高一物理必修二8.2 重力势能 课时同步练习（含解析）
文档属性
| 名称 | 高一物理必修二8.2 重力势能 课时同步练习（含解析） |
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| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-02-22 00:00:00 | ||
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文档简介
高一物理必修二8.2《重力势能》课时同步练习
一、单选题
1．关于势能，下列说法正确的是（ ）
A．若重力做负功，则物体的重力势能减小
B．在弹性限度内，当某弹簧的长度变短时，其弹性势能也会随之减小
C．在弹性限度内，某弹簧的形变量越大，则其弹性势能也越大
D．某物体的重力势能从 8J变为 6J，则表示其重力势能减少了
2．如图所示，重物P放在一长木板OA上，在将长木板绕O端转过一个小角度的过程中，重物P相对于木板始终保持静止．关于木板对重物P的摩擦力和弹力的做功情况是：
A．摩擦力对重物不做功 B．摩擦力对重物做负功
C．弹力对重物不做功 D．弹力对重物做负功
3．如图为高山滑雪赛道示意图。AB段赛道的竖直落差为H，C点距离A点的高度差为h，质量为m的运动员可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A．以A点所在平面为零势能参考平面，运动员在点的重力势能为mgh
B．以B点所在平面为零势能参考平面，运动员在C点的重力势能为H
C．以B点所在平面为零势能参考平面，运动员在C点的重力势能为
D．无论以哪一点所在平面为零势能参考平面，运动员在C点的重力势能均为mgh
4．原地纵跳摸高是常见的体能测试项目。如图，一运动员站立时能摸到的最大高度为2.10m，运动员发力跳起后能摸到的最大高度为2.90m。已知运动员质量为50kg，不计空气阻力，则从离地后到最高点的过程中，运动员（ ）
A．处于超重状态 B．所用时间约为0.8s
C．平均速度大小约为2m/s D．重力势能增加量约为1450J
5．质量为的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．足球由位置1运动到位置2时，重力做功为
B．若选择最高点为参考平面，足球由位置2运动到位置3过程中，重力势能增大
C．足球在位置2时，重力的瞬时功率为0
D．足球由位置1运动到位置2过程与位置2运动到位置3时的过程重力的平均功率相等
6．如图甲所示，一个底面积为、足够深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上，现将一个边长为10cm的正方体实心物体M（不吸水）挂于弹簧下端，并置于柱形容器内，弹簧上端固定不动。现在向容器中缓慢匀速注水，注水速度为，弹簧弹力大小与注水时间的变化图像如图乙所示。（不计弹簧的质量和体积，弹簧的形变量每变化1cm，弹力变化1N，且弹簧在弹性限度内变化），下列计算结果正确的是（ ）
A．加水前物体M的下表面到容器底的距离为
B．当物块M刚好漂浮时加水质量为
C．物块M的密度为
D．从开始加水到M刚好漂浮的过程，M克服重力做功0.64J
7．如图所示，某人通过定滑轮拉住一个重力等于G的物体使物体缓慢上升，这时人从A点走到B点，前进的距离为s，绳子的方向由竖直方向变为与水平方向成θ角．若不计各种阻力，在这个过程中，人的拉力所做的功等于（ ）
A．Gstanθ B． C． D．
8．一竖直弹簧下端固定于水平地面上，一个小球从弹簧的正上方高为h处自由下落到弹簧上端，A点在弹簧压缩量为x处，如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．小球在A点时弹簧的弹性势能大小与小球质量无关
B．小球质量越大，小球在A点时弹簧的弹性势能越大
C．h越大，小球到Ａ点时弹簧的弹性势能越大
D．小球下落到Ａ点时，弹簧的弹性势能比上升到Ａ点时弹簧的弹性势能大
9．如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接；两物块A、B质量均为m，初始时均静止。现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线（t1时刻A、B的图线相切，t2时刻对应A图线的最高点），重力加速度为g，则（ ）
A．平行于斜面向上的拉力F一直增大
