4.4势能基础巩固（word 含答案）

4.4势能基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，放置于光滑水平桌面上的轻质弹簧，左端固定在竖直挡板上。现使一滑块沿桌面以某一向左的初速度滑向弹簧，在滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中（　　）
A．弹簧的弹性势能越来越大，弹力也越来越小
B．弹簧的弹性势能越来越小，弹力也越来越大
C．弹簧的弹性势能越来越小，弹力也越来越小
D．弹簧的弹性势能越来越大，弹力也越来越大
2．有两个大小相同的实心铁球和实心木球，旋转在同一水平桌面上．若选定地面为参考平面，比较这两个球的重力势能的大小，则（ ）
A．铁球的重力势能大 B．木球的重力势能大
C．两球的重力势能一样大 D．大小关系无法确定
3．食堂拟引进“二师兄”刀削面机器人，这将大大减轻人的负担。假设“二师兄”每次削出的面条质量相同，从同一位置依次削出三块面条，分别落在水面上A、B、C三点，运动轨迹如图所示，忽略空气阻力的影响，面条被削离后可视为平抛运动。关于面条被削离到落水的过程，下列说法中正确的是（　　）
A．三块面条被削离时的动能相同
B．重力对落在A点的面条做功最少
C．落在A点的面条重力势能变化最少
D．三块面条的动能变化量相同
4．如图所示，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h。若以离桌面H处为参考平面，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分别是（　　）
A．mgh，减少mg（H-h）
B．mgh，增加mg（H+h）
C．-mgh，增加mg（H-h）
D．-mg（H+h），减少mg（H+h）
5．下列各组物理量中，都是矢量的是（ ）
A．功 位移 速度 B．力 速度 加速度
C．重力 重力势能 位移 D．功 位移 重力势能
6．关于重力势能下列说法正确的是（ ）
A．重力势能只由重物决定 B．重力势能不能有负值
C．重力势能是相对的 D．放在地面上的物体重力势能一定为零
7．一根粗细均匀的长直铁棒重600 N，平放在水平地面上。现将一端从地面抬高0.50 m，而另一端仍在地面上，则（　 　）
A．铁棒的重力势能增加了300 J
B．铁棒的重力势能增加了150 J
C．铁棒的重力势能增加量为0
D．铁棒重力势能增加多少与参考平面选取有关，所以无法确定
8．如图所示，撑竿跳是运动会上常见的比赛项目，用于撑起运动员的竿要求具有很好的弹性，下列关于运动员撑竿跳起的过程说法中正确的是（　　）
A．运动员撑竿刚刚触地时，竿弹性势能最大
B．运动员撑竿跳起到达最高点时，竿弹性势能最大
C．运动员撑竿触地后上升到达最高点之前某时刻，竿弹性势能最大
D．以上说法均有可能
9．关于小孩子荡秋千，有下列四种说法：①质量大的孩子荡秋千，它摆动的频率更大些 ②孩子在秋千达到最低点处有失重的感觉 ③拉绳被磨损了的秋千，绳子最容易在最低点断开 ④自己荡秋千想荡高一些，必须在两侧最高点提高重心，增加势能．上述说法中正确的是
A．①② B．③④ C．②④ D．②③
10．劲度系数分别为kA＝2 000 N/m和kB＝3 000 N/m的弹簧A和B连接在一起，拉长后将两端固定，如图所示，弹性势能EpA、EpB的关系为（ ）
A．EpA＝EpB B．EpA＝
C．EpA＝ D．EpA＝
11．起重机将质量为100kg的物体从地面提升到10m高处，取g=10m/s2，在这个过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．重力做正功，重力势能增加1.0×104J
B．重力做正功，重力势能减少1.0×104J
C．重力做负功，重力势能增加1.0×104J
D．重力做负功，重力势能减少1.0×104J
12．关于重力势能，下列说法正确的是
A．重力势能的大小只由物体本身决定
B．物体与零势面的距离越大，它的重力势能也越大
C．一个物体的重力势能从-5J变化到-3J重力势能变大了
D．重力势能的减少量可能大于重力对物体做的功
13．如图所示，质量相同的甲乙两个小物块(视为质点)，甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是（　　）
A．两物块到达底端时速度相同
B．两物块运动到底端的过程中重力做功相同
C．两物块到达底端时动能不同
D．两物块到达底端时，甲物块重力做功的瞬时功率大于乙物块重力做功的瞬时功率
14．物体在运动过程中，克服重力做功50J，则以下说法中正确的是（　　）
A．物体的高度一定降低了 B．物体的高度一定升高了
C．物体的重力势能一定是50J D．物体的重力势能一定减小50J
15．如图所示，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为（　　）
