8.2重力勢能拓展 提升卷（含答案）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁8.2重力勢能拓展與提升一、單選題1．（重力做功與高度變化）“神舟十二號”宇航員順利返回地球后，又經(jīng)過了兩個星期左右的恢復鍛煉，才逐漸適應地球的重力環(huán)境。如圖所示，重物A質量為m，置于水平地面上。一根輕質彈簧，原長為L，勁度系數(shù)為k，下端與物體A相連接。宇航員恢復鍛煉時現(xiàn)將彈簧（初始為原長）上端點P緩慢地豎直提起一段高度使重物A離開地面。已知上端點P向上移動的高度為h，則這時重物具有的重力勢能為（以地面為零勢能面）（）A．

B． C． D．2．（重力做功和動能）質量為的物體（可視為質點），位于距離地面高度為的平臺邊緣，如圖所示。某時刻物體以水平初速度從平臺邊緣飛出，選取飛出點為坐標原點，已知重力加速度為，忽略空氣阻力和平臺的摩擦，在運動過程中的任意位置，關于其動能和重力做的功與水平位移的關系，以下圖像描述正確的是（）A．B．C． D．3．蹦極是一項戶外極限活動。體驗者站在約40m以上高度的位置，用原長為20m的彈性繩固定住后跳下，落地前彈起，反復彈起落下。忽略空氣阻力的影響，在人的整個運動過程中，下列說法正確的是（）A．第一次下落過程中，體驗者能體驗失重感的位移為20mB．第一次下落20m后，體驗者立即處于超重狀態(tài)C．第一次到達最低點的瞬間，人的重力勢能為零D．當下落到最低點時，彈性繩的彈性勢能最大4．（單擺類，各力做功和勢能變化）如圖所示，一輕彈簧一端固定于О點，另一端系一重物，將重物從與懸點О在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速地釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在重物由A點擺向最低點B的過程中（）A．重力做正功，彈簧彈力不做功，彈性勢能不變B．重力做正功，彈簧彈力做正功，彈性勢能增加C．若用與彈簧原長相等的細繩代替彈簧后，重力做正功，彈力不做功D．若用與彈簧原長相等的細繩代替彈簧后，重力做功不變，彈力不做功5．（動能定律應用，摩擦力做功）如圖所示，質量為m的小滑塊從O點以速度v0沿水平面向左運動，小滑塊撞擊彈簧后被彈簧彈回并最終靜止于O點，則運動過程中彈簧獲得的最大彈性勢能是()A． B． C． D．6．（連接體拔高）如圖所示，表面光滑的斜面固定在地面上其頂端裝有輕質光滑的定滑輪。小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪，A、B處于同一高度并保持靜止。剪斷輕繩，A、B物塊下落到地面。此過程中（）A．兩物塊所用的時間相同 B．兩物塊重力的平均功率相同C．兩物塊速度的變化快慢相同 D．兩物塊重力勢能的變化量相同7．(重心變化，重力做功和重力勢能變化)在光滑的桌面上有一根均勻柔軟的質量為m、長為l的繩，其繩長的四分之一懸于桌面下，從繩子開始下滑至繩子剛好全部離開桌面的過程中，繩子的重力做功和重力勢能變化如何（桌面離地高度大于l）（）A．， B．，C．， D．，8．（彈力做功和彈性勢能變化）如圖，彈簧原長，勁度系數(shù)為k。先把彈簧緩慢拉伸時拉力為F1；再把它繼續(xù)緩慢拉伸，即拉伸的總長時拉力為F2，彈簧形變始終在彈性限度內(nèi)。以下說法正確的是（）A．第一次拉力做功W1與第二次拉力做功之比為1∶2B．第一次拉伸后的彈簧的彈性勢能與第二次拉伸后彈簧的彈性勢能之比為1∶4C．第一拉伸彈性勢能的變化與第二次拉伸彈性勢能的變化相等D．