《2022年高中物理人教版必修2習(xí)題：第七章 機(jī)械能守恒定律 第4節(jié) 重力勢能3 Word版含答案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高中物理人教版必修2習(xí)題：第七章 機(jī)械能守恒定律 第4節(jié) 重力勢能3 Word版含答案（6頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高中物理人教版必修2習(xí)題：第七章 機(jī)械能守恒定律 第4節(jié) 重力勢能3 Word版含答案 （滿分100分，60分鐘完成） 班級_______姓名_______ 第Ⅰ卷(選擇題 共48分) 一、選擇題：本大題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對的得6分，對而不全得3分。選錯(cuò)或不選的得0分。 1．下列說法正確的有 （　?。? A．外力對彈簧做正功，彈簧的彈性勢能增加 B．彈簧的彈力做負(fù)功，彈簧的彈性勢能增加 C．重力做負(fù)功，物體的重力勢能減少 D．重物下落過程中，重力做正功，物體的重力勢能增加 2．關(guān)于重力

2、做功和重力勢能的變化，下列說法中正確的是 （　?。? A．當(dāng)重力對物體做正功時(shí)，物體的重力勢能一定減少 B．當(dāng)物體克服重力做功時(shí)，物體的重力勢能一定增加 C．重力做功的多少與參考平面的選擇無關(guān) D．重力勢能的變化與參考平面的選擇有關(guān) 3．如圖1所示，質(zhì)量為m的物體靜止在地面上，物體上面連著一個(gè)輕彈簧，用手拉住彈簧上端將物體緩慢提高h(yuǎn)，不計(jì)彈簧的質(zhì)量，則人做的功應(yīng) （　?。? 圖1 A．等于mgh B．大于mgh C．小于mgh D．無法確定 4．質(zhì)量為m的物體從地面上方H高處無初速釋放，落在地面后出現(xiàn)一個(gè)深度為h的坑，如圖2所示，則在整個(gè)過程中

3、 圖2 A．重力對物體做功為mgh B．物體的重力勢能減少了mg（H＋h） C．外力對物體做的總功為零 D．地面對物體的平均阻力為mg（H＋h）/h 5．下列說法中，正確的是 （　?。? A．地球上的任何一個(gè)物體的重力勢能都有一個(gè)確定的值 B．從同一高度將某一物體以相同的速率平拋或下拋，落到地面上時(shí)，物體的重力勢能的變化是相同的 C．在不同高度的物體具有的重力勢能可能相同 D．位于零勢能參考平面以下的物體的重力勢能一定小于在零勢能參考平面以上的物體的重力勢能 6．質(zhì)量為2 kg的小物體從高為3 m、長為6 m的斜面頂端由靜止開始下滑，如圖3所示，滑到底端時(shí)

4、速度為6 m/s，取g＝10 m/s2，則物體在斜面上下滑到底端的過程中 （　　） 圖3 A．重力對物體做功60 J B．物體克服摩擦力做功36 J C．合力對物體做功36 J D．物體的重力勢能增加60 J 7．如圖4所示，一端固定在地面上的豎直輕彈簧，在它的正上方高H處有一小球自由落下，落在輕彈簧上，將彈簧壓縮，如果分別為從H1和H2高處（H1＞H2）釋放小球，小球落到彈簧壓縮的過程中獲得的最大動(dòng)能分別是Ek1、Ek2和對應(yīng)的重力勢能Ep1、Ep2的大小，下述正確的是 （　?。? 圖4 A．Ek1＜Ek2，Ep1＞Ep2 B．Ek1＞Ek2，Ep

5、1＜Ep2 C．Ek1＜Ek2，Ep1＝Ep2 D．Ek1＞Ek2，Ep1＝Ep2 8．質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面開始運(yùn)動(dòng)，起始點(diǎn)A與一輕彈簧O端距離為s，如圖5所示。物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體與彈簧相碰后，彈簧的壓縮量為x，則彈簧被壓縮最短時(shí)，彈簧具有的彈性勢能為 （ ） 圖5 A．mv02－μmgx B．mv02－μmg(s＋x) C．μmgs D．μmg(s＋x) 第Ⅱ卷（非選擇題，共52分） 二、填空、實(shí)驗(yàn)題：本大題共5小題，每小題5分，共25分。把正確答案填寫在題中橫線上或按要求作答。 9．將一個(gè)質(zhì)量為10 kg的物體

