1.4势能及其改变基础巩固 (1)（Word版含答案）

1.4势能及其改变基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，一劲度系数为100N/m的轻弹簧，位置O为其原长位置，OA=OB，在外力作用下使其压缩至位置A，然后拉伸至位置B，则弹簧由位置A至位置B的过程中，其弹性势能的变化量为（　　）
A．0 B．1J C．2J D．3J
2．关于功和能，下列说法中正确的是 （ ）
A．功和能是两个相同的概念，所以它们的单位相同
B．各种不同形式的能量在相互转化的过程中，其总量在不断减少
C．做功的过程就是能量转化或转移的过程，做了多少功就有多少能量发生转化或转移
D．功是物体能量多少的量度
3．重为2N的小球，在空中沿竖直方向下落了2m的高度后到达地面，下落过程中受到空气的阻力为0.1N，下列说法正确的是（　　）
A．小球的重力势能增加了4J B．小球的动能增加了4J
C．小球的机械能减少了0.2J D．空气阻力对小球做功为1J
4．关于重力做功和重力势能，下列说法中正确的是：
A．重力做功与路径无关
B．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定减小
C．重力势能为负值，说明其方向与规定的正方向相反
D．重力势能的大小与零势能面的选取无关
5．关于重力势能和重力做功的叙述，不正确的是（）
A．物体克服重力做的功等于重力势能的增加
B．重力做功与路径无关，只取决于始末点的位置
C．在同一高度，将某物体沿不同方向抛出，从抛出到落至同一水平地面的过程，重力势能的变化一定相等
D．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功
6．如图所示，一沿斜面向上运动的物块受到一恒定的沿斜面向上的拉力F作用，在某一过程中力F对物块做功20J，物块克服重力做功10J，物块克服摩擦阻力做功8J，物块运动中所受的空气阻力忽略不计，则（　　）
A．此过程中物块的机械能增加2J
B．此过程中物块可能做匀速运动
C．此过程物块的重力势能增加10J
D．此过程中物块的动能增加12J
7．如图，从竖直面上大圆（直径d）的最高点A，引出两条不同的光滑轨道，端点都在大圆上，同一物体由静止开始，从A点分别沿两条轨道滑到底端，则（　　）
A．到达底端的动能相等 B．机械能相同
C．重力做功都相同 D．所用的时间不相同
8．某旅游景点有乘坐热气球观光项目，如图所示，在热气球加速上升的过程中，忽略热气球质量的变化，则热气球的（ ）
A．重力势能减少，动能减少 B．重力势能减少，动能增加
C．重力势能增加，动能减少 D．重力势能增加，动能增加
9．关于重力做功和重力势能的变化，下列叙述正确的是（　　）
A．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段重力做负功，重力势能减少
B．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段重力做正功，重力势能增加
C．做平抛运动的物体，重力势能不变
D．只要物体的高度降低，其重力势能一定在减少
10．物体在某运动过程中，重力对它做了40J的负功，下列说法中正确的是（　　）
A．物体的运动路径一定是竖直向上的直线
B．物体的重力势能一定增加了40J
C．物体的重力势能一定减少了40J
D．物体重力势能的改变量不一定等于40J
11．如图所示，质量相等的A、B两物体在同一水平线上．当A物体被水平抛出的同时，B物体开始自由下落（空气阻力忽略不计），曲线AC为A物体的运动轨迹，直线BD为B物体的运动轨迹，两轨迹相交于O点，则两物体（　　）
A．经O点时速率相等
B．在O点具有的机械能一定相等
C．在O点相遇
D．在O点时重力的功率一定不相等
12．如图所示，将一轻弹簧固定在倾角为30°的斜面底端，现用一质量为m的物体将弹簧压缩锁定在A 点，解除锁定后，物体将沿斜面上滑，物体在运动过程中所能到达的最高点B距A点的竖直高度为h，物体离开弹簧后沿斜面向上运动的加速度大小等于重力加速度g．则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的最大弹性势能为mgh
B．物体从A点运动到B点的过程中系统损失的机械能为mgh
C．物体的最大动能等于弹簧的最大弹性势能
D．物体最终静止在A点
13．光滑斜面上，某物体在沿斜面向上的恒力作用下从静止开始沿斜面运动，一段时间后撤去恒力，不计空气阻力，设斜面足够长．物体的速度用v表示，物体的动能用Ek表示，物体和地球组成系统的重力势能用EP表示、机械能用E表示，运动时间用t表示、路程用l表示．对整个运动过程，下图表示的可能是
A．v 随t 变化的 v –ｔ 图像
B．EP随t变化的EP –t 图像
C．E随l变化的E–l 图像
D．Ek随l变化的Ek –l 图像
14．沿北京某公园在冬季设置了如图1所示的“雪圈滑雪”游乐项目。游客坐在雪圈上从倾斜滑道的顶端由静止开始下滑，然后在水平滑道上继续滑行一段距离后停止运动。倾斜滑道可视为斜面，水平滑道可视为水平面，侧视图如图2所示。倾斜滑道向下运动的过程中，游客和雪圈的重力势能（　　）
