8.2重力勢(shì)能拓展 提升卷（含答案）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁8.2重力勢(shì)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(hào)”宇航員順利返回地球后，又經(jīng)過了兩個(gè)星期左右的恢復(fù)鍛煉，才逐漸適應(yīng)地球的重力環(huán)境。如圖所示，重物A質(zhì)量為m，置于水平地面上。一根輕質(zhì)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(fù)鍛煉時(shí)現(xiàn)將彈簧（初始為原長）上端點(diǎn)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(diǎn)P向上移動(dòng)的高度為h，則這時(shí)重物具有的重力勢(shì)能為（以地面為零勢(shì)能面）（）A．

B． C． D．2．（重力做功和動(dòng)能）質(zhì)量為的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），位于距離地面高度為的平臺(tái)邊緣，如圖所示。某時(shí)刻物體以水平初速度從平臺(tái)邊緣飛出，選取飛出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，已知重力加速度為，忽略空氣阻力和平臺(tái)的摩擦，在運(yùn)動(dòng)過程中的任意位置，關(guān)于其動(dòng)能和重力做的功與水平位移的關(guān)系，以下圖像描述正確的是（）A．B．C． D．3．蹦極是一項(xiàng)戶外極限活動(dòng)。體驗(yàn)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(fù)彈起落下。忽略空氣阻力的影響，在人的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是（）A．第一次下落過程中，體驗(yàn)者能體驗(yàn)失重感的位移為20mB．第一次下落20m后，體驗(yàn)者立即處于超重狀態(tài)C．第一次到達(dá)最低點(diǎn)的瞬間，人的重力勢(shì)能為零D．當(dāng)下落到最低點(diǎn)時(shí)，彈性繩的彈性勢(shì)能最大4．（單擺類，各力做功和勢(shì)能變化）如圖所示，一輕彈簧一端固定于О點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)О在同一水平面且彈簧保持原長的A點(diǎn)無初速地釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過程中（）A．重力做正功，彈簧彈力不做功，彈性勢(shì)能不變B．重力做正功，彈簧彈力做正功，彈性勢(shì)能增加C．若用與彈簧原長相等的細(xì)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(xì)繩代替彈簧后，重力做功不變，彈力不做功5．（動(dòng)能定律應(yīng)用，摩擦力做功）如圖所示，質(zhì)量為m的小滑塊從O點(diǎn)以速度v0沿水平面向左運(yùn)動(dòng)，小滑塊撞擊彈簧后被彈簧彈回并最終靜止于O點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)過程中彈簧獲得的最大彈性勢(shì)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(zhì)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(shí)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(shì)能的變化量相同7．(重心變化，重力做功和重力勢(shì)能變化)在光滑的桌面上有一根均勻柔軟的質(zhì)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(shì)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(shì)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(shí)拉力為F1；再把它繼續(xù)緩慢拉伸，即拉伸的總長時(shí)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(shì)能與第二次拉伸后彈簧的彈性勢(shì)能之比為1∶4C．第一拉伸彈性勢(shì)能的變化與第二次拉伸彈性勢(shì)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(shì)能增加9．（彈力做功和彈性勢(shì)能變化）一輕質(zhì)彈簧的彈力與彈簧形變量之間的關(guān)系如圖甲所示。將該彈簧下端固定在水平地面上，一質(zhì)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(shì)能越大C．此過程中彈簧彈力對(duì)物體做的功為0.54JD．物體靜止時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為0.27J10．（重心變化，重力做功，注質(zhì)量變化）質(zhì)量為，長度為的均勻柔軟細(xì)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(diǎn)，M點(diǎn)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(zhì)量為，擺到最低點(diǎn)時(shí)速度大小為，不考慮空氣阻力、繩和坐椅的質(zhì)量。則在小紅由靜止開始擺到最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）A．?dāng)[到最低點(diǎn)時(shí)重力的功率為B．重力的瞬時(shí)功率先增大后減小C．重力勢(shì)能減少了D．?dāng)[到最低點(diǎn)時(shí)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(zhì)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(yùn)動(dòng)距離h時(shí)B與A分離，則下列說法中正確的是（）A．B和A剛分離時(shí)，彈簧為原長B．B和A剛分離時(shí)，A的加速度為0.5gC．彈簧的勁度系數(shù)等于D．運(yùn)動(dòng)距離h的過程中彈性勢(shì)能減少mgh13．在兒童樂園的蹦床項(xiàng)目中，小孩在兩根彈性繩和彈性床的協(xié)助下實(shí)現(xiàn)上下彈跳，如圖所示。