2025-2026年陕西省人教版高中物理高二年级上册第9章同步练习题

2025-2026年陕西省人教版高中物理高二年级上册第9章同步练习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在第9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作用，其机械能就一定守恒B.只要物体只受重力或弹力作用，其机械能就一定守恒C.物体在水平面上做匀速圆周运动时，机械能一定守恒D.物体在粗糙斜面上匀速下滑时，机械能一定不守恒参考答案：B解析：机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力做功。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），机械能也可能不守恒；选项B正确，因为重力或弹力是保守力，其做功不会改变系统的机械能；选项C错误，匀速圆周运动时动能不变，但若轨道不是水平面，重力势能会变化，机械能不一定守恒；选项D错误，匀速下滑时动能不变，但重力势能减少，机械能转化为内能，机械能不守恒。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，下列说法正确的是（）A.小球的速度大小为√(gR)B.小球对轨道的压力大小为2mgC.小球的动能增加了mgRD.小球所受的合外力大小为mg参考答案：B解析：根据机械能守恒，小球下滑到最低点时动能等于重力势能减少量，即1/2mv²=mgR，解得v=√(2gR)，故A错误；在最低点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得N=3mg，由牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为3mg，故B错误；动能增加量为1/2mv²=mgR，故C正确；在最低点，合外力提供向心力，大小为mv²/R=2mg，故D错误。3.在第9章《机械能守恒定律》的应用中，下列哪个实例最能体现机械能守恒定律（）A.拖拉机拉着重物在水平路面上匀速前进B.摆球在理想单摆中摆动C.竖直上抛的篮球在空中运动D.系统内存在摩擦力的斜面下滑问题参考答案：B解析：机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力做功。选项A中，牵引力做正功，机械能增加，故A错误；选项B中，摆球只受重力和绳的拉力，拉力不做功，机械能守恒，故B正确；选项C中，篮球受空气阻力，机械能不守恒，故C错误；选项D中，摩擦力做负功，机械能转化为内能，故D错误。4.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，当物体滑到斜面底端时，下列说法正确的是（）A.物体克服摩擦力做的功为mghB.物体的机械能减少了μmghcosθC.物体的动能增加了mgh(1-μsinθ)D.物体所受的合外力做的功等于mghsinθ参考答案：C解析：摩擦力做功Wf=-μmghcosθ，机械能减少量等于摩擦力做功，即减少μmghcosθ，故B错误；根据动能定理，动能增加量等于合外力做功，合外力做功W=(mgcosθ-μmgcosθ)h=mg(1-μ)hcosθ，故C正确；物体克服摩擦力做的功为μmghcosθ，故A错误；合外力做功等于重力沿斜面方向的分力做功，即mghsinθ，故D错误。5.在第9章《机械能守恒定律》的实验探究中，下列哪个实验最能验证机械能守恒定律（）A.探究匀变速直线运动的规律B.探究平抛运动的规律C.探究自由落体运动的规律D.探究单摆周期与摆长的关系参考答案：C解析：验证机械能守恒定律的实验需要测量动能和势能的变化，自由落体实验可以通过测量速度和高度变化来验证动能和重力势能的转化关系，故C正确；选项A、B、D与机械能守恒无关，故错误。6.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，下列说法正确的是（）A.小球的速度大小为√(gR)B.小球对轨道的压力大小为2mgC.小球的动能增加了mgRD.小球所受的合外力大小为mg参考答案：B解析：根据机械能守恒，小球下滑到最低点时动能等于重力势能减少量，即1/2mv²=mgR，解得v=√(2gR)，故A错误；在最低点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得N=3mg，由牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为3mg，故B错误；动能增加量为1/2mv²=mgR，故C正确；在最低点，合外力提供向心力，大小为mv²/R=2mg，故D错误。7.在第9章《机械能守恒定律》的应用中，下列哪个实例最能体现机械能守恒定律（）A.拖拉机拉着重物在水平路面上匀速前进B.摆球在理想单摆中摆动C.竖直上抛的篮球在空中运动D.系统内存在摩擦力的斜面下滑问题参考答案：B解析：机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力做功。选项A中，牵引力做正功，机械能增加，故A错误；选项B中，摆球只受重力和绳的拉力，拉力不做功，机械能守恒，故B正确；选项C中，篮球受空气阻力，机械能不守恒，故C错误；选项D中，摩擦力做负功，机械能转化为内能，故D错误。8.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，当物体滑到斜面底端时，下列说法正确的是（）A.物体克服摩擦力做的功为mghB.物体的机械能减少了μmghcosθC.物体的动能增加了mgh(1-μsinθ)D.物体所受的合外力做的功等于mghsinθ参考答案：C解析：摩擦力做功Wf=-μmghcosθ，机械能减少量等于摩擦力做功，即减少μmghcosθ，故B错误；根据动能定理，动能增加量等于合外力做功，合外力做功W=(mgcosθ-μmgcosθ)h=mg(1-μ)hcosθ，故C正确；物体克服摩擦力做的功为μmghcosθ，故A错误；合外力做功等于重力沿斜面方向的分力做功，即mghsinθ，故D错误。9.在第9章《机械能守恒定律》的实验探究中，下列哪个实验最能验证机械能守恒定律（）A.探究匀变速直线运动的规律B.探究平抛运动的规律C.探究自由落体运动的规律D.探究单摆周期与摆长的关系参考答案：C解析：验证机械能守恒定律的实验需要测量动能和势能的变化，自由落体实验可以通过测量速度和高度变化来验证动能和重力势能的转化关系，故C正确；选项A、B、D与机械能守恒无关，故错误。