拉伸過程中彈簧的彈力做了正功，所以彈簧的彈性勢能增加9．（彈力做功和彈性勢能變化）一輕質彈簧的彈力與彈簧形變量之間的關系如圖甲所示。將該彈簧下端固定在水平地面上，一質量為1.8kg的物體在外力作用下緩慢放在彈簧的上端，待物體穩(wěn)定后撤去外力物體靜止在彈簧上端，彈簧處在彈性限度內(nèi)，如圖乙所示取重力加速度大小g=10m/s2，則下列說法正確的是（）A．彈簧的壓縮量為30cmB．彈簧的長度越長，彈簧的彈性勢能越大C．此過程中彈簧彈力對物體做的功為0.54JD．物體靜止時，彈簧的彈性勢能為0.27J10．（重心變化，重力做功，注質量變化）質量為，長度為的均勻柔軟細繩豎直懸掛，用外力將繩的下端Q緩慢豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端P相距，重力加速度大小為g，在此過程中，克服重力做功（）A．mg B．mg C．mg D．mg二、多選題11．（單擺類，功與能，功率變化極值法）小紅在玩蕩秋千，媽媽把她拉到與豎直方向夾角處由靜止釋放，如圖所示。已知秋千繩長為，小紅質量為，擺到最低點時速度大小為，不考慮空氣阻力、繩和坐椅的質量。則在小紅由靜止開始擺到最低點的過程中，下列說法正確的是（）A．擺到最低點時重力的功率為B．重力的瞬時功率先增大后減小C．重力勢能減少了D．擺到最低點時繩子的拉力大小等于重力12．（彈簧類，分離瞬間同a同v）如圖所示，質量均為m的A、B兩物體疊放在豎直彈簧上并保持靜止，用大小等于1.5mg的恒力F向上拉B，運動距離h時B與A分離，則下列說法中正確的是（）A．B和A剛分離時，彈簧為原長B．B和A剛分離時，A的加速度為0.5gC．彈簧的勁度系數(shù)等于D．運動距離h的過程中彈性勢能減少mgh13．在兒童樂園的蹦床項目中，小孩在兩根彈性繩和彈性床的協(xié)助下實現(xiàn)上下彈跳，如圖所示。某次蹦床運動中，小孩靜止時處于O點，當其彈跳到最高點A后下落可將蹦床壓到最低點B，然后又恰能返回到A點，小孩可視為質點。不計空氣阻力，關于小孩、彈性繩、彈性床、地球組成的系統(tǒng)，下列說法正確的是（）A．從A點運動到O點，小孩重力勢能的減少量等于其動能的增加量B．從A點運動到O點，小孩機械能的減少量大于彈性床彈性勢能的增加量C．從A點運動到B點，整個系統(tǒng)的重力勢能與彈性勢能的總和在O點最小D．從B點返回到A點，小孩機械能的增加量大于系統(tǒng)彈性勢能的減少量14．如圖所示，質量為m的小球，用一長為L的細線懸于O點，將懸線拉直成水平狀態(tài)，并給小球一個向下的速度讓小球向下運動，O點正下方D處有一釘子，小球運動到B處時會以D為圓心做圓周運動，并經(jīng)過C點。若已知，選O點所在的水平面為參考平面，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．小球由A點到C點的過程中，重力做功為B．小球由A點到B點的過程中，細線拉力做正功C．小球在B點時的重力勢能為mgLD．D點越低碰釘子后細線越容易斷裂15．（變力做功，面積法）輕質彈簧放置在光滑的水平面上，左端系在墻上，與彈簧右端連接的質量為m的物塊，在水平向右的拉力F的作用下，由靜止開始向右運動，物塊剛開始運動時，彈簧處于原長，彈簧對物塊拉力的大小與物塊向右運動的位移大小x的關系圖像如圖乙所示，在彈簧的彈性限度內(nèi)，下列說法中正確的是（）A．彈簧的總長等于物塊向右運動的位移x的大小B．關系圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)C．