2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册-4.4势能 课时检测 (Word版含答案)

4.4势能 课时检测（解析版）
一、选择题
1．一个小朋友从粗糙的滑梯上加速滑下的过程中，对小朋友的下列判断正确的是（　　）
A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增加
C．重力势能增加，动能减小 D．重力势能增加，动能增加
2．关于弹簧的弹性势能，下列说法中不正确的是（　　）
A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小
C．弹簧长度相同的弹簧具有相同的弹性势能
D．在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大
3．弹簧发生弹性形变时产生了弹力，具有了弹性势能。弹簧的弹力可对外做正功，也可对外做负功，弹簧的弹力做功，弹簧的弹性势能变化；弹簧的弹性势能变化，弹簧的弹力必做功。下列关于弹簧弹力的功、弹簧弹性势能及其变化的下列说法正确的是（　　）
A．弹簧的弹力做正功时，弹簧的弹性势能增加
B．弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能减少
C．弹簧的弹力做功为零的过程中，弹簧的弹性势能一定保持不变
D．同一弹簧的伸长量与压缩量相等时，弹簧的弹性势能也相等
4．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设以桌面处为参考平面，则小球落到地面的重力势能和整个过程中重力势能变化分别为（　　）
A．重力势能为，重力势能减少
B．重力势能为，重力势能增加
C．重力势能为，重力势能增加
D．重力势能为，重力势能减少
5．下列关于物体的重力势能的说法中正确的是（　　）
A．物体重力势能的数值与参考平面的选择无关
B．重力对物体做正功，则物体的重力势能增加
C．物体位于所选的参考平面以下时，物体的重力势能为负值
D．重力做功才有重力势能，重力不做功，物体就不具有重力势能
6．关于弹性势能，下列说法正确的是（　　）
A．弹簧的弹力做正功，其弹性势能减小
B．弹簧的弹力做正功，其弹性势能增加
C．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
D．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小
7．下列关于重力势能的说法中，正确的是（　　）
A．重力势能的大小与零势能面的选取无关
B．重力势能的变化与零势能面的选取无关
C．重力势能是矢量
D．处在同一位置上的两个物体重力势能相同
8．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设以桌面处为参考平面，则小球落到地面时瞬间的重力势能和整个过程中重力势能变化分别为（　　）
A．mgh，减少 B．mgh，增加
C．，增加 D．，减少
9．格林尼治时间2012年2月24日22时15分， 卫星从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空。据路透社报道， 系统搭建完毕后，美军通信能力可望增强10倍，不仅能够实现超高频卫星通信，还可同时传输音频、视频和数据资料。若卫星在发射升空的过程中总质量不变，则下列有关该通信卫星的说法正确的是（　　）
A．该卫星的发射速度应不小于11.2
B．当卫星到达它的运行轨道时，其内的物体将不受重力的作用
C．卫星在向上发射升空的过程中其重力势能逐渐变大
D．当卫星到达它的运行轨道（视为圆形）时，其线速度必大于7.9
10．质量为m的某同学在背越式跳高过程中，恰好越过距地面高度为h的横杆，不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　）
A．起跳阶段，地面对人的弹力做正功
B．离开地面上升过程中，重力势能增加mgh
C．从起跳最低点到上升最高点过程先超重后失重
D．刚接触海绵垫时，在竖直方向立即做减速运动
11．如图所示，同一物体m分别放在A、B两个位置，A在二楼天花板下方，B在一楼地面上，以二楼地面为参考平面，下列说法正确的是（　　）
A．物体m在B位置的重力势能大于0
