必修二 7.4 重力势能 同步练习(word含答案)
文档属性
| 名称 | 必修二 7.4 重力势能 同步练习(word含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 158.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-21 12:28:04 | ||
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文档简介
必修二 7.4 重力势能 同步练习
一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高 的 点滑到同一水平面上，轨道 、 是光滑的，轨道 是粗糙的，则
A. 沿轨道 滑下重力做功多
B. 沿轨道 滑下重力做功多
C. 沿轨道 滑下重力做功多
D. 沿三条轨道滑下重力做的功一样多
2. 物体做自由落体运动，其重力势能与离地高度的变化如图所示，则图中直线斜率表示
A. B. C. D.
3. 如图桌面高为 ，质量为 的小球从离桌面高 处自由落下。取桌面处的重力势能为零，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为
A. ，减少 B. ，增加
C. ，增加 D. ，减少
4. 某同学把普通高中物理课本《必修二》从地板捡起放回课桌上，在此过程中，课本重力势能的增加量约为
A. B. C. D.
5. 如图所示，质量 的小球从离桌面高 处的 点由静止下落到地面上的 点。桌面离地面高 ，空气阻力不计，重力加速度 取 。若选地面为参考平面，小球经过桌面时的机械能为
A. B. C. D.
6. 年 月 日中国“天文一号”探测器成功着陆火星。火星是太阳系中距离地球较近、自然环境与地球最为类似的行星之一，一直以来都是人类深空探测的热点。我国的航天科学家为了能使探测器登陆火星，在此之前做了大量的研究工作。如图所示，若将探测器从火星表面的 处移到 处，万有引力做功 ；若将该探测器从 处移到无穷远处万有引力做功为 ；取无穷远处引力势能为零，则该探测器在 处具有的引力势能可表示为
A. B. C. D.
7. 如图所示，质量分布均匀、长度均为 的 、 棒的质量分别为 、 ，将它们叠放后置于水平地面上如图甲所示，若将它们的叠放顺序改为如图乙所示，则 、 棒整体的重力势能
A. 增加了 B. 增加了
C. 减少了 D. 减少了
8. 质量为 的小物块，从离桌面高 处由静止下落，桌面离地面高为 ，如图所示。如果以桌面为参考平面，那么小物块落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是
A. ，减少 B. ，增力
C. ，增加 D. ，减少
9. 在惯性参考系中，力对质点所做功仅取决于质点的初始位置和末位置，而与质点通过的路径无关，这种力称为保守力，重力、弹簧弹力、静电力、万有引力等均为保守力。保守力做功的特点决定了质点在惯性系中的每一个位置都有一种由该位置确定的能量，称为势能；势能随位置变化的曲线称为势能曲线。如图所示为两个势能曲线，下列说法正确的是
A. 图甲中势能为零的位置，质点所受保守力为零
B. 图甲中质点所受保守力的方向沿 轴的正方向
C. 图乙中质点从 运动到 的过程中保守力做正功
D. 图乙中质点在 位置，所受保守力大于质点在 位置所受保守力
10. 当重力对物体做正功时，物体的
A. 重力势能一定增加，动能一定减小
B. 重力势能一定减小，动能一定增加
C. 重力势能不一定减小，动能一定增加
D. 重力势能一定减小，动能不一定增加
二、填空题（共4小题；共16分）
11. 如图所示，小球质量为 ，大小不计，右边圆轨道半径为 ，小球从 处沿斜面滑下后，又沿圆轨道滑到最高点 处，在这一过程中，重力对小球所做的功为 ，小球的重力势能减少了 。
12. 一个质量 的物体，位于离地面高 处，比天花板低 。以地面为零势能位置时，物体的重力势能等于 ；以天花板为零势能位置时，物体的重力势能等于 。该物体的重力势能为零时，应取 为零势能位置。
13. 质量是 的铜球，从离地面 高处自由下落 ，其重力势能为 。（ 取 ，取地面为参考平面）
14. 甲、乙两物体，质量大小关系为 ，从很高的同一处自由下落 ，重力做功之比为 ，对地面而言的重力势能之比为 。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 如图所示，质量为 的物体，从地面被竖直向上抛出，经过 、 和最高点 ，三个位置距地面的高度分别为 、 和 。物体运动中所受空气阻力大小恒为 ，重力加速度为 。
（1）求物体从 向上运动到 的过程中，重力所做的功 ；和物体从 向上运动到 ，然后由 返回到 的过程中，重力所做的功 。
（2）求物体从 向上运动到 的过程中，空气阻力所做的功 ；和物体从 向上运动到 ，然后由 返回到 的过程中，空气阻力所做的功 。
（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。
16. 如图所示，将一质量为 的光滑小球从一个半径为 的半球形碗的边缘释放。求：
（1）当小球滑到碗底时，重力对小球所做的功；
（2）小球滑落过程中重力势能的改变量；
（3）如果将碗底的重力势能取为零势能点，小球释放时的重力势能；
（4）如果重力势能的零点改为小球的释放点，当小球到达碗底时的重力势能
（5）如果小球的质量加倍，以上答案是否会变化
17. 面积很大的水池，水深为 ，水面上浮着一立方体木块，木块边长为 ，密度为水的 ，质量为 。开始时，木块处于静止状态，如图（）所示。现用力 将木块缓慢地压到池底。不计摩擦，从木块刚好完全没入水中到停止在池底的过程中，求：
（1）木块重力势能的改变量；
（2）池水重力势能的改变量。
答案
第一部分
1. D
2. C
【解析】根据 可知 图象的斜率等于 。
3. D
4. B
5. C
6. C
【解析】将探测器从 点移到无穷远处时，万有引力做负功，势能增加，则
因为
则
故选C。
7. A
【解析】假设水平地面为零势能面，对图甲进行分析， 、 棒整体重力势能为
对图乙进行分析， 、 棒整体重力势能为
两者重力势能差为
故A正确，BCD错误。
8. D
【解析】以桌面为参考平面，小物块落地时在桌面下方，
所以小物块落地时的重力势能为 。
据重力做功与重力势能变化的关系得：
小球下落的过程中
所以小球重力势能减少 。
故选D。
9. D
10. D
第二部分
11. ；
12. ；；物体所在的水平面
13.
