人教版高中物理必修二8.2重力势能 同步练习提高卷-试卷（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修二8.2重力势能 同步练习提高卷-试卷（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 808.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-18 09:52:35 | ||
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文档简介
人教版高中物理必修二8.2重力势能 同步练习提高卷
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 我国某体操运动员在吊环项目中的照片如图所示，若该运动员质量为70kg，开始时两手臂呈竖直状态，现运动员手臂缓慢弯曲，使其重心下降10cm，取重力加速度大小，则该过程中（ ）
A．吊环对该运动员做了70J的正功 B．吊环对该运动员做了70J的负功
C．重力对该运动员做了70J的正功 D．该运动员的重力势能增大了70J
2. 如图所示，撑杆跳是运动会中非常具有观赏性的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性。运动员助跑时杆未发生形变，撑杆起跳后杆弯曲程度逐渐变大，到运动员水平越过横杆时，杆竖直且恢复原状。关于撑杆起跳到运动员越过横杆过程，下列说法正确的是（ ）
A．杆的弹性势能先增大后减小 B．杆一直对运动员做负功
C．运动员越过横杆正上方时速度为零 D．以上说法均错误
3. 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
4. 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用木板平托一物块，保持这样的姿势在竖直平面内以速率按顺时针方向做半径为的匀速圆周运动。假设时刻物块在最低点且重力势能为零，关于物块从最低点运动到最高点的过程，下列说法正确的是（ ）
A．物块在最高点受到木板的支持力为
B．物块的重力势能随时间的变化关系为
C．物块在最左侧点时，木板对物块的作用力方向竖直向上
D．物块在运动过程中的加速度不变
5. 质量为的物体（可视为质点），位于距离地面高度为的平台边缘，如图所示。某时刻物体以水平初速度从平台边缘飞出，选取飞出点为坐标原点，已知重力加速度为，忽略空气阻力和平台的摩擦，在运动过程中的任意位置，关于其动能和重力做的功与水平位移的关系，以下图像描述正确的是（ ）
A．B．C． D．
6. 用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作用下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机对绳的拉力为12N
B．绳子自由端的移动速度为0.2m/s
C．滑轮组的机械效率为80%
D．有用功的功率为8W
7. 关于重力势能的说法，正确的是（ ）
A．重力势能只由地球上的物体决定
B．重力势能不能有负值
C．在某高度质量一定的物体，重力势能是一定的
D．重力势能是相对的，只有参考平面选定后，重力势能才确定
8. 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
二、解答题（本大题共2道小题）
9. 质量为5kg的物体从距地面20m高处自由下落，（不计空气阻力，g=10m/s2）。求：
（1）物体落地时的速度；
（2）这一过程重力做了多少功；是正功还是负功；重力势能改变了多少；是增加还是减少。
10. 如图所示，质量为50kg的跳水运动员从10m高跳台上以4m/s的速度斜向上起跳，最终落入水中。若忽略运动员的身高，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）以水面为参考平面，运动员在跳台上具有的重力势能；
（2）运动员从起跳到入水的全过程，重力所做的功。
三、填空题（本大题共4道小题）
11. 如图，篮球离开手时速度方向竖直向下，底部距离地面，与地面碰撞后恰好竖直反弹到离开手时的高度．已知篮球直径为，质量为．假设篮球运动过程中所受空气阻力恒为自身重力的0.05倍，不计与地面碰撞时动能的损失和篮球的形变．若以地面为零势能面，篮球离开手时，重力势能为__________；速度大小为__________．（结果保留两位有效数字）
12. 弹性势能是指发生形变的物体，由于___________而具有的____，这种能量叫弹性势能．
