1.4 势能及其改变 课时同步训练 （word版含答案）

第4节 势能及其改变 课时同步训练
一、单选题
1．（2022·云南·昆明市第一中学西山学校高三阶段练习）如图所示，电梯的质量为，其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为的物体。电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当电梯上升高度为时，电梯的速度达到，此时物体的速度也为，重力加速度为，则在这段运动过程中，以下说法正确的是（ ）
A．轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于
B．钢索的拉力所做的功等于
C．轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于
D．钢索的拉力所做的功等于
2．（2019·河北·高二学业考试）自由式滑雪比賽中，一运动员沿倾斜雪道保持同一姿态下滑了一段距离。在此过程中重力对他做功1600J，他克服阻力做功100J，其他外力不做功。则（　　）
A．运动员的重力势能减少了100J B．运动员的重力势能增加了1600J。
C．运动员的动能增加了1500J D．运动员的动能增加了1700J
3．（2021·重庆·高二学业考试）足球比赛的罚球点距球门水平距离为d，球门高为h。在一次足球比赛的罚点球过程中，某足球运动员在罚球点将一质量为m的足球踢出，对足球做功为W，足球从球门横梁下边缘飞入球门，重力加速度为g，足球可视为质点，则（　　）
A． B．
C． D．条件不足，不能确定W与大小关系
4．（2021·重庆市凤鸣山中学高三期中）一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2，则（　　）
A．物块的质量为2kg B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.4
C．物块受到的合外力做的功为20J D．物块下滑到最低点摩擦力做功20J
二、多选题
5．（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
6．（2022·安徽·合肥一中高三阶段练习）如图甲所示，在倾角为θ的斜面上，有一个质量为m的物体以某一初速度沿斜面向下滑动，下滑过程中物体的机械能E随位移x的变化关系如图乙所示．其中0~x1过程的图线是曲线，x1~x2过程的图线为平行于x轴的直线，则下列说法中正确的是（　　）
A．在x1~x2过程中，物体沿斜面匀速下滑
B．在x1~x2过程中，物体沿斜面匀加速下滑
C．在0~x1过程中，物体的加速度一直减小
D．在0~x1过程中，物体的加速度可能先减小后增大
7．（2022·全国·高一课时练习）如图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂一物体，物体在A点处于平衡状态。现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接将物体拉到B点，第二次先将物体拉到C点，再使其回到B点，则这两次过程中（　　）
A．物体的重力势能改变量不相等
B．弹簧的弹性势能改变量相等
C．摩擦力对物体做的功相等
D．斜面弹力对物体做功均为零
8．（2021·广东潮州·高一期末）韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员，他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功 1800J，他克服阻力做功100J。韩晓鹏在此过程中（　　）
A．动能增加了 1700J
B．动能增加了 1800J
C．重力势能减少了1800J
D．重力势能减少了1700J
9．（2022·山西·忻州一中高二期末）雨滴的下落运动并不能看成是“自由落体”运动，在接近地面时，雨滴往往做匀速运动，这时的速度通常叫做收尾速度。关于一定质量的雨滴从高空下落的运动，下列说法正确的是（　　）
A．雨滴所受阻力是恒定的 B．重力一直做正功
C．重力的功率先增大后不变 D．雨滴的重力势能先减小后不变
10．（2022·山东山东·一模）一物体在竖直向上的拉力作用下由静止开始竖直向上运动，物体的机械能E与上升高度的关系如图所示，已知曲线上A点处切线的斜率最大。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．过程中物体所受的拉力先增大后减小
B．处速度最大
C．过程中物体的动能先增大后减小
D．过程中物体的加速度先增大再减小，最后物体做匀速运动
11．（2022·广东·高三阶段练习）2021年7月30日，在东京奥运会蹦床项目女子决赛中，中国选手包揽该项目冠、亚军．平常训练时，蹦床运动员先在蹦床上保持身体竖直，在竖直方向弹跳几下，腾空高度越来越大，以完成后续动作．运动员与蹦床之间的弹力随时间的变化如图所示，不考虑过程中系统机械能的损耗，脚掌蹬床的时间不计，则下列说法正确的是（　　）
A．时刻人的速度开始减小 B．时刻人重力的功率最大
C．时刻人的动能大于时刻动能 D．蹦床弹性势能时刻大于时刻
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·重庆市育才中学高一开学考试）炎热的暑假，小帅和家人一起到山上避暑纳凉。当汽车行驶到山顶时，他发现携带的密封零食包装袋鼓起来了，这是因为山顶上的气压比山脚下的气压_______选填（“高”或“低”）造成的。从山脚到山顶，零食袋的重力势能______（选填“增大”或“减小”）。
四、解答题
15．（2021·湖南·高二学业考试）如图，某游乐场水上滑梯的轨道表面光滑，轨道最高点A距水面的高度H=6m，最低点B距水面的高度h=1m。一个质量m=20kg的小孩（可视为质点）从A点由静止开始沿轨道下滑，经水面的C点落入水中。不计空气阻力，重力加速度取g=10m/s2，以水面为参考平面。求：
（1）小孩在A点时的重力势能EpA；
（2）小孩从B点运动到C点的过程中，重力做的功WG；
（3）小孩滑到B点时的速度大小vB 。
16．（2021·全国·高一专题练习）如图所示，物体与弹簧相连，物体在O点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A处静止释放，物体会由A向A′运动，A、A′关于O点对称，则：
（1）物体由A向O运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？
（2）物体由O向A′运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？
（3）在A、A′处弹性势能有什么关系？
17．（2021·北京顺义·高一期末）如图所示，将一根轻质弹簧和一个质量为m的小圆环穿在水平细杆上，弹簧左端固定，右端与小圆环相接触（但不拴接，小环可脱离），BC和CD是由细杆弯成的两段圆弧，AB杆与BC圆弧下端相切，BC圆弧上端与CD圆弧下端相切，BC圆弧的半径为R。CD圆弧的半径为2R，O点为弹簧自由端的位置，整个轨道竖直放置，除OB段粗糙外，其余部分均光滑。用外力抓住小圆环缓慢向左压缩弹簧，当弹簧的压缩量为d时释放，小圆环弹出后恰好能到达C点，返回水平杆时刚好与弹簧接触停在O点，重力加速度为g（已知弹簧弹性势能与压缩量的平方成正比，小球通过B处和C处没有能量损失）。求：
（1）当弹簧的压缩量为d时，弹簧具有的弹性势能；
（2）若将小圆环放置在弹簧的压缩量为2d位置释放，小圆环到达最高点D时，轨道所受到的作用力F；
（3）为了使小圆环能停在OB的中点，弹簧具有的弹性势能。
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参考答案：
1．C
2．C
3．A
4．D
5．BC
6．BD
7．BD
8．AC
9．BC
10．AC
11．CD
12． 1000 20
13． D 500 0.225
14． 低 增大
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）正功，减少；（2）负功，增加；（3）相等
17．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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