人教版物理必修2同步练习：8.2 重力势能（能力提升）
试卷更新日期：2024-03-28 类型：同步测试
一、选择题
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1. 如图所示为某风洞实验简化模型，风洞管中的均流区斜面光滑，一物块在恒定风力作用下由静止沿斜面向上运动，物块从接触弹簧到最高点的过程中（弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（ ）
A、物块的速度一直减小 B、物块加速度先不变后减小 C、弹簧弹性势能先不变后增大 D、物块和弹簧组成的系统机械能一直增大2. 如图所示，劲度系数为的轻质弹簧左端固定在粗糙水平地面上的竖直杆上，右端连接一质量为的小滑块，以为坐标原点，水平向右为正方向建立轴，将滑块向右拉到坐标为的位置由静止释放，小滑块向左运动到坐标为处速度最大，继续向左，最远能运动到坐标为的位置，然后返回。下列判断正确的是（ ）
A、弹簧的原长为 B、小滑块在和位置加速度大小相等 C、弹簧在位置的弹性势能可能等于位置的弹性势能 D、小滑块在位置的加速度一定大于在点即将返回时的加速度3. 如图所示是舂米用的石臼.横梁可绕支点转动，人用力下踩，使重锤从最低点上升到最高点，上升高度为h，松开脚后重锤下落打到谷物，使米糠和白米分离.已知重锤的质量为m，重力加速度为g，横梁重力不可忽略，下列说法正确的是（ ）
A、重锤在上升过程中，速度不断增大 B、重锤在上升过程中，重力势能增加了mgh C、重锤下落到最低点时，动能大小为mgh D、重锤从下落到打中谷物前，重力的瞬时功率先增大后减小4. 图甲为使用风簸的情景。风簸是清谷的农用工具，主要用于筛选精谷粒和瘪谷粒。图乙为其工作原理示意图：匀速摇动扇叶（图中未画出），在AB和CD间形成持续稳定的风力场，风速水平向左，开启斗仓下方的狭缝S1 ， 轻重显著不同的谷粒由狭缝进入风力场，在风力和重力作用下经由具有一定宽度的出谷口S2或S3离开风力场后被收集。现考查同时进入风力场的精谷粒a和瘪谷粒b这两粒谷子，设它们所受风力相同，忽略初速度和空气阻力的影响，那么（ ）
A、a比b先到达出谷口 B、到达出谷口时a的速度较大，b的速度较小 C、a经由S3离开风力场，b经由S2离开风力场 D、离开出谷口时，a的机械能增量较小，b的机械能增量较大5. 质量为m的均匀链条长为L，开始放在光滑的水平桌面上时，有 的长度悬在桌边缘，如图所示，松手后，链条滑离桌面，问从开始到链条刚滑离桌面过程中重力势能变化量为（ ）
A、 B、 C、 D、6. 如图所示，圆柱体竖直固定于光滑水平面上，一根不可伸长的轻质细线一端连接一小球m，另一端固定于圆柱体的底部外侧上某点。拉直细线使其水平，给小球一垂直细线的沿水平方向的初速度。则（ ）
A、小球的动能会越来越大 B、半径变小，小球的角速度不变 C、若某时刻细线断裂，小球将沿速度方向做直线运动 D、由于线变短，小球运动半径变为原来的一半时，线对小球的拉力将变为原来的4倍7. 如图甲，将一小球从地面以某一初速度v0竖直向上抛出，取地面为零重力势能参考面，小球的机械能E0和重力势能Ep随小球离开地面的高度h变化关系图像如图乙。重力加速度g=10m/s2 ， 下列说法正确的是（ ）
A、小球从地面抛出的初速度 B、小球所受空气阻力大小为小球自身重力的 C、从抛出开始，小球经1s时间上升到最高点 D、小球离地面高度h=3m时，小球的动能Ek=25J8. 如图所示，小球甲在真空中做自由落体运动，另一相同的小球乙在油中由静止开始下落。它们都由高度为的地方下落到高度为h2的地方。在这两种情况下，下列说法正确的是（ ）
A、甲球的重力势能变化量大 B、甲球的机械能变化大 C、甲球的平均速度小 D、甲球的重力平均功率大9. 跳绳是一项很好的体育锻炼项目。某同学在一次跳绳测验中，在40s的时间内完成了100次跳绳，已知该同学每一次跳起的最大高度为10cm，他的质量为50kg，g=10m/s2 ， 不计空气阻力和绳的质量，则下列说法中正确的是（ ）A、每一次向上运动的过程中，重力做的功为50J B、每次跳起时，地面对该同学的支持力做功为0 C、该同学从跳起到落地的过程中，先超重再失重 D、每次离开地面的瞬间重力的瞬时功率为010. 如图所示，一塔式起重机正在工作，在某段时间内，吊车将质量为的重物从静止开始以恒定的加速度竖直下降，当下降高度为时，速度为 ， 在这个过程中，下列说法正确的是（ ）