某次蹦床運(yùn)動(dòng)中，小孩靜止時(shí)處于O點(diǎn)，當(dāng)其彈跳到最高點(diǎn)A后下落可將蹦床壓到最低點(diǎn)B，然后又恰能返回到A點(diǎn)，小孩可視為質(zhì)點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力，關(guān)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)，小孩重力勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增加量B．從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)，小孩機(jī)械能的減少量大于彈性床彈性勢(shì)能的增加量C．從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)的重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能的總和在O點(diǎn)最小D．從B點(diǎn)返回到A點(diǎn)，小孩機(jī)械能的增加量大于系統(tǒng)彈性勢(shì)能的減少量14．如圖所示，質(zhì)量為m的小球，用一長為L的細(xì)線懸于O點(diǎn)，將懸線拉直成水平狀態(tài)，并給小球一個(gè)向下的速度讓小球向下運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)正下方D處有一釘子，小球運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)會(huì)以D為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)過C點(diǎn)。若已知，選O點(diǎn)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(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，重力做功為B．小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，細(xì)線拉力做正功C．小球在B點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為mgLD．D點(diǎn)越低碰釘子后細(xì)線越容易斷裂15．（變力做功，面積法）輕質(zhì)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(zhì)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(yùn)動(dòng)，物塊剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧處于原長，彈簧對(duì)物塊拉力的大小與物塊向右運(yùn)動(dòng)的位移大小x的關(guān)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(yùn)動(dòng)的位移x的大小B．關(guān)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(yùn)動(dòng)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(hào)”探測(cè)器順利進(jìn)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(cè)器已進(jìn)入火星圓軌道，開展預(yù)選著陸區(qū)探測(cè)。如圖為探測(cè)器在某橢圓軌道和圓形軌道上正常運(yùn)行時(shí)的示意圖，兩軌道相切于P點(diǎn)，Q為圓軌道上的另一點(diǎn)，橢圓軌道的半長軸等于圓形軌道的直徑，則探測(cè)器（）A．在橢圓軌道上的動(dòng)能總大于在圓軌道上的動(dòng)能B．在Q點(diǎn)和橢圓軌道上P點(diǎn)，與火星間的引力勢(shì)能相等C．在橢圓軌道上的P點(diǎn)與圓軌道上的P點(diǎn)的加速度相同D．在橢圓軌道上的運(yùn)行周期是圓軌道上周期的2倍8.2重力勢(shì)能組卷01答案一、單選題1．【答案】C物塊剛A離開地面時(shí)，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(shì)能零點(diǎn)，這時(shí)物塊A具有的重力勢(shì)能為故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。2．【答案】B【詳解】AB．根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，動(dòng)能為可知?jiǎng)幽芘c水平位移的關(guān)系是一條拋物線，A錯(cuò)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(guān)系是一條過原點(diǎn)的拋物線，CD錯(cuò)誤。故選B。3．【答案】D【詳解】AB．當(dāng)游客下落20m時(shí)彈性繩到達(dá)原長，以后繼續(xù)下落時(shí)，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(yàn)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(yàn)者能體驗(yàn)失重感的位移大于20m，故AB錯(cuò)誤；C．因不確定零重力勢(shì)能點(diǎn)，故無法知道第一次到達(dá)最低點(diǎn)的重力勢(shì)能，故C錯(cuò)誤；D．由功能關(guān)系可知，當(dāng)游客下落到最低點(diǎn)時(shí)，游客所處高度最小，重力勢(shì)能最小，彈性繩的彈性勢(shì)能最大，故D正確。故選D。4．【答案】C【解】重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的運(yùn)動(dòng)中，重力做正功，彈簧伸長，彈力對(duì)重物做負(fù)功，彈簧彈性勢(shì)能增加，AB錯(cuò)誤；C．若用與彈簧原長相等的細(xì)繩代替彈簧后，重力做正功，由于細(xì)繩不可伸長，細(xì)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(xì)繩代替彈簧后，由于細(xì)繩不可伸長，重物下落的高度變小，重力做功變小，細(xì)繩上彈力一直與重物速度方向垂直，彈力不做功，D錯(cuò)誤。選C。5．