2025-2026年广东省部编版高中物理下册第十章备考习题集

2025-2026年广东省部编版高中物理下册第十章备考习题集一、单选题（总共10题，每题2分，共20分）1.在第十章《机械能守恒定律》的学习中，关于机械能守恒条件的理解，下列说法正确的是（）A.只要物体不受摩擦力，机械能就一定守恒B.只要物体只受重力或弹力作用，机械能就一定守恒C.只要物体动能不变，机械能就一定守恒D.只要物体沿光滑曲面下滑，机械能就一定守恒参考答案：B解析：机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力做功，其他力（如摩擦力、空气阻力）不做功或做功之和为零。选项A错误，因为即使没有摩擦力，若存在其他非保守力（如推力），机械能也不守恒；选项C错误，动能不变不代表势能不变，机械能可能变化；选项D错误，若曲面存在支持力做功（如非水平方向的曲面），机械能不一定守恒。选项B正确，因为重力或弹力是保守力，其做功不改变系统的机械能总和。2.如图所示，质量为m的小球从静止开始沿光滑的1/4圆弧轨道下滑，圆弧半径为R，当小球滑到最低点时，轨道对小球的支持力N与小球重力的比值N/g等于（）A.1B.2C.3D.4参考答案：C解析：小球在最低点受重力mg和支持力N，根据牛顿第二定律，沿半径方向的合力提供向心力：N-mg=mv²/R。由机械能守恒定律，小球下滑到最低点时动能等于重力势能的减少量：1/2mv²=mgR。代入上式得N-mg=2mg，即N=3mg，故N/g=3。3.在第十章《机械能守恒定律》的应用中，一个质量为2kg的小球从高h=5m的平台上由静止释放，忽略空气阻力，小球落地时的速度大小v等于（）（取g=10m/s²）A.5m/sB.10m/sC.15m/sD.20m/s参考答案：B解析：根据机械能守恒定律，小球在释放点的重力势能全部转化为落地时的动能：mgh=1/2mv²。代入数据得2kg×10m/s²×5m=1/2×2kg×v²，解得v=10m/s。4.在研究机械能守恒定律的实验中，下列操作中能够减小实验误差的是（）A.尽量使用质量较大的滑块B.尽量使用粗糙的斜面C.尽量增大滑块下滑的高度D.尽量减小滑块下滑的角度参考答案：A解析：实验误差主要来源于非保守力（如摩擦力）的影响。使用质量较大的滑块可以减小摩擦力对动能测量的相对误差；粗糙斜面会增加摩擦力，增大误差；增大下滑高度和减小下滑角度对误差影响较小。5.在第十章《机械能守恒定律》的综合应用中，一个质量为m的物体从高h的平台上由静止开始下滑，经过粗糙的水平面后从高h/2的平台上由静止开始上滑，若物体与水平面的动摩擦因数为μ，则物体最终静止在（）A.高h/2的平台顶端B.高h/2的平台某处C.高h/4的平台某处D.水平面上参考答案：D解析：物体下滑时机械能部分转化为内能，设水平面长度为L，由机械能守恒和能量守恒：mgh=μmgL+1/2mv²，v²=2gh-4μgL。物体上滑时，克服摩擦力做功：1/2mv²=μmgL+mgh/2，代入v²得2gh-4μgL=2μgL+mgh，解得h=6μgL。若h足够小，物体可能静止在水平面上。6.在第十章《机械能守恒定律》的拓展应用中，一个质量为m的小球从高h的平台上由静止开始自由下落，与地面碰撞后反弹到高h/2的位置，若碰撞过程中机械能损失了η，则η等于（）A.1/2B.1/4C.1/3D.1/5参考答案：B解析：下落过程机械能守恒，mgh=1/2mv²，v=√(2gh)。反弹过程动能转化为势能，1/2mv²'=mgh/2，v'=√(gh)。由能量守恒：1/2mv²=1/2mv²'+ηmg(h-h/2)，代入v²和v²'得η=1/4。7.在第十章《机械能守恒定律》的实验验证中，使用打点计时器研究自由落体运动，下列说法正确的是（）A.打点计时器应竖直放置B.应先释放纸带再接通电源C.应尽量使用质量较大的纸带D.应尽量使用质量较大的重锤参考答案：D解析：打点计时器研究自由落体时，重锤质量应较大以减小空气阻力影响；纸带质量对实验结果影响较小；实验应先接通电源再释放纸带；打点计时器应水平放置以减小摩擦。8.在第十章《机械能守恒定律》的理论推导中，关于重力势能Ep的表达式，下列说法正确的是（）A.Ep=mgh仅适用于竖直向上的运动B.Ep=mgh仅适用于水平面上的运动C.Ep=mgh适用于任意参考系D.Ep=mgh的参考系应选择零势能面参考答案：D解析：重力势能Ep=mgh中的h是相对零势能面的高度差，参考系的选择会影响h的值，但必须明确零势能面。