B．t2时刻，弹簧形变量为
C．从0开始到t1时刻，弹簧释放的弹性势能为
D．t2时刻弹簧恢复到原长，物块A达到速度最大值
10．如图所示，一轻弹簧左端固定，右端连接一物块，置于粗糙的水平面上。开始时弹簧处于原长，现用一恒力将物块由静止向右拉动直至弹簧弹性势能第一次达到最大。在此过程中，关于物块的速度v、加速度a、动能Ek及弹簧的弹性势能Ep随时间t或位移x变化的图像，其中可能正确的是（ ）
A．B．
C． D．
11．在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的物块A、B，它们的质量分别为m1和 m2，弹簧劲度系数为 k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的拉力拉物块A，使它以加速度 a 沿斜面向上做匀加速运动直到物块B刚要离开挡板C。在此过程中（ ）
A．物块A运动的距离为 B．拉力的最大值为（m1＋m2）gsin θ
C．弹簧的弹性势能持续增大 D．拉力做功的功率一直增大
12．生活中常说有的弹簧“硬”，有的弹簧“软”，通常认为劲度系数k越小，弹簧越“软”。已知弹簧a、b的弹力F与弹簧的伸长量x的关系图线分别如图中的两条直线所示，已知弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧a、b的劲度系数之比为2：5
B．弹簧a、b相比较，弹簧a是“软”弹簧
C．若用弹簧a、b来制造缓冲装置，则弹簧a比弹簧b的缓冲效果好一些
D．当弹簧a、b的弹力均为图中的F0时，弹簧a、b的弹性势能之比为2：5
13．假设航天员登上火星后进行科学探测与实验，在火星表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上，把质量为m的小球P（可看作质点）从弹簧上端一定高度h处由静止释放，小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点，如图甲所示，从落到弹簧上开始小球的加速度a与弹簧压缩量x间的关系如图乙所示，其中a0、h和x0为已知量．设该火星为质量均匀分布半径为R的球体，下列说法正确的是（ ）
A．小球接触弹簧时速度最大
B．该弹簧劲度系数k的大小
C．火星的第一宇宙速度
D．弹簧的最大弹性势能为
14．研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据，得到如图所示的“速度-位移”图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的是（ ）
A．弹性绳原长为15m
B．当运动员下降10m时，处于超重状态
C．当运动员下降15m时，绳的弹性势能最大
D．当运动员下降20m时，处于超重状态
15．一质量为m的小球以初动能Ek0从地面竖直向上抛出，已知上升过程中受到阻力作用，图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能、重力势能中的某一个与其上升高度之间的关系，（以地面为零势能面，ho表示上升的最大高度，图中坐标数据中的k值为常数且满足0A．①表示的是动能随上升高度的图像，②表示的是重力势能随上升高度的图像
B．上升过程中阻力大小恒定且f=（k+1）mg
C．上升高度时，重力势能和动能不相等
D．上升高度时，动能与重力势能之差为
二、解答题
16．如图所示，将一个质量为1kg的小球水平抛出，抛出点距水平地面的高度，小球落地点与抛出点的水平距离x＝4.8m。不计空气阻力。取，求：
（1）小球从抛出到落地经历的时间；
（2）小球抛出时的速度大小；
（3）小球从抛出到落地重力做功W。
17．2023-2024赛季国际雪联单板及自由式滑雪大跳台世界杯于2023年11月30日至12月2日在北京举办。比赛所用滑道简化如图所示倾角为的助滑坡与半径为的光滑圆弧滑道相切于点，点离点的竖直高度为，点与圆心等高。运动员由点静止滑下，经滑道从点沿竖直方向进入空中完成规定动作，已知运动员（含装备）质量为，视为质点，与间的动摩擦因数为。空气阻力不计，重力加速度为，取点所在水平面为零势能面，求：运动员
(1)在点的重力势能；
(2)通过助滑坡克服摩擦力所做的功；
(3)离开点后上升的最大高度。
18．如图（a），将物块A于P点处由静止释放，B落地后不反弹，最终A停在Q点。物块A的v t图像如图（b）所示。已知B的质量为0.3kg，重力加速度大小g取10 m/s2。求：