B．将物体m从移到A的过程中，重力做负功，重力势能减小
C．选不同的参考平面，物体m在A位置的重力势能都相同
D．选不同的参考平面，物体m从A移到B的过程中，重力势能的变化量都相同
12．如图所示，一长为L，质量为m的匀质链条，开始时用手按住A端，放在光滑的桌面上，有的长度悬在桌边缘，松手后，链条滑离桌面，从开始到链条刚滑离桌面过程中整个链条的重力势能变化了（　　）
A．mgL B．mgL C．-mgL D．-mgL
13．如图所示是跳高运动员正在飞越横杆时的情景。对运动员从起跳到图示位置的过程，下列说法正确的是（　　）
A．运动员的重心升高
B．运动员的重力势能增大
C．运动员所受重力做负功
D．运动员所受重力做正功
14．如图所示，某同学将一根橡皮筋两端固定在支架上，把一模型飞机放在橡皮筋中间，向后拉模型飞机使橡皮筋伸长，松手后橡皮筋将模型飞机弹出，在弹出过程中（　　）
A．橡皮筋的弹性势能增加
B．橡皮筋的弹性势能减少
C．橡皮筋的弹力对模型飞机做负功
D．橡皮筋的弹力对模型飞机做正功
15．（多选）西双湖风景区内的十七孔桥（如图甲）是除水晶塔之外的又一标志性建筑，它不仅是南北两湖的分界点，更是联系东西两方景区的交通要冲，其模型可简化为图乙。已知孔桥的拱高为h，A、B两点在同一水平面上。一游客在由A点运动到B点的过程中，以下说法正确的是（　　）
A．游客的重力势能先增大后减小，重力先做负功后做正功
B．游客的重力势能先减小后增大，重力先做负功后做正功
C．游客的重力势能先增大后减小，重力先做正功后做负功
D．游客在整个运动过程中重力做功为零
二、解答题
16．如图：用F=40N的水平推力推一个质量m=3.0kg的木块，使其沿着光滑斜面向上移动2m，则在这一过程中，
（1）F做的功为多少？
（2）重力做的功为多少．
17．如图所示，质量为m的物体，从地面被竖直向上抛出，经过A、B和最高点O，三个位置距地面的高度分别为hA、hB和hO。物体运动中所受空气阻力大小恒为f，重力加速度为g。
（1）求物体从A向上运动到B的过程中，重力所做的功WG1；和物体从A向上运动到O，然后由O返回到B的过程中，重力所做的功WG2；
（2）求物体从A向上运动到B的过程中，空气阻力所做的功Wf1；和物体从A向上运动到O，然后由O返回到B的过程中，空气阻力所做的功Wf2；
（3）比较两个过程空气阻力做功与重力做功，说明为什么不存在与空气阻力对应的“空气阻力势能”的概念。
参考答案
1．B
【详解】
小朋友从粗糙的滑梯上加速滑下的过程中，重力做正功，所以重力势能减小。加速下滑，说明合力沿滑梯向下，也做正功，根据动能定理，可知其动能增加。
故选B。
2．D
【详解】
AB．当弹簧始终处于压缩状态时，弹簧变长后弹性势能将减小，弹簧变短后弹性势能将增大，故AB错误；
CD．弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量有关，弹簧长度相同的弹簧弹性势能不一定相同，在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大，故C错误，D正确。
故选D。
3．D
【详解】
AB．弹簧的弹力做正功时，弹性势能转化为其他形式的能量，弹簧的弹性势能减少，弹簧的弹力做负功时，其他形式的能量转化为弹性势能，弹簧的弹性势能增加，AB错误；
C．弹簧的弹力做功为零，表示弹簧的初末状态弹性势能相等，但弹性势能不一定总保持不变，C错误；
D．弹性势能与形变量有关，同一弹簧的伸长量与压缩量相等时，弹簧的弹性势能也相等，D正确。
故选D。
4．D
【详解】
以桌面为参考平面，落地时物体的重力势能为-mgh，初状态重力势能为mgH，即重力势能的变化
所以重力势能减少了
故ABC错误，D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．根据重力势能的计算式Ep=mgh，由于高度h是相对于参考平面的，具有相对性，选择不同的参考平面，h不同，则重力势能不同，故A错误；
B．重力做正功，重力势能减小，故B错误；
C．物体位于参考平面时，高度为零，物体的重力势能为零，物体高度下降时，重力做正功，重力势能减小，则知物体位于所选的参考平面以下时，物体的重力势能应小于零，为负值，故C正确。
D．重力做功时，重力势能会发生变化，重力不做功时，重力势能不变，不能说物体就不具有重力势能，故D错误。