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．从离地面3.2m高的阳台上落下一个小石块，若不计空气阻力，则小石块落地时的速度大小为_____m/s，在下落过程中重力势能_____。（填“增大”、“不变”或“减小”）
17．动能与势能的相互转化
（1）重力势能与动能的转化
只有重力做功时，若重力对物体做正功，则物体的重力势能_________，动能_________，物体的_________转化为_________；若重力对物体做负功，则物体的重力势能_________，动能_________，物体的_________转化为_________。
（2）弹性势能与动能的转化
只有弹簧弹力做功时，若弹力对物体做正功，则弹簧的弹性势能_________，物体的动能增加，弹簧的_________转化为物体的_______；若弹力对物体做负功，则弹簧的弹性势能_________，物体的动能_________，物体的_________转化为弹簧的_________。
（3）机械能：_________、_________与_________统称为机械能。
18．质量为的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面的高度为，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能为___J，整个下落过程中重力做功__J．
19．某同学利用如图甲装置探究弹簧的弹性势能Ep与弹簧伸长量之间的关系，实验步骤如下：
（1）用游标卡尺测量遮光条宽度d，如图乙所示测量值d=________mm；
（2）按图甲竖直悬挂好轻质弹簧，将轻质遮光条水平固定在弹簧下端；在立柱上固定一指针，标示出弹簧不挂重锤时遮光条下边缘的位置，并测出此时弹簧长度x0；
（3）测量出重锤质量m，用轻质细线在弹簧下方挂上重锤，测量出平衡时弹簧的长度x1，并按甲图所示将光电门组的中心线调至与遮光条下边缘同一高度，已知当地重力加速度为g，则此弹簧的劲度系数k=_____；
（4）用手缓慢地将重锤向上托起，直至遮光条恰好回到弹簧原长标记指针的等高处（保持细线竖直），迅速释放重锤使其无初速下落，光电门组记下遮光条经过的时间，则此时重锤下落的速度为________，弹簧此时的弹性势能为_____________（均用题目所给字母符号表示）；
（5）换上不同质量的重锤，重复步骤3、4，计算出相关结果，并验证弹性势能EP与弹簧伸长量之间的关系．
三、综合题（共4题）
20．如图所示,劲度系数为的轻质弹簧两端分别与质量均为m的物块1、2拴接,劲度系数为的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上（不拴接)，整个系统处于平衡状态．现施力将物块1缓慢竖直上提，直到的下端刚脱离桌面,求此过程中：
（1）物块2的重力势能增加了多少？
（2）物块1的重力势能堆加了多少？
21．如图所示，一个滑块质量为2kg，从斜面上A点由静止下滑，经过BC平面又冲上另一斜面到达最高点D．已知AB=100cm，CD=60cm，∠α=30°，∠β=37°，（g取10m/s2）．已知AB、CD均光滑，只有BC面粗糙且BC面上各处粗糙程度相同，BC=28cm．试求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）滑块在A和D点所具有的重力势能分别是多少？（以BC面为零势面）
（2）滑块与BC面的动摩擦因数．
（3）滑块最终停在BC面上的位置距离B点多远？
22．如图所示，是人们用打“夯”的方式把松散的地面夯实的情景。假设两人同时通过绳子对质量为m的重物各施加一个力，大小均为F，方向都与竖直方向成α，重物离开地面h后两人同时停止施力，最后重物下落把地面砸深x。重力加速度为g。求：
（1）停止施力前重物上升过程中加速度大小a；
（2）以地面为零势能面，重物具有重力势能的最大值EPm；
（3）重物砸入地面过程中，对地面的平均冲击力大小；
23．如图所示，质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到最高点2的高度为h.
(1)足球由位置1运动到位置2时，重力做了多少功？足球克服重力做了多少功？足球的重力势能增加了多少？
(2)足球由位置2运动到位置3时，重力做了多少功？足球的重力势能减少了多少？
参考答案
1．D
2．A
3．D
4．D
5．B
6．C
7．B
8．C
9．B
10．C
11．C
12．C
13．B
14．B
15．D
16．8m/s 减小
17．减小 增加 重力势能 动能 增加 减小 动能 重力势能 减小 弹性势能 动能 增加 减小 动能 弹性势能 重力势能 弹性势能 动能
18．
19．2.50
20．（1）；（2）
21．（1）10J,7.2J （2）0.5 (3)距离B端12m
22．（1）；（2）；（3）
23．（1） , , (2) ,