2022年高中物理人教版必修2习题：第七章 机械能守恒定律 第4节 重力势能1 Word版含答案

2022年高中物理人教版必修2习题：第七章 机械能守恒定律 第4节 重力势能1 Word版含答案（满分100分，45分钟完成） 班级_姓名_第卷(选择题 共48分)一、选择题：本大题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得6分，对而不全得3分。选错或不选的得0分。1关于重力势能的说法，正确的是（）A重力势能只由重物决定B重力势能不能有负值C在某高度质量一定的物体，重力势能值是一定的D重力势能值是相对的，只有参考面选定后，重力势能值才确定2如图1所示，静止的物体沿不同的光滑轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为H，桌面距地面高为h，物体质量为m，则以下说法正确的是（）图1A物体沿竖直轨道下滑到桌面上，重力势能减少最少B物体沿曲线轨道下滑到桌面上，重力势能减少最多C以桌面为参考面，物体重力势能减少mgHD以地面为参考面，物体重力势能减少mg(Hh)3一质量均匀的不可伸长的绳索（重力不可忽略），A、B两端固定在天花板上，如图2所示，今在最低点C施加一竖直向下的力将绳索拉至D点，在此过程中，绳索的重心位置将（ ）图2A逐渐升高B逐渐降低C先降低后升高D始终不变4在高处的某一点将两个重力相同的小球以相同速率v0分别竖直上抛和竖直下抛，下列结论正确的是（不计空气阻力）（ ）A从抛出到刚着地，重力对两球所做的功相等B从抛出到刚着地，重力分别对两球做的总功都是正功C从抛出到刚着地，重力对两球的平均功率相等D两球刚着地时，重力的瞬时功率相等5井深8 m，井上支架高2 m，在支架上用一根长1 m的绳子系住一个重100 N的物体，则该物体的重力势能是 （ ）A100 JB900 JC100 JD无法确定6物体在运动过程中，重力势能增加了40 J，则（ ）A重力做功为40 JB物体克服重力做功40 JC重力对物体做功40 JD以上说法都不对7质量为1 kg的物体从高处自由落下，经3 s落地，那么它在下落的第1s内，重力势能减少的数值是（g取10 m/s2）（ ）A450 JB100 JC50 JD25 J8如图3所示，重物A质量为m，置于水平地面上，其上表面竖直放一根轻质弹簧，弹簧原长为L，劲度系数为k，下端与物体A相拴接.现将弹簧上端点P缓慢地竖直提起一段高度H使重物A离开地面，这时重物具有的重力势能为（以地面为零势能面）（ ）图3Amg(LH)Bmg(HL+)Cmg(H)Dmg(HL)第卷（非选择题，共52分）二、填空、实验题：本大题共5小题，每小题5分，共25分。把正确答案填写在题中横线上或按要求作答。9物体的重力势能与物体的_和_有关，重力势能是属于物体和_组成的系统所共有。10重力势能的数值是_，与_的选择有关。11粗细均匀、长为5 m、质量为60 kg的电线杆横放在水平地面上，如果要把它竖直立起，至少要做_J的功（g取10 m/s2）.12用定滑轮从井中向上提水，已知一桶水的质量为200N，以地面为参考平面，当水桶在井下5m深处时，水的重力势能为_J，将水桶提到地面上0.8m高处时，水的重力势能为_J，在这个过程中，水的重力对水做的功为_J（g取10 m/s2）。13质量为20 kg的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为5m，这块铁板相对二楼地面的重力势能为 J，相对楼外地面的重力势能为 J；将铁板提高1m，若以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了 J；若以楼外地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了 J。三、计算题：本大题共2小题，计27分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14（12分）古代人在盖房时用夯打地基，夯有一人用的，两人用的，也有多人用的。现有一单人夯，重300N，每次将夯提起的最大高度均为0.4m，每2s打一次夯，则该人在10min内至少应对夯做多少功？15（15分）在离水平地面45m的高处以10 m/s的初速度沿水平方向抛出一个质量为0.5kg的小球，不计空气阻力，求:（1）在第1s内、第2s内、第3s内重力势能的改变量之比Ep1Ep2Ep3是多少？（2）在第1s内、第2s内、第3s内的动能变化量之比Ek1Ek2Ek3是多少？（3）设物体在地面上的重力势能为零，在什么高度处重力势能和动能相等？（取g10 m/s2）参考答案一、选择题：1【答案】D【点拨】重力势能是物体和地球共同具有的，所以A选项错误，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。2【答案】C【点拨】重力势能的变化情况与通过什么样的路径下落无关，只与初末状态的高度差有关，所以前两个选项错误，不管是以哪个物体做为参考面，重力势能的变化量是确定的，与重力做功的大小相等。3【答案】A【点拨】向下的力将绳索的最低点由C点拉至D点，拉力做功使绳索的重力势能增加，故绳索的重心升高，A选项正确。4【答案】ABD【点拨】从同一点以相同速率分别竖直上抛和竖直下抛的小球，到落地时重力做的功相同；设抛出点高度为h，由动能定理得：mghmvt2mv02，由此可知，两球落地时具有相同的速度.由于两球的重力相同，所以，两球落地时重力的瞬时功率相同；但由于上抛和下抛的小球运动时间不同，所以，运动过程中重力的平均功率不相同。选项A、B、D正确。5【答案】D【点拨】由于重力势能是相对的，本题零势能参考点没有确定，无法确定重力势能。6【答案】BC【点拨】重力做负功时重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功，B、C正确。7【答案】C【点拨】第1s内物体下落的高度是5m，所以减少的重力势能是mgh50J。8【答案】C【点拨】物体A刚离开地面时处于平衡状态，此时弹簧的弹力等于重力，即mgkL，此时弹簧的伸长量L，在此之前弹簧已经伸长L，但物体A没有离开地面。弹簧上端点P缓慢地竖直提起一段高度H时，A离开地面的高度仅为（HL）(H)，则物体A的重力势能为EPmg(H)，故选项C正确。二、填空、实验题：9【答案】重力；高度；地球【点拨】（略）10【答案】相对的；零势能参考平面【点拨】（略）11【答案】1500【点拨】对不能视为质点的物体，重力势能可以用其重心的位置进行计算。12【答案】1000；160；1160【点拨】（略）13【答案】0；103；200；200【点拨】物体在同一位置，选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值不同。在同一过程中，物体重力势能的变化量与参考平面的选择无关。三、计算题：14【答案】36000J【解析】每打一次夯至少需做的功为：Wmgh120J10min共打夯的次数为：300次该人在10min内至少应对夯做的总功为：W总nW36000J。15【答案】（1）135 ；（2）135；（3）25 m【解析】（1）因为做平抛运动的物体沿竖直方向做自由落体运动，在第1 s内、第2 s内、第3 s内下降高度之比h1h2h3135所以在第1s内、第2 s内、第3 s内重力所做正功之比为W1W2W3mgh1mgh2mgh3135由重力做功与重力势能的变化的关系可知，在第1 s内、第2 s内、第3 s内重力势能的减少量之比Ep1Ep2Ep3W1W2W3135。（2）由动能定理知，在第1s内、第2s内、第3s内动能的增加量之比等于相应时间内合力做功之比，即Ek1Ek2Ek3W1W2W3135。（3）设在离地高度h处重力势能与动能相等，即mghEk对物体自抛出至到达该处应用动能定理有：mg(h0h)Ekmv02解得：h25 m。