10.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，下列说法正确的是（）A.小球的速度大小为√(gR)B.小球对轨道的压力大小为2mgC.小球的动能增加了mgRD.小球所受的合外力大小为mg参考答案：C解析：根据机械能守恒，小球下滑到最低点时动能等于重力势能减少量，即1/2mv²=mgR，解得v=√(2gR)，故A错误；在最低点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得N=3mg，由牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为3mg，故B错误；动能增加量为1/2mv²=mgR，故C正确；在最低点，合外力提供向心力，大小为mv²/R=2mg，故D错误。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在第9章《机械能守恒定律》的学习中，关于机械能守恒条件的理解，若物体只受重力作用，其机械能__________。参考答案：守恒解析：机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力做功。若物体只受重力作用，则机械能守恒。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，小球的速度大小为__________。参考答案：√(2gR)解析：根据机械能守恒，小球下滑到最低点时动能等于重力势能减少量，即1/2mv²=mgR，解得v=√(2gR)。3.在第9章《机械能守恒定律》的应用中，若物体在水平面上做匀速圆周运动，其机械能__________。参考答案：守恒解析：水平面上做匀速圆周运动时，动能不变，重力势能不变，机械能守恒。4.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，当物体滑到斜面底端时，物体克服摩擦力做的功为__________。参考答案：μmghcosθ解析：摩擦力做功Wf=-μmghcosθ。5.在第9章《机械能守恒定律》的实验探究中，验证机械能守恒定律的实验需要测量__________和__________的变化。参考答案：动能；重力势能解析：验证机械能守恒定律的实验需要测量动能和重力势能的变化。6.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，小球对轨道的压力大小为__________。参考答案：3mg解析：在最低点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得N=3mg，由牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为3mg。7.在第9章《机械能守恒定律》的应用中，若物体在粗糙斜面上匀速下滑，其机械能__________。参考答案：不守恒解析：匀速下滑时，动能不变，但重力势能减少，机械能转化为内能，机械能不守恒。8.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，当物体滑到斜面底端时，物体的动能增加了__________。参考答案：mgh(1-μsinθ)解析：根据动能定理，动能增加量等于合外力做功，合外力做功W=(mgcosθ-μmgcosθ)h=mg(1-μ)hcosθ，故动能增加量为mgh(1-μsinθ)。9.在第9章《机械能守恒定律》的实验探究中，探究自由落体运动的规律时，需要测量__________和__________的变化。参考答案：速度；高度解析：验证机械能守恒定律的实验需要测量速度和高度变化来验证动能和重力势能的转化关系。10.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，小球所受的合外力大小为__________。参考答案：2mg解析：在最低点，合外力提供向心力，大小为mv²/R=2mg。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在第9章《机械能守恒定律》的学习中，关于机械能守恒条件的理解，若物体不受任何外力作用，其机械能一定守恒。（）参考答案：×解析：若物体不受任何外力作用，其机械能一定守恒；若物体受非保守力作用，机械能可能不守恒。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，小球的速度大小为√(gR)。（）参考答案：×解析：根据机械能守恒，小球下滑到最低点时动能等于重力势能减少量，即1/2mv²=mgR，解得v=√(2gR)。3.在第9章《机械能守恒定律》的应用中，若物体在水平面上做匀速圆周运动，其机械能守恒。（）参考答案：√解析：水平面上做匀速圆周运动时，动能不变，重力势能不变，机械能守恒。4.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，当物体滑到斜面底端时，物体克服摩擦力做的功为μmghcosθ。（）参考答案：√解析：摩擦力做功Wf=-μmghcosθ。5.在第9章《机械能守恒定律》的实验探究中，验证机械能守恒定律的实验需要测量动能和重力势能的变化。（）参考答案：√解析：验证机械能守恒定律的实验需要测量动能和重力势能的变化。6.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，小球对轨道的压力大小为2mg。（）参考答案：×解析：在最低点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得N=3mg，由牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为3mg。7.在第9章《机械能守恒定律》的应用中，若物体在粗糙斜面上匀速下滑，其机械能不守恒。（）参考答案：√解析：匀速下滑时，动能不变，但重力势能减少，机械能转化为内能，机械能不守恒。8.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，当物体滑到斜面底端时，物体的动能增加了mgh(1-μsinθ)。（）参考答案：×解析：根据动能定理，动能增加量等于合外力做功，合外力做功W=(mgcosθ-μmgcosθ)h=mg(1-μ)hcosθ，故动能增加量为mgh(1-μsinθ)。9.在第9章《机械能守恒定律》的实验探究中，探究自由落体运动的规律时，需要测量速度和高度的变化。