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

**基本信息** 本卷为粤教版（2019）必修第二册第四章“机械能及其守恒定律”单元复习卷，通过选择、实验、计算题型系统考查重力做功、机械能守恒等核心知识，注重科学思维与探究能力培养，适配单元复习巩固与能力提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题|重力做功（1题）、功率（2题）、机械能守恒（5题）等|结合斜面、传送带情境，考查运动与相互作用观念，如第4题通过圆周运动分析摩擦力做功| |填空实验题|2题|验证机械能守恒定律（13-14题）|基于频闪照片数据处理，培养科学探究中的证据分析能力| |计算题|3题|势能计算（15题）、系统机械能守恒（16题）、动能定理应用（17题）|联系赛车缓冲实际场景，体现科学态度与责任，如17题分析速度过大的安全隐患|

第四章 机械能及其守恒定律 复习题-2025-2026学年物理粤教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达的D点时，速度为0。重力加速度为g，在这个过程中，重力做功为(　　) A. B. C.mgh D.0 2、如图所示，一质量为m1的木板放在光滑斜面上，木板的上端用细绳拴在斜面上，木板上有一只质量为m2的小猫．剪断细绳，木板开始下滑，同时小猫沿木板向上爬．小猫向上爬的过程中，小猫在木板上相对于地面的高度不变，忽略空气阻力．细绳剪断后，小猫做功的功率P与时间t关系正确的图象是(　　) 3、如图所示，一根长为l、质量为m的匀质软绳悬于O点，若将其下端向上提起使其对折，则做功至少为(　　) A．mgl B.mgl C.mgl D.mgl 4、如图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的小球(可视为质点)自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力为2mg，重力加速度大小为g。小球自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为(　　) A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR 5、(双选)竖直放置的轻弹簧下连接一个小球，用手托起小球，使弹簧处于压缩状态，如图所示．则迅速放手后(不计空气阻力)(　　) A．放手瞬间小球的加速度等于重力加速度 B．小球与弹簧与地球组成的系统机械能守恒 C．小球的机械能守恒 D．小球向下运动过程中，小球动能与弹簧弹性势能之和不断增大 6、（双选）如图所示，将完全相同的四个小球1、2、3、4分别从同一高度由静止释放(图甲、丙、丁)和平抛(图乙)，其中图丙、丁分别是倾角为45°和60°的光滑斜面，不计空气阻力，则下列对四种情况下相关物理量的比较正确的是(　　) 甲　　 乙 　 丙　　 丁 A．落地时间t1＝t2<t3<t4 B．全程重力做功W1＝W2＝W3＝W4 C．落地瞬间重力的功率P1＝P2＝P3＝P4 D．全程重力做功的平均功率＝＞＞ 7、（双选）如图所示，工厂利用皮带传输机把质量为m的货物从地面运送到高处的平台C上．皮带以一定的速度v顺时针转动．将货物无初速度地放在A处，货物在皮带上相对滑动时留下一段划痕，然后货物达到速度v随皮带到达平台．已知货物与皮带间的动摩擦因数为μ，皮带的倾角为θ，重力加速度为g.下列说法正确的是(　　) A．货物从A到C的过程中，平均速度为 B．若改变传送带的速率v，使其变小，皮带上留下的划痕长度变短 C．货物从A点运动到C点，传送带一直对货物做正功 D．货物达到速度v以后的运动过程中，传送带对货物的摩擦力做功的功率为μmgvcosθ 8、一质量为M的物体放在水平地面上，上面安一根原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧，现用手拉弹簧的上端P点(开始拉时弹簧为原长)，如图(1)所示，当P点位移为H时，物体离开地面一段距离h，如图(2)所示，则物体在此过程中增加的重力势能为(　　) A．MgH B．MgH－ C．MgH＋ D．MgH－ 9、静止在粗糙水平面上的物块在水平向右的拉力作用下做直线运动，t＝4 s 时停下，其v－t图像如图所示，已知物块与水平面间的动摩擦因数处处相同，则下列判断正确的是(　　) A.整个过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功 B.整个过程中拉力做的功等于零 C.t＝2 s时刻拉力的瞬时功率在整个过程中最大 D.t＝1 s到t＝3 s这段时间内拉力不做功 10、一物体由h高处自由落下，以地面为参考平面，当物体的动能等于势能时，物体经历的时间为(　　) A.　　B.　　