高中人教版 (2019)第八章 机械能守恒定律2 重力势能第2课时同步练习题

这是一份高中人教版 (2019)第八章 机械能守恒定律2 重力势能第2课时同步练习题，共15页。试卷主要包含了单选题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。
8.2重力势能第2课时同步测试（含答案）一、单选题1．下列关于重力势能和弹性势能的相关说法中，正确的是（　　）A．重力势能与重力做功密切相关，重力做功与路径有关B．抬高物体，物体具有重力势能，重力势能是地球上的物体单独具有的C．弹簧只要有形变，就一定具有弹性势能D．选择不同的参考平面，重力势能不相同，但是对于同一过程重力势能的变化都是相同的2．下列关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（　　）A．在物体本身的大小和形状对研究的问题影响非常小时，物体可简化为一个具有质量的点，这种方法叫极限思想法B．根据功率的定义式，当时间间隔非常小时，就可以用这一间隔内的平均功率表示间隔内某一时刻的瞬时功率，这应用了控制变量法C．如果一个力的作用效果与另外两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力，这里采用了理想实验法D．在推导弹簧弹力做功的表达式时，把整个做功过程划分成很多小段，每一小段近似看作恒力做功，然后把各小段弹力所做的功相加，这里采用了微元法3．如图所示，一轻质弹簧竖直放置，现有一小球从A点自由下落，压缩弹簧至最低点B，则从小球接触弹簧到B过程中，弹簧的弹性势能（　　）A．一直增大 B．一直减小C．先增大后减小 D．先减小后增大4．如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一轻质弹簧，轻质弹簧的另一端固定在墙上，点为弹簧的原长处，现使物体从点开始运动（始终在弹簧的弹性限度内），第一次从点运动到点，弹力做功；第二次从点运动到点后再运动到点，弹力做功，则这两次弹力做功的关系为（　　）A． B． C． D．无法判断5．如图甲所示，一滑块沿光滑的水平面向左运动，与轻弹簧接触后将弹簧压缩到最短，然后反向弹回，弹簧始终处在弹性限度以内，图乙为测得的弹簧的弹力与弹簧压缩量之间的关系图像，则弹簧的压缩量由8cm变为4cm时，弹簧弹力所做的功以及弹性势能的改变量分别为（　　）A．3.6 J、－3.6 J B．－3.6 J、3.6 JC．1.8、－1.8 J D．－1.8 J、1.8 J6．如图所示，小车A、小物块B由绕过轻质定滑轮的细线相连，小车A放在足够长的光滑水平桌面上，B、C两小物块在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面上.现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直，右侧细线与桌面平行。已知A、B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时，整个系统处于静止状态，对A施加一个恒定的水平拉力F后，A向右运动至速度最大时，C刚好离开地面，则此过程中(　　)A．弹簧的弹性势能增大B．小车向右运动至速度最大时，A、B、C加速度均为零C．拉力F的大小为3mgD．拉力F做的功为7．如图所示，一个物体以速度冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中以下说法正确的是（　　）A．弹力对物体做正功，弹簧的弹性势能减小B．弹力对物体做负功，弹簧的弹性势能增加C．物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比D．物体连续向墙壁运动相同的位移，弹力做的功相等8．如图所示，小朋友在蹦床上跳跃玩耍．在小朋友接触床面向下运动到最低点的过程中，蹦床弹性势能的变化情况是A．一直在增大B．一直在减小C．先增大后减小D．先减小后增大9．在“探究弹性势能的表达式”的活动中，为计算弹簧弹力所做功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，下面几个实例中应用到这一物理思想方法的是A．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加代表整个过程的位移B．根据速度的定义，当非常小，就可以表示物体在时刻的瞬时速度C．