若水平向右的拉力F為恒力，則物塊的加速度越來越大D．物塊向右運動的位移大小由變?yōu)榈倪^程中，物塊克服彈簧的拉力做的功為16．“天問一號”探測器順利進入大橢圓環(huán)火軌道，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星。目前，探測器已進入火星圓軌道，開展預選著陸區(qū)探測。如圖為探測器在某橢圓軌道和圓形軌道上正常運行時的示意圖，兩軌道相切于P點，Q為圓軌道上的另一點，橢圓軌道的半長軸等于圓形軌道的直徑，則探測器（）A．在橢圓軌道上的動能總大于在圓軌道上的動能B．在Q點和橢圓軌道上P點，與火星間的引力勢能相等C．在橢圓軌道上的P點與圓軌道上的P點的加速度相同D．在橢圓軌道上的運行周期是圓軌道上周期的2倍8.2重力勢能組卷01答案一、單選題1．【答案】C物塊剛A離開地面時，彈簧所受的彈力等于物塊的重力，根據(jù)胡克定律得彈簧伸長的長度為由彈簧上端P緩慢的豎直向上提起的距離L，則物塊上升的高度為以地面為勢能零點，這時物塊A具有的重力勢能為故C正確，ABD錯誤。故選C。2．【答案】B【詳解】AB．根據(jù)平拋運動的規(guī)律，動能為可知動能與水平位移的關系是一條拋物線，A錯誤，B正確；CD．重力做的功為可知重力做的功W與水平位移x的關系是一條過原點的拋物線，CD錯誤。故選B。3．【答案】D【詳解】AB．當游客下落20m時彈性繩到達原長，以后繼續(xù)下落時，彈力先小于重力，游客繼續(xù)加速下落，此過程中，游客能體驗失重，以后彈力大于重力，游客加速度向上，開始減速，可知體驗者能體驗失重感的位移大于20m，故AB錯誤；C．因不確定零重力勢能點，故無法知道第一次到達最低點的重力勢能，故C錯誤；D．由功能關系可知，當游客下落到最低點時，游客所處高度最小，重力勢能最小，彈性繩的彈性勢能最大，故D正確。故選D。4．【答案】C【解】重物由A點擺向最低點B的運動中，重力做正功，彈簧伸長，彈力對重物做負功，彈簧彈性勢能增加，AB錯誤；C．若用與彈簧原長相等的細繩代替彈簧后，重力做正功，由于細繩不可伸長，細繩上彈力一直與重物速度方向垂直，彈力不做功，C正確；D．若用與彈簧原長相等的細繩代替彈簧后，由于細繩不可伸長，重物下落的高度變小，重力做功變小，細繩上彈力一直與重物速度方向垂直，彈力不做功，D錯誤。選C。5．【答案】B設動摩擦因數(shù)為μ，O點離彈簧右端距離為L，彈簧最大壓縮量為，小滑塊從O點運動到彈簧壓縮量最大時，速度減為0，由動能定理可得再分析彈簧壓縮量最大到小滑塊最終靜止的過程，由動能定理可得聯(lián)立可得故彈簧獲得的最大彈性勢能是，選項B正確，ACD錯誤。故選B。6．【答案】B【詳解】．剪斷前，由于受力平衡，可知剪斷后，aA=g，aB=gsin?;（加速度大小即為速度變化快慢的物理量）；落到地面的時間分別為：，；Ep=mgh,B．A重力的平均功率B重力的平均功率故B正確。7．【答案】A設桌面為零勢能面，將鏈條分成水平部分和豎直部分兩段，水平部分的重力勢能為零，豎直部分的重心在豎直段的中間，高度為，而豎直部分的重力為，重力勢能繩子剛好全部離開桌面，則高度為，而豎直部分的重力為，重力勢能重力勢能的變化量重力做的功故A正確，BCD錯誤。故選A。8．【答案】B詳解】A從整體分析，由于彈力呈線性變化，W=FL=12k?x×?x=12k?x2）則：從初位置開始變化時，形變量為L0和2L0時，拉力做功為1：4，即兩次做功之比W1：W2=1:3，B．該過程中彈力做負功，而且彈力做多少負功，9．【答案】D【詳解】A勁度系數(shù)，穩(wěn)定后解得A錯誤；B．