14. ；
第三部分
15. （1） ；
【解析】物体从 向上运动到 的过程中，重力所做的功
物体从 向上运动到 ，然后由 返回到 的过程中，重力所做的功 。
（2） ；
【解析】物体从 向上运动到 的过程中，空气阻力所做的功
物体从 向上运动到 ，然后由 返回到 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”。
16. （1）
（2）
（3）
（4）
（5） 会变化，都增加为原来的 倍。
17. （1）
【解析】
在图（）中的“”和“”分别表示木块在刚没入水中时和到池底时的位置，木块重力势能的减少量等于木块所受重力对木块做的功，等于木块所受重力与木块重心降低高度的乘积。在木块从位置“”下移到位置“”的过程中，相当于使同体积的水从位置“”上移到位置“”，所以池水重力势能的改变量等于这部分水在位置“”和位置“”的势能差。
因为木块重心下移高度为 ，
所以木块重力势能的改变量为 。
（2）
【解析】由于木块的密度是水密度的一半，同体积水的质量为 ，
所以池水重力势能的改变量为 。
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一、单项选择题（共10小题；共40分）
1. 如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高 的 点滑到同一水平面上，轨道 、 是光滑的，轨道 是粗糙的，则
A. 沿轨道 滑下重力做功多
B. 沿轨道 滑下重力做功多
C. 沿轨道 滑下重力做功多
D. 沿三条轨道滑下重力做的功一样多
2. 物体做自由落体运动，其重力势能与离地高度的变化如图所示，则图中直线斜率表示
A. B. C. D.
3. 如图桌面高为 ，质量为 的小球从离桌面高 处自由落下。取桌面处的重力势能为零，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为
A. ，减少 B. ，增加
C. ，增加 D. ，减少
4. 某同学把普通高中物理课本《必修二》从地板捡起放回课桌上，在此过程中，课本重力势能的增加量约为
A. B. C. D.
5. 如图所示，质量 的小球从离桌面高 处的 点由静止下落到地面上的 点。桌面离地面高 ，空气阻力不计，重力加速度 取 。若选地面为参考平面，小球经过桌面时的机械能为
A. B. C. D.
6. 年 月 日中国“天文一号”探测器成功着陆火星。火星是太阳系中距离地球较近、自然环境与地球最为类似的行星之一，一直以来都是人类深空探测的热点。我国的航天科学家为了能使探测器登陆火星，在此之前做了大量的研究工作。如图所示，若将探测器从火星表面的 处移到 处，万有引力做功 ；若将该探测器从 处移到无穷远处万有引力做功为 ；取无穷远处引力势能为零，则该探测器在 处具有的引力势能可表示为
