高中物理人教版 (2019)必修 第二册第八章 机械能守恒定律2 重力势能当堂检测题

2020-2021学年人教版（2019）必修第二册

8.2重力势能 课时作业11（含解析）

1．运动员在跳高比赛中，下列说法正确的是（　　）

A．运动员起跳时，地面对运动员做正功

B．运动员离地后，在空中上升过程中，其重力瞬时功率增大

C．运动员起跳时，地面对运动员做负功

D．运动员离地后，在空中下落过程中，其重力瞬时功率增大

2．如图所示，A点距地面高为h，B点在地面上，一物体沿两条不同的路径ACB和ADB由A点运动到B点，则（　　）

A．沿路径ACB重力做的功多一些

B．沿路径ADB重力做的功多一些

C．沿路径ACB和路径ADB重力做的功一样多

D．无法判断沿哪条路径重力做的功多一些

3．一物体在自由下落过程中，重力做了2J的功，则(        )

A．该物体重力势能减少，减少量大于2J B．该物体重力势能减少，减少量等于2J

C．该物体重力势能增加，增加量小于2J D．该物体重力势能增加，增加量等于2J

4．在弹性限度内，将一根弹簧从原长开始拉伸。在此过程中，弹簧的弹性势能（　　）

A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．先增大后减小 D．先减小后增大

5．下列物理量属于矢量的是（　　）

A．线速度 B．功 C．功率 D．重力势能

6．如果一个物体在运动的过程中克服重力做了50J的功，则（　　）

A．物体的重力势能一定增加50J

B．物体的机械能一定增加50J

C．物体的动能一定减少50J

D．物体的机械能一定减少50J

7．如图所示，同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑，在滑行到D点的过程中两次克服摩擦力做的功相等，下列说法正确的是（　　）

A．物体与两斜面间的动摩擦因数不相等

B．两次运动过程中物体所受支持力都做正功

C．物体两次运动过程中，重力都做正功

D．物体两次下滑的加速度大小相等

8．等质量的实心铁球与实心铜球，将它们放在同一水平地面上，下列说法正确的是（　　）

A．铁球的重力势能大于铜球的重力势能

B．铁球的重力势能等于铜球的重力势能

C．铁球的重力势能小于铜球的重力势能

D．上述三种情况都有可能

9．如图所示，倾角的足够长光滑斜面固定在地面上，时刻起，质量的物体自斜面顶端由静止开始下滑，取，则物体（　　）

A．前2s内，重力势能减少

B．2s末，重力的瞬时功率为

C．下滑过程中，支持力做正功

D．前2s内，物体所受合力做功

10．质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面高度为h，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别是（　　）

A．mgh，减少mg（H-h）

B．-mgh，增加mg（H+h）

C．-mgh，增加mg（H-h）

D．-mgh，减少mg（H+h）

11．将质量为1kg的物体从地面提升10m（g取10m/s2），则该过程物体克服重力做的功（　　）

A．1J B．10J C．100J D．1000J

12．一根弹簧的弹力—位移图线如图所示，那么弹簧伸长量由4cm伸长到到8cm的过程中，弹力做功和弹性势能的变化量为（　　）

A．3.6J，-3.6J

B．-3.6J，3.6J

C．1.8J，-1.8J

D．-1.8J，1.8J

13．如图所示，放置在光滑圆管内的轻弹簧的一端固定在管的0端，另一端连接一小球， 让管从水平位置绕O点缓慢地转到竖直位置。假设弹簧的形变在弹性限度内，在转动过程中（　　）

A．弹簧对小球的弹力不断增大

B．小球对管壁的压力不断增大

C．小球的重力势能--定不断增大；

D．小球的重力势能可能先增大后减小

14．在一种叫“蹦极”的运动中，质量为m的游戏者身上系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L时到达最低点。若在下落过程中不计空气阻力，则关于整个过程以下说法正确的是（　　）

