高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能同步练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能同步练习题，共9页。试卷主要包含了55 J的负功，5 m，绣球质量0等内容，欢迎下载使用。
考点一 重力做功
1.如图所示，质量关系为m1>m2>m3的三个小球分别沿三条不同的轨道1、2、3由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、3是光滑的，轨道2是粗糙的，重力对小球做的功分别为W1、W2、W3，则下列判断正确的是( )
A．W1>W2＝W3
B．W1＝W3>W2
C．W1＝W2＝W3
D．W1>W2>W3
2.如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下，经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达eq \f(h,4)处的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为(重力加速度为g)( )
A.eq \f(mgh,4) B.eq \f(3mgh,4) C．mgh D．0
考点二 重力势能
3．(2023·扬州市江都区丁沟中学高一校考期中)关于重力做功和重力势能，下列说法中正确的是( )
A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的数值大小也随之确定
B．一个物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能变小了
C．当物体向高处运动时，克服重力做功，物体的重力势能减小
D．重力做功与路径无关
4．一个100 g的小球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度，则整个过程中重力对小球所做的功及小球的重力势能的变化是(g取10 m/s2)( )
A．重力做功为1.8 J
B．重力做了0.55 J的负功
C．小球的重力势能一定减少0.55 J
D．小球的重力势能一定增加1.25 J
5．广西壮族“三月三”是壮族人民的传统节日，该节日民族活动很丰富，其中抛绣球是男女青年最喜欢的项目。假设某一青年女子在楼上将绣球水平抛出，抛出点离地4.5 m，绣球质量0.6 kg，在离地2.0 m处被一男青年抢到。重力加速度取10 m/s2，在绣球被抛出至被抢到的过程中，下列说法正确的是( )
A．重力做功15 J
B．重力势能增加了15 J
C．若以抛出点为参考平面，绣球被抢到时的重力势能为－27 J
D．若以地面为参考平面时，上述过程中绣球重力势能的变化量最大
考点三 弹性势能
6．如图所示的几个运动过程中，物体弹性势能增加的是( )
7．(2023·徐州市高一统考期中)蹦床运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中，蹦床对运动员做功和蹦床弹性势能的变化情况分别是( )
A．蹦床对运动员做正功，蹦床的弹性势能增大
B．蹦床对运动员做正功，蹦床的弹性势能减小
C．蹦床对运动员做负功，蹦床的弹性势能增大
D．蹦床对运动员做负功，蹦床的弹性势能减小
8．(2022·扬州中学高一期中)一根粗细均匀的长直铁棒重力为600 N，平放在水平地面上。现将其一端从地面抬高0.50 m，而另一端仍在地面上，则铁棒( )
A．重力势能增加150 J
B．重力势能增加300 J
C．克服重力做功400 J
D．克服重力做功600 J
9．一轻质弹簧的弹力与弹簧形变量之间的关系如图甲所示。将该弹簧下端固定在水平地面上，一质量为1.8 kg的物体在外力作用下缓慢放在弹簧的上端，待物体稳定后撤去外力，物体静止在弹簧上端，弹簧处在弹性限度内，如图乙所示，取重力加速度大小g＝10 m/s2，则下列说法正确的是( )
A．弹簧的压缩量为30 cm
B．弹簧的长度越长，弹簧的弹性势能越大
C．此过程中弹簧弹力对物体做的功为0.54 J
D．物体静止时，弹簧的弹性势能为0.27 J
10．如图所示，甲装置为一长度为L的均匀链条，总质量为2m，一半放在水平桌面上，一半竖直下垂；乙装置为两个质量均为m的小球，一个放在水平桌面上，一个竖直下垂，中间用不计质量的长度为L的细绳相连，水平部分和竖直部分长度相等，初始时令两装置保持静止，现自由释放两装置，使得两个装置都刚好离开水平桌面，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A．甲装置重力势能减少了eq \f(3,4)mgL
B．乙装置重力势能减少了mgL
C．甲装置重力做的功小于乙装置重力做的功
D．甲、乙两装置重力势能的减少量相等