9.在第十章《机械能守恒定律》的实际应用中，一个质量为m的物体从高h的斜面顶端由静止开始下滑，斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ，物体滑到斜面底端时的速度大小v等于（）A.√(2gh)B.√(2gh(1-μcosθ))C.√(2gh(1-sinθ/μ))D.√(2ghsinθ)参考答案：B解析：沿斜面方向的重力分力为mgsinθ，摩擦力为μmgcosθ，合力为mgsinθ-μmgcosθ，由动能定理：mgsinθL-μmgcosθL=1/2mv²，其中L=h/sinθ，代入解得v=√(2gh(1-μcosθ))。10.在第十章《机械能守恒定律》的拓展应用中，一个质量为m的物体从高h的平台上由静止开始沿光滑的1/4圆弧轨道下滑，圆弧半径为R，当物体滑到最低点时，轨道对小球的支持力N等于（）A.mgB.2mgC.3mgD.4mg参考答案：C解析：由机械能守恒得1/2mv²=mgR，沿半径方向的合力为N-mg=mv²/R，代入v²得N=3mg。二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.在研究机械能守恒定律的实验中，若测得小球从高h处自由下落的时间为t，则重力加速度g的表达式为________。参考答案：2h/t²解析：自由落体运动中h=1/2gt²，解得g=2h/t²。2.在第十章《机械能守恒定律》的应用中，一个质量为m的物体从高h的平台上由静止开始下滑，与地面碰撞后反弹到高h/2的位置，若碰撞过程中机械能损失了η，则η的表达式为________。参考答案：1/4解析：下落过程机械能守恒，mgh=1/2mv²；反弹过程动能转化为势能，1/2mv²'=mgh/2，v'=√(gh)。由能量守恒：1/2mv²=1/2mv²'+ηmg(h-h/2)，代入v²和v²'得η=1/4。3.在第十章《机械能守恒定律》的理论推导中，关于动能定理的表达式，物体动能的变化量等于________。参考答案：合外力对物体做的功解析：动能定理ΔEk=W_合。4.在研究机械能守恒定律的实验中，若使用打点计时器研究自由落体运动，打点计时器打点的频率为f，则相邻计数点的时间间隔为________。参考答案：T=2/f解析：打点计时器频率为f时，相邻计数点的时间间隔为T=2/f（若每4个点取一个计数点）。5.在第十章《机械能守恒定律》的实际应用中，一个质量为m的物体从高h的斜面顶端由静止开始下滑，斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ，物体滑到斜面底端时的速度大小v等于________。参考答案：√(2gh(1-μcosθ))解析：沿斜面方向的重力分力为mgsinθ，摩擦力为μmgcosθ，合力为mgsinθ-μmgcosθ，由动能定理：mgsinθL-μmgcosθL=1/2mv²，其中L=h/sinθ，代入解得v=√(2gh(1-μcosθ))。6.在第十章《机械能守恒定律》的拓展应用中，一个质量为m的物体从高h的平台上由静止开始沿光滑的1/4圆弧轨道下滑，圆弧半径为R，当物体滑到最低点时，轨道对小球的支持力N等于________。参考答案：3mg解析：由机械能守恒得1/2mv²=mgR，沿半径方向的合力为N-mg=mv²/R，代入v²得N=3mg。7.在研究机械能守恒定律的实验中，若使用打点计时器研究自由落体运动，打点计时器打点的频率为f，则相邻计数点的时间间隔为________。参考答案：T=2/f解析：打点计时器频率为f时，相邻计数点的时间间隔为T=2/f（若每4个点取一个计数点）。8.在第十章《机械能守恒定律》的理论推导中，关于重力势能Ep的表达式，Ep=mgh中的h是相对________的高度差。参考答案：零势能面解析：重力势能Ep=mgh中的h是相对零势能面的高度差，参考系的选择会影响h的值，但必须明确零势能面。9.在第十章《机械能守恒定律》的实际应用中，一个质量为m的物体从高h的斜面顶端由静止开始下滑，斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ，物体滑到斜面底端时的速度大小v等于________。