(1)以地面为参考平面，释放瞬间物块B的重力势能；
(2)物块A与桌面间的动摩擦因数；
(3)物块A的质量。
19．如图甲所示，一根轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块的质量为m=0.4kg，当弹簧处于原长时，小物块静止于O点。现对小物块施加一个外力F，使它缓慢移动，，将弹簧压缩至A点，压缩量为x=0.1m，在这一过程中，所用外力F与压缩量的关系如图乙所示。然后撤去F释放小物块，让小物块沿桌面运动，设小物块与桌面的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小物块离开水平面做平抛运动，下落高度h=0.8m时恰好垂直击中倾角θ为37°的斜面上的C点，sin37°=0.6，g取10m/s2。求：
（1）小物块到达桌边B点时速度的大小；
（2）在压缩弹簧的过程中，弹簧存贮的最大弹性势能；
（3）O点至桌边B点的距离L。
参考答案：
1．C 2.A 3.C 4.C 5.C 6.D 7.C 8.A 9.B 10.C
11.D 12.D 13.B 14.D 15.D
16．（1）0.6s；（2）8m/s；（3）18J
【详解】（1）根据
小球从抛出到落地经历的时间
（2）小球抛出时的速度大小
（3）小球从抛出到落地重力做功
17．(1) (2) (3)
【详解】（1）根据题意可知，点所在水平面为零势能面，则运动员在点的重力势能。
（2）根据题意，由做功公式可得，通过助滑坡克服摩擦力所做的功
（3）从开始运动到上升到最高处，由动能定理有
解得
18．(1)3J (2)0.1 (3)0.8kg
【详解】（1）由v-t图像得B下落的高度hB==1m
物块B的重力势能
（2）v-t图斜率等于加速度可知，物块A在1~3s其加速度大小a2=1m/s2
1~3s内，对A物块
（3）物块A和B在 0~1s其加速度大小a1=2m/s2 对A物块
对B 解得mA=0.8kg
19．（1）3.0m/s；（2）2.3J；（3）0.4m
【详解】（1）物块由B到C做平抛运动
物块在C点垂直击中斜面有 =3.0m/s
（2）由图知滑动摩擦力f=1.0N 推力做的功
压缩过程中由功能关系得
（3）物块从到的过程中，由功能关系得 L=0.4m
参考答案：
一、平均值法
1、C
2、C
3、C
4、B
5、B
二、图像法
1、D
2、B
3、A
4、C
5、C
6、A
三、转换对象法
1、A
2、C
四、微元法
1、B
2、D
3、C
4、C
5、C
6、B
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
一、单选题
1．关于势能，下列说法正确的是（ ）
A．若重力做负功，则物体的重力势能减小
B．在弹性限度内，当某弹簧的长度变短时，其弹性势能也会随之减小
C．在弹性限度内，某弹簧的形变量越大，则其弹性势能也越大
D．某物体的重力势能从 8J变为 6J，则表示其重力势能减少了
2．如图所示，重物P放在一长木板OA上，在将长木板绕O端转过一个小角度的过程中，重物P相对于木板始终保持静止．关于木板对重物P的摩擦力和弹力的做功情况是：
A．摩擦力对重物不做功 B．摩擦力对重物做负功
C．弹力对重物不做功 D．弹力对重物做负功
3．如图为高山滑雪赛道示意图。AB段赛道的竖直落差为H，C点距离A点的高度差为h，质量为m的运动员可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A．以A点所在平面为零势能参考平面，运动员在点的重力势能为mgh
B．以B点所在平面为零势能参考平面，运动员在C点的重力势能为H
C．以B点所在平面为零势能参考平面，运动员在C点的重力势能为
D．无论以哪一点所在平面为零势能参考平面，运动员在C点的重力势能均为mgh
4．原地纵跳摸高是常见的体能测试项目。如图，一运动员站立时能摸到的最大高度为2.10m，运动员发力跳起后能摸到的最大高度为2.90m。已知运动员质量为50kg，不计空气阻力，则从离地后到最高点的过程中，运动员（ ）
A．处于超重状态 B．所用时间约为0.8s
C．平均速度大小约为2m/s D．重力势能增加量约为1450J
5．质量为的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A．足球由位置1运动到位置2时，重力做功为
B．若选择最高点为参考平面，足球由位置2运动到位置3过程中，重力势能增大
C．足球在位置2时，重力的瞬时功率为0
