高中物理人教版第七章機械能守恒定律單元測試 第7章第4節(jié)

第七章第四節(jié)基礎(chǔ)夯實一、選擇題(1～4題為單選題，5、6題為多選題)1．(重慶一中2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期檢測)如圖所示，一小球貼著光滑曲面自由滑下，依次經(jīng)過A、B、C三點。以下表述錯誤的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820424)()A．若以地面為參考平面，小球在B點的重力勢能比C點大B．若以A點所在的水平面為參考平面，小球在B點的重力勢能比C點小C．若以B點所在的水平面為參考平面，小球在C點的重力勢能小于零D．無論以何處水平面為參考平面，小球在B點的重力勢能均比C點大答案：B解析：根據(jù)重力勢能的概念，易判選項B錯誤，A、C、D正確。2．下列關(guān)于重力勢能的說法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820425)()①重力勢能是物體和地球共同具有的，而不是物體單獨具有的②在同一高度，將同一物體以v0向不同方向拋出，落地時物體減少的重力勢能一定相等③重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功④在地面上的物體，它的重力勢能一定為零A．①② B．③④C．①③ D．②④答案：A解析：重力勢能是物體與地球共有的，同一物體的重力勢能，僅與物體所處的位置有關(guān)，重力勢能的變化，僅與物體位置的變化有關(guān)，而與路徑無關(guān)。物體的重力勢能是相對于零勢能參考平面而言的。重力勢能為零的物體，也可能具有動能而對物體做功。故正確答案為A。3．如圖所示，質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的A點滾下經(jīng)過水平面BC后，再滾上另一斜面，當(dāng)它到達eq\f(h,4)的D點時，速度為零，在這個過程中，重力做功為eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820426)()A．eq\f(mgh,4) B．eq\f(3mgh,4)C．mgh D．0答案：B解析：根據(jù)重力做功的特點得W＝mg(h1－h(huán)2)＝eq\f(3mgh,4)，故答案為B。4．如圖所示，桌面高為h，質(zhì)量為m的小球從離桌面高H處自由落下，不計空氣阻力，假設(shè)以桌面處為參考平面，則小球落到地面時瞬間的重力勢能和整個過程中重力勢能變化分別為eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820427)()A．mgh，減少mg(H－h(huán)) B．mgh，增加mg(H＋h)1C．－mgh，增加mg(H－h(huán)) D．－mgh，減少mg(H＋h)答案：D解析：以桌面處為參考平面，落地時小球已在桌面下方，其重力勢能為－mgh，全過程中重力做正功，小球的重力勢能減少，重力勢能減少量為ΔEp＝mg(H＋h)，選項D正確。5．關(guān)于重力勢能，下列說法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820428)()A．物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定B．物體與零勢面的距離越大，它的重力勢能也越大C．一個物體的重力勢能從－5J變化到－3J，重力勢能變大了D．在地面上的物體，它具有的重力勢能不一定等于零答案：CD解析：重力勢能具有相對性，零勢能面的選取不同，其數(shù)值也不同，選項A錯誤，D正確；物體若在零勢能面下方，物體與零勢能面的距離越大，它的重力勢能卻越小，所以選項B錯誤；重力勢能為標(biāo)量，其“＋”“－”表示重力勢能的大小，－5J應(yīng)小于－3J，選項C正確。6．如圖所示，物體沿不同的路徑從A運動到B，其中按不同的路徑：①有摩擦作用；②無摩擦作用，③無摩擦，但有其他外力拉它。比較這三種情況下重力做的功W1、W2、W3，重力勢能的變化量ΔEp1、ΔEp2、ΔEp3的關(guān)系，以下正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820429)()A．W1>W2>W3 B．W1＝W2＝W3C．ΔEp1＝ΔEp2＝ΔEp3 D．ΔEp1<ΔEp2<ΔEp3答案：BC解析：重力做功與路徑無關(guān)，取決于物體初、末位置，且與物體受不受其他力無關(guān)。重力勢能的變化量只取決于重力做的功，因此，三種情況下重力做功相同，重力勢能的變化量也相同。二、非選擇題7．如圖所示，一條鐵鏈長為2m，質(zhì)量為10kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間，鐵鏈克服重力做功為多少？鐵鏈的重力勢能變化了多少？(g取9．8m/s2)eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820430)答案：98J增加了98J解析：鐵鏈從初狀態(tài)到末狀態(tài)，它的重心位置提高了h＝eq\f(l,2)，因而克服重力所做的功為W＝eq\f(1,2)mgl＝eq\f(1,2)×10×9．8×2J＝98J，鐵鏈的重力勢能增加了98J。8．世界著名撐桿跳高運動員——烏克蘭名將布勃卡身高1．83m，體重82kg，他曾35次打破撐竿跳高世界紀錄(如圖)，目前仍保持著6．14m的世界紀錄。請你回答以下兩個問題：(g取10m/s2)eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820431)(1)他最后跳過6．14m時，至少克服重力做多少功？(2)他的重力勢能改變了多少？答案：(1)4284．