参考答案：√(2gh(1-μcosθ))解析：沿斜面方向的重力分力为mgsinθ，摩擦力为μmgcosθ，合力为mgsinθ-μmgcosθ，由动能定理：mgsinθL-μmgcosθL=1/2mv²，其中L=h/sinθ，代入解得v=√(2gh(1-μcosθ))。10.在第十章《机械能守恒定律》的拓展应用中，一个质量为m的物体从高h的平台上由静止开始沿光滑的1/4圆弧轨道下滑，圆弧半径为R，当物体滑到最低点时，轨道对小球的支持力N等于________。参考答案：3mg解析：由机械能守恒得1/2mv²=mgR，沿半径方向的合力为N-mg=mv²/R，代入v²得N=3mg。三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.在第十章《机械能守恒定律》的学习中，只要物体不受摩擦力，机械能就一定守恒。（×）解析：机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力作用，其他力（如推力）不做功，若存在非保守力（如推力）做功，机械能不守恒。2.在研究机械能守恒定律的实验中，使用打点计时器研究自由落体运动时，应先释放纸带再接通电源。（×）解析：实验应先接通电源再释放纸带，以确保打点稳定。3.在第十章《机械能守恒定律》的理论推导中，关于重力势能Ep的表达式，Ep=mgh仅适用于竖直向上的运动。（×）解析：Ep=mgh适用于任意参考系，只要明确零势能面。4.在第十章《机械能守恒定律》的实际应用中，一个质量为m的物体从高h的斜面顶端由静止开始下滑，斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ，物体滑到斜面底端时的速度大小v等于√(2gh)。（×）解析：由于摩擦力做功，v≠√(2gh)，v=√(2gh(1-μcosθ))。5.在第十章《机械能守恒定律》的拓展应用中，一个质量为m的物体从高h的平台上由静止开始沿光滑的1/4圆弧轨道下滑，圆弧半径为R，当物体滑到最低点时，轨道对小球的支持力N等于mg。（×）解析：由机械能守恒得1/2mv²=mgR，沿半径方向的合力为N-mg=mv²/R，代入v²得N=3mg。6.在研究机械能守恒定律的实验中，若使用打点计时器研究自由落体运动，打点计时器打点的频率为f，则相邻计数点的时间间隔为T=f。（×）解析：打点计时器频率为f时，相邻计数点的时间间隔为T=1/f（若每点打一次），若每4个点取一个计数点，则T=2/f。7.在第十章《机械能守恒定律》的理论推导中，关于动能定理的表达式，物体动能的变化量等于合外力对物体做的功。（√）解析：动能定理ΔEk=W_合。8.在第十章《机械能守恒定律》的实际应用中，一个质量为m的物体从高h的斜面顶端由静止开始下滑，斜面倾角为θ，动摩擦因数为μ，物体滑到斜面底端时的速度大小v等于√(2gh(1-μcosθ))。（√）解析：沿斜面方向的重力分力为mgsinθ，摩擦力为μmgcosθ，合力为mgsinθ-μmgcosθ，由动能定理：mgsinθL-μmgcosθL=1/2mv²，其中L=h/sinθ，代入解得v=√(2gh(1-μcosθ))。9.在第十章《机械能守恒定律》的拓展应用中，一个质量为m的物体从高h的平台上由静止开始沿光滑的1/4圆弧轨道下滑，圆弧半径为R，当物体滑到最低点时，轨道对小球的支持力N等于3mg。（√）解析：由机械能守恒得1/2mv²=mgR，沿半径方向的合力为N-mg=mv²/R，代入v²得N=3mg。10.在研究机械能守恒定律的实验中，若使用打点计时器研究自由落体运动，打点计时器打点的频率为f，则相邻计数点的时间间隔为T=2/f。（√）解析：打点计时器频率为f时，相邻计数点的时间间隔为T=2/f（若每4个点取一个计数点）。四、简答题（总共4题，每题4分，共16分）1.在第十章《机械能守恒定律》的学习中，简述机械能守恒的条件和过程。（4分）参考答案：机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力作用，其他力（如摩擦力）不做功或做功之和为零。过程：重力势能和动能相互转化，但机械能总量保持不变。例如，自由落体运动中，重力势能减少，动能增加，但Ep+Ek=恒量。2.在研究机械能守恒定律的实验中，如何减小实验误差？（4分）参考答案：减小实验误差的方法包括：①使用质量较大的重锤以减小空气阻力影响；②尽量使用光滑的轨道或表面以减小摩擦力；③选择质量较大的滑块以减小摩擦力对动能测量的相对误差；④多次测量取平均值以减小随机误差；⑤确保打点计时器工作稳定。