4.4势能 优化作业(Word版含答案)

4.4 势能 优化作业
一、单选题
1．（2019·四川成都·高一期末）质量为m的物体从离地面高度h1的A点由静止释放，落到离地面高度h2的B点时，速度为v，已知重力加速度为g，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．若选择B点为参考平面，则物体在A点的重力势能大小为mgh1
B．若选择B点为参考平面，从A到B满足
C．若选择地面为参考平面，从A到B满足
D．参考平面的选取会影响物体在A、B两点的重力势能大小，进而影响物体从A到B重力做功的大小
2．（2021·甘肃·舟曲县第一中学高一期末）选不同的水平面作参考平面，关于物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能的改变量，下面说法中正确的是（　　）
A．和都具有不同的数值
B．前者具有不同数值，后者具有相同数值
C．前者具有相同数值，后者具有不同数值
D．.和都具有相同的数值
3．（2021·全国·高三专题练习）如图所示，质量为的足球在地面1的位置以初速度被踢出后落到地面3的位置，在空中达到最高点2的高度为，速度为，取。请你根据这些数据判断下列说法错误的是（　　）
A．运动员踢球时对足球做的功为
B．足球由位置1运动到位置2，克服重力做功，足球的重力势能增加
C．足球由位置2运动到位置3，重力做功，足球重力势能减少
D．足球落地前瞬间的速度为
4．（2021·广东·广州市第五中学高三阶段练习）在光滑的桌面上有一根均匀柔软的质量为m、长为l的绳，其绳长的四分之一悬于桌面下，从绳子开始下滑至绳子刚好全部离开桌面的过程中，绳子的重力做功和重力势能变化如何（桌面离地高度大于l）（　　）
A．， B．，
C．， D．，
5．（2022·全国·高一专题练习）物体做自由落体运动，表示重力势能，h表示下落的距离，以水平地面为零势能面，下列图像中能正确反映和h之间关系的是（　　）
A．B．C． D．
6．（2021·安徽宿州·高一期末）如图，身长为3L，质量为m的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小石块。从头部刚到达最高点开始，到身体中点刚刚到达最高点的过程中，毛毛虫的重力势能的变化量是（假设毛毛虫能一直贴着小石块前行） （　　）
A． B． C． D．
7．（2021·北京丰台·高一期末）如图所示，质量m=0.5kg的小球从离桌面高h1=1.2m处的A点由静止下落到地面上的B点。桌面离地面高h2=0.8m，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2。关于小球下落过程中重力做功和重力势能的变化，下列说法正确的是（　　）
A．小球从A点下落至桌面的过程，重力做正功，重力势能增加
B．小球从桌面下落至B点的过程，重力做负功，重力势能减少
C．小球从A点下落至B点的过程，重力势能的减少量与参考平面的选取有关
D．小球从A点下落至B点的过程，重力做功的多少与参考平面的选取无关
二、多选题
8．（2022·山东·青岛二中高三开学考试）如图甲为一种儿童玩具——不倒翁，其纵截面如图乙。底部是半球形，球心为O，顶点为P。“翁”静止时直立，用手推一下上部，“翁”倾斜，放手后来回摆动若干次后重新直立静止。下列判断正确的是（　　）
A．“翁”的重心位于O点
B．“翁”的重心位于O、P两点之间
C．摆动中“翁”从直立变倾斜过程，重力势能增加
D．摆动中“翁”从直立变倾斜过程，重力势能减少
9．（2012·四川·石室中学高一期末）神舟九号发射升空，从点火到火箭尾部离开发射塔的过程中，若忽略气体燃烧引起的质量变化，重力做功W1，克服空气阻力做功为W2，高压燃气做功W3。若取点火时火箭的重力势能为零，火箭尾部离开发射塔时下列说法正确的是（ ）
A．火箭的重力势能为W1 B．火箭的动能为W3+W2+W1
C．火箭的动能为W3-W2+W1 D．火箭的机械能为W3-W2
10．（2017·福建·泉州市教科所高一期末）小红在玩荡秋千，妈妈把她拉到与竖直方向夹角处由静止释放，如图所示。已知秋千绳长为，小红质量为，摆到最低点时速度大小为，不考虑空气阻力、绳和坐椅的质量。则在小红由静止开始摆到最低点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．摆到最低点时重力的功率为