A、重物重力势能增加了 B、重物的机械能减少了 C、起重机对物体做功为 D、重物的合外力做功为二、多项选择题
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11. 一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低时距水面下还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法不正确的是（ ）A、运动员到达最低点前重力势能始终减小 B、蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加 C、蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员的动能一直减小 D、蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取12. 下列说法正确的是（ ）
A、图甲实验利用“放大法”观察玻璃瓶的微小形变 B、图乙水杯随圆盘一起匀速圆周转动，受重力、支持力、静摩擦力和向心力 C、图丙货物被起重机竖直向上匀速提起过程中，所受合外力不做功，机械能增加 D、图丁自动卸货车始终静止在地面上，车厢在液压机作用下倾角缓慢增大且货物始终没有下滑，该过程中车厢对货物的支持力逐渐变大且做正功13. 质量的物体从高为的光滑轨道上点由静止开始下滑，滑到水平传送带上的点，物体和传送带之间的动摩擦因数为 ， 传送带之间的距离为 ， 传送带一直以的速度匀速运动，则（ ）
A、物体从运动到的时间是 B、物体从运动到的过程中，摩擦力对物体做功为 C、物体从运动到的过程中，产生的热量为 D、物体从运动到的过程中，带动传送带转动的电动机多做的功为14. 韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，他克服阻力做功100J。韩晓鹏在此过程中（ ）A、动能增加了1800J B、动能增加了2000J C、重力势能减小了1900J D、重力势能减小了2000J15. 一质量为0.1kg的小球，以5m/s的速度在光滑水平面上匀速运动，与竖直墙壁碰撞后以原速率反弹，若以弹回的速度方向为正方向，则小球碰墙过程中的速度变化和动能变化分别是（ ）A、Δv＝0 B、Δv＝10m/s C、ΔEk＝0 D、ΔEk＝5J16. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和，取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示，重力加速度取10m/s2。由图中数据可得（ ）
A、物体的质量为4kg B、h=0时，物体的速率为10m/s C、从地面至h=2m过程中，物体的动能减少了40J D、h=3m时，物体克服阻力的瞬时功率大小为25W17. 如图所示，一滑块从固定的斜面底端A处冲上粗糙的斜面，到达某一高度后返回A。下列各图分别表示滑块在斜面上运动的速度v、加速度a、势能Ep、机械能E随时间变化的图象，可能正确的是（ ）
A、
B、
C、
D、
18. 如图所示是玩家玩“蹦极”游戏的真实照片，玩家将一根长为OA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OA为弹性绳子的原长，B点是绳子弹力等于重力的位置，C点是玩家所到达的最低点，下列说法正确的是（ ）
A、从O到B，玩家先做加速运动后做减速运动 B、从O到C，重力对人一直做正功，人的重力势能一直减小 C、从A到C，玩家的加速度先向下后向上 D、从O到C，弹性绳子的弹性势能一直增加19. 质量为的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为 ， 在物体下落的过程中，下列说法正确的是（ ）A、物体重力做的功为 B、物体克服阻力做功为 C、物体重力势能增加了 D、物体动能增加三、非选择题
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20. 小刘同学查阅资料得知弹簧弹性势能的表达式为 ， 其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，他在实验室利用光电门、遮光条研究“弹簧的弹性势能与形变量之间的关系”。实验装置如图甲所示，弹簧的右端固定在长木板上，弹簧的左端放置一个小物块（与弹簧不拴接），物块的上方有一宽度为d的遮光条，O点是弹簧原长时物块所处的位置。