3.在第十章《机械能守恒定律》的理论推导中，简述重力势能Ep的表达式及其适用条件。（4分）参考答案：重力势能Ep=mgh，其中m为质量，g为重力加速度，h为相对零势能面的高度差。适用条件：①参考系必须明确零势能面；②重力是保守力，其做功不改变系统的机械能总和；③适用于宏观低速物体。4.在第十章《机械能守恒定律》的实际应用中，简述动能定理和机械能守恒定律的区别。（4分）参考答案：动能定理ΔEk=W_合，描述的是合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，适用于任意过程；机械能守恒定律Ep+Ek=恒量，描述的是系统内只有重力或弹力做功时，机械能总量保持不变，适用于特定条件。五、应用题（总共4题，每题6分，共24分）1.一个质量为2kg的小球从高h=5m的平台上由静止释放，忽略空气阻力，小球落地时的速度大小v等于多少？（6分）参考答案：根据机械能守恒定律，小球在释放点的重力势能全部转化为落地时的动能：mgh=1/2mv²。代入数据得2kg×10m/s²×5m=1/2×2kg×v²，解得v=10m/s。2.在第十章《机械能守恒定律》的应用中，一个质量为2kg的物体从高h=4m的斜面顶端由静止开始下滑，斜面倾角为30°，动摩擦因数为0.2，物体滑到斜面底端时的速度大小v等于多少？（6分）参考答案：沿斜面方向的重力分力为mgsinθ=2kg×10m/s²×sin30°=10N，摩擦力为μmgcosθ=0.2×2kg×10m/s²×cos30°≈3.46N，合力为F_合=10N-3.46N=6.54N。由动能定理：F_合L=1/2mv²，其中L=h/sinθ=4m/0.5=8m，代入解得v=√(2×6.54N×8m/2kg)≈7.2m/s。3.在第十章《机械能守恒定律》的拓展应用中，一个质量为2kg的物体从高h=3m的平台上由静止开始沿光滑的1/4圆弧轨道下滑，圆弧半径为R=2m，当物体滑到最低点时，轨道对小球的支持力N等于多少？（6分）参考答案：由机械能守恒得1/2mv²=mgR，代入数据得1/2×2kg×v²=2kg×10m/s²×2m，解得v²=20m²/s²。沿半径方向的合力为N-mg=mv²/R，代入数据得N-20N=2kg×20m²/s²/2m，解得N=60N。4.在第十章《机械能守恒定律》的实际应用中，一个质量为2kg的物体从高h=4m的斜面顶端由静止开始下滑，斜面倾角为45°，动摩擦因数为0.5，物体滑到斜面底端时克服摩擦力做功多少？（6分）参考答案：沿斜面方向的重力分力为mgsinθ=2kg×10m/s²×sin45°≈14.14N，摩擦力为μmgcosθ=0.5×2kg×10m/s²×cos45°≈7.07N，合力为F_合=14.14N-7.07N=7.07N。由动能定理：F_合L=1/2mv²，其中L=h/sinθ=4m/√2=2√2m，代入解得v²=2×7.07N×2√2m/2kg≈20m²/s²。克服摩擦力做功W_摩=μmgcosθL=0.5×2kg×10m/s²×cos45°×2√2m≈14.14J。【标准答案及解析】一、单选题1.B2.C3.B4.A5.B6.B7.D8.D9.B10.C二、填空题1.2h/t²2.1/43.合外力对物体做的功4.T=2/f5.√(2gh(1-μcosθ))2.3mg7.T=2/f8.零势能面9.√(2gh(1-μcosθ))10.3mg三、判断题1.×2.×3.×4.×5.×6.×7.√8.√9.√10.√四、简答题1.机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力作用，其他力（如摩擦力）不做功或做功之和为零。过程：重力势能和动能相互转化，但机械能总量保持不变。例如，自由落体运动中，重力势能减少，动能增加，但Ep+Ek=恒量。2.减小实验误差的方法包括：①使用质量较大的重锤以减小空气阻力影响；②尽量使用光滑的轨道或表面以减小摩擦力；③选择质量较大的滑块以减小摩擦力对动能测量的相对误差；④多次测量取平均值以减小随机误差；⑤确保打点计时器工作稳定。3.重力势能Ep=mgh，其中m为质量，g为重力加速度，h为相对零势能面的高度差。适用条件：①参考系必须明确零势能面；②重力是保守力，其做功不改变系统