4.4 势能 同步练习（Word版含答案）

4.4课时 势能
一、单选题
1．（2021·辽宁·沈阳二中高一阶段练习）关于重力势能的说法中，错误的是（　　）
A．物体重力势能的大小与零势能面的选择有关
B．重力对物体做正功，物体的重力势能增加
C．物体的重力势能严格说是属于物体和地球这个系统的
D．物体位于零势能面下方其重力势能取负值
2．（2022·贵州贵阳·高三期末）如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的P点，另一端与质量为m的小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。现用水平向左的外力把物块压至A点，撤去外力后物块由静止向右运动，经过O点到达B点时速度恰好为零，已知物块与水平地面间的动摩擦因数恒定。在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．物块经过O点时所受合外力为零
B．物块经过O点时速度最大
C．物块在A、B点时，弹簧的弹性势能相等
D．物块从A到O速度先增加后减小，从O到B加速度一直增大
3．（2022·全国·高一课时练习）如图所示，质量相等的两木块中间连有一竖直轻弹簧，木块A静止在弹簧上面，设弹簧的弹性势能为Ep1。现用力缓慢向上提A，直到B恰好离开地面；B刚要离开地面时，设弹簧的弹性势能为Ep2，则关于Ep1、Ep2的大小关系及弹性势能的变化ΔEp，下列说法中正确的是 （　　）
A．Ep1=Ep2 B．Ep1>Ep2 C．ΔEp>0 D．ΔEp<0
4．（2021·天津河北·高一期末）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．（2021·北京昌平·高一期末）如图所示，两同学站在悬崖边上，以相同的初速率从悬崖边抛出质量相同的甲、乙两球，甲球被竖直向上抛出，乙球被水平抛出，最终两球均落在悬崖下方的水面上。不计空气阻力。用、分别表示甲、乙两球从抛出到落到水面重力所做的功，用、分别表示甲、乙两球从抛出到落到水面重力势能的变化。下列说法正确的是（　　）
A． B． C． D．
6．（2021·四川雅安·高一期末）如图所示，轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O等高的A点静止释放，此时弹簧恰好处于原长。在重物由A点摆向最低点B的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　）
A．重力做正功，弹力不做功
B．重力做正功，弹力做负功，弹性势能增加
C．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力做负功
D．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功
7．（2021·浙江嘉兴·高一期末）足球场上运动员将球踢出，足球在空中划过一条漂亮的弧线，球的轨迹如图所示。若以虚线位置为零势能面，则从足球被踢出到落地的过程中，足球的重力势能（　　）
A．一直增大 B．一直减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
8．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，弹簧原长，劲度系数为k。先把弹簧缓慢拉伸时拉力为F1；再把它继续缓慢拉伸，即拉伸的总长时拉力为F2，弹簧形变始终在弹性限度内。以下说法正确的是（　　）
A．第一次拉力做功W1与第二次拉力做功之比为1∶2
B．第一次拉伸后的弹簧的弹性势能与第二次拉伸后弹簧的弹性势能之比为1∶4
C．第一拉伸弹性势能的变化与第二次拉伸弹性势能的变化相等
D．拉伸过程中弹簧的弹力做了正功，所以弹簧的弹性势能增加
9．（2021·江苏镇江·高一阶段练习）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，则小球落到地面时瞬间的重力势能和整个过程中重力势能变化分别为（　　）
A．mgh，减少 B．mgh，增加
C．，增加 D．，减少
10．（2021·全国·高一）如图所示，静止的小球沿不同的轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为h，桌面距地面高为H，小球质量为m，则以下说法正确的是（　　）
A．小球沿竖直轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最少
B．小球沿曲线轨道下滑到桌面上的过程，重力做功最多
C．小球的重力势能的减少量为mgh
D．以地面为参考面，小球的重力势能的减少量为mg(H+h)
11．（2022·全国·高一课时练习）一轻质弹簧的弹力与弹簧形变量之间的关系如图甲所示。将该弹簧下端固定在水平地面上，一质量为1.8kg的物体在外力作用下缓慢放在弹簧的上端，待物体稳定后撤去外力物体静止在弹簧上端，弹簧处在弹性限度内，如图乙所示取重力加速度大小g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A．弹簧的压缩量为30cm
B．弹簧的长度越长，弹簧的弹性势能越大
C．此过程中弹簧弹力对物体做的功为0.54J
D．物体静止时，弹簧的弹性势能为0.27J
二、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．（2018·上海市西延安中学高三阶段练习）某人用10N的恒力F，通过滑轮把质量为2.5kg的物体M从静止开始拉上光滑固定的斜面，斜面倾角为30°，如图所示，恒力F的方向与斜面成60°，2s内物体M的重力势能增加了_________J，恒力F做功的平均功率为为____________W。
三、解答题
15．（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。
16．（2022·全国·高一专题练习）图是一个质量为m的物体被斜抛出去后的运动轨迹。
（1）在物体由抛出位置1运动到最高位置2的过程中，重力所做的功是多少？物体克服重力所做的功是多少？物体的重力势能增加了多少？
（2）在物体由位置2运动到跟位置1在同一水平面上的位置3的过程中，重力所做的功是多少？物体的重力势能减少了多少？
（3）在物体由位置1运动到位置3的过程中，重力所做的功是多少？物体的重力势能变化了多少？
17．（2020·全国·高一课时练习）如图所示，一劲度系数k＝800N/m的轻质弹簧两端分别焊接着A、B两物体，mA＝16kg，mB＝8kg，直立于水平地面而静止，现给物体A加一个竖直向上的力F，使A由静止开始向上做匀加速运动，经0.2s，B刚要离开地面，设整个过程弹簧都处于弹性限度内（g取10m/s2）。
（1）求B刚要离开地面时，A物体上升的高度；
（2）求在此过程中所加外力F的最大值和最小值；
（3）求在此过程中弹性势能的变化量；
（4）在此过程中弹簧对A做了正功还是负功，做了多少功？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．A
4．D
5．A
6．B
7．D
8．B
9．D
10．C
11．D
12． 1000 20
13． D 500 0.225
14． 25J 15W
15．（1）；（2）；（3）
16．(1) -mgh ，mgh ，mgh ；(2) mgh ，mgh ；(3)0，0。
17．（1）0.3m；（2）480N，240N（3）－12J；（4）正功，12J
答案第1页，共2页
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