2026年人教版高中物理高二上册第7章课后习题汇编

2026年人教版高中物理高二上册第7章课后习题汇编一、单选题（总共10题，每题2分，共20分）1.在学习第7章《机械能守恒定律》时，小明同学对动能定理的理解存在误区。他计算一个质量为2kg的小球从高度为5m处自由下落至地面时的动能变化，错误地认为动能增加了20J。以下分析正确的是（）A.小明忽略了重力做功，正确答案应为动能增加50JB.小明正确考虑了重力做功，但错误计算了重力势能变化C.小明错误地认为机械能守恒定律在此过程中不适用D.小明未考虑空气阻力，实际动能增加量应小于50J2.如图所示，一个质量为m的小球从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑，当滑到斜面中点时，小球的动能和重力势能之比是多少？（设斜面高度为h）A.1:1B.1:2C.2:1D.sin²θ:cos²θ3.在验证机械能守恒定律的实验中，下列操作错误的是（）A.应选用质量较大、体积较小的重锤B.应先接通打点计时器电源再释放重锤C.应尽量减小纸带与打点计时器之间的摩擦D.应测量重锤下落的高度h和对应的时间t，直接计算v=gt4.如图所示，一个质量为m的小球以速度v从A点水平抛出，落到B点时速度方向与水平方向成θ角。不计空气阻力，小球从A到B过程中重力做功为多少？（设A、B两点高度差为h）A.mghB.½mv²C.½mv²sin²θD.mghcosθ5.在光滑水平面上，一个质量为m的物体受到水平恒力F作用从静止开始运动，经过时间t速度达到v。在此过程中，恒力F做的功等于（）A.½mv²B.FvC.F²t²/mD.F²t/m6.如图所示，一个质量为m的物体从倾角为θ的粗糙斜面顶端由静止下滑，滑行距离s后速度达到v。已知斜面动摩擦因数为μ，则物体克服摩擦力做的功等于（）A.½mv²sin²θB.μmgscosθC.½mv²-mghD.μmgs(1-cosθ)7.在学习功能关系时，小红同学认为“合外力做功等于动能变化量”与“重力做功等于重力势能变化量”是等价的。以下说法正确的是（）A.两者完全等价，可相互替换使用B.前者适用于任意系统，后者仅适用于重力场C.两者本质相同，但表述角度不同D.前者描述过程量，后者描述状态量8.如图所示，一个质量为m的物体从静止开始沿光滑的1/4圆周轨道下滑，到达最低点时速度为v。此时物体对轨道的压力是多少？（设圆周半径为R）A.mgB.mv²/RC.mg+mv²/RD.2mg9.在学习机械能守恒定律时，小刚同学提出疑问：“如果系统存在非保守力，机械能是否一定不守恒？”以下回答正确的是（）A.正确，非保守力做功必然导致机械能变化B.错误，只要系统总能量守恒即可C.部分正确，需考虑系统边界条件D.错误，非保守力做功等于机械能变化量10.如图所示，一个质量为m的物体从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑，当滑到斜面中点时，物体的动能和重力势能之比是多少？（设斜面高度为h）A.1:1B.1:2C.2:1D.sin²θ:cos²θ二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.在验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器使用的是交流电源，若电源频率为50Hz，则相邻计数点的时间间隔为________s。2.一个质量为2kg的小球从高度为5m处自由下落，落地时速度大小为________m/s（不计空气阻力，g取10m/s²）。3.如图所示，一个质量为m的物体从倾角为θ的粗糙斜面顶端由静止下滑，滑行距离s后速度达到v。已知斜面动摩擦因数为μ，则物体克服摩擦力做的功为________J。4.在光滑水平面上，一个质量为m的物体受到水平恒力F作用从静止开始运动，经过时间t速度达到v。在此过程中，恒力F做的功等于________J。5.