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

2021-2022学年粤教版（2019）必修第二册
4.4势能 同步作业（解析版）
一、选择题
1．在地面上以初速度v0把物体竖直向上抛出，经过时间t1，物体到达最高点。不计空气阻力，在上升过程中，物体的速度v随时间t的变化关系如图所示。在0~t1时间内，物体的重力势能（　　）
A．保持不变 B．逐渐减小 C．逐渐增大 D．先增大后减小
2．如图所示，质量为的小球，从离桌面高处由静止下落，桌面离地高度为。若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化量分别是（　　）
A．，减少 B．，减少
C．，增加 D．，增加
3．质量为m的某同学在背越式跳高过程中，恰好越过高度为h的横杆，不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　）
A．起跳阶段，地面对人的弹力不做功
B．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失重后超重
D．刚接触海绵垫时，在竖直方向即做减速运动
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．下列关于重力势能和弹性势能的相关说法中，正确的是（　　）
A．重力势能与重力做功密切相关，重力做功与路径有关
B．抬高物体，物体具有重力势能，重力势能是地球上的物体单独具有的
C．弹簧只要有形变，就一定具有弹性势能
D．选择不同的参考平面，重力势能不相同，但是对于同一过程重力势能的变化都是相同的
6．小明在某次社会实践中，从深为2 m（水面到井口的距离）的水井中匀速提起120 N的水桶（含水）（视为质点）至地面，然后提着该水桶在水平道路上匀速走了20 m到达水缸旁边，不计水桶从到达井口时至变成水平速度过程中机械能的变化。则（　　）
A．水桶上升过程中合力做功为240 J
B．整个过程中小明用来提水桶的力所做的功为240 J
C．整个过程中水桶重力势能增加了2640 J
D．在水平道路上，小明对水桶做的功为2400 J
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．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
9．关于重力势能，以下说法中正确的是（　　）
A．某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的
B．物体做匀速直线运动时，重力势能一定不变
C．只要重力做功，重力势能一定变化
D．重力势能为0的物体，不可能对别的物体做功
10．关于重力势能的说法正确的是（　　）
A．重力势能由重物本身因素决定
B．重力势能有负值，因此说重力势能是矢量
C．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
D．重力做功引起重力势能变化
11．如图所示，质量为m的物体由A点竖直向下运动到水平地面上的B点。已知A点距水平桌面的高度为，桌面距水平地面的高度为，重力加速度为g。 下列说法正确的是（　　）
A．物体在A点具有的重力势能不可能为0
B．物体在A点具有的重力势能一定为
C．以桌面为参考平面，物体在A点具有的重力势能为
D．以地面为参考平面，物体在A点具有的重力势能为
12．一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中（ ）
A．地板对物体的支持力做正功
B．重力做正功
C．支持力对物体做功等于重力势能增加量
D．物体克服重力做功等于重力势能增加量
13．物体从距地面高h处沿不同支持面滑至地面，如图所示，a为光滑斜面，b为粗糙斜面，c为粗糙曲面，物体的质量为m，在这三种过程中（　　）
A．重力做功相同
B．沿c下滑时重力做功最大
C．重力势能的变化相同
D．沿c下滑时重力势能的变化量最大
14．下列关于重力势能的说法中正确的是（　　）
A．重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的
B．重力势能的大小是相对的
C．某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的
D．在地面上方的物体，它的重力势能一定不等于零
二、解答题
15．如图所示，粗细均匀的U形管内装有总长为，总质量为的水。开始时阀门K闭合，左、右支管内水面高度差为。打开阀门K后，左、右水面刚好相平时水的重力势能减少多少？