（）参考答案：√解析：验证机械能守恒定律的实验需要测量速度和高度变化来验证动能和重力势能的转化关系。10.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，小球所受的合外力大小为mg。（）参考答案：×解析：在最低点，合外力提供向心力，大小为mv²/R=2mg。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.在第9章《机械能守恒定律》的学习中，简述机械能守恒的条件是什么？参考答案：机械能守恒的条件是系统内只有重力或弹力做功。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，小球的速度大小是多少？参考答案：√(2gR)解析：根据机械能守恒，小球下滑到最低点时动能等于重力势能减少量，即1/2mv²=mgR，解得v=√(2gR)。3.在第9章《机械能守恒定律》的应用中，简述如何判断一个物体的机械能是否守恒？参考答案：判断一个物体的机械能是否守恒，需要看系统内是否只有重力或弹力做功。若只有重力或弹力做功，机械能守恒；若有非保守力做功，机械能不守恒。4.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，当物体滑到斜面底端时，物体克服摩擦力做的功是多少？参考答案：μmghcosθ解析：摩擦力做功Wf=-μmghcosθ。5.在第9章《机械能守恒定律》的实验探究中，简述验证机械能守恒定律的实验步骤。参考答案：验证机械能守恒定律的实验步骤如下：6.准备一个光滑的斜面、一个小球、一个打点计时器、一个刻度尺等实验器材；7.将打点计时器固定在斜面顶端，连接好电源；8.将小球从斜面顶端由静止释放，打点计时器记录小球下滑过程中的运动情况；9.选取合适的计数点，测量小球通过各计数点的时间，计算小球的速度；10.测量小球通过各计数点的高度，计算重力势能的变化；11.计算动能和重力势能的变化，验证动能增加量和重力势能减少量是否相等。12.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，小球对轨道的压力大小是多少？参考答案：3mg解析：在最低点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得N=3mg，由牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为3mg。13.在第9章《机械能守恒定律》的应用中，简述如何应用机械能守恒定律解决实际问题？参考答案：应用机械能守恒定律解决实际问题的步骤如下：14.确定研究对象，分析系统内有哪些力做功；15.判断系统是否满足机械能守恒的条件；16.列出机械能守恒方程，即动能和重力势能的变化量相等；17.解方程求解未知量。18.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，当物体滑到斜面底端时，物体的动能增加了多少？参考答案：mgh(1-μsinθ)解析：根据动能定理，动能增加量等于合外力做功，合外力做功W=(mgcosθ-μmgcosθ)h=mg(1-μ)hcosθ，故动能增加量为mgh(1-μsinθ)。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.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，小球的速度大小是多少？请列出计算过程。解题过程：根据机械能守恒，小球下滑到最低点时动能等于重力势能减少量，即1/2mv²=mgR，解得v=√(2gR)。参考答案：√(2gR)2.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，当物体滑到斜面底端时，物体克服摩擦力做的功是多少？请列出计算过程。解题过程：摩擦力做功Wf=-μmghcosθ。参考答案：μmghcosθ3.在第9章《机械能守恒定律》的应用中，若物体在水平面上做匀速圆周运动，其机械能是否守恒？请说明理由。解题过程：水平面上做匀速圆周运动时，动能不变，重力势能不变，机械能守恒。参考答案：守恒4.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，小球对轨道的压力大小是多少？请列出计算过程。解题过程：在最低点，根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得N=3mg，由牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为3mg。参考答案：3mg5.在第9章《机械能守恒定律》的实验探究中，验证机械能守恒定律的实验需要测量哪些物理量？请说明理由。解题过程：验证机械能守恒定律的实验需要测量动能和重力势能的变化。因为机械能守恒定律表明动能增加量和重力势能减少量相等，所以需要测量动能和重力势能的变化。参考答案：动能；重力势能6.如图所示，质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为θ，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，当物体滑到斜面底端时，物体的动能增加了多少？请列出计算过程。解题过程：根据动能定理，动能增加量等于合外力做功，合外力做功W=(mgcosθ-μmgcosθ)h=mg(1-μ)hcosθ，故动能增加量为mgh(1-μsinθ)。参考答案：mgh(1-μsinθ)7.在第9章《机械能守恒定律》的应用中，简述如何应用机械能守恒定律解决实际问题。请举例说明。解题过程：应用机械能守恒定律解决实际问题的步骤如下：8.确定研究对象，分析系统内有哪些力做功；9.判断系统是否满足机械能守恒的条件；10.列出机械能守恒方程，即动能和重力势能的变化量相等；11.解方程求解未知量。例如，质量为m的小球从高为h的平台上由静止滑下，不计摩擦力，求小球到达地面时的速度。根据机械能守恒，1/2mv²=mgh，解得v=√(2gh)。参考答案：见解题过程12.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，小球所受的合外力大小是多少？请列出计算过程。解题过程：在最低点，合外力提供向心力，大小为mv²/R=2mg。参考答案：2mg【标准答案及解析】一、单项选择题1.B2.B3.B4.C5.C6.B7.B8.C9.C10.C二、填空题1.守恒2.√(2gR)3.守恒4.