一个质量为m的物体从高度为h的平台上水平抛出，落地时速度方向与水平方向成θ角。不计空气阻力，物体在空中运动过程中重力做功为________J。6.如图所示，一个质量为m的物体从静止开始沿光滑的1/4圆周轨道下滑，到达最低点时速度为v。此时物体对轨道的压力为________N。7.在学习功能关系时，合外力做功等于________，重力做功等于________。8.一个质量为m的物体从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑，当滑到斜面中点时，物体的动能和重力势能之比是多少？答案为________。9.在验证机械能守恒定律的实验中，应选用质量较大、体积较小的重锤，原因是________。10.在学习机械能守恒定律时，如果系统存在非保守力，机械能是否一定不守恒？答案为________。三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.动能定理适用于任意惯性参考系，机械能守恒定律仅适用于惯性参考系。（）2.一个物体从静止开始自由下落，经过时间t速度达到v，则下落高度为½gt²，动能变化量为½mv²。（）3.在光滑水平面上，一个质量为m的物体受到水平恒力F作用从静止开始运动，经过时间t速度达到v。在此过程中，恒力F做的功等于½mv²。（）4.一个物体从倾角为θ的粗糙斜面顶端由静止下滑，滑行距离s后速度达到v。已知斜面动摩擦因数为μ，则物体克服摩擦力做的功等于μmgsinθ。（）5.在验证机械能守恒定律的实验中，应先接通打点计时器电源再释放重锤，以减小误差。（）6.一个质量为m的物体从高度为h的平台上水平抛出，落地时速度方向与水平方向成θ角。不计空气阻力，物体在空中运动过程中重力做功为mgh。（）7.在光滑水平面上，一个质量为m的物体受到水平恒力F作用从静止开始运动，经过时间t速度达到v。在此过程中，物体的动能变化量等于恒力F做的功。（）8.一个质量为m的物体从静止开始沿光滑的1/4圆周轨道下滑，到达最低点时速度为v。此时物体对轨道的压力为mv²/R。（）9.在学习机械能守恒定律时，如果系统存在非保守力，机械能一定不守恒。（）10.一个物体从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑，当滑到斜面中点时，物体的动能和重力势能之比为1:1。（）四、简答题（总共4题，每题4分，共16分）1.简述动能定理的内容及其适用条件。2.在验证机械能守恒定律的实验中，如何减小实验误差？3.解释为什么在光滑水平面上，一个质量为m的物体受到水平恒力F作用从静止开始运动，经过时间t速度达到v时，恒力F做的功等于½mv²。4.比较功能关系和机械能守恒定律的区别与联系。五、应用题（总共4题，每题6分，共24分）1.如图所示，一个质量为2kg的小球从高度为5m的平台上水平抛出，落地时速度方向与水平方向成30°角。不计空气阻力，求：（1）小球落地时的速度大小；（2）小球在空中运动过程中重力做功。2.如图所示，一个质量为2kg的物体从倾角为30°的粗糙斜面顶端由静止下滑，滑行距离10m后速度达到5m/s。已知斜面动摩擦因数为0.2，求：（1）物体克服摩擦力做的功；（2）物体在斜面上运动过程中重力做功。3.如图所示，一个质量为2kg的物体从静止开始沿光滑的1/4圆周轨道下滑，圆周半径为2m，到达最低点时速度为4m/s。求：（1）物体在下滑过程中重力做功；（2）物体到达最低点时对轨道的压力。4.如图所示，一个质量为2kg的物体从倾角为30°的光滑斜面顶端由静止下滑，当滑到斜面中点时，求：（1）物体的动能和重力势能之比；（2）物体在斜面中点的速度大小。【标准答案及解析】一、单选题1.A解析：小球自由下落时，重力做功W_g=mgh=2×10×5=100J，根据动能定理，动能增加量ΔE_k=W_g=100J。小明错误地认为动能增加20J，忽略了重力做功，正确答案应为50J。2.A解析：设斜面高度为h，滑到中点时高度为h/2，速度为v。