16．如图所示，一质量为、半径为的实心铁球（质量分布均匀）放在水平地面上，现从球中挖去一半径为的小球，挖去后的空穴与原球面相切于最低点。重力加速度大小为，以地面为参考平面，求挖去球后铁球的重力势能。
参考答案
1．C
【详解】
在0~t1时间内，物体距离地面的高度逐渐增加，根据
Ep=mgh
可知的重力势能逐渐增加。
故选C。
2．B
【详解】
以桌面为参考平面，落地时物体的重力势能为，初状态重力势能为，即重力势能的变化为
所以重力势能减少了，B正确。
故选B。
3．A
【详解】
A．起跳阶段，地面对人的弹力作用点始终没有离开地面，并没有向上的位移，故地面对人的弹力不做功。故A正确；
B．上升过程中，重心高度增加小于h，则人的重力势能增加小于mgh，故B错误；
C．起跳到上升过程，加速度先向上，后向下，所以该先同学先超重后失重，故C错误；
D．刚接触海绵垫时，重力大于海绵垫的弹力，加速度向下，该同学在竖直方向上向下加速运动，当海绵垫的弹力大于该同学的重力后，该同学即做减速运动，故D错误。
故选A。
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．D
【详解】
A．重力势能与重力做功密切相关，重力做功与路径无关，只与初末位置有关，选项A错误；
B．抬高物体，物体具有重力势能，重力势能是地球与物体共有的，选项B错误；
C．弹簧只有发生弹性形变，才具有弹性势能，选项C错误；
D．选择不同的参考平面，重力势能不相同，但是对于同一过程重力势能的变化都是相同的，选项D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．因为是匀速提起，所以合外力为零，即合力做功为零。A错误；
BD．从水井中提起时，小明用来提水桶的力要做功，根据平衡条件，提水桶的力与重力平衡，所以该过程做功为240J，是水平道路上行走时，提水桶的力与位移垂直，不做功，所以整个过程中小明用来提水桶的力所做的功为240 J。B正确，D错误；
C．重力势能的增量等于克服重力做的功，而克服重力做的功为240J，所以重力势能的增量为240J。C错误。
故选B。
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．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。
9．C
【详解】
A．重力势能大小与选取的参考面有关，在同一位置，选取不同的参考面，重力势能的值不同，A错误；
B．如果物体匀速上升，重力势能增加；匀速下降，重力势能减小，B错误；
C，重力做正功，重力势能增加；重力做负功，重力势能减小。重力做多少功，重力势能就变化多少，C正确；
D．如果选取物体所在的位置为参考面，物体的重力势能为0，物体同样可以对别的物体做功，D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．重力势能由重物本身的质量和高度以及重力加速度共同决定，A错误；
B．重力势能是标量，负号表示大小，不表示方向，B错误；
CD．重力做功引起重力势能的变化，即重力做功与重力势能变化联系，重力不做功表示重力势能不发生变化，并不表示不具有重力势能，C错误D正确。
故选D。
11．D
【详解】
AB．重力势能的大小与选择的参考面有关，如果选择A点处为参考面，则物体在A点具有的重力势能为零，AB错误；
C．以桌面为参考平面，物体在A点具有的重力势能为，C错误；
D．以地面为参考平面，物体在A点具有的重力势能为，D正确。
故选D。
12．AD
【详解】
AB．物体向上运动，位移方向向上，所以支持力做正功，重力做负功，选项A正确，B错误；
C．升降机加速上升时，支持力大于重力，支持力做功不等于克服重力做功，也就不等于重力势能增加量，C错误;
D．根据重力做功和重力势能变化的关系，D正确。
故选AD。
13．AC
【详解】
AB．在这三种过程中物体下降的高度相同，由W=mgh可知，重力做功相同，故A正确，B错误；
CD．重力做功等于重力势能的变化，所以在这三种过程中重力势能的变化相同，故C正确，D错误。
故选AC。
14．AB
【详解】
物体的重力势能具有相对性和系统性。对于不同的零势能参考平面，同一个物体在同一个位置的重力势能是不相同的。物体的重力势能属于物体和地球组成的这个系统，而不只是物体单独具有。
故选AB。
15．
【详解】
该过程中，整个水柱重力势能的减少量等效于高为的水柱降低的过程中重力势能的减少量，所以水的重力势能减少量
16．
【详解】
挖去的球的半径是铁球半径的一半，根据
知，其质量是铁球质量的，所以挖去的球的质量
挖去球前，铁球的重力势能
挖去的球在原位置处的重力势能
所以挖去球后铁球的重力势能