C.　　D．以上都不对 11、某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A.从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功 B.从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功 C.从A到B重力做功mg(H＋h) D.从A到B重力做功mgH 12、如图所示，光滑的曲面与光滑的水平面平滑相连，一轻弹簧右端固定，质量为m的小球从高度h处由静止下滑，则(　　) A．小球与弹簧刚接触时，速度大小为 B．小球与弹簧接触的过程中，小球机械能守恒 C．小球压缩弹簧至最短时，弹簧的弹性势能为mgh D．小球在压缩弹簧的过程中，小球的加速度保持不变 二、填空与实验题。 13、利用落体法验证机械能守恒定律实验，由于重物及纸带受空气及打点计时器阻力的作用，系统误差的情况总是：重物减少的重力势能比增加的动能________（填“大些”或“小些”）。 14、某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05 s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 m/s2，小球质量m＝0.2 kg，计算结果保留3位有效数字)： 时刻 t2 t3 t4 t5 速度(m·s－1) 4.99 4.48 3.98 (1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝__________ m/s； (2)从t2到t5时间内，重力势能增加量ΔEp＝__________ J，动能减少量ΔEk＝__________ J； (3)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定律。由上述计算得ΔEp__________ΔEk(选填“＞”“＜”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是_____________________________________________________ ____________________________________________________________。 三、计算题。 15、质量为3 kg的物体放在高4 m的平台上，g取10 m/s2.求： (1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？ (2)物体相对于地面的重力势能是多少？ (3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？ 16、如图所示，质量分别为3 kg和5 kg的物体A、B，用轻绳连接跨在一个定滑轮两侧，轻绳正好拉直，且A物体底面与地面接触，B物体距地面0.8 m．求： (1)放开B物体，当B物体着地时A物体的速度； (2)B物体着地后A物体还能上升的高度。(g取10 m/s2) 17、在赛车场上，安全起见，车道外围都固定上废旧轮胎作为围栏，当车碰撞围栏时起缓冲器作用，如图甲所示。在一次模拟实验中用弹簧来代替废旧轮胎，实验情景如图乙所示，水平放置的轻弹簧左侧固定于墙上，处于自然状态，开始时赛车在A处且处于静止状态，距弹簧自由端的距离为L1＝1 m。当赛车启动时，产生水平向左的恒为F＝24 N的牵引力使赛车向左匀加速前进，当赛车接触弹簧的瞬间立即关闭发动机，赛车继续压缩弹簧，最后被弹回到B处停下。已知赛车的质量为m＝2 kg，A、B之间的距离为L2＝3 m，赛车被弹回的过程中离开弹簧时的速度大小为v＝4 m/s，方向水平向右。g取10 m/s2。 (1)赛车和地面间的动摩擦因数； (2)弹簧被压缩的最大距离是多少？试从加速度和速度变化的角度分析赛车关闭发动机后的运动性质； (3)试分析赛车速度过大时，存在什么安全隐患。 第四章 机械能及其守恒定律 复习题-2025-2026学年物理粤教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达的D点时，速度为0。重力加速度为g，在这个过程中，重力做功为(　　) A. B. C.mgh D.0 【答案】B 2、如图所示，一质量为m1的木板放在光滑斜面上，木板的上端用细绳拴在斜面上，木板上有一只质量为m2的小猫．剪断细绳，木板开始下滑，同时小猫沿木板向上爬．小猫向上爬的过程中，小猫在木板上相对于地面的高度不变，忽略空气阻力．细绳剪断后，小猫做功的功率P与时间t关系正确的图象是(　　) 【答案】B 3、如图所示，一根长为l、质量为m的匀质软绳悬于O点，若将其下端向上提起使其对折，则做功至少为(　　) A．