11．现有一质量为m＝0.2 kg的小球，将其从离地H＝45 m处静止释放。测得小球经3 s后落地，每1秒时间内下落的距离分别为x1＝5 m、x2＝15 m、x3＝25 m，取地面为参考平面，g＝10 m/s2。求：
(1)第1 s末小球的重力势能；
(2)前2 s内小球重力势能的变化量；
(3)整个下落过程中小球所受重力做功的平均功率。
12.如图所示，质量相等的两木块中间连有一竖直弹簧，开始时木块A静止在弹簧上面。现用力F缓慢向上提A，直到B恰好离开水平地面。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，则关于Ep1、Ep2的大小关系及弹簧弹性势能的变化ΔEp，下列说法中正确的是( )
A．Ep1＝Ep2 B．Ep1＞Ep2
C．ΔEp＞0 D．ΔEp＜0
2 重力势能
1．D [重力做功W＝mgh，h相等，由于m1>m2>m3，所以W1>W2>W3，故D正确。]
2．B [解法一 分段法。
小球由A→B，重力做正功W1＝mgh
小球由B→C，重力做功为0，
小球由C→D，重力做负功W2＝－mg·eq \f(h,4)
故小球由A→D全过程中重力做功
WG＝W1＋W2＝mg(h－eq \f(h,4))＝eq \f(3,4)mgh，B正确。
解法二 全过程法。
由A→D全过程，高度差为h1－h2＝eq \f(3,4)h，故WG＝eq \f(3,4)mgh，B正确。]
3．D [重力势能的大小和参考平面的选取有关，故A错误；一个物体的重力势能从－5 J变化到－3 J，重力势能增加了2 J，故B错误；当物体向高处运动时，克服重力做功，物体的重力势能增大，故C错误；重力做功与路径无关，与初末位置高度差有关，故D正确。]
4．C [在整个过程中，小球下降的高度为h＝1.8 m－1.25 m＝0.55 m，该过程中重力对小球做正功，为W＝mgh＝0.1×10×0.55 J＝0.55 J，故A、B错误；重力做多少正功重力势能就减少多少，故小球的重力势能一定减少0.55 J，故C正确，D错误。]
5．A [重力做功为WG＝mgΔh＝0.6×10×(4.5－2.0)＝15 J，A正确；重力做正功，重力势能减小，故重力势能减少了15 J，B错误；若以抛出点为参考平面，绣球被抢到时的重力势能Ep＝－mg(h－h1)＝－0.6×10×(4.5－2) J＝－15 J，C错误；重力势能的变化与重力做功对应，与参考平面的选取无关，D错误。]
6．B [运动员从压杆到杆伸直的过程中，杆的形变量先增大后减小，其弹性势能先增大后减小，故A错误；人拉长弹簧的过程中，弹簧的伸长量在增大，则弹性势能增加，故B正确；模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的形变量减小，则其弹性势能减小，故C错误；小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的压缩量减小，其弹性势能减小，故D错误。]
7．B [蹦床对运动员的作用力向上，与位移方向相同，所以蹦床对运动员做正功，蹦床的弹性势能减小。故选B。]
8．A [由几何关系可知铁棒的重心上升的高度为h＝eq \f(1,2)×0.5 m＝0.25 m，克服重力做功W克G＝Gh＝600×0.25 J＝150 J，故铁棒重力势能增加150 J，故选A。]
9．D [由题图甲知，弹簧的劲度系数k＝eq \f(ΔF,Δx)＝600 N/m，弹簧的压缩量满足mg＝kx，解得x＝3 cm，A错误；弹簧的形变量越大，弹性势能越大，B错误；由题图甲知，缓慢压缩过程弹簧弹力对物体做功为W＝－eq \f(1,2)×18×0.03 J＝－0.27 J，则弹簧弹性势能为0.27 J，C错误，D正确。]
10．A [取桌面为参考平面，则初始位置甲装置的重力势能为Ep1＝－eq \f(mgL,4)，离开桌面时整体重力势能为Ep2＝－mgL，则甲装置重力势能减少了eq \f(3,4)mgL，故A正确；小球下降高度为eq \f(L,2)，所以乙装置重力势能减少了eq \f(mgL,2)，故B错误；重力做的正功等于重力势能减少量，所以甲装置重力做的功大于乙装置重力做的功，故C错误；甲装置重力势能减少量大于乙装置重力势能减少量，故D错误。]
11．(1)80 J (2)－40 J (3)30 W
解析 (1)第1 s末小球离地面的高度为h＝x2＋x3＝40 m
取地面为参考平面，第1 s末小球的重力势能Ep＝mgh＝80 J
(2)前2 s内小球重力势能的变化量ΔEp＝mgΔh＝－mg(x1＋x2)＝－40 J
(3)整个下落过程中小球所受重力做功的平均功率
P＝eq \f(W,t)＝eq \f(mgx1＋x2＋x3,t)＝30 W。
12．A [设两木块的质量均为m，开始时弹簧形变量为x1，有kx1＝mg，设B刚要离开地面时弹簧形变量为x2，有kx2＝mg，可知x1＝x2，所以Ep1＝Ep2，ΔEp＝0，A正确，B、C、D错误。]