在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点来代替物体，即质点10．某同学探究弹性势能的表达式，他猜测弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数及弹簧的形变量有关。于是他认为弹性势能的表达式可写成（、、为待定系数，它们均无单位）。下列说法中正确的是（    ）A．根据、、的国际单位，可以确定、、的值B．根据、、的国际单位，可以确定、的值C．根据、、的国际单位，可以确定、的值D．根据、、的国际单位，可以确定、的值11．把质量是m=0.5kg的小球放在竖立的弹簧上,并把球往下按至A的位置,如图甲所示.迅速松手后,弹簧把球弹起,球升至最高位置C(图丙),途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙).已知B、A之间的高度差为h1=0.1m, C、B之间的高度差为h2=0.2m, 弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，g=10m/s2.下面说法中正确的是A．由状态甲至状态乙，弹簧的弹性势能转化为小球的动能B．状态乙时，小球的动能最大C．状态甲中弹簧的弹性势能是1.5JD．状态乙中小球的动能是1.5J12．一根弹簧的弹力F-伸长量（位移）x图象如图所示，当弹簧的伸长量块由3.0cm变到6.0cm的过程中A．弹力所做的功是0.45J，弹性势能减少了0.45JB．弹力所做的功是0.6J，弹性势能减少了0.6JC．弹力所做的功是-0.45J，弹性势能增加了0.45JD．弹力所做的功是-45J，弹性势能增加了45J二、解答题13．如图所示，物体与弹簧相连，物体在O点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A处静止释放，物体会由A向A′运动，A、A′关于O点对称，则：（1）物体由A向O运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？（2）物体由O向A′运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？（3）在A、A′处弹性势能有什么关系？ 14．如图所示，一劲度系数k＝800N/m的轻质弹簧两端分别焊接着A、B两物体，mA＝16kg，mB＝8kg，直立于水平地面而静止，现给物体A加一个竖直向上的力F，使A由静止开始向上做匀加速运动，经0.2s，B刚要离开地面，设整个过程弹簧都处于弹性限度内（g取10m/s2）。（1）求B刚要离开地面时，A物体上升的高度；（2）求在此过程中所加外力F的最大值和最小值；（3）求在此过程中弹性势能的变化量；（4）在此过程中弹簧对A做了正功还是负功，做了多少功？15．如图所示，一轻质弹簧下端固定，直立于水平地面上，将质量为1kg的物体A从离弹簧顶端正上方1m高处由静止释放，当物体A下降到最低点P时，其速度变为零，此时弹簧的压缩量为 此时弹簧的弹性势能为多少若弹簧弹性势能的表达式为，则弹簧的劲度系数是多大？若将质量为2kg的物体B也从离弹簧顶端正上方相同高度处由静止释放，当物体B下降到P处时，物体B的速度是多大？16．如图所示，一个质量为，长为L的圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为的弹性小球，球和管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为管从下端离地面距离为处自由落下，运动过程中，管始终保持竖直，每次落地后向上弹起时的速度与刚要落地时速度大小相等，不计空气阻力，重力加速度为．求管第一次刚要落地时弹性球的速度；管与地面经过多次碰撞后，最终管与球都静止且球刚好在管口处，求管的长度L；管第一次落地弹起后，在管到达最高点之前，管和弹性球已经达到相同的速度，求从管第一次向上弹起到与弹性球达到共同速度时所用的时间．三、填空题17．如图所示，木块A的质量为m，木块B的质量为2m，两木块中间连有一弹簧，开始时A静止在弹簧上面．今用力F缓慢向上提A，直到B恰好离开地面．设开始时弹簧的弹性势能为Ep1，B刚要离开地面时，弹簧的弹性势能为Ep2，若Ep1_____ Ep2（填＝、>、<）18．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与物块拴接，物块保持静止放在光滑水平面上．现用外力缓慢拉动物块，若外力所做的功为W，则物块移动的距离为________．