高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能当堂达标检测题

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课时作业(十三) 重力势能


A组：基础落实练


1．沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是( )








A．沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多


B．沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动物体克服重力做功多


C．沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动物体克服重力做功多


D．不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同


解析：不论接触面是光滑还是粗糙，也不论是直线运动还是曲线运动，重力做功与物体的运动路径无关，只与初、末状态物体的高度差有关．所以只有选项D正确．


答案：D


2．一物体在自由下落过程中，重力做了2 J的功，则( )


A．该物体重力势能减少，减少量等于2 J


B．该物体重力势能减少，减少量大于2 J


C．该物体重力势能减少，减少量小于2 J


D．该物体重力势能增加，增加量等于2 J


解析：重力做正功时重力势能减小，重力做多少功重力势能就减小多少，故选项A正确．


答案：A





3．如图所示是研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验示意图，下列对于此图的分析错误的是( )


A．比较甲和乙，说明质量相等的物体被举得越高，势能越大


B．比较甲和丙，说明在同一高度处，质量越小的物体势能越小


C．比较乙和丙，说明质量越大的物体，势能越大


D．小木桩进入沙中越深，说明物体对木桩做的功越多


解析：重力势能跟物体的质量和高度有关系，物体的质量越大，高度越大，重力势能就越大．实验中采用控制变量法来研究重力势能的影响因素，显然，本题选项C中，比较乙和丙时，物体的质量和高度都不相同，不能得出选项C中的结论．


答案：C





4．[2019·安庆一中检测](多选)如图所示，一小球贴着光滑曲面自由滑下，依次经过A、B、C三点．以下表述正确的是( )


A．若以地面为参考平面，小球在B点的重力势能比C点大


B．若以A点所在的水平面为参考平面，小球在B点的重力势能比C点小


C．若以B点所在的水平面为参考平面，小球在C点的重力势能大于零


D．无论以何处水平面为参考平面，小球在B点的重力势能均比C点大


解析：由于B点位置比C点高，无论以何处为参考平面，小球在B点的重力势能都大于C点的重力势能，选项A、D正确．


答案：AD








5．(多选)如图是玩家玩“蹦极”游戏的真实照片，玩家将一根长为AB的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在高处，然后从高处跳下，其中AB为弹性绳子的原长，C点是弹力等于重力的位置，D点是玩家所到达的最低点，对于玩家离开跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是( )


A．重力对人一直做正功


B．人的重力势能一直减小


C．玩家通过B点之后，绳子具有弹性势能


D．从A到D，弹性绳子的弹性势能一直增加


解析：整个过程中，重力一直做正功，重力势能一直减小；人从高空落下到弹性绳子达到原长的过程中，弹性绳子不做功，此后弹性绳子一直做负功，弹性势能一直增加．


答案：ABC


6．(多选)物体在运动过程中，克服重力做功100 J，则以下说法正确的是( )


A．物体的高度一定降低了


B．物体的高度一定升高了


C．物体的重力势能一定是100 J


D．物体的重力势能一定增加100 J


解析：克服重力做功，即重力做负功，重力势能增加，高度升高，克服重力做多少功，重力势能就增加多少，但重力势能是相对的，增加100 J的重力势能，并不代表现在的重力势能就是100 J，故B、D正确，A、C错误．


答案：BD





7．一个质量为m＝1 kg的小球从倾角α＝30°的光滑斜面上静止释放，经过一段时间沿着斜面运动了10 m，则这个过程中小球重力势能的改变量以及重力做功的平均功率是(g＝10 m/s2)( )


A．－50 J


25 W B．－50 J


50 W


C．－100 J


25 W D．－100 J


50 W


解析：ΔEp＝－mgΔh＝－50 J，P＝eq \f(mgΔh,t)＝25 W.