mgl B.mgl C.mgl D.mgl 【答案】D 4、如图所示，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的小球(可视为质点)自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的压力为2mg，重力加速度大小为g。小球自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为(　　) A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR 【答案】C 5、(双选)竖直放置的轻弹簧下连接一个小球，用手托起小球，使弹簧处于压缩状态，如图所示．则迅速放手后(不计空气阻力)(　　) A．放手瞬间小球的加速度等于重力加速度 B．小球与弹簧与地球组成的系统机械能守恒 C．小球的机械能守恒 D．小球向下运动过程中，小球动能与弹簧弹性势能之和不断增大 【答案】BD　 6、（双选）如图所示，将完全相同的四个小球1、2、3、4分别从同一高度由静止释放(图甲、丙、丁)和平抛(图乙)，其中图丙、丁分别是倾角为45°和60°的光滑斜面，不计空气阻力，则下列对四种情况下相关物理量的比较正确的是(　　) 甲　　 乙 　 丙　　 丁 A．落地时间t1＝t2<t3<t4 B．全程重力做功W1＝W2＝W3＝W4 C．落地瞬间重力的功率P1＝P2＝P3＝P4 D．全程重力做功的平均功率＝＞＞ 【答案】BD 　 7、（双选）如图所示，工厂利用皮带传输机把质量为m的货物从地面运送到高处的平台C上．皮带以一定的速度v顺时针转动．将货物无初速度地放在A处，货物在皮带上相对滑动时留下一段划痕，然后货物达到速度v随皮带到达平台．已知货物与皮带间的动摩擦因数为μ，皮带的倾角为θ，重力加速度为g.下列说法正确的是(　　) A．货物从A到C的过程中，平均速度为 B．若改变传送带的速率v，使其变小，皮带上留下的划痕长度变短 C．货物从A点运动到C点，传送带一直对货物做正功 D．货物达到速度v以后的运动过程中，传送带对货物的摩擦力做功的功率为μmgvcosθ 【答案】BC 8、一质量为M的物体放在水平地面上，上面安一根原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧，现用手拉弹簧的上端P点(开始拉时弹簧为原长)，如图(1)所示，当P点位移为H时，物体离开地面一段距离h，如图(2)所示，则物体在此过程中增加的重力势能为(　　) A．MgH B．MgH－ C．MgH＋ D．MgH－ 【答案】D 9、静止在粗糙水平面上的物块在水平向右的拉力作用下做直线运动，t＝4 s 时停下，其v－t图像如图所示，已知物块与水平面间的动摩擦因数处处相同，则下列判断正确的是(　　) A.整个过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功 B.整个过程中拉力做的功等于零 C.t＝2 s时刻拉力的瞬时功率在整个过程中最大 D.t＝1 s到t＝3 s这段时间内拉力不做功 【答案】A 10、一物体由h高处自由落下，以地面为参考平面，当物体的动能等于势能时，物体经历的时间为(　　) A.　　B.　　C.　　D．以上都不对 【答案】B　 11、某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A.从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功 B.从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功 C.从A到B重力做功mg(H＋h) D.从A到B重力做功mgH 【答案】D 12、如图所示，光滑的曲面与光滑的水平面平滑相连，一轻弹簧右端固定，质量为m的小球从高度h处由静止下滑，则(　　) A．小球与弹簧刚接触时，速度大小为 B．小球与弹簧接触的过程中，小球机械能守恒 C．小球压缩弹簧至最短时，弹簧的弹性势能为mgh D．小球在压缩弹簧的过程中，小球的加速度保持不变 【答案】A　 二、填空与实验题。 13、利用落体法验证机械能守恒定律实验，由于重物及纸带受空气及打点计时器阻力的作用，系统误差的情况总是：重物减少的重力势能比增加的动能________（填“大些”或“小些”）。 【答案】大些 14、某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05 s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8 m/s2，小球质量m＝0.2 kg，计算结果保留3位有效数字)： 时刻 t2 t3 t4 t5 速度(m·s－1) 4.99 4.48 3.98 (1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝__________ m/s； (2)从t2到t5时间内，重力势能增加量ΔEp＝__________ J，动能减少量ΔEk＝__________ J； (3)在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定律。