5J(2)4284．5J解析：要想計算出撐桿跳運動員在跳過橫桿的過程中克服重力所做的功，應(yīng)該先考慮運動員重心升高的高度，烏克蘭名將布勃卡身高1．83m，目前仍保持著6．14m的世界紀錄，人的重心大約在人身高的一半的位置，即0．915m，在撐桿跳的過程中，人的重心升高的高度為：h＝6．14m－0．915m＝5．225m，在人重心升高的過程中，克取重力所做的功為：W＝mgh＝82×10×5．225J＝4284．5J；運動員克服重力做了功，運動員的重力勢能增加了4284．5J。能力提升一、選擇題(1～4題為單選題，5題為多選題)1．(昆明一中2023～2023學(xué)年高一檢測)一質(zhì)量為m的物體被人用手由靜止豎直向上以加速度a勻加速提升h。關(guān)于此過程，下列說法不正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820432)()A．提升過程中手對物體做功m(a＋g)hB．提升過程中合外力對物體做功mahC．提升過程中物體的重力勢能增加m(a＋g)hD．提升過程中物體克服重力做功mgh答案：C解析：由物體受力知F－mg＝ma，所以手對物體做功W1＝Fh＝m(g＋a)h，故A正確。合外力的功W合＝F合h＝mah，B正確。物體上升h，克服重力做功mgh，重力勢能增加mgh，C錯誤，D正確。故選C。2．如圖所示為一個人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運動的軌跡，在衛(wèi)星由近地點a運動到遠地點b的過程中eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820433)()A．地球引力對衛(wèi)星不做功 B．衛(wèi)星運行的速率不變C．衛(wèi)星的重力勢能增加 D．衛(wèi)星的動能增加答案：C解析：衛(wèi)星與地球間的引力遵守平方反比定律，其作用力方向始終在衛(wèi)星與地球的連線上。衛(wèi)星繞地球做橢圓運動的過程中，與地球的距離r不斷變化，相當(dāng)于一個物體距地面的高度在變化，所以地球?qū)πl(wèi)星的引力將對衛(wèi)星做功，由于離地面高度的增加，引力做負功，重力勢能增大，動能減小，故答案C正確。3．如圖所示，在水平地面上平鋪著n塊磚，每塊磚的質(zhì)量為m，厚度為h。如果工人將磚一塊一塊地疊放起來，那么人至少做功eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820434)()A．n(n－1)mgh B．eq\f(1,2)n(n－1)mghC．n(n＋1)mgh D．eq\f(1,2)n(n＋1)mgh答案：B解析：取n塊磚的整體為研究對象，疊放起來后整體的重心距地面eq\f(1,2)nh，原來的重心距地面eq\f(1,2)h，故有W＝ΔEp＝nmg×eq\f(1,2)nh－nmg×eq\f(1,2)h＝eq\f(1,2)n(n－1)mgh，B正確。4．(揚州中學(xué)2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期檢測)如圖所示，ACP和BDP是豎直平面內(nèi)兩個半徑不同的半圓形光滑軌道，A、P、B三點位于同一水平面上，C和D分別為兩軌道的最低點，將兩個質(zhì)量相同的小球分別從A和B兩處同時無初速釋放，則eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820435)()A．沿BDP光滑軌道運動的小球的重力勢能永遠為正值B．兩小球到達C點和D點時，重力做功相等C．兩小球到達C點和D點時，重力勢能相等D．兩小球剛開始從A和B兩處無初速釋放時，重力勢能相等答案：D解析：不管選哪一點為零勢能點，A點和B點相對零勢能面的豎直高度均相等，所以重力勢能相等．兩小球到C點和D點時，重力勢能不相等。重力勢能Ep＝mgh，具有相對性，如果選A、P、B三點在零勢能參考面上，則兩球在運動過程中的重力勢能恒為負值；如果選C點在零勢能參考面上，則兩球在運動過程中的重力勢能恒為正值。另外，重力做功跟路徑無關(guān)，只取決于物體在初始和終末兩點在豎直方向的高度，兩球從開始運動到達C點和D點時豎直高度不等，所以，重力做功不相等。5．豎直上拋一個小球，從拋出到落回原拋出點的過程中，它的速度、重力勢能、位移、加速度隨時間變化的函數(shù)圖象(如圖所示)中正確的是(不計空氣阻力，以豎直向下為正方向，圖中曲線為拋物線，拋出點為零勢能點)eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820436)()答案：ABC解析：以豎直向下為正方向，則初速度為負值最大，重力加速度為正，小球勻減速運動到最高點速度為零，然后反向加速運動，因而A正確；因為拋出點為零勢能點，所以重力勢能最初為零，上升過程重力勢能增大，下落過程則減小，回到原點變?yōu)榱?，因而B正確；因為位移始終在拋出點上方，所以一直為負值，C選項也正確；加速度豎直向下，為正值，因而D錯誤。二、非選擇題6．如圖所示，質(zhì)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OD＝eq\f(2,3)l，則小球由A點運動到C點的過程中，重力勢能減少了多少？重力做功為多少？eq\x(導(dǎo)學(xué)號00820437)答案：eq\f(1,3)mgleq\f(1,3)mgl解析：從A點運動到C點，小球下落h＝eq\f(1,3)l，故重力做功WG＝mgh＝eq\f(1,3)mgl，重力勢能的變化量ΔEp＝－WG＝－eq\f(1,3)mgl負號表示小球的重力勢能減少了。7．如圖所示，圓柱形水箱高為5m，容積為50m3，水箱底部接通水管A，頂部接通水管B。開始時箱中無水，若僅使用A管或僅使用B管慢慢地將水注入，直到箱中水滿為止，試計算兩種情況下外界各需做多少功。(設(shè)需注入的水開