6、從地面搬到離地面3 m高的A處，再搬到離地面7 m高的B處，若取A處的水平面為參考平面，那么物體在地面時(shí)的重力勢能是__________ J，在A處的重力勢能是__________ J，在B處的重力勢能是__________ J，物體由地面被搬到B處，重力勢能增加了__________ J（g取10 m/s2）。 10．質(zhì)量為m的物體沿傾角為θ的光滑斜面下滑，t秒內(nèi)其重力勢能改變了__________。 11．質(zhì)量為m，邊長為a的均勻正方體木塊，放于粗糙水平地面上，現(xiàn)對木塊施力使其向一側(cè)翻倒，則推倒木塊至少需做的功為___________。 12．如圖所示，長度為l、質(zhì)量為m的均勻的繩，

7、一段置于水平的光滑桌面上，另一段a垂于桌面下，當(dāng)繩下滑全部離開桌面時(shí)，重力所做的功是___________。 圖6 13．物體從離地面高度為H處從靜止開始下落，由于物體在運(yùn)動(dòng)過程中受到空氣阻力，則物體在下落過程中，動(dòng)能和重力勢能相等時(shí)的離地高度h___________（填“大于”、“等于”或“小于”） 三、計(jì)算題：本大題共2小題，計(jì)27分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 14．（12分）如圖7所示，一個(gè)質(zhì)量為m的小球自高h(yuǎn)處由靜止落下，與水平面發(fā)生多次碰撞后，最后靜止在水平面上.若小球在空中運(yùn)

8、動(dòng)時(shí)，受到的阻力恒為小球重的，小球與水平面碰撞時(shí)不損失能量，則小球在停止運(yùn)動(dòng)之前的運(yùn)動(dòng)過程中所通過的總路程為多少？ 圖7 15．（15分）有一質(zhì)量不計(jì)的水桶，用它從10m深的井下裝滿10 kg水后，用輕繩勻速提到井口，由于桶底有一小孔，在桶上升的過程中，平均每上升1m就有1kg水漏掉。 （1）將這桶水從井底提升到井口的過程中，繩子的拉力做多少功？ （2）如果用于提水的繩子的質(zhì)量為m0＝2 kg不能忽略，且繩子長度L恰為10 m，則本題答案又如何？（g取10 m/s2） 參考答案 一、選擇題： 1．【答案】AB 【點(diǎn)撥】外力對彈簧做正功，實(shí)際上就是彈簧彈力做負(fù)功的過程，彈

9、性勢能增加，A、B正確；重力做負(fù)功，物體的重力勢能增加，C錯(cuò)誤；重物下落時(shí)重力做正功，物體的重力勢能減少，D錯(cuò)誤。 2．【答案】ABC 【點(diǎn)撥】當(dāng)重力對物體做正功時(shí)，物體的重力勢能一定減少，減少的重力勢能等于重力做的功，A正確；當(dāng)物體克服重力做功時(shí)，物體的重力勢能一定增加，增加的重力勢能等于物體克服重力做的功，B正確；重力勢能是相對的，但重力勢能的變化是絕對的，重力做功的多少與重力勢能的變化有關(guān)，重力做功的多少與參考平面的選擇無關(guān)，C正確，D錯(cuò)誤。 3．【答案】B 【點(diǎn)撥】用手拉彈簧向上提物體的過程中，除物體的重力勢能增加了mgh外，彈簧的彈性勢能也增加了，拉力做的功應(yīng)等于增加的重力勢

10、能mgh再加上增加的彈性勢能。所以選項(xiàng)B正確。 4．【答案】BCD 【點(diǎn)撥】重力勢能的變化量與重力做功有關(guān)，外力對物體做的總功等于物體動(dòng)能的變化量，而動(dòng)能的變化量為零，根據(jù)動(dòng)能定理，既然動(dòng)能的變化量為零，所以整個(gè)過程重力做的正功和阻力做功相等。 5．【答案】BCD 【點(diǎn)撥】重力勢能的大小與零勢能參考平面的選擇有關(guān)，參考平面不同，同一物體在某一位置的重力勢能也會(huì)不同，故不能說地球上的任何一個(gè)物體的重力勢能都有一個(gè)確定的值，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)槟骋晃矬w（設(shè)質(zhì)量為m）從同一高度h處拋出落到地面時(shí)，物體重力勢能的變化ΔEp＝Ep2－Ep1＝0－mgh＝－mgh，僅與m、h有關(guān)，與做什么樣的運(yùn)動(dòng)無關(guān)

11、，所以選項(xiàng)B正確；因?yàn)橹亓菽蹺p＝mgh∝mh，所以當(dāng)質(zhì)量分別為m1、m2的兩個(gè)物體在不同高度h1、h2處，若m1h1＝m2h2，則它們具有的重力勢能相同，選項(xiàng)C正確；因?yàn)槲矬w在零勢能參考平面上時(shí)重力勢能為零，物體位于參考平面以下時(shí)其重力勢能小于零，物體位于參考平面以上時(shí)重力勢能大于零，所以選項(xiàng)D正確。 6．【答案】AC 【點(diǎn)撥】由WG＝mgh＝－ΔEp，可求得重力做功60 J，物體重力勢能減少60 J.由動(dòng)能定理W合＝WG－Wf＝ΔEk＝×2×62 J＝36 J可知，物體克服摩擦力所做的功Wf＝WG－36 J＝24 J，合力所做功為W合＝36 J。 7．【答案】D 【點(diǎn)撥】小球以一