A．速度先增大后减小 B．加速度先不变后减小再增大

C．动能增加了mgL D．重力势能减少了mgL

15．物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则正确的是（　　）

A．重力做了50J的负功

B．重力做了50J的正功

C．重力势能一定减少了50J

D．重力势能一定增加了50J

16．如图所示，圆柱形水箱高2m、容积，水箱底部接通水管A，顶部接通水管B．开始时箱中无水，若仅用A管或仅用B管缓慢地将水注入，直到水箱中水满为止．设外界待注入的水开始时均与箱底等高，问这两种情况下外界所做的功分别是多少？它们是否相等？（g取）某同学分析过程如下：由于整个过程是缓慢地将水注入，所以不考虑水的动能增量，外界对水所做的功只改变水的重力势能．而两种情况均为将水箱注满，因此水的重力势能改变量相同，外界所做的功相等．问：你同意上述分析过程吗？若同意，按照这种分析方法求出外界所做的功；若不同意，指明错误之处并求出你认为正确的结果．

17．如图所示，质量为m的小球，用长为的细绳悬挂起来．现在用一水平力F把小球向右拉，使细绳与竖直方向的夹角为，从拉起到偏转角的过程中，小球的重力势能增加了多少？

18．有一个打桩机的铁锤质量为，在5s内将铁锤升高了2.5m，铁锤的重力势能增加了多少？发动机的有用功率至少为多少？

19．357名特技跳伞运动员在某地上方3048m的空中彼此手拉手组成美丽图案．特技跳伞运动员在以的速度下降的同时将这一图案保持了6s．假设每个跳伞运动员的质量为，则每个运动员的动能为多少？在这6s内每个运动员的重力势能减少了多少？

20．如图所示，将一质量为5.0g的光滑小球从一个半径为的半球形碗的边缘释放．求：

（1）当小球滑到碗底时，重力对小球所做的功；

（2）小球滑落过程中重力势能的改变量；

（3）如果将碗底的重力势能取为零势能点，小球释放时的重力势能；

（4）如果重力势能的零点改为小球的释放点，当小球到达碗底时的重力势能；

（5）如果小球的质量加倍，以上答案是否会变化？

参考答案

1．D

【详解】

AC．运动员起跳时，地面和运动员之间没有发生位移；地面对运动员不做功，故AC错误；

B．运动员离地后，在空中上升过程中，速度减小，根据

P=Gv

可知重力瞬时功率减小，故B错误；

D．在空中下落过程中，速度增大，根据

P=Gv

可知重力瞬时功率增大，故D正确。

故选D。

2．C

【详解】

由于重力做功与路径无关，无论沿那条路径运动，只要初、末位置相同，重力做功就相同，因此C正确，ABD错误。

故选C。

3．B

【详解】

根据重力做功

可知，重力做功等于重力势能的减少量，故ACD错误，B正确。

故选B。

4．B

【详解】

弹簧的弹性势能随形变量的增加而增大，则当将一根弹簧从原长开始拉伸的过程中，弹簧的弹性势能逐渐变大。

故选B。

5．A

【详解】

A．线速度是有大小又有方向的矢量，故A正确；

B．功是只有大小没有方向的标量，故B错误；

C．功率是只有大小没有方向的标量，故C错误；

D．重力势能是只有大小没有方向的标量，故D错误。

故选A。

6．A

【详解】

A．当物体克服重力做功时，重力势能一定增加，克服重力做功50J，物体的重力势能一定增加了50J，故A正确；

BCD．物体动能的变化等于合外力做的功，克服重力做功50J，物体的动能可能增加、可能不变、也可能减小，所以物体的机械能和动能变化不能确定，故BCD错误；

故选A。

7．C

【详解】

A．当斜面倾角为时，对斜面上的物体受力分析可知

假设斜面长度在水平面的投影为，则由几何关系可知

木块在斜面上克服摩擦力做功可表示为

由两次克服摩擦力做的功相等且斜面在水平面的投影也相等，故题中两次下滑在滑行过程中物体与两斜面间的动摩擦因数相等，故A错误；

B．两次运动过程中物体所受支持力方向垂直斜面向上，物体位移是沿着斜面方向的，所以物体所受支持力与位移垂直，支持力不做功，故B错误；

C．物体两次沿斜面下滑运动过程中，重力对物体做功，所以重力做正功，故C正确；

D．由牛顿第二定律可得

可得

即物体两次下滑的加速度与斜面角度有关，故D错误。

故选C。

8．D

【详解】

一个实心铁球与一实心铜球质量相等，将它们放在同一水平地面上，若质量分布均匀，则重心在球心位置；由于铜球的密度大，故体积小，重心的高度低；根据Ep=mgh，铜球的重力势能小；若质量分布不均匀，则重心的高度不能比较，则重力势能的大小不能比较，则选项D正确，ABC错误。

