车后滑行的距离s2应为(　　) A.6.4 m B.5.6 m C.7.2 m D.10.8 m 【答案】A 10、在足球赛中，红队球员在白队禁区附近主罚定位球，如图所示，并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门。球门高度为h，足球飞入球门的速度为v，足球的质量为m，则红队球员将足球踢出时对足球做的功W(不计空气阻力，足球视为质点)(　　) A．等于mgh＋mv2 B．大于mgh＋mv2 C．小于mgh＋mv2 D．因为球射入球门过程中的曲线的形状不确定，所以做功的大小无法确定 【答案】A　 11、弹簧发生形变时，其弹性势能的表达式为Ep＝kx2，其中k是弹簧的劲度系数，x是形变量．如图所示，一质量为m的物体位于一直立的轻弹簧上方h高度处，该物体从静止开始落向弹簧．设弹簧的劲度系数为k，则物块的最大动能为(弹簧形变在弹性限度内)(　　) A．mgh＋　　 B．mgh－ C．mgh＋ D．mgh－ 【答案】A　 12、如图所示，在同一水平方向恒力F的作用下，一物体分别沿着粗糙水平面和光滑水平面从静止开始运动相同位移x，物体沿着粗糙水平地面运动位移x过程中，力F做的功和做功的平均功率分别为W1、P1.物体沿着光滑水平地面运动位移x过程中，力F做的功和做功的平均功率分别为W2、P2.则(　　) A．W1>W2、P1>P2 B．W1＝W2、P1<P2 C．W1<W2、P1<P2 D．W1＝W2、P1>P2 【答案】B 二、填空与实验题。 13、在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤(带夹子)、天平、毫米刻度尺、50 Hz交流电源。回答下列问题： (1)用打点计时器打出一条纸带，前后要连续进行一系列的操作，下列各步骤的先后顺序合理的是________。 A.释放纸带 B.接通电源 C.取下纸带 D.切断电源 (2)如图所示，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。 (3)某同学用正确的方法获得了一条纸带，并以起点为计数点O，后隔一段距离，取连续点为计数点A、B、C、D、E、F，如图所示。已知重锤的质量为0.5 kg，则电磁打点计时器打下E点时，重锤减少的重力势能ΔEp＝________ J，重锤增加的动能ΔEk＝________ J(取重力加速度g＝9.8 m/s2，计算结果保留2位有效数字)，重锤增加的动能ΔEk与减少的重力势能ΔEp的大小关系为ΔEk________ΔEp(选填“大于”“小于”或“等于”)。 【答案】(1)BADC　 (2)丙　 (3)0.35　0.33　小于 14、现利用如图所示装置验证机械能守恒定律．图中AB是固定的光滑斜面，斜面的倾角为30°，1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出．让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10－2 s、2.00×10－2 s．已知滑块质量为2.00 kg，滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm，光电门1和2之间的距离为0.54 m，g取9.80 m/s2，取滑块经过光电门时的速度为其平均速度。 (1)滑块经过光电门1时的速度v1＝ m/s，经过光电门2时的速度v2＝ m/s。 (2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为 J，重力势能的减少量为 J。 【答案】(1)1.00　2.50　 (2)5.25　5.29 三、计算题。 15、如图甲所示，质量为5 kg的物体置于粗糙水平地面上，受到水平恒力F作用一段时间后撤去，运动的v－t图像如图乙所示(g取10 m/s2)。求： 甲　　　　　　　乙 (1)物体与水平地面间的动摩擦因数μ； (2)全过程物体克服摩擦力做的功W克； (3)水平恒力F的最大功率Pm。 【答案】(1)0.2 　(2)500 J　 (3)200 W 【解析】(1)撤去水平恒力F后物体的加速度大小a2＝2 m/s2，物体所受的摩擦力Ff＝ma2＝10 N，Ff＝μmg，μ＝0.2。 (2)由图线与坐标轴包围面积等于物体运动位移可知，全过程物体的位移x＝50 m，克服摩擦力做的功W克＝Ffx＝500 J。 (3)物体受F作用时的加速度a1＝2 m/s2 由F－Ff＝ma1得F＝20 N 故Pm＝Fvm＝200 W。 16、2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如图所示，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑连接，滑道BC高h＝10 m，C是半径R＝20 m圆弧的最低点。质量m＝60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a＝4.5 m/s2，到达B点时速度vB＝30 m/s。取重力加速度g＝10 m/s2。 (1)求长直助滑道AB的长度L； (2)若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力示意图，并求其所受支持力FN的大小。 【答案】(1)100 m　 (2)见解析图　3 900 N 【解析】(1)根据匀变速直线运动公式v－v＝2aL， 有L＝＝100 m。 (2)运动员经过C点时的受力示意图如图所示。 根据动能定理，运动员在BC段运动的过程中，有mgh＝mv－mv 根据牛顿第二定律，有FN－mg＝m 得FN＝3 900 N。 17、如图甲所示，质量m＝1 kg的物体静止在光滑的水平面上，t＝0时刻，物体受到一个变力F作用，t＝1 s时，撤去力F，某时刻物体滑上倾角为37°的粗糙斜面；已知物体从开始运动到斜面最高点的v­t图象如图乙所示，不计其他阻力，求： 甲　　　　　　　　 乙 (1)变力F做的功； (2)物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率； (3)物体回到出发点的速度． 【答案】(1)50 J　 (2)20 W　 (3)2 m/s 【解析】(1)物体1 s末的速度v1＝10 m/s，根据动能定理得： WF＝mv＝50 J. (2)物体在斜面上升的最大距离： x＝×1×10 m＝5 m 物体到达斜面时的速度v2＝10 m/s，到达斜面最高点的速度为零，根据动能定理： －mgxsin 37°－Wf＝0－mv 解得：Wf＝20 J， P＝＝20 W. (3)设物体重新到达斜面底端时的速度为v3，则根据动能定理： －2Wf＝mv－mv 解得：v3＝2 m/s 此后物体做匀速直线运动，到达原出发点的速度为2 m/s。 学科网（北京）股份有限公司 $