⑴测遮光条的宽度：用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，则遮光条的宽度。
⑵平衡摩擦力：将长木板右端垫一小木块（图中未画出），在O点左侧不同位置分别放置光电门，使物块压缩弹簧到确定位置并由静止释放小物块，调整小木块位置，重复以上操作，直到小物块上的遮光条通过光电门的时间均相等。
⑶进行探究：在O点正上方固定光电门，将小物块向右推动，使弹簧压缩x1后由静止释放，小物块在弹簧的作用下被弹出，记下遮光条通过光电门的时间 ， 小物块通过光电门的速度为（用测量出的物理量的符号表示）。
⑷重复操作：分别再将小物块向右推动，使弹簧压缩x2、、…后由静止释放，每次压缩弹簧后均重复步骤（3），并依次记下遮光条通过光电门的时间、、…。
⑸数据处理：以弹簧的形变量x为纵坐标，遮光条通过光电门时间的倒数为横坐标作图像，若实验中得到的图线是的（填“一条直线”或“一条曲线”），则说明弹性势能与形变量的平方成正比。
21. 某研究性学习小组利用如图所示装置探究弹簧的弹性势能与哪些因素有关，实验步骤如下：
①将一长直薄木板上端斜靠在水平桌面右边缘O点，长木板下端固定在水平地面上，测得薄木板和水平面间的夹角为；
②将轻弹簧一端固定在光滑水平桌面左边沿的墙面上，弹簧处于原长时，其右端恰好在O点；
③用物块把弹簧压缩到P点，记录P点位置，释放物块，物块落在斜面上的Q点；
④测量物块的质量m，OP的距离x，OQ的距离s；
⑤不改变物块的质量，改变弹簧的压缩量，重复③④的操作；
⑥测得多组数据，画出图像如图所示。
已知重力加速度为g，试回答下列问题：
(1)、物块从桌面边缘滑出的初速度为（用题中给出的字母表示）。(2)、物块在位置P时，弾簧具有的弹性势能为。(3)、猜想弹簧的弹性势能与弹簧的形变量的关系为______。A、 B、 C、 D、22. 某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持v=1m/s的恒定速度向右运动，现将一质量为m=2kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数μ=0.5．设皮带足够长，取g=10m/s2 ， 在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求：
(1)、邮件滑动的时间t；(2)、邮件对地的位移大小x；(3)、邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W ．23. 如图所示，有一条长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，以斜面最高点为重力势能的零点，则：
(1)、开始时和链条刚好从右侧全部滑出斜面时重力势能各是多大？(2)、重力在此过程中做了多少功？24. 将一个质量为m＝2kg的小球以水平速度v0＝2m/s抛出，若不计空气阻力，重力加速度为g＝10m/s2 ， 2秒内物体落地，重力做的功W＝ ， 重力势能是（增加、减少）。以地面为参考平面，物体具有的重力势能为Ep＝ ， 2秒内重力的对物体做功的平均功率为 ＝ ， 在2秒末重力的瞬时功率为P＝。25. 如图所示，一质量为m、半径为r、体积为V的铁球，用一细线拴住，慢慢地放入横截面积为S、深度为h的水中。已知水的密度为 ，则铁球从刚与水面接触至与杯底接触的过程中，铁球与水的重力势能分别变化了多少？水与铁球组成的系统总的重力势能变化了多少？
26. 如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m，一物体质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，g取10 m/s2。求：
(1)、以桌面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？(2)、以地面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？(3)、以上计算结果说明什么？