13. A、B两物体的质量之比为1∶4，离同一参考平面的高度之比为8∶1，则两物体的重力势能之比为_________．如果两物体的质量比不变，重力势能之比为1∶2，则两物体对同一参考平面的高度之比为__________．
14. 重为50N的物体，在恒定拉力作用下以1m/s2的加速度，竖直升高10m，此过程中物体的重力势能变化了_____J，拉力做功_____J．
答案
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．吊环对该运动员不做功， AB错误；
CD．重力对运动员做功
J
做正功，运动员的重力势能减小了70J， D错误C正确。
故选C。
2. 【答案】A
【解析】
【详解】
ABD．运动员撑杆起跳后，杆弯曲程度先逐渐变大再减小，到运动员水平越过横杆时，杆竖直且恢复原状，所以杆的弹性势能先增大后减小，杆对运动员先做负功后做正功，A正确，B、D错误。
C.运动员越过横杆正上方时有水平方向的速度，C错误。
故选A。
3. 【答案】D【详解】A劲度系数，稳定后解得A错误；B．弹性势能与形变量有关，与原长以及总长无关；弹簧被压缩，弹力对物体做负功；D．弹簧的弹性势能故选D。
4. 【答案】B
【解析】
【详解】
A．物块在最高点时，根据牛顿第二定律
解得物块受到木板的支持力为
选项A错误；
B．物块的重力势能随时间的变化关系为
选项B正确；
C．物块在最左侧点时，木板对物块有竖直向上的支持力mg以及指向圆心方向的静摩擦力，则木板对物块的作用力方向不是竖直向上，选项C错误；
D．物块在运动过程中的加速度大小不变，但是方向不断变化，选项D错误。
故选B。
5. 【答案】B【详解】AB．根据平抛运动的规律，动能为
可知动能与水平位移的关系是一条抛物线，A错误，B正确；CD．重力做的功为可知重力做的功W与水平位移x的关系是一条过原点的抛物线，CD错误。故选B。
6. 【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，忽略绳重与摩擦，电动机对绳的拉力
故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
绳子自由端的移动速度
故B错误；
C．拉力做的有用功
W有=Gh=40N×2m=80J
拉力做的总功
W总=Fs=16N×6m=96J
滑轮组的机械效率
故C错误；
D．有用功的功率
故D正确。
故选D。
7. 【答案】D
【解析】
【详解】
A．重力势能是物体和地球共同具有的，故A错误；
BCD．重力势能的大小是相对于参考平面来讲的，所以可以有负值，参考平面选定后，重力势能才能确定，BC错误D正确。
故选：D。
8. 【答案】BC【详解】A．摆到最低点时重力与速度方向相垂直，则重力的功率为0，所以A错误；
B．开始时初速度为0，重力的瞬时功率为0，最低点时也为0，则重力的瞬时功率先增大后减小，所以B正确；
C．重力做的功为根据功能关系，则重力势能减少了，所以C正确；
D．摆到最低点时绳子的拉力大小大于重力，为所以D错误；故选BC。
二、解答题（本大题共2道小题）
9. 【答案】（1）20m/s；（2）1000J，正功；1000J，减少
【解析】
【分析】
【详解】
（1）物体做自由落体运动，根据
v2=2gh
可得物体落地时的速度为
v=20m/s
（2）物体下降20m，重力做正功，做功的大小为
W=mgh=5×10×20J=1000J
重力势能减少，重力势能减少了1000J。
10. 【答案】（1）5000J；（2）5000J
【详解】
（1）以水面为参考平面，则水平面处重力势能为0，运动员在跳台上的重力势能为
（2）运动员从起跳到入水的全过程，重力所做的功为
三、填空题（本大题共4道小题）
11. 【答案】 3.6 1.0
【解析】
【详解】
篮球离开手时重力势能为：；
对整个过程，由能量关系：，解得v=1.0m/s．
【点睛】
此题要搞清整个过程中能量的转化关系；篮球初末两态的重力势能是相同的，则初态的动能等于整个过程中克服阻力做功.
12. 【答案】 弹力的相互作用 能
【解析】
【分析】
根据弹性势能的定义以及弹性势能的大小的决定因素进行解答；
【详解】
因为发生弹性形变的物体在恢复时会对别的物体做功，所以发生弹性形变的物体也具有能量，我们就把发生形变的物体，由于弹力的相互作用而具有的能量叫弹性势能，其大小取决于形变量和弹簧的劲度系数．
【点睛】
本题主要考查学生对：弹性势能的定义和弹性势能与弹性形变的关系的理解．
13. 【答案】 2∶1 2∶1
【解析】
【详解】
A、B两物体的质量之比为1∶4，离同一参考平面的高度之比为8∶1，根据EP=mgh，则两物体的重力势能之比为2:1；如果两物体的质量比不变，重力势能之比为1∶2，根据EP=mgh，则两物体对同一参考平面的高度之比为2:1.