D．足球由位置1运动到位置2过程与位置2运动到位置3时的过程重力的平均功率相等
6．如图甲所示，一个底面积为、足够深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上，现将一个边长为10cm的正方体实心物体M（不吸水）挂于弹簧下端，并置于柱形容器内，弹簧上端固定不动。现在向容器中缓慢匀速注水，注水速度为，弹簧弹力大小与注水时间的变化图像如图乙所示。（不计弹簧的质量和体积，弹簧的形变量每变化1cm，弹力变化1N，且弹簧在弹性限度内变化），下列计算结果正确的是（ ）
A．加水前物体M的下表面到容器底的距离为
B．当物块M刚好漂浮时加水质量为
C．物块M的密度为
D．从开始加水到M刚好漂浮的过程，M克服重力做功0.64J
7．如图所示，某人通过定滑轮拉住一个重力等于G的物体使物体缓慢上升，这时人从A点走到B点，前进的距离为s，绳子的方向由竖直方向变为与水平方向成θ角．若不计各种阻力，在这个过程中，人的拉力所做的功等于（ ）
A．Gstanθ B． C． D．
8．一竖直弹簧下端固定于水平地面上，一个小球从弹簧的正上方高为h处自由下落到弹簧上端，A点在弹簧压缩量为x处，如图所示．下列说法正确的是（ ）
A．小球在A点时弹簧的弹性势能大小与小球质量无关
B．小球质量越大，小球在A点时弹簧的弹性势能越大
C．h越大，小球到Ａ点时弹簧的弹性势能越大
D．小球下落到Ａ点时，弹簧的弹性势能比上升到Ａ点时弹簧的弹性势能大
9．如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接；两物块A、B质量均为m，初始时均静止。现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线（t1时刻A、B的图线相切，t2时刻对应A图线的最高点），重力加速度为g，则（ ）
A．平行于斜面向上的拉力F一直增大
B．t2时刻，弹簧形变量为
C．从0开始到t1时刻，弹簧释放的弹性势能为
D．t2时刻弹簧恢复到原长，物块A达到速度最大值
10．如图所示，一轻弹簧左端固定，右端连接一物块，置于粗糙的水平面上。开始时弹簧处于原长，现用一恒力将物块由静止向右拉动直至弹簧弹性势能第一次达到最大。在此过程中，关于物块的速度v、加速度a、动能Ek及弹簧的弹性势能Ep随时间t或位移x变化的图像，其中可能正确的是（ ）
A．B．
C． D．
11．在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的物块A、B，它们的质量分别为m1和 m2，弹簧劲度系数为 k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的拉力拉物块A，使它以加速度 a 沿斜面向上做匀加速运动直到物块B刚要离开挡板C。在此过程中（ ）
A．物块A运动的距离为 B．拉力的最大值为（m1＋m2）gsin θ
C．弹簧的弹性势能持续增大 D．拉力做功的功率一直增大
12．生活中常说有的弹簧“硬”，有的弹簧“软”，通常认为劲度系数k越小，弹簧越“软”。已知弹簧a、b的弹力F与弹簧的伸长量x的关系图线分别如图中的两条直线所示，已知弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧a、b的劲度系数之比为2：5
B．弹簧a、b相比较，弹簧a是“软”弹簧
C．若用弹簧a、b来制造缓冲装置，则弹簧a比弹簧b的缓冲效果好一些
D．当弹簧a、b的弹力均为图中的F0时，弹簧a、b的弹性势能之比为2：5
13．假设航天员登上火星后进行科学探测与实验，在火星表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上，把质量为m的小球P（可看作质点）从弹簧上端一定高度h处由静止释放，小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点，如图甲所示，从落到弹簧上开始小球的加速度a与弹簧压缩量x间的关系如图乙所示，其中a0、h和x0为已知量．设该火星为质量均匀分布半径为R的球体，下列说法正确的是（ ）
A．小球接触弹簧时速度最大
B．该弹簧劲度系数k的大小
C．火星的第一宇宙速度
D．弹簧的最大弹性势能为
14．研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据，得到如图所示的“速度-位移”图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的是（ ）
