高中物理人教版第七章机械能守恒定律 学业分层测评16

学业分层测评(十六)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多选)(2023·铜仁高一检测)关于弹性势能，下列说法正确的是()A．发生弹性形变的物体都具有弹性势能B．只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能C．弹性势能可以与其他形式的能相互转化D．在弹性限度内，弹簧伸长时弹性势能增大，弹簧压缩时，弹性势能减小【解析】只要发生弹性形变的物体都具有弹性势能，A正确，B错误；弹性势能可以通过弹力做功与其他形式的能相互转化，C正确；在弹性限度内，弹簧无论伸长还是压缩，若形变量增加，弹力均做负功，弹性势能都增大，故D错误．【答案】AC2．如图7­5­12所示，射箭时人通过拉弓引起弹性势能的增加，此时的弹性势能主要()发生形变的物体具有弹性势能图7­5­12A．存储在箭上 B．存储在弓上C．存储在弦上 D．存储于拉弓人的手上【解析】人拉弓时，弓发生了明显的弹性形变，弹性势能主要存储在弓上，故B正确．【答案】B3．如图7­5­13所示，某同学利用橡皮条将模型飞机弹出，在弹出过程中，下述说法错误的是()图7­5­13A．橡皮条收缩，弹力对飞机做功B．飞机的速度增加C．橡皮条的弹性势能减小D．飞机的重力势能减小，转化为飞机的动能【解析】橡皮条收缩，弹力对飞机做功，橡皮条的弹性势能减小，飞机的重力势能和动能都增加，选项A、B、C正确，D错误．【答案】D4．如图7­5­14所示，质量为m的物体静止在地面上，物体上面连着一个轻弹簧，用手拉住弹簧上端上移H，将物体缓缓提高h.拉力F做功WF，不计弹簧的质量，则下列说法正确的是()图7­5­14A．重力做功－mgh，重力势能减少mghB．弹力做功－WF，弹性势能增加WFC．重力势能增加mgh，弹性势能增加FHD．重力势能增加mgh，弹性势能增加WF－mgh【解析】可将整个过程分为两个阶段：一是弹簧伸长到m刚要离开地面阶段，拉力克服弹力做功WF1＝－W弹，等于弹性势能的增加；二是弹簧长度不变，物体上升h，拉力克服重力做功WF2＝－WG＝mgh，等于重力势能的增加，又由WF＝WF1＋WF2，可知A、B、C错，D对．【答案】D5．(2023·江阴高一检测)如图7­5­15所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是()【导学号：69390093】图7­5­15A．重力势能减少，弹性势能增大B．重力势能增大，弹性势能减少C．重力势能减少，弹性势能减少D．重力势能不变，弹性势能增大【解析】将弹簧向下压缩的过程中，弹簧压缩量增大，弹性势能增大，重力做正功，重力势能减少，故A正确．【答案】A6．(多选)如图7­5­16所示的几个运动过程中，物体的弹性势能减小的是()甲乙丙丁图7­5­16A．如图甲，撑杆跳高的运动员上升过程中，杆的弹性势能B．如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能D．如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能【解析】选项A、C、D中物体的形变量均减小，所以弹性势能减小，选项B中物体的形变量增大，所以弹性势能增加，所以A、C、D正确．【答案】ACD7.(多选)某缓冲装置可抽象成图7­5­17所示的简单模型，图中k1、k2为原长相等、劲度系数不同的轻质弹簧．下列表述正确的是()图7­5­17A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等D．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变【解析】弹簧劲度系数k越大，向右压缩单位长度弹力越大，物体减速越快，缓冲效果越好，A错；由牛顿第三定律可知两弹簧弹力总是大小相等，B对；由于k1x1＝k2x2，k1≠k2，所以x1≠x2，又因原长相等，故压缩后两弹簧的长度不相等，C错；弹簧形变量越来越大，弹性势能越来越大，D对．【答案】BD8．如图7­5­18所示，水平弹簧的劲度系数是k＝500N/m，现用一外力推处于光滑水平面上的物块，使弹簧压缩10cm时物块静止．弹簧与物块未连接，突然撤去外力F，物块被弹开，那么弹簧对物块做了多少功？图7­5­18【解析】物块被弹开的过程中，弹力做功，做功的多少等于弹性势能的减少量W弹＝－ΔEp＝eq\f(1,2)kx2＝eq\f(1,2)×500×J＝J.【答案】J[能力提升]9．在一次演示实验中，一压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一小球，测得弹簧压缩的距离d和小球在粗糙水平面上滚动的距离s如下表所示．由此表可以归纳出小球滚动的距离s跟弹簧压缩的距离d之间的关系，并猜测弹簧的弹性势能Ep跟弹簧压缩的距离d之间的关系分别是(选项中k1、k2是常量)()实验次数1234d/cms/cm＝k1dEp＝k2d B．s＝k1dEp＝k2d2C．s＝k1d2Ep＝k2d D．s＝k1d2Ep＝k2d2【解析】分析实验数据，可看出在误差允许的范围内eq\f(s,d2)＝20，即s＝k1d2.由生活常识可猜测，弹性势能越大，小球滚动的距离越远，Ep∝s，则Ep∝d2，Ep＝k2d2.【答案】D10．(多选)一升降机箱底部装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦和空气阻力的影响，则升降机在从弹簧下端触地直到最低点的一段运动过程中()【导学号：69390094】图7­5­19A．升降机的速度不断减小B．升降机的加速度不断变大C．先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功D．重力势能减小，弹性势能增大【解析】从弹簧下端触地直到最低点的运动过程中，弹簧的弹力不断变大．当弹力小于重力大小时，升降机加速度方向向下，升降机做加速运动，由a＝eq\f(mg－F,m)可知，加速度减小，重力做的功要大于弹力做的负功；当弹力大于重力大小时，升降机加速度方向向上，升降机做减速运动，由a＝eq\f(F－mg,m)可知，加速度变大，重力做的功要小于弹力做的负功．重力势能一直减小，弹性势能一直增大．综上所述，C、D正确．【答案】CD11．北京奥运会女子蹦床决赛中，中国小将何雯娜表现突出，以总分分的成绩为中国蹦床队夺得首枚奥运会金牌．在比赛中，如果她受到蹦床对她的弹力的变化规律如图7­5­20所示．图7­5­20试分析她在t4～t5段时间内弹性势能、重力势能怎样变化？t5～t6段时间内又如何变化？【解析】t4～t5段时间内在空中，不受弹力作用，t5～t6段时间内与蹦床接触，是先下落又上升的过程．【答案】t4～t5段时间内弹性势能为零、重力势能先变大再变小；t5～t6段时间内弹性势能先变大再变小、重力势能先变小再变大．12．(2023·泰州高一检测)通过探究得到弹性势能的表达式为Ep＝eq\f(1,2)kx2，式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧伸长(或缩短)的长度，请利用弹性势能表达式计算下列问题．放在地面上的物体上端系在劲度系数k＝400N/m的弹簧上，弹簧的另一端拴在跨过定滑轮的绳子上，如图7­5­21所示．手拉绳子的另一端，从轻绳处于张紧状态开始，当往下拉m物体开始离开地面时，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地h＝m高处．如果不计弹簧重和滑轮跟绳的摩擦，求整个过程拉力所做的功以及弹性势能的最大值．图7­5­21【解析】由题意知弹簧的最大伸长量x＝m，弹性势能Ep＝eq\f(1,2)kx2＝eq\f(1,