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

**基本信息** 本单元卷聚焦机械能及其守恒定律，通过选择、实验、计算多题型，覆盖功、功率、机械能守恒等核心知识，注重实验探究与综合应用，适配高中必修第二册单元复习，助力物理观念与科学思维培养。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|12|功的计算、机械能守恒条件、功率分析|结合软绳提升、汽车启动等情境，双选考查综合辨析| |实验题|2|验证机械能守恒（打点计时器、光电门）|设计误差分析、速度计算，强化科学探究能力| |计算题|3|传送带摩擦做功、圆周运动机械能、弹簧弹性势能|综合运动模型与能量转化，突出科学推理与模型建构|

第四章 机械能及其守恒定律 练习-2025-2026学年粤教版（2019）必修第二册物理 一、选择题。 1、如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，重力加速度为g，若将其下端向上提起使其对折，则软绳重力势能变化量为(　　) A.mgl B.mgl C.mgl D.mgl 2、下面四幅图是小新提包回家的情景，小新对包的拉力没有做功的是(　　) 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、一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示。则力F所做的功为(　　) A．mglcos θ B．Flsin θ C．mgl(1－cos θ) D．Fl(1－sin θ) 5、如图所示，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍．当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高．将A由静止释放，B上升的最大高度是(　　) A．2R　　　B. C. D. 6、（双选）质量为2×103 kg、发动机的额定功率为80 kW的汽车在平直公路上行驶。若该汽车所受阻力大小恒为4×103 N，则下列判断中正确的有(　　) A．汽车的最大速度是10 m/s B．汽车以2 m/s2的加速度匀加速启动，启动后第2 s末发动机的实际功率是32 kW C．汽车以2 m/s2的加速度匀加速启动，匀加速运动所能维持的时间为10 s D．若汽车保持额定功率启动，则当其速度为5 m/s时，加速度为6 m/s2 7、如图所示，起重机的钢绳上悬挂着重物。下列说法正确的是(　　) A.当重物静止时，重力不做功，钢绳的拉力做正功 B.当重物沿水平方向匀速移动时，重力和钢绳拉力都不做功 C.当重物沿竖直方向向上移动时，重力和钢绳拉力都做正功 D.当重物沿竖直方向向下移动时，重力和钢绳拉力都做负功 8、如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则(　　) A．沿轨道1滑下重力做的功多 B．沿轨道2滑下重力做的功多 C．沿轨道3滑下重力做的功多 D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多 9、（双选）甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s。如图所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是(　　) A．力F对甲物体做的功多 B．力F对甲、乙两个物体做的功一样多 C．甲物体获得的动能比乙大 D．甲、乙两个物体获得的动能相同 10、关于物体机械能是否守恒的叙述，正确的是(　　) A．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒 B．做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒 C．外力对物体所做的功等于零，机械能一定守恒 D．物体若只有重力做功，机械能一定守恒 11、如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球。给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动。在此过程中(　　) A．小球的机械能守恒 B．重力对小球不做功 C．轻绳的张力对小球不做功 D．在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少量 12、质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其v­t图像如图所示，则下列说法中正确的是(　　) A．F1和F2大小相等 B．F1和F2对A、B做功之比为2∶1 C．A、B所受摩擦力大小相等 D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为1∶2 【答案】C　 二、填空与实验题。 13、在“验证机械能守恒定律”的实验中： (1)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是 ，可选择的实验器材是 ．(填字母代号) (2)下列方法有助于减小实验误差的是 ． A．在重锤的正下方地面铺海绵 B．必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒 C．重复多次实验，重物必须从同一位置开始下落 D．重物的密度尽量大一些 (3)完成实验后，小明用刻度尺测量纸带距离时如图所示，已知打点计时器每0.02 s打一个点，则B点对应的速度vB＝ m/s. 若H点对应的速度为vH，重物下落的高度为hBH，重物质量为m，当地重力加速度为g，为得出实验结论完成实验，需要比较mghBH与 的大小关系(用题中字母表示)． 