故选D。

9．A

【详解】

A．物体在斜面上运动的加速度大小为

前2s内的位移为

重力势能减少

故A正确；

B．物体在2s末的速度为

重力的瞬时功率为

故B错误；

C．由于支持力方向与物体的位移垂直，则支持力不做功，故C错误；

D．前2s内的位移为

合力做功为

故D错误。

故选A。

10．D

【详解】

ABCD．以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能为

整个过程中小球的重力做正功，故重力势能减少，重力势能的减少量为

故ABC错误，D正确；

故选D。

11．C

【详解】

物体上升过程，克服重力做功为

故C正确，ABD错误。

故选C。

12．D

【详解】

根据F-x图象与x轴包围的面积表示弹力做功的大小，故弹簧由伸长量4cm到伸长量8cm的过程中，弹力的功

弹力做功为-1.8J，故弹力势能增加了1.8J，故D符合题意，ABC不符合题意。

故选D。

13．AD

【详解】

设弹簧原长为L，管与水平面的夹角为 ，弹簧的形变量为x，弹簧的劲度系数为k。

A．弹簧对小球的弹力

可知增大，弹力增大，故A正确；

B．压力大小为

可知增大，压力增大，故B错误；

CD． 根据

联立得

根据数学知识可得，随着增大，小球的重力势能可能先增大后减小，故C错误，D正确。

故选AD。

14．AB

【详解】

AB．人开始只受重力，则在绳张紧之前人做自由落体运动，速度增加，动能增加；绳张紧后，绳的弹力开始增大，但开始时仍小于重力，故人继续加速，直到弹力等于人的重力；此后，人受到的弹力大于重力，故人开始减速，速度减小；绳子继续伸长，弹力越来越大，合力向上越来越大，故加速度也越来越大。由以上分析可知，人的速度是先增大后减小；加速度先保持不变，然后减小，后又增大，故A、B正确；

C．人在下落的最后，人的速度为零，故动能的变化为零，故C错误；

D．人下落的高度大于L，故重力做功大于mgL，故重力势能减小量大于mgL，故D错误。

故选AB。

15．AD

【详解】

AB．物体在运动过程中，克服重力做功50J，说明重力做了-50J的功，重力做负功，故B错误，A正确；
CD．重力做了-50J功，物体重力势能增加50J，故D正确，C错误。

故选AD。

16．不同意

【分析】

通水管A接在水箱底部，通水管B接在水箱顶部，用不同的通水管注水时水的重心升高不同。

【详解】

两种情况下对水做功不同。

因为用A管注水，外界所做的功使整箱水的重心升高了1m；而用B管注水，由于每部分水都要通过B管从水箱上方注入，所以对整箱水做的功等效成将水的重心升高了2m，则：

17．

【详解】

从拉起到偏转角的过程中，小球的重力势能增加了

18．12500J；2500W

【详解】

铁锤的重力势能增加

发动机的有用功率至少为

19．；

【详解】

[1]．每个运动员的动能为

[2]．这6s内每个运动员下落的高度

h=vt=50×6=300m

则每个运动员的重力势能减少

20．（1）0.011J（2）（3）0.011J（4）（5）会变化，都增加为原来的2倍

【详解】

（1）当小球滑到碗底时，重力对小球所做的功：

W=mgh=0.005×10×0.22J=0.011J；

（2）重力做功等于重力势能的减小，则小球滑落过程中重力势能的改变量；

∆EP=-0.011J.

（3）如果将碗底的重力势能取为零势能点，小球释放时的重力势能:

EP=0.011J.

（4）如果重力势能的零点改为小球的释放点，当小球到达碗底时的重力势能:

E′P=-0.011J；

（5）如果小球的质量加倍，以上答案会变化，根据∆EP =W=mgh,都增加为原来的2倍。