19．一个物体具有____________，我们就说这个物体具有了能．飞行的子弹能穿透钢板，是靠子弹的___________能；蓄在高处的水能用来发电，是利用水的__________能；钟表里的发条能带动时针走动，是靠发条的_________能．20．某物理兴趣小组想要探究弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系，采用如图1装置：弹簧一端固定在竖直挡板上，挡板固定在光滑桌面上，弹簧右侧固定一光滑的斜面。斜面与桌面平滑相接。让小球从斜面上滑下来后压缩水平桌面上的弹簧。小球在斜面上下滑时，速度越来越大，是______转化为动能，小球压缩弹簧时速度越来越小，是动能转化为______。测出小球释放的初位置与桌面的高度差和小球把弹簧压缩至最短时弹簧的压缩量作出图像如图2，可以确认这是一条过原点的抛物线，则根据图像结合机械能守恒定律可知：弹簧的弹性势能与______（填，，）成正比。 
参考答案1．D【详解】A．重力势能与重力做功密切相关，重力做功与路径无关，只与初末位置有关，选项A错误；B．抬高物体，物体具有重力势能，重力势能是地球与物体共有的，选项B错误；C．弹簧只有发生弹性形变，才具有弹性势能，选项C错误；D．选择不同的参考平面，重力势能不相同，但是对于同一过程重力势能的变化都是相同的，选项D正确。故选D。2．D【详解】A．在物体本身的大小和形状对研究的问题影响非常小时，物体可简化为一个具有质量的点，这种方法叫理想模型法。A错误；B．根据功率的定义式，当时间间隔非常小时，就可以用这一间隔内的平均功率表示间隔内某一时刻的瞬时功率，这应用了极限法。B错误；C．如果一个力的作用效果与另外两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力，这里采用了等效替代发。C错误；D．在推导弹簧弹力做功的表达式时，把整个做功过程划分成很多小段，每一小段近似看作恒力做功，然后把各小段弹力所做的功相加，这里采用了微元法。D正确。故选D。3．A【详解】从A点自由下落，压缩弹簧至最低点B过程中，弹簧的形变量一直在增大，而弹簧的弹性势能与弹簧的形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。故选A。4．C【详解】弹力做功等于弹性势能的变化，由于两次都是从O点出发，最终到达A'点，则两次弹簧的形变量相同，弹性势能相同，即两次弹力做功相同，即。故选C。5．C【详解】F－x围成的面积表示弹力的功据知，弹性势能减少1.8 J，故ABD错误，C正确。故选C。6．B【详解】A．开始时整个系统静止，弹簧压缩量为x，则对B有kx=mg得C恰好离开地面时，弹簧的伸长量仍为可知弹簧的弹性势能先减小后增大，故A错误。BCD．小车向右运动至速度最大时，加速度为零，AB的合力为零，C恰好离开地面时，则F=2mg拉力做功为故B正确，CD错误。故选B。7．B【详解】AB．物体向左运动，物体受到的弹力方向向右，故弹力对物体做负功，弹簧的弹性势能增加，故A错误，B正确；C．弹簧的弹力为F=kx，弹力做功表达式可见物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量平方成正比，故C错误；D．物体向墙壁运动相同的位移，弹力大小不同，故弹力做功不相等，故D错误。故选B。8．A【详解】小朋友从接触床面向下运动到最低点的过程中，克服蹦床的弹力做功，弹性势能一直增大。A. 一直在增大。与结论相符，故A正确；B. 一直在减小。与结论不符，故B错误；C. 先增大后减小。与结论不符，故C错误；D. 先减小后增大。与结论不符，故D错误。9．A【详解】A．在推导匀变速直线运动位移公式时，采用微元法将加速运动微分成一段段匀速运动，采用了微元法，故A正确；B．研究某一时刻的速度准往取一段很短的时间，即让时间趋向于无穷小时的平均速度表示瞬时速度，采用的是极限思维的方法，故B错误；C．在探究加速度、力和质量三者之间关系时，要先控制一个量不变，采取的方法是控制变量法，故C错误；D．质点采用的科学方法是建立理想化模型的方法，故D错误。10．C【解析】【详解】在国际单位制中，由于的单位为，即，的单位是，的单位是，则有：，故，，即； A. 根据、、的国际单位，可以确定、、的值，选项A不合题意；B. 根据、、的国际单位，可以确定、的值，选项B不合题意；C. 根据、、的国际单位，可以确定、的值，选项C符合题意；D. 根据、、的国际单位，可以确定、的值，选项D不合题意；11．