由上述计算得ΔEp__________ΔEk(选填“＞”“＜”或“＝”)，造成这种结果的主要原因是_____________________________________________________ ____________________________________________________________。 【答案】(1)3.48　 (2)1.24　1.28 　(3)＜　上升过程中存在空气阻力 三、计算题。 15、质量为3 kg的物体放在高4 m的平台上，g取10 m/s2.求： (1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？ (2)物体相对于地面的重力势能是多少？ (3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？ 【答案】(1)0　 (2)120 J　 (3)－120 J　120 J 【解析】解法一：(1)相对于平台表面h＝0. Ep＝mgh＝0. (2)相对于地面，物体重力势能为Ep＝mgh＝3×10×4 J＝120 J. (3)物体从平台表面下落到地面上，以平台为参考面，有Ep1＝0. Ep2＝mgh＝3×10×(－4) J＝－120 J △Ep＝Ep2－Ep1＝－120 J 重力势能减少了120 J，重力做的功为 WG＝mgh＝120 J 或WG＝Ep1－Ep2＝0－(－120) J＝120 J. 解法二：(1)、(2)两问同上 在第(3)问中，若取地面为零势能面． 则：Ep1＝mgh＝3×10×4 J＝120 J，Ep2＝0 ΔEp＝Ep2－Ep1＝0－120 J＝－120 J WG＝Ep1－Ep2＝120 J 16、如图所示，质量分别为3 kg和5 kg的物体A、B，用轻绳连接跨在一个定滑轮两侧，轻绳正好拉直，且A物体底面与地面接触，B物体距地面0.8 m．求： (1)放开B物体，当B物体着地时A物体的速度； (2)B物体着地后A物体还能上升的高度。(g取10 m/s2) 【答案】(1)2 m/s　 (2)0.2 m 【解析】(1)方法一：由E1＝E2. 对A、B组成的系统，当B下落时系统机械能守恒，以地面为零势能参考平面，则mBgh＝mAgh＋(mA＋mB)v2. v＝＝ m/s＝2 m/s. 方法二：由ΔEk增＝ΔEp减，得 mBgh－mAgh＝(mA＋mB)v2， 得v＝2 m/s. 方法三：由ΔEA增＝ΔEB减，得 mBgh－mBv2＝mAgh＋mAv2 得v＝2 m/s. (2)当B落地后，A以2 m/s的速度竖直上抛，则A上升的高度由机械能守恒可得mAgh′＝mAv，h′＝＝ m＝0.2 m。 17、在赛车场上，安全起见，车道外围都固定上废旧轮胎作为围栏，当车碰撞围栏时起缓冲器作用，如图甲所示。在一次模拟实验中用弹簧来代替废旧轮胎，实验情景如图乙所示，水平放置的轻弹簧左侧固定于墙上，处于自然状态，开始时赛车在A处且处于静止状态，距弹簧自由端的距离为L1＝1 m。当赛车启动时，产生水平向左的恒为F＝24 N的牵引力使赛车向左匀加速前进，当赛车接触弹簧的瞬间立即关闭发动机，赛车继续压缩弹簧，最后被弹回到B处停下。已知赛车的质量为m＝2 kg，A、B之间的距离为L2＝3 m，赛车被弹回的过程中离开弹簧时的速度大小为v＝4 m/s，方向水平向右。g取10 m/s2。 (1)赛车和地面间的动摩擦因数； (2)弹簧被压缩的最大距离是多少？试从加速度和速度变化的角度分析赛车关闭发动机后的运动性质； (3)试分析赛车速度过大时，存在什么安全隐患。 【答案】(1)0.2　 (2)0.5 m　赛车的运动性质见解析　 (3)见解析。 【解析】(1)从赛车离开弹簧到B点静止，由动能定理得： －μmg(L1＋L2)＝0－mv2 解得μ＝0.2。 (2)设弹簧被压缩的最大距离为L，从赛车加速到离开弹簧，由动能定理得 FL1－μmg(L1＋2L)＝mv2－0 解得L＝0.5 m。 赛车接触弹簧后立即关闭发动机，牵引力消失，水平方向摩擦力不变，弹簧弹力增大，由牛顿第二定律知赛车做加速度增大的减速运动，当弹簧被压缩至最短时，赛车速度减为零，然后赛车在弹簧弹力作用下被反向弹回，赛车被反向弹回时摩擦力大小不变，方向向左，弹簧弹力逐渐减小，赛车脱离弹簧时弹力为0，赛车先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动。赛车脱离弹簧后，做匀减速直线运动至速度减为0。 (3)若赛车速度过大，撞击时超过弹簧的弹性限度，就会冲出围栏，发生安全事故。 学科网（北京）股份有限公司 $