A．弹性绳原长为15m
B．当运动员下降10m时，处于超重状态
C．当运动员下降15m时，绳的弹性势能最大
D．当运动员下降20m时，处于超重状态
15．一质量为m的小球以初动能Ek0从地面竖直向上抛出，已知上升过程中受到阻力作用，图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能、重力势能中的某一个与其上升高度之间的关系，（以地面为零势能面，ho表示上升的最大高度，图中坐标数据中的k值为常数且满足0
B．上升过程中阻力大小恒定且f=（k+1）mg
C．上升高度时，重力势能和动能不相等
D．上升高度时，动能与重力势能之差为
二、解答题
16．如图所示，将一个质量为1kg的小球水平抛出，抛出点距水平地面的高度，小球落地点与抛出点的水平距离x＝4.8m。不计空气阻力。取，求：
（1）小球从抛出到落地经历的时间；
（2）小球抛出时的速度大小；
（3）小球从抛出到落地重力做功W。
17．2023-2024赛季国际雪联单板及自由式滑雪大跳台世界杯于2023年11月30日至12月2日在北京举办。比赛所用滑道简化如图所示倾角为的助滑坡与半径为的光滑圆弧滑道相切于点，点离点的竖直高度为，点与圆心等高。运动员由点静止滑下，经滑道从点沿竖直方向进入空中完成规定动作，已知运动员（含装备）质量为，视为质点，与间的动摩擦因数为。空气阻力不计，重力加速度为，取点所在水平面为零势能面，求：运动员
(1)在点的重力势能；
(2)通过助滑坡克服摩擦力所做的功；
(3)离开点后上升的最大高度。
18．如图（a），将物块A于P点处由静止释放，B落地后不反弹，最终A停在Q点。物块A的v t图像如图（b）所示。已知B的质量为0.3kg，重力加速度大小g取10 m/s2。求：
(1)以地面为参考平面，释放瞬间物块B的重力势能；
(2)物块A与桌面间的动摩擦因数；
(3)物块A的质量。
19．如图甲所示，一根轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块的质量为m=0.4kg，当弹簧处于原长时，小物块静止于O点。现对小物块施加一个外力F，使它缓慢移动，，将弹簧压缩至A点，压缩量为x=0.1m，在这一过程中，所用外力F与压缩量的关系如图乙所示。然后撤去F释放小物块，让小物块沿桌面运动，设小物块与桌面的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，小物块离开水平面做平抛运动，下落高度h=0.8m时恰好垂直击中倾角θ为37°的斜面上的C点，sin37°=0.6，g取10m/s2。求：
（1）小物块到达桌边B点时速度的大小；
（2）在压缩弹簧的过程中，弹簧存贮的最大弹性势能；
（3）O点至桌边B点的距离L。
参考答案：
1．C 2.A 3.C 4.C 5.C 6.D 7.C 8.A 9.B 10.C
11.D 12.D 13.B 14.D 15.D
16．（1）0.6s；（2）8m/s；（3）18J
【详解】（1）根据
小球从抛出到落地经历的时间
（2）小球抛出时的速度大小
（3）小球从抛出到落地重力做功
17．(1) (2) (3)
【详解】（1）根据题意可知，点所在水平面为零势能面，则运动员在点的重力势能。
（2）根据题意，由做功公式可得，通过助滑坡克服摩擦力所做的功
（3）从开始运动到上升到最高处，由动能定理有
解得
18．(1)3J (2)0.1 (3)0.8kg
【详解】（1）由v-t图像得B下落的高度hB==1m
物块B的重力势能
（2）v-t图斜率等于加速度可知，物块A在1~3s其加速度大小a2=1m/s2
1~3s内，对A物块
（3）物块A和B在 0~1s其加速度大小a1=2m/s2 对A物块
对B 解得mA=0.8kg
19．（1）3.0m/s；（2）2.3J；（3）0.4m
【详解】（1）物块由B到C做平抛运动
物块在C点垂直击中斜面有 =3.0m/s
（2）由图知滑动摩擦力f=1.0N 推力做的功
压缩过程中由功能关系得
（3）物块从到的过程中，由功能关系得 L=0.4m
参考答案：
一、平均值法
1、C
2、C
3、C
4、B
5、B
二、图像法
1、D
2、B
3、A
4、C
5、C
6、A
三、转换对象法
1、A
2、C
四、微元法
1、B
2、D
3、C
4、C
5、C
6、B
试卷第1页，共3页
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