C【解析】【详解】A项：小球由状态甲至状态乙的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能；故A错误；B项：由状态甲至状态乙的过程，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球的合力先向上后向下，则小球先加速后减速，动能先增大后减小，当弹力等于重力时动能最大，此时弹簧处于压缩状态，位置在甲、乙之间，故B错误；C项：小球由状态甲至状态丙的过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球在图甲中弹簧的弹性势能等于小球由A到C位置时增加的重力势能：Ep=mg（h1+h2）=0.5×10×0.3=1.5J；故C正确；D项：球由状态乙至状态丙的过程中，小球机械能守恒，则状态乙中小球的动能Ek乙=mgh2=0.5×10×0.2=1.0J；故D错误。12．C【详解】当弹簧的伸长量块由3.0cm变到6.0cm的过程中，弹簧的弹力做负功，根据平均值法可得弹簧的弹力做功为，所以弹簧的弹性势能增加了，故选项C正确，A、B、D错误；13．（1）正功，减少；（2）负功，增加；（3）相等【详解】略14．（1）0.3m；（2）480N，240N（3）－12J；（4）正功，12J【详解】(1)A静止时设弹簧压缩了x1，则有：kx1＝mAg，所以：x1＝＝0.2m，设B刚要离开地面时弹簧伸长了x2，则kx2＝mBg，所以x2＝＝0.1m，所以在此过程中A上升的高度：h＝x1＋x2＝(0.2＋0.1)m＝0.3m；(2)由位移公式：h＝at2，代入数据解得：a=15m/s2，当弹簧处于压缩状态时，A受弹力向上，故有：F＋kx－mAg＝mAa当压缩量x最大时，F最小，此时：x＝x1，所以：Fmin＝mAg＋mAa－kx1，代入数据解得：Fmin＝240N；当弹簧处于伸长状态时，A受弹力向下，故有：F－kx－mAg＝mAa当伸长量x最大时，F最大，此时：x＝x2，所以：Fmax＝mAg＋mAa＋kx2，代入数据解得：Fmax＝480N；(3)弹性势能改变量：ΔEp＝Ep2－Ep1＝＝－12J；(4)由ΔEp＝－12J知弹性势能减少了12J，则弹簧对A物体做了正功为12J。15．此时弹簧的弹性势能为16J．弹簧的劲度系数是．当物体B下降到P处时物体B的速度是．【解析】【详解】(1)由系统的机械能守恒得弹簧的弹性势能为：   (2)根据得： (3)若将质量为2kg的物体B也从离弹簧顶端正上方相同高度处由静止释放时，由系统的机械能守恒得：；代入得：；解得：【点睛】解决题的关键分清楚物体下落过中能量转化关系：重力势能一部分转化为物体的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能，还要知道同一弹簧压缩量相同，弹簧的弹性势能就相同．16．　　【分析】(1)根据自由落体运动的公式求出圆管底端落地前瞬间的速度．(2)根据功能关系求出球相对于管静止时的相对位移，即为管的至少长度．(3)根据管上升的加速度，以及相对加速度，再根据运动学公式求出时间．【详解】(1)对管和球组成的系统有： 代入数据解得： (2)系统的机械能损失等于克服摩擦力做的功 代入数据解得： (3)落地后弹起的过程中对管有：  对球有： 解得：， 管和球向上运动达到相对静止时速度相同： 代入数据解得：【点睛】本题的难点在于管和球的运动情况难于判断，关键通过计算理清球和管的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．17．<【详解】原来弹簧的弹力k△x1=mg，当B刚要离地时弹簧弹力等于B的重力即k△x2=2mg．则△x2=2△x1．弹性势能为EP1=k△x2,故EP1<EP2.18．【详解】用外力缓慢拉动物块的过程中，弹簧的弹力与拉力做功，由于是缓慢拉动，可以认为物块的动能没有增加，外力做的功转化为弹簧的弹性势能，所以有，解得：．19．做功的本领    动    重力势    弹性势    【解析】【详解】一个物体具有做功的本领，我们就说这个物体具有了能．飞行的子弹能穿透钢板，是靠子弹的动能；蓄在高处的水能用来发电，是利用水的重力势能；钟表里的发条能带动时针走动，是靠发条的弹性势能．20．重力势能    弹性势能        【详解】小球在斜面上下滑时，速度越来越大，是重力势能转化为动能，小球压缩弹簧时速度越来越小，是动能转化为弹性势能。因图像是一条过原点的抛物线，则h与x2成正比，又因为弹性势能可知弹簧的弹性势能与成正比。