【答案】B設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，O點(diǎn)離彈簧右端距離為L，彈簧最大壓縮量為，小滑塊從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到彈簧壓縮量最大時(shí)，速度減為0，由動(dòng)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(dòng)能定理可得聯(lián)立可得故彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能是，選項(xiàng)B正確，ACD錯(cuò)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(shí)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(shè)桌面為零勢(shì)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(shì)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(shì)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(shì)能重力勢(shì)能的變化量重力做的功故A正確，BCD錯(cuò)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(shí)，形變量為L0和2L0時(shí)，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(fù)功，而且彈力做多少負(fù)功，9．【答案】D【詳解】A勁度系數(shù)，穩(wěn)定后解得A錯(cuò)誤；B．彈性勢(shì)能與形變量有關(guān)，與原長以及總長無關(guān)；彈簧被壓縮，彈力對(duì)物體做負(fù)功；D．彈簧的彈性勢(shì)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(diǎn)，則只有下方部分的重心向上移動(dòng)，此過程中克服重力做功為故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。二、多選題11．【答案】BC【詳解】A．?dāng)[到最低點(diǎn)時(shí)重力與速度方向相垂直，則重力的功率為0，所以A錯(cuò)誤；B．開始時(shí)初速度為0，重力的瞬時(shí)功率為0，最低點(diǎn)時(shí)也為0，則重力的瞬時(shí)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(guān)系，則重力勢(shì)能減少了，所以C正確；D．?dāng)[到最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力大小大于重力，為所以D錯(cuò)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(duì)B分析知，B具有向上的加速度解得此時(shí)對(duì)A分析有解得且處于壓縮狀態(tài)，A錯(cuò)誤B正確；C．B和A剛分離時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力大小為原來靜止時(shí)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(yùn)動(dòng)的距離為h，則彈簧壓縮量減小由胡克定律得C錯(cuò)誤；D．靜止時(shí)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(shí)，彈簧的壓縮量則運(yùn)動(dòng)距離h的過程中彈性勢(shì)能減少D正確。故選BD。13．【答案】BC【詳解】A．從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)，小孩的速度不斷增大，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，其重力勢(shì)能的減少量等于增加的動(dòng)能與彈性繩的彈性勢(shì)能之和，故重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，故A錯(cuò)誤；B．從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)，小孩的速度不斷增大，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，其重力勢(shì)能的減少量等于增加的動(dòng)能與彈性繩的彈性勢(shì)能之和，蹦床沒有發(fā)生形變，彈性勢(shì)能為0，小孩機(jī)械能減少量大于蹦床彈性勢(shì)能的增加量，故B正確；C．蹦床運(yùn)動(dòng)中，小孩靜止時(shí)處于O點(diǎn)，重力等于彈性繩的拉力，從A到O為加速運(yùn)動(dòng)，從O到B為減速運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)時(shí)，小孩速度最大，小孩的動(dòng)能最大，整個(gè)系統(tǒng)的重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能的總和在O點(diǎn)最小，故C正確；D．從B點(diǎn)返回到A點(diǎn)的過程中，彈性繩的彈性勢(shì)能和蹦床的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小孩的機(jī)械能，則知小孩機(jī)械能增加量等于系統(tǒng)彈性勢(shì)能的減少量，故D錯(cuò)誤。故選BC。14．【答案】AD【詳解】A．小球由A點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，重力做功為選項(xiàng)A正確；B．小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，細(xì)線拉力方向與速度垂直，則拉力不做功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．選O點(diǎn)所在的水平面為參考平面，則小球在B點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為EP=-mgL選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度不變，D點(diǎn)越低碰釘子后做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越小，根據(jù)可得可知T越大，細(xì)線越容易斷裂，選項(xiàng)D正確。故選AD。15．【答案】BD【詳解】A．由于彈簧處于原長時(shí)，物塊開始向右運(yùn)動(dòng)，所以物塊向右運(yùn)動(dòng)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(xiàng)錯(cuò)誤；B．由胡克定律可知即關(guān)系圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，所以B項(xiàng)正確；C．由牛頓第二定律可得當(dāng)F為恒力時(shí)，隨著物塊向右運(yùn)動(dòng)的位移x的增大，物塊的加速度a越來越小，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．物塊向右運(yùn)動(dòng)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(xiàng)正確；故選BD。