14. 【答案】 500 550
【解析】
【详解】
试题分析：由重力计算公式求出重力势能的变化量；由牛顿第二定律求出拉力大小，然后由功的计算公式求出拉力做的功．
解：物体重力 G=50N，竖直上升的高度 h=10m，物体的质量为 m=5kg
重力势能增加了△EP=mgh=50×10=500J
物体以1m/s2的加速度上升10m，由牛顿第二定律得：
F﹣mg=ma，解得，拉力 F=55N，
拉力的功 W=Fh=55×10=550J；
故答案为500，550．
2 / 2
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 我国某体操运动员在吊环项目中的照片如图所示，若该运动员质量为70kg，开始时两手臂呈竖直状态，现运动员手臂缓慢弯曲，使其重心下降10cm，取重力加速度大小，则该过程中（ ）
A．吊环对该运动员做了70J的正功 B．吊环对该运动员做了70J的负功
C．重力对该运动员做了70J的正功 D．该运动员的重力势能增大了70J
2. 如图所示，撑杆跳是运动会中非常具有观赏性的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性。运动员助跑时杆未发生形变，撑杆起跳后杆弯曲程度逐渐变大，到运动员水平越过横杆时，杆竖直且恢复原状。关于撑杆起跳到运动员越过横杆过程，下列说法正确的是（ ）
A．杆的弹性势能先增大后减小 B．杆一直对运动员做负功
C．运动员越过横杆正上方时速度为零 D．以上说法均错误
3. 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
4. 应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用木板平托一物块，保持这样的姿势在竖直平面内以速率按顺时针方向做半径为的匀速圆周运动。假设时刻物块在最低点且重力势能为零，关于物块从最低点运动到最高点的过程，下列说法正确的是（ ）
A．物块在最高点受到木板的支持力为
B．物块的重力势能随时间的变化关系为
C．物块在最左侧点时，木板对物块的作用力方向竖直向上
D．物块在运动过程中的加速度不变
5. 质量为的物体（可视为质点），位于距离地面高度为的平台边缘，如图所示。某时刻物体以水平初速度从平台边缘飞出，选取飞出点为坐标原点，已知重力加速度为，忽略空气阻力和平台的摩擦，在运动过程中的任意位置，关于其动能和重力做的功与水平位移的关系，以下图像描述正确的是（ ）
A．B．C． D．
6. 用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作用下，重为40N的物体在10s内匀速竖直上升了2m，已知动滑轮重为8N，忽略绳重与摩擦。下列说法中正确的是（ ）
A．电动机对绳的拉力为12N
B．绳子自由端的移动速度为0.2m/s
C．滑轮组的机械效率为80%
D．有用功的功率为8W
7. 关于重力势能的说法，正确的是（ ）
A．重力势能只由地球上的物体决定
B．重力势能不能有负值
C．在某高度质量一定的物体，重力势能是一定的
D．重力势能是相对的，只有参考平面选定后，重力势能才确定
8. 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
二、解答题（本大题共2道小题）
9. 质量为5kg的物体从距地面20m高处自由下落，（不计空气阻力，g=10m/s2）。求：
（1）物体落地时的速度；
（2）这一过程重力做了多少功；是正功还是负功；重力势能改变了多少；是增加还是减少。
10. 如图所示，质量为50kg的跳水运动员从10m高跳台上以4m/s的速度斜向上起跳，最终落入水中。若忽略运动员的身高，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）以水面为参考平面，运动员在跳台上具有的重力势能；
（2）运动员从起跳到入水的全过程，重力所做的功。
三、填空题（本大题共4道小题）
11. 如图，篮球离开手时速度方向竖直向下，底部距离地面，与地面碰撞后恰好竖直反弹到离开手时的高度．已知篮球直径为，质量为．假设篮球运动过程中所受空气阻力恒为自身重力的0.05倍，不计与地面碰撞时动能的损失和篮球的形变．若以地面为零势能面，篮球离开手时，重力势能为__________；速度大小为__________．（结果保留两位有效数字）
12. 弹性势能是指发生形变的物体，由于___________而具有的____，这种能量叫弹性势能．
13. A、B两物体的质量之比为1∶4，离同一参考平面的高度之比为8∶1，则两物体的重力势能之比为_________．如果两物体的质量比不变，重力势能之比为1∶2，则两物体对同一参考平面的高度之比为__________．
14. 重为50N的物体，在恒定拉力作用下以1m/s2的加速度，竖直升高10m，此过程中物体的重力势能变化了_____J，拉力做功_____J．