14、如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放，下落过程中经过A点正下方的位置B，B处固定有光电门，测得AB间的距离为H（），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则 (1)小球通过光电门B时的速度表达式_____； (2)多次改变高度H，重复上述实验，描点作出随H的变化图象如图所示，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为______（表达式用已给的物理量表达），可判断小球下落过程中机械能守恒； (3)实验中发现动能增加量总是_______（填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能减少量，增加下落高度后，则（）_______将（填“增加”、“减小”或“不变”）； (4)小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用，计算与B点对应的小球的瞬时速度，得到动能的增加量，你认为这种做法正确还是错误？答：_________。 三、计算题。 15、如图所示，水平的传送带以速度 v＝6 m/s顺时针运转，两传动轮M、N之间的距离为L＝10 m，若在M轮的正上方，将一质量为m＝3 kg的物体轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.3，在物体由M处传送到N处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功？(g取10 m/s2) 16、如图所示，粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC相切于B点，现有质量为m的小球(可看成质点)以初速度v0＝，从A点开始向右运动，并进入半圆形轨道，若小球恰好能到达半圆形轨道的最高点C，最终又落于水平轨道上的A处，重力加速度为g，求： （1）小球落到水平轨道上的A点时速度的大小vA； （2）水平轨道与小球间的动摩擦因数μ. 17、如图所示，半径为R的光滑半圆弧轨道与高为10R的光滑斜轨道放在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡．在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤压但不与两球连接，处于静止状态．同时释放两个小球，a球恰好能通过圆弧轨道的最高点A，b球恰好能到达斜轨道的最高点B.已知a球质量为m1，b球质量为m2，重力加速度为g.求： (1)a球离开弹簧时的速度大小va； (2)b球离开弹簧时的速度大小vb； (3)释放小球前弹簧的弹性势能Ep. 第四章 机械能及其守恒定律 练习-2025-2026学年粤教版（2019）必修第二册物理 一、选择题。 1、如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，重力加速度为g，若将其下端向上提起使其对折，则软绳重力势能变化量为(　　) A.mgl B.mgl C.mgl D.mgl 【答案】D 2、下面四幅图是小新提包回家的情景，小新对包的拉力没有做功的是(　　) 【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、一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示。则力F所做的功为(　　) A．mglcos θ B．Flsin θ C．mgl(1－cos θ) D．Fl(1－sin θ) 【答案】C　 5、如图所示，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍．当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高．将A由静止释放，B上升的最大高度是(　　) A．2R　　　B. C. D. 【答案】C　 6、（双选）质量为2×103 kg、发动机的额定功率为80 kW的汽车在平直公路上行驶。若该汽车所受阻力大小恒为4×103 N，则下列判断中正确的有(　　) A．汽车的最大速度是10 m/s B．汽车以2 m/s2的加速度匀加速启动，启动后第2 s末发动机的实际功率是32 kW C．汽车以2 m/s2的加速度匀加速启动，匀加速运动所能维持的时间为10 s D．若汽车保持额定功率启动，则当其速度为5 m/s时，加速度为6 m/s2 【答案】BD　 7、如图所示，起重机的钢绳上悬挂着重物。下列说法正确的是(　　) A.当重物静止时，重力不做功，钢绳的拉力做正功 B.当重物沿水平方向匀速移动时，重力和钢绳拉力都不做功 C.当重物沿竖直方向向上移动时，重力和钢绳拉力都做正功 D.当重物沿竖直方向向下移动时，重力和钢绳拉力都做负功 【答案】B 8、如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则(　　) A．沿轨道1滑下重力做的功多 B．沿轨道2滑下重力做的功多 C．沿轨道3滑下重力做的功多 D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多 【答案】D　 9、（双选）甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s。如图所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是(　　) A．力F对甲物体做的功多 B．力F对甲、乙两个物体做的功一样多 C．甲物体获得的动能比乙大 D．甲、乙两个物体获得的动能相同 【答案】BC　 10、关于物体机械能是否守恒的叙述，正确的是(　　) A．做匀速直线运动的物体，机械能一定守恒 B．