12、定的初速度落到彈簧上將彈簧壓縮，立即受到彈簧向上的彈力f（f是變力，f＝kx，k為勁度系數(shù)，x為壓縮量，f隨形變量x的增大而增大），開始時(shí)重力mg大于彈力f，小球仍向下加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，當(dāng)kx＝mg(x＝mg/k)時(shí)，小球所受合力為零，速度達(dá)到最大，獲得最大動(dòng)能。設(shè)彈簧原長為l0，則此時(shí)小球離地面高度為l0－x＝l0－，設(shè)彈簧的彈性勢能為Ep′，則由功能關(guān)系知，重力所做功等于彈性勢能和動(dòng)能增量之和，即mg［H－(l0－)］＝Ep′+Ek，因Ep′由x決定，x＝相同，故Ep′相同，Ek大小由H決定，H越大則Ek越大，H1＞H2，故Ek1＞Ek2.又重力勢能Ep＝mg(l0－)與H無關(guān)，故Ep1

13、＝Ep2。 8．【答案】B 【點(diǎn)撥】動(dòng)能的減小量用于內(nèi)能增加和彈性勢能增加，內(nèi)能的增加量等于摩擦力做功的大小。 二、填空、實(shí)驗(yàn)題： 9．【答案】－300；0；400；700 【點(diǎn)撥】（略） 10．【答案】mg2t2sin2θ 【點(diǎn)撥】物體沿傾角為θ的光滑斜面下滑時(shí)的加速度a＝gsin，t秒內(nèi)下滑的位移為s＝at2，故t秒內(nèi)其重力勢能的減少量為ΔEp＝mgh＝mgs·sinθ，解得：ΔEp＝mg2t2sin2θ。 11．【答案】 【點(diǎn)撥】推倒木塊的過程中，重心上升的高度為h＝，推倒木塊過程中至少需做的功應(yīng)等于木塊增加的重力勢能，即WF＝mgh＝。 12．【答案】 【點(diǎn)撥】取

14、桌面處為重力勢能的零勢能參考面。設(shè)繩的質(zhì)量為m，開始使繩下滑的力是a段繩所受的重力F＝mg，此時(shí)繩的重力勢能EP1＝；當(dāng)繩全部離開桌面時(shí)，繩的重力勢能EP2＝。重力所做的功等于重力勢能的減少，所以，W＝EP1－EP2＝－（）＝。 13．【答案】小于 【點(diǎn)撥】從開始下落到動(dòng)能和勢能相等位置，根據(jù)動(dòng)能定理有：，已知，聯(lián)立解得：＜。 三、計(jì)算題： 14．【答案】50h 【解析】設(shè)小球在空中通過的總路程為s，在全過程中，重力做功與路徑無關(guān)，重力做正功為： WG＝mgh；全過程阻力始終做負(fù)功，阻力做的總的負(fù)功為：Wf＝－Ff s。 對整個(gè)過程，根據(jù)動(dòng)能定理，得： mgh－Ff s＝0

15、解得：s＝＝50h。 說明：本題是一個(gè)多次往復(fù)運(yùn)動(dòng)的問題，求解的關(guān)鍵是尋找待求量在不斷往復(fù)的運(yùn)動(dòng)過程中所遵循的規(guī)律。 15．【答案】（1）500 J；（2）600 J 【解析】（1）由于桶中的水不斷漏出，本題屬于變力做功。在提水的過程中，水桶中水的質(zhì)量的變化情況是： Δm＝m－kh＝10－h(huán) 其中m為桶中原有水的質(zhì)量，k為每米漏掉的水，h為桶上升的高度。可知桶中剩下水的質(zhì)量是線性變化的，故可用求平均值的方法來求平均重力。 又勻速提桶，則拉力就等于重力 ＝g 當(dāng)h＝10 m時(shí)，＝50 N，WF＝Fh＝h＝5×10×10 J＝500 J。 （2）對小桶及桶中的水的分析解答同上，對于提水的繩子來講，在提水上升的過程中，也是變力做功，但從整個(gè)過程看，就是克服繩子的重力做功，使其重心上升的高度，則外力對繩子做功至少要為 ＝m0g×＝100 J。 人提水做的總功為WF′＝WF＋＝600 J。