B．重力的瞬时功率先增大后减小
C．重力势能减少了
D．摆到最低点时绳子的拉力大小等于重力
11．（2021·黑龙江·宾县第二中学高一阶段练习）如图，质量为m的物体（可视为质点）以某一初速度由底端冲上倾角α＝30°的固定斜面，上滑的最大高度为h，其加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）
A．物体上滑到最高点后将沿斜面下滑
B．物体上滑过程，摩擦力对物体做的功为mgh
C．物体上滑过程，动能减少了2mgh
D．物体上滑过程，重力势能增加了mgh
三、填空题
12．（2021·江苏扬州·高二学业考试）如图所示，悬崖上有一质量m=5kg的石块，距离地面高度h=20m，由于长期风化作用而从悬崖上由静止落到地面，若下落时不计空气阻力且石块质量不变，以地面为零势能面（g取10m/s2）。
（1）石块未下落时，在悬崖上的重力势能是________J；
（2）石块落到地面时的速度大小为________m/s。
13．（2021·辽宁·抚顺县高级中学校高三阶段练习）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比，即F = kx， k的值与橡皮筋的原长L、横截面积s有关，理论与实验都表明 ，其中Y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。
① 在国际单位中，杨氏模量Y的单位应该是___________
A．N B．m C．N/m D．N/m2
② 小华通过实验测得该橡皮筋的一些数据，做出了外力F与伸长量x之间的关系图像如图所示。由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k =___________N/m
③ 将橡皮筋拉长3cm的过程中克服橡皮筋弹力做的功为___________J
14．（2021·全国·高一课前预习）弹性势能
（1）弹性势能定义：发生___________形变的物体的各部分之间，由于有___________的相互作用而具有的势能，叫弹性势能。
（2）影响弹性势能的因素
①弹性势能跟形变大小有关：同一弹簧，在弹性限度内，形变大小___________，弹簧的弹性势能就越大。
②弹性势能跟劲度系数有关：在弹性限度内，不同的弹簧发生同样大小的形变，劲度系数___________，弹性势能越大。
四、解答题
15．（2012·四川·石室中学高一期末）以初速度v0=12m/s竖直向上抛出一质量为m=1kg的小物块，假定物块所受的空气阻力f=2N大小不变，经一段时间后回到抛出点，已知重力加速度为g=10m/s2，则物体：
（1）上升的最大高度H为多少
（2）若选择抛出点为重力势能零势能面，上升至离抛出点高度h为多少时重力势能等于动能
16．（2021·江苏·滨海县五汛中学高一期中）如图所示，一架战斗机在距水平地面A点正上方高h=500m处，将质量m=40 kg的炮弹以相对地面v=100m/s的水平速度投出，击中目标B。不计空气阻力，g取10m/s2.求炮弹：
（1）刚投出时相对地面所具有的重力势能；
（2）目标B距离A 点的水平距离x；
（3）重力做功的平均功率。
17．（2021·湖南郴州·高一期末）某同学手持一个质量为的小球，以的初速度从离地面高度将小球斜向上抛出。不计空气阻力，重力加速度。求：
（1）从开始抛出到小球落地的过程中，小球所受重力做的功；
（2）小球落地时的速度大小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．B
3．D
4．A
5．B
6．D
7．D
8．BC
9．CD
10．BC
11．CD
12． 1000 20
13． D 500 0.225
14． 弹性 弹力 越大 越大
15．（1）；（2）
16．（1）；（2）；（3）
17．（1） ；（2）
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