4.4势能 同步练习（Word版含答案）

4.4势能同步练习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．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2000J，他克服阻力做功200 J．韩晓鹏在此过程中( )
A．重力势能增加了2 000 J
B．重力势能减小了2000 J
C．动能增加了2000 J
D．动能减小了2000 J
2．关于物理量大小的比较，下列说法正确的是（ ）
A．-1m/s2的加速度大于-2m/s2的加速度
B．-1J的功大于-2J的功
C．-1J的重力势能大于-2J的重力势能
D．-1N的力大于-2N的力
3．飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，如图所示，在到达竖直位置的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．重力对飞行员做正功 飞行员重力势能在增大
B．飞行员的向心力大小不变
C．重力对飞行员做功的功率一直在增大
D．重力对飞行员做功的功率先增大后减小
4．重物在空中下落的过程中，关于重力做功和重力势能的变化，下列说法正确的是（ ）
A．重力做正功，重力势能增加
B．重力做正功，重力势能减少
C．重力做负功，重力势能减少
D．重力不做功，重力势能减少
5．下列说法中正确的是
试卷第1页，共3页
A．当物体做自由落体运动时，重力对物体做负功
B．当物体做自由落体运动时，重力势能增大
C．当物体做斜抛运动时，在上升阶段其重力势能增大
D．当物体做斜抛运动时，在上升阶段重力对物体做正功
6．一物体以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，则物体的重力势能一路程s图像应是下列四个图中的（　　）
A． B．
C． D．
7．下列物理量的负号表示大小的是（　　）
A．速度 B．位移
C．重力势能 D．力做功为
8．质量为m=1kg的小球，从离桌面H=1.5m高处由静止下落，桌面离地面高度为h=0.5m，如图所示，若以桌面为参考平面，重力加速度取10m/s2，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别是（　　）
A．5J，减少15J B．-5J，减少20J
C．5J，增加10J D．-5J，增加20J
9．一轻弹簧的左端固定，右端与一小球相连，小球处于光滑水平面上．现对小球施加一个方向水平向右的变力，使小球从静止开始向右匀加速运动，在小球通过位移为的过程，弹簧始终未超过弹性限度，对于此过程，下列说法正确的是
A．对小球做负功
B．对小球做的功等于弹簧弹性势能的增量
C．小球所受的合外力保持不变
D．的功率保持不变
10．孔明灯俗称许愿灯，放孔明灯是我国的一种民俗文化．如图所示，孔明灯在点燃后加速上升的过程中，忽略其质量的变化，则孔明灯的（ ）
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
11．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
12．一根足够长的圆管倾斜固定在地面上，与水平面倾角，管内有一劲度系数为轻质弹簧，弹簧上下端分别连有质量可以忽略的活塞和质量为的光滑小球（小球直径略小于管径），已知活塞与管壁间的最大静摩擦力，弹簧从自然长度开始伸长x的过程中平均弹力为，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，。当弹簧处于自然长度时由静止释放小球，在小球第一次运动到最低点的过程中，列说法正确的是（　　）
A．当小球运动到最低点时，弹簧的弹性势能为
B．小球先做匀加速运动，再做匀减速运动直到静止
C．弹簧的最大伸长量为
D．当弹簧弹力等于活塞受到的摩擦力时，活塞开始运动，之后弹簧一直伸长
13．从某一高处平抛一物体，物体着地时末速度与水平方向成30°角，取地面处重力势能为零，则物体刚抛出时，动能与重力势能之比为
A．3:1 B．3:4 C．1:3 D．1:4
14．如图所示，小球在竖直力F作用下使竖直弹簧压缩，若将力F撤去，小球将竖直弹起，并离开弹簧，直到速度变为零为止，在小球上升的过程中（　　）
A．小球和弹簧接触阶段加速度先增加后减小
B．小球在离开弹簧时速度最大
C．小球的速度最大时弹簧的弹性势能为零
D．小球的速度减为零时重力势能最大
15．一体重为50kg的同学站在电梯的体重计上，某时刻该同学发现体重计的示数为45kg，此时（　　）
A．该同学对体重计的压力小于体重计对该同学的支持力
B．电梯一定向下加速运动，加速度大小为
C．该同学处于失重状态，但重力不变
D．该同学的重力势能减小，动能增大
二、填空题（共3题）
16．一个足球质量为3kg，以30 m/s的速度被踢到60m远处，在飞行过程中的最大高度是3m那么足球的初动能是___J，球在飞行过程中的最大重力势能为____J。（取g=10m/s2）
17．如图，一质量为、长度为的均匀柔软细绳竖直悬挂在天花板上，若以天花板为参考平面，细绳的重力势能为________：现将绳的下端竖直向上拉起至点，点与绳的上端相距，在此过程中，细绳的重力势能__________（填“增加”或“减少”），重力势能的变化量大小为_________。（重力加速度大小为）
18．为了探究“弹簧的弹性势能与弹簧形变量的关系”，某同学设计了如图所示的装置，并进行了如下实验。
(1)如图甲，将轻质弹簧下端固定在铁架台上，在上端的托盘中依次增加规格相同的砝码，砝码质量为20g，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表．由表中数据求得弹簧劲度系数k=_______N/m；(g取9.80m/s2)
砝码数量（个） 2 3 4
弹簧长度（cm） 6.62 5.64 4.66
(2)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，当弹簧处于自然长度时，滑块距离光电门足够远，如图乙所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小相等；
(3)使滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；然后由静止释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v；
(4)重复(3)中的操作，得到v与x的关系如图丙，由图象可知，v与x成_______关系，由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的______成正比。
三、综合题（共4题）
19．如图所示，有一质量为m、长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，以斜面顶点为重力势能零点，求：
(1)开始时和链条刚好从右侧面全部滑出斜面时重力势能各多大？
(2)此过程中重力做了多少功？
20．弹簧原长L0=15cm，受到拉力作用后弹簧逐渐伸长，当弹簧伸长到L1=20cm时，作用在弹簧上的力为F=400N，问：
（1）弹簧的劲度系数k为多少？
（2）在该过程中弹力做了多少功？
（3）弹簧的弹性势能变化了多少？
21．金茂大厦是上海的标志性建筑之一，它的主体建筑地上88层，地下3层，高420.5m。游客在距地面341m的第68层可以环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底。
(1)质量为60kg的游客正在第68层观光，在下列情况中，他的重力势能各是多少？(g取10m/s2)
①以地面为参考平面；
②以第68层为参考平面；
(2)以420.5m的楼顶为参考平面，若他乘电梯从地面上升到68层，需克服重力做多少功？重力势能变化了多少？
22．如图是地图上某小山包的等高线图，a、b、c为山包上的三个点在地图上的位置。
（1）若选择海平面为重力势能参考面，质量为的学生在a、b、c位置时的重力势能是多大？他从a位置上升到c位置，重力做了多少功？
（2）若选择的等高线所在平面为重力势能参考面，则质量为的学生在a、b、c位置时的重力势能是多大？他从a位置上升到c位置，重力做了多少功？
参考答案：
1．B
2．C
3．D
4．B
5．C
6．A
7．C
8．B
9．C
10．D
11．D
12．A
13．A
14．D
15．C
16． 1350 90
17． 增加
18． 20.0 正比 形变量的平方
19．(1)－mgL(1＋sinθ)，－mgL；(2)mgL(3－sinθ)
20.（1）8000N/m（2）﹣10J（3）10J
21．(1)①2.0×105J，②0；(2)2.0×105J，2.0×105J
22．（1），，；；（2） ，0，，
答案第1页，共2页