做匀变速直线运动的物体，机械能一定守恒 C．外力对物体所做的功等于零，机械能一定守恒 D．物体若只有重力做功，机械能一定守恒 【答案】D　 11、如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球。给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动。在此过程中(　　) A．小球的机械能守恒 B．重力对小球不做功 C．轻绳的张力对小球不做功 D．在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少量 【答案】C　 12、质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其v­t图像如图所示，则下列说法中正确的是(　　) A．F1和F2大小相等 B．F1和F2对A、B做功之比为2∶1 C．A、B所受摩擦力大小相等 D．全过程中摩擦力对A、B做功之比为1∶2 【答案】C　 二、填空与实验题。 13、在“验证机械能守恒定律”的实验中： (1)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是 ，可选择的实验器材是 ．(填字母代号) (2)下列方法有助于减小实验误差的是 ． A．在重锤的正下方地面铺海绵 B．必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒 C．重复多次实验，重物必须从同一位置开始下落 D．重物的密度尽量大一些 (3)完成实验后，小明用刻度尺测量纸带距离时如图所示，已知打点计时器每0.02 s打一个点，则B点对应的速度vB＝ m/s. 若H点对应的速度为vH，重物下落的高度为hBH，重物质量为m，当地重力加速度为g，为得出实验结论完成实验，需要比较mghBH与 的大小关系(用题中字母表示)． 【答案】(1)AEF　D　 (2)D 　(3)1.35　mv－mv 14、如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放，下落过程中经过A点正下方的位置B，B处固定有光电门，测得AB间的距离为H（），光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则 (1)小球通过光电门B时的速度表达式_____； (2)多次改变高度H，重复上述实验，描点作出随H的变化图象如图所示，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为______（表达式用已给的物理量表达），可判断小球下落过程中机械能守恒； (3)实验中发现动能增加量总是_______（填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能减少量，增加下落高度后，则（）_______将（填“增加”、“减小”或“不变”）； (4)小明用AB段的运动来验证机械能守恒时，他用，计算与B点对应的小球的瞬时速度，得到动能的增加量，你认为这种做法正确还是错误？答：_________。 【答案】 小于 增加 错误 三、计算题。 15、如图所示，水平的传送带以速度 v＝6 m/s顺时针运转，两传动轮M、N之间的距离为L＝10 m，若在M轮的正上方，将一质量为m＝3 kg的物体轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.3，在物体由M处传送到N处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功？(g取10 m/s2) 【答案】54 J 【解析】物体放在传送带上后的加速度： a＝＝＝μg＝3 m/s2 设一段时间后物体的速度增大到v＝6 m/s，此后物体与传送带速度相同，二者之间不再相对滑动，滑动摩擦力随之消失，可见滑动摩擦力的作用时间为： t＝＝ s＝2 s 在这2 s内物体水平向右运动的位移为： l＝at2＝×3×22 m＝6 m＜L＝10 m 故滑动摩擦力对物体所做的功为： W＝Fl＝μmgl＝0.3×3×10×6 J＝54 J。 16、如图所示，粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC相切于B点，现有质量为m的小球(可看成质点)以初速度v0＝，从A点开始向右运动，并进入半圆形轨道，若小球恰好能到达半圆形轨道的最高点C，最终又落于水平轨道上的A处，重力加速度为g，求： （1）小球落到水平轨道上的A点时速度的大小vA； （2）水平轨道与小球间的动摩擦因数μ. 【答案】(1)　(2)0.25 【解析】(1)mg＝m，得vC＝，从C到A由动能定理得： mg·2R＝mv－mv，得vA＝. (2)AB的距离为xAB＝vCt＝×＝2R 从A出发回到A由动能定理得：－μmgxAB＝mv－mv，得μ＝0.25 17、如图所示，半径为R的光滑半圆弧轨道与高为10R的光滑斜轨道放在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡．在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤压但不与两球连接，处于静止状态．同时释放两个小球，a球恰好能通过圆弧轨道的最高点A，b球恰好能到达斜轨道的最高点B.已知a球质量为m1，b球质量为m2，重力加速度为g.求： (1)a球离开弹簧时的速度大小va； (2)b球离开弹簧时的速度大小vb； (3)释放小球前弹簧的弹性势能Ep. 【答案】(1)　 (2)2 (3)gR 【解析】(1)由a球恰好能到达A点知：m1g＝m1 由机械能守恒定律得：m1v－m1v＝m1g·2R 解得va＝. (2)对于b球由机械能守恒定律得：m2v＝m2g·10R 解得vb＝2. (3)由机械能守恒定律得：Ep＝m1v＋m2v 解得Ep＝gR。 学科网（北京）股份有限公司 $