答案
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．吊环对该运动员不做功， AB错误；
CD．重力对运动员做功
J
做正功，运动员的重力势能减小了70J， D错误C正确。
故选C。
2. 【答案】A
【解析】
【详解】
ABD．运动员撑杆起跳后，杆弯曲程度先逐渐变大再减小，到运动员水平越过横杆时，杆竖直且恢复原状，所以杆的弹性势能先增大后减小，杆对运动员先做负功后做正功，A正确，B、D错误。
C.运动员越过横杆正上方时有水平方向的速度，C错误。
故选A。
3. 【答案】D【详解】A劲度系数，稳定后解得A错误；B．弹性势能与形变量有关，与原长以及总长无关；弹簧被压缩，弹力对物体做负功；D．弹簧的弹性势能故选D。
4. 【答案】B
【解析】
【详解】
A．物块在最高点时，根据牛顿第二定律
解得物块受到木板的支持力为
选项A错误；
B．物块的重力势能随时间的变化关系为
选项B正确；
C．物块在最左侧点时，木板对物块有竖直向上的支持力mg以及指向圆心方向的静摩擦力，则木板对物块的作用力方向不是竖直向上，选项C错误；
D．物块在运动过程中的加速度大小不变，但是方向不断变化，选项D错误。
故选B。
5. 【答案】B【详解】AB．根据平抛运动的规律，动能为
可知动能与水平位移的关系是一条抛物线，A错误，B正确；CD．重力做的功为可知重力做的功W与水平位移x的关系是一条过原点的抛物线，CD错误。故选B。
6. 【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，忽略绳重与摩擦，电动机对绳的拉力
故A错误；
B．绳子自由端移动的距离
s=nh=3×2m=6m
绳子自由端的移动速度
故B错误；
C．拉力做的有用功
W有=Gh=40N×2m=80J
拉力做的总功
W总=Fs=16N×6m=96J
滑轮组的机械效率
故C错误；
D．有用功的功率
故D正确。
故选D。
7. 【答案】D
【解析】
【详解】
A．重力势能是物体和地球共同具有的，故A错误；
BCD．重力势能的大小是相对于参考平面来讲的，所以可以有负值，参考平面选定后，重力势能才能确定，BC错误D正确。
故选：D。
8. 【答案】BC【详解】A．摆到最低点时重力与速度方向相垂直，则重力的功率为0，所以A错误；
B．开始时初速度为0，重力的瞬时功率为0，最低点时也为0，则重力的瞬时功率先增大后减小，所以B正确；
C．重力做的功为根据功能关系，则重力势能减少了，所以C正确；
D．摆到最低点时绳子的拉力大小大于重力，为所以D错误；故选BC。
二、解答题（本大题共2道小题）
9. 【答案】（1）20m/s；（2）1000J，正功；1000J，减少
【解析】
【分析】
【详解】
（1）物体做自由落体运动，根据
v2=2gh
可得物体落地时的速度为
v=20m/s
（2）物体下降20m，重力做正功，做功的大小为
W=mgh=5×10×20J=1000J
重力势能减少，重力势能减少了1000J。
10. 【答案】（1）5000J；（2）5000J
【详解】
（1）以水面为参考平面，则水平面处重力势能为0，运动员在跳台上的重力势能为
（2）运动员从起跳到入水的全过程，重力所做的功为
三、填空题（本大题共4道小题）
11. 【答案】 3.6 1.0
【解析】
【详解】
篮球离开手时重力势能为：；
对整个过程，由能量关系：，解得v=1.0m/s．
【点睛】
此题要搞清整个过程中能量的转化关系；篮球初末两态的重力势能是相同的，则初态的动能等于整个过程中克服阻力做功.
12. 【答案】 弹力的相互作用 能
【解析】
【分析】
根据弹性势能的定义以及弹性势能的大小的决定因素进行解答；
【详解】
因为发生弹性形变的物体在恢复时会对别的物体做功，所以发生弹性形变的物体也具有能量，我们就把发生形变的物体，由于弹力的相互作用而具有的能量叫弹性势能，其大小取决于形变量和弹簧的劲度系数．
【点睛】
本题主要考查学生对：弹性势能的定义和弹性势能与弹性形变的关系的理解．
13. 【答案】 2∶1 2∶1
【解析】
【详解】
A、B两物体的质量之比为1∶4，离同一参考平面的高度之比为8∶1，根据EP=mgh，则两物体的重力势能之比为2:1；如果两物体的质量比不变，重力势能之比为1∶2，根据EP=mgh，则两物体对同一参考平面的高度之比为2:1.
14. 【答案】 500 550
【解析】
【详解】
试题分析：由重力计算公式求出重力势能的变化量；由牛顿第二定律求出拉力大小，然后由功的计算公式求出拉力做的功．
解：物体重力 G=50N，竖直上升的高度 h=10m，物体的质量为 m=5kg
重力势能增加了△EP=mgh=50×10=500J
物体以1m/s2的加速度上升10m，由牛顿第二定律得：
F﹣mg=ma，解得，拉力 F=55N，
拉力的功 W=Fh=55×10=550J；
故答案为500，550．
2 / 2