故选C。
6．A
【详解】
AB. 弹簧的弹力做正功，其弹性势能减小，选项A正确，B错误；
C. 若弹簧开始时被压缩，则当弹簧变长时，它的弹性势能减小，选项C错误；
D. 当弹簧从原长被压缩变短时，它的弹性势能变大，选项D错误。
故选A。
7．B
【详解】
A．同一物体选取不同的零势面，具有的重力势能不同，所以物体重力势能的大小与零势面的选取有关，故A错误；
B．重力做功等于重力势能的变化，重力做功的多少与零势能面的选取无关。所以，重力势能的变化与零势能面的选取无关，故B正确；
C．能量是标量，当然，重力势能就是标量，故C错误；
D．物体重力势能的大小与零势能面的选择及物体的质量有关。所以，处在同一位置上的两个物体，重力势能不一定相同，故D错误。
故选B。
8．D
【详解】
物体在桌面处的重力势能为0，则小球落地时的重力势能为-mgh；整个下落过程中重力做功为mg(H+h)，则重力势能减少mg（H+h），ABC错误，D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．11.2km/s是脱离地球束缚的最小发射速度，所以该卫星的发射速度应小于11.2km/s，故A错误；
B．当卫星到达它的环绕轨道时，其内的物体仍然受重力，提供向心力，故B错误；
C．卫星在向上发射升空的过程中离地面越来越高，重力势能逐渐变大，故C正确；
D．7.9km/s是发射卫星的最小发射速度，也是绕地球运转的最大速度，当卫星到达它的环绕轨道且其环绕轨道可视为圆形轨道时，其线速度必小于7.9km/s，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】
A．该同学起跳脚蹬地的过程中，地面对人的弹力方向上没位移，所以弹力不做功，故A错误；
B．上升过程中，人的重心上升的高度小于h，则重力势能增加量小于mgh，故B错误；
C．从起跳最低点到上升最高点过程该同学先加速运动离地后做减速运动，即加速度先向上然后向下，则先超重后失重，故C正确；
D．刚接触海绵垫时，重力大于海绵的弹力，先做加速运动，当重力小于海绵的弹力后做减速运动，故D错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．物体m的位置在参考平面下方，重力势能小于0，选项A错误；
B．将物体m从B移到A的过程中，重力做负功，重力势能增大，选项B错误；
C．选不同的参考平面，物体m在A位置的重力势能不相同，选项C错误；
D．重力势能的变化量只和重力做功有关，而重力对同一物体做功只和初末位置的高度差有关，与参考平面的选择无关，选项D正确。
故选D。
12．C
【详解】
设桌面为零势能面，开始时链条的重力势能为
当链条刚脱离桌面时的重力势能
故重力势能的变化量
故选C。
13．ABC
【详解】
跳高运动员飞越横杆时，重心升高，重力的方向与位移方向相反，则重力做负功，重力势能增大。
故选ABC。
14．BD
【详解】
在橡皮筋将模型飞机弹出过程中，橡皮筋的弹力对模型飞机做正功，橡皮筋的弹性势能减小。
故选BD。
15．AD
【详解】
ABC．游客由A到桥顶，重力做负功，重力势能增加，由桥顶到B，重力做正功，重力势能减小，整个过程游客的重力势能先增大后减小，重力先做负功后做正功，故A正确，BC错误；
D．由于A、B等高，则整个过程中重力做功为零，故D正确。
故选AD。
16．（1） (2)-30J
【详解】
（1）推力为40N，位移为2m，力与位移夹角为30°，故推力的功为：
WF=Fxcosθ=40×2×=40J；
（2）重力做功等于重力势能的减小量，故重力做功为：
WG=-mgxsinθ=-30J
17．（1），；（2），；（3）重力做功与路径无关，仅与初末位置有关，势能的变化与初末位置有关，两者都与位置有关，所以重力有对应的重力势能；空气阻力做功与路径有关，所以不存在与摩擦对应的“空气阻力势能”。
【详解】
（1）物体从A向上运动到B的过程中，重力所做的功
物体从A向上运动到O，然后由O返回到B的过程中，重力所做的功
（2）物体从A向上运动到B的过程中，空气阻力所做的功
物体从A向上运动到O，然后由O返回到B的过程中，空气阻力所做的功
（3）重力做功与路径无关，仅与初末位置有关，势能的变化与初末位置有关，两者都与位置有关，所以重力有对应的重力势能；空气阻力做功与路径有关，所以不存在与摩擦对应的“空气阻力势能”。