A. B. C. D.
7. 如图所示，质量分布均匀、长度均为 的 、 棒的质量分别为 、 ，将它们叠放后置于水平地面上如图甲所示，若将它们的叠放顺序改为如图乙所示，则 、 棒整体的重力势能
A. 增加了 B. 增加了
C. 减少了 D. 减少了
8. 质量为 的小物块，从离桌面高 处由静止下落，桌面离地面高为 ，如图所示。如果以桌面为参考平面，那么小物块落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是
A. ，减少 B. ，增力
C. ，增加 D. ，减少
9. 在惯性参考系中，力对质点所做功仅取决于质点的初始位置和末位置，而与质点通过的路径无关，这种力称为保守力，重力、弹簧弹力、静电力、万有引力等均为保守力。保守力做功的特点决定了质点在惯性系中的每一个位置都有一种由该位置确定的能量，称为势能；势能随位置变化的曲线称为势能曲线。如图所示为两个势能曲线，下列说法正确的是
A. 图甲中势能为零的位置，质点所受保守力为零
B. 图甲中质点所受保守力的方向沿 轴的正方向
C. 图乙中质点从 运动到 的过程中保守力做正功
D. 图乙中质点在 位置，所受保守力大于质点在 位置所受保守力
10. 当重力对物体做正功时，物体的
A. 重力势能一定增加，动能一定减小
B. 重力势能一定减小，动能一定增加
C. 重力势能不一定减小，动能一定增加
D. 重力势能一定减小，动能不一定增加
二、填空题（共4小题；共16分）
11. 如图所示，小球质量为 ，大小不计，右边圆轨道半径为 ，小球从 处沿斜面滑下后，又沿圆轨道滑到最高点 处，在这一过程中，重力对小球所做的功为 ，小球的重力势能减少了 。
12. 一个质量 的物体，位于离地面高 处，比天花板低 。以地面为零势能位置时，物体的重力势能等于 ；以天花板为零势能位置时，物体的重力势能等于 。该物体的重力势能为零时，应取 为零势能位置。
13. 质量是 的铜球，从离地面 高处自由下落 ，其重力势能为 。（ 取 ，取地面为参考平面）
14. 甲、乙两物体，质量大小关系为 ，从很高的同一处自由下落 ，重力做功之比为 ，对地面而言的重力势能之比为 。
三、解答题（共3小题；共39分）
15. 如图所示，质量为 的物体，从地面被竖直向上抛出，经过 、 和最高点 ，三个位置距地面的高度分别为 、 和 。物体运动中所受空气阻力大小恒为 ，重力加速度为 。
（1）求物体从 向上运动到 的过程中，重力所做的功 ；和物体从 向上运动到 ，然后由 返回到 的过程中，重力所做的功 。
（2）求物体从 向上运动到 的过程中，空气阻力所做的功 ；和物体从 向上运动到 ，然后由 返回到 的过程中，空气阻力所做的功 。
（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。
16. 如图所示，将一质量为 的光滑小球从一个半径为 的半球形碗的边缘释放。求：
（1）当小球滑到碗底时，重力对小球所做的功；
（2）小球滑落过程中重力势能的改变量；
（3）如果将碗底的重力势能取为零势能点，小球释放时的重力势能；
（4）如果重力势能的零点改为小球的释放点，当小球到达碗底时的重力势能
（5）如果小球的质量加倍，以上答案是否会变化
17. 面积很大的水池，水深为 ，水面上浮着一立方体木块，木块边长为 ，密度为水的 ，质量为 。开始时，木块处于静止状态，如图（）所示。现用力 将木块缓慢地压到池底。不计摩擦，从木块刚好完全没入水中到停止在池底的过程中，求：
（1）木块重力势能的改变量；
（2）池水重力势能的改变量。
答案
第一部分
1. D
2. C
【解析】根据 可知 图象的斜率等于 。
3. D
4. B
5. C
6. C
【解析】将探测器从 点移到无穷远处时，万有引力做负功，势能增加，则
因为
则
故选C。
7. A
【解析】假设水平地面为零势能面，对图甲进行分析， 、 棒整体重力势能为
对图乙进行分析， 、 棒整体重力势能为
两者重力势能差为
故A正确，BCD错误。
8. D
【解析】以桌面为参考平面，小物块落地时在桌面下方，
所以小物块落地时的重力势能为 。
据重力做功与重力势能变化的关系得：
小球下落的过程中
所以小球重力势能减少 。
故选D。
9. D
10. D
第二部分
11. ；
12. ；；物体所在的水平面
13.
14. ；
第三部分
15. （1） ；
【解析】物体从 向上运动到 的过程中，重力所做的功
物体从 向上运动到 ，然后由 返回到 的过程中，重力所做的功 。
（2） ；
【解析】物体从 向上运动到 的过程中，空气阻力所做的功
物体从 向上运动到 ，然后由 返回到 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”。
16. （1）
（2）
（3）
（4）
（5） 会变化，都增加为原来的 倍。
17. （1）
【解析】
在图（）中的“”和“”分别表示木块在刚没入水中时和到池底时的位置，木块重力势能的减少量等于木块所受重力对木块做的功，等于木块所受重力与木块重心降低高度的乘积。在木块从位置“”下移到位置“”的过程中，相当于使同体积的水从位置“”上移到位置“”，所以池水重力势能的改变量等于这部分水在位置“”和位置“”的势能差。
因为木块重心下移高度为 ，
所以木块重力势能的改变量为 。
（2）
【解析】由于木块的密度是水密度的一半，同体积水的质量为 ，
所以池水重力势能的改变量为 。
第1页（共1 页）