A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．保持不变 D．先增大后减小
15．把散落在地面上的书本捡起放在桌面上，该过程中 （　　）
A．重力对书本做正功 B．重力对书本做负功
C．书本的重力势能不变 D．书本的重力势能减小
二、填空题（共4题）
16．如图，倾角为θ的光滑斜面固定在地面上，长为l、质量为m，质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将质量为m的物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未达到地面）．则在此过程中，软绳重力势能的减少量为___________，该减少量_______软绳动能的增加量（选填“大于”、“等于”、“小于”）。
17．如图所示，一个质量为m的质点在大小为2mg的外力F作用下，以初速度v0沿与竖直方向夹角为θ=的方向做直线运动，不计空气阻力。质点加速度方向与v0的方向______（选填“相同”、“相反”或“相同或相反”），质点的机械能的变化情况是____________。
18．质量为20 kg的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为5 m．这块铁板相对二楼地面的重力势能为________J，相对楼外地面的重力势能为________J；将铁板提高1 m，若以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了________J；若以楼外地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了________J．
19．一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如图甲所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为g。
（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为__________；（用m、g、s、h等四个字母表示）
（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：
弹簧压缩量x/cm 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
小球飞行水平距离s/cm 20.10 30.00 40.10 49.90 69.90
根据表中已有数据，表中缺失的数据可能是s=________________cm；
（3）完成实验后，该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变：（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；（III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L，则（II）步骤中弹簧的压缩量应该为________．（用L、h、y等三个字母表示）
三、综合题（共4题）
20．重力势能值是相对的，只有参考面选定后，重力势能值才确定．（____）
21．如图所示，轻弹簧左端固定在竖直墙上，处于原长时右端点在O位置.质量为m的物块A(可视为质点)以初速度V0从距O点右方S0的P点处向左运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O′点位置后，A又被弹簧弹回，A离开弹簧后，恰好回到P点，物块A与水平面间的动摩擦因数为μ.求：
（1）弹簧最大压缩量．
（2）弹簧的最大弹性势能.
22．357名特技跳伞运动员在某地上方3048m的空中彼此手拉手组成美丽图案．特技跳伞运动员在以的速度下降的同时将这一图案保持了6s．假设每个跳伞运动员的质量为，则每个运动员的动能为多少？在这6s内每个运动员的重力势能减少了多少？
23．如图，MNP为竖直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切于N、P端固定一竖直挡板．M相对于N的高度为h ，NP长度为s．一木块自M端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处．若在MN段的摩擦可忽略不计，物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ ， 求物块停止的地方与N点距离的可能值．
参考答案
1．A
2．C
3．C
4．A
5．D
6．C
7．B
8．D
9．D
10．B
11．C
12．B
13．D
14．B
15．B
16． 小于
17．相同或相反 一直增大或先减小后增大
18．0 103 200 200
19．； 60.00；
20．√
21．（1）（2）
22．；
23．2s-或-2s.