彈性勢能與形變量有關，與原長以及總長無關；彈簧被壓縮，彈力對物體做負功；D．彈簧的彈性勢能故選D。10【答案】A用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，則只有下方部分的重心向上移動，此過程中克服重力做功為故A正確，BCD錯誤。故選A。二、多選題11．【答案】BC【詳解】A．擺到最低點時重力與速度方向相垂直，則重力的功率為0，所以A錯誤；B．開始時初速度為0，重力的瞬時功率為0，最低點時也為0，則重力的瞬時功率先增大后減小，所以B正確；C．重力做的功為根據(jù)功能關系，則重力勢能減少了，所以C正確；D．擺到最低點時繩子的拉力大小大于重力，為所以D錯誤；故選BC。12．【答案】BD【詳解】B與A剛分離的瞬間，A、B仍具有相同的速度和加速度，且A、B間無相互作用力對B分析知，B具有向上的加速度解得此時對A分析有解得且處于壓縮狀態(tài)，A錯誤B正確；C．B和A剛分離時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力大小為原來靜止時彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力大小為2mg，則彈力減小量兩物體向上運動的距離為h，則彈簧壓縮量減小由胡克定律得C錯誤；D．靜止時彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力大小為2mg，彈簧的壓縮量，B和A剛分離時，彈簧的壓縮量則運動距離h的過程中彈性勢能減少D正確。故選BD。13．【答案】BC【詳解】A．從A點運動到O點，小孩的速度不斷增大，根據(jù)能量轉化和守恒定律可知，其重力勢能的減少量等于增加的動能與彈性繩的彈性勢能之和，故重力勢能的減少量大于動能的增加量，故A錯誤；B．從A點運動到O點，小孩的速度不斷增大，根據(jù)能量轉化和守恒定律可知，其重力勢能的減少量等于增加的動能與彈性繩的彈性勢能之和，蹦床沒有發(fā)生形變，彈性勢能為0，小孩機械能減少量大于蹦床彈性勢能的增加量，故B正確；C．蹦床運動中，小孩靜止時處于O點，重力等于彈性繩的拉力，從A到O為加速運動，從O到B為減速運動，O點時，小孩速度最大，小孩的動能最大，整個系統(tǒng)的重力勢能與彈性勢能的總和在O點最小，故C正確；D．從B點返回到A點的過程中，彈性繩的彈性勢能和蹦床的彈性勢能轉化為小孩的機械能，則知小孩機械能增加量等于系統(tǒng)彈性勢能的減少量，故D錯誤。故選BC。14．【答案】AD【詳解】A．小球由A點到C點的過程中，重力做功為選項A正確；B．小球由A點到B點的過程中，細線拉力方向與速度垂直，則拉力不做功，選項B錯誤；C．選O點所在的水平面為參考平面，則小球在B點時的重力勢能為EP=-mgL選項C錯誤；D．小球到達B點時的速度不變，D點越低碰釘子后做圓周運動的半徑越小，根據(jù)可得可知T越大，細線越容易斷裂，選項D正確。故選AD。15．【答案】BD【詳解】A．由于彈簧處于原長時，物塊開始向右運動，所以物塊向右運動的位移大小x等于彈簧的伸長量，小于彈簧的總長，所以A項錯誤；B．由胡克定律可知即關系圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，所以B項正確；C．由牛頓第二定律可得當F為恒力時，隨著物塊向右運動的位移x的增大，物塊的加速度a越來越小，所以C項錯誤；D．物塊向右運動的位移大小由變?yōu)榈倪^程中，物塊克服彈簧的拉力做的功在數(shù)值上等于圖乙陰影部分的面積，則有所以D項正確；故選BD。