答案：A








8．为了安全起见，跨河大桥通常建成拱形，如图所示，M、N为水平面上的两点，O点为拱桥的最高点，且最高点距离水平面的高度为h，一质量为m的卡车以恒定不变的速率由M经O到达N点，则( )


A．由于M、N在同一水平面上，则卡车在整个运动过程中重力始终不做功


B．卡车的重力势能先减小后增大，重力先做负功后做正功


C．卡车的重力势能先增大后减小，重力先做正功后做负功


D．卡车的重力势能先增大后减小，重力先做负功后做正功


解析：由M到O的过程中，卡车向高处运动，重力势能增加，重力做负功，由O到N的过程中，卡车向低处运动，重力势能减小，重力做正功，D正确．


答案：D


9．物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是( )





解析：设物体开始下落时的重力势能为Ep0，物体下落高度h过程中重力势能减少量ΔEp＝mgh，故物体下落高度h时的重力势能Ep＝Ep0－ΔEp＝Ep0－mgh，即Ep－h图象为倾斜直线，B正确．


答案：B


10.





如图为某台球室悬挂的吊灯，已知吊灯的质量为m，吊灯到地面的竖直距离为h1，到天花板的竖直距离为h2，小亮认为吊灯的重力势能为－mgh2，则他选择的参考平面为( )


A．地面


B．天花板


C．台球桌的桌面


D．吊灯所在的水平面


解析：重力势能表达式Ep＝mgh，其中h为物体相对零势能面的高度，小亮认为吊灯的重力势能为－mgh2，则吊灯离参考平面的高度为－h2，即以天花板为参考平面，选项B正确．


答案：B


B组：能力提升练


11．[2019·江苏无锡江阴四校检测]质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为eq \f(4,5)g，在物体下落高度h的过程中，下列说法不正确的是( )


A．物体重力做的功为mgh


B．物体重力势能减少了mgh


C．物体克服阻力所做的功为eq \f(mgh,5)


D．物体所受阻力做功为eq \f(mgh,5)


解析：物体重力做的功为mgh，重力势能减少了mgh，A、B正确；物体受到的阻力大小f＝mg－ma＝eq \f(mg,5)，则物体克服阻力所做的功为eq \f(mgh,5)，阻力做功为－eq \f(mgh,5)，C正确，D错误．本题选择不正确的选项，故选D.


答案：D


12.





(多选)两个质量相等的小球A、B处在同一水平线上，当小球A被水平抛出的同时，小球B开始自由下落，不计空气阻力，则( )


A．在相等时间内，两小球的速度增量相等


B．在同一时刻，两小球的重力的功率不相等


C．在下落过程中，两小球的重力做的功不相等


D．在下落过程中，两小球重力的平均功率相等


解析：两小球的加速度均为重力加速度，相等时间内，速度增量相等，选项A正确；小球A重力的功率PA＝mgvAcs α＝mg·gt＝PB(α为小球A的速度与竖直方向的夹角)，选项B错误；在同一时间内，两小球下落的高度相等，由WG＝mgΔh知，重力做的功相等，选项C错误；因两小球下落用时相等，由P＝eq \f(W,t)知，重力的平均功率相等，故选项D正确．


答案：AD


13.





(多选)如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点(B位置)．对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是( )


A．运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零


B．在这个过程中，运动员的动能一直在减小


C．在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加


D．在这个过程中，运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功


解析：从接触跳板到最低点，弹力一直增大，合力先减小后增大，选项A错误；加速度的方向先向下后向上，速度先增大后减小，动能先增大后减小，选项B错误；形变量一直在增大，弹性势能一直在增加，选项C正确；从接触跳板到最低点的过程中，重力做正功，弹力做负功，但速度变小了，说明跳板的作用效果大于重力的作用效果，所以运动员所受重力做的功小于跳板的作用力做的功，选项D正确．


答案：CD


14.





如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点，若已知OD＝eq \f(2,3)l，则小球由A点运动到C点的过程中，重力势能减少了多少？重力做功为多少？


解析：从A点运动到C点，小球下落h＝eq \f(1,3)l


故重力做功WG＝mgh＝eq \f(1,3)mgl


重力势能的变化量


ΔEp＝－WG＝－eq \f(1,3)mgl


负号表示小球的重力势能减少了．


答案：eq \f(1,3)mgl eq \f(1,3)mgl