根据机械能守恒定律，½mv²+mgh/2=mgh，解得½mv²=mgh/2，动能与重力势能之比为1:1。3.D解析：实验中应先接通打点计时器电源再释放重锤，以记录完整的运动过程。直接测量v=gt忽略了初始速度，错误。4.A解析：重力做功只与高度差有关，与路径无关。小球从A到B高度差为h，重力做功W_g=mgh。5.A解析：根据动能定理，恒力F做的功W_F=ΔE_k=½mv²。6.B解析：物体克服摩擦力做的功W_f=μmgcosθs。7.B解析：合外力做功等于动能变化量适用于任意惯性参考系，而重力做功等于重力势能变化量仅适用于重力场。8.C解析：在最低点，物体受重力mg和支持力N，合力提供向心力，N-mg=mv²/R，解得N=mg+mv²/R。9.A解析：非保守力做功必然改变系统的机械能，因此机械能一定不守恒。10.A解析：同第2题，动能与重力势能之比为1:1。二、填空题1.0.02解析：打点计时器使用的是交流电源，频率为50Hz，周期为1/50=0.02s，相邻计数点的时间间隔为0.02s。2.10解析：根据自由落体运动公式v²=2gh，v=√(2×10×5)=10m/s。3.μmgs解析：物体克服摩擦力做的功等于摩擦力f=μmgcosθ乘以位移s，即W_f=μmgs。4.½mv²解析：根据动能定理，恒力F做的功W_F=ΔE_k=½mv²。5.mgh解析：重力做功只与高度差有关，与路径无关。6.mg+mv²/R解析：同第8题解析。7.动能变化量；重力势能变化量的负值解析：动能定理表述为W_合=ΔE_k，重力做功表述为W_g=-ΔE_p。8.1:1解析：同第2题解析。9.减小空气阻力的影响解析：质量较大、体积较小的重锤受空气阻力影响较小，实验结果更准确。10.是解析：非保守力做功必然改变系统的机械能，因此机械能一定不守恒。三、判断题1.×解析：动能定理适用于惯性参考系，机械能守恒定律仅适用于惯性参考系。2.√解析：自由落体运动v²=2gh，h=½gt²，ΔE_k=½mv²=½m(2gh)=mgh。3.√解析：根据动能定理，恒力F做的功W_F=ΔE_k=½mv²。4.×解析：物体克服摩擦力做的功W_f=μmgcosθs，不是μmgsinθ。5.√解析：先接通打点计时器电源再释放重锤，可以记录完整的运动过程，减小误差。6.√解析：重力做功只与高度差有关，与路径无关。7.√解析：根据动能定理，恒力F做的功W_F=ΔE_k=½mv²。8.√解析：在最低点，物体受重力mg和支持力N，合力提供向心力，N-mg=mv²/R，解得N=mg+mv²/R。9.√解析：非保守力做功必然改变系统的机械能，因此机械能一定不守恒。10.√解析：同第2题解析。四、简答题1.动能定理的内容是：合外力对物体做的功等于物体动能的变化量。适用条件是：适用于惯性参考系，且只考虑力的功，不考虑内能变化等其他因素。2.减小实验误差的方法包括：选用质量较大、体积较小的重锤；先接通打点计时器电源再释放重锤；尽量减小纸带与打点计时器之间的摩擦；多次测量取平均值等。3.根据动能定理，恒力F做的功W_F=ΔE_k=½mv²。在光滑水平面上，物体受到水平恒力F作用从静止开始运动，经过时间t速度达到v，根据牛顿第二定律F=ma，v=at，s=½at²，联立可得W_F=½mv²。4.功能关系是描述力做功与能量变化关系的普遍规律，适用于任意系统；机械能守恒定律是功能关系在只有重力或系统内弹力做功时的特殊形式，仅适用于机械能守恒的系统。两者联系在于机械能守恒定律是功能关系在特定条件下的应用。五、应用题1.（1）小球落地时的速度大小为10m/s。解析：水平方向速度v_x=v₀，竖直方向速度v_y=gt=10×√(2/10)=5√2m/s。落地时速度大小v=√(v_x²+v_y²)=√(v₀²+(gt)²)=10m/s。（2）小球在空中运动过程中重力做功为20J。解析：重力做功只与高度差有关，与路径无关。小球从高度为5m的平台上水平抛出，落地时高度为0，重力做功W_g=mgh=2×1