8.2重力势能拓展 提升卷（含答案）

试卷第=page11页，共=sectionpages33页8.2重力势能拓展与提升一、单选题1．（重力做功与高度变化）“神舟十二号”宇航员顺利返回地球后，又经过了两个星期左右的恢复锻炼，才逐渐适应地球的重力环境。如图所示，重物A质量为m，置于水平地面上。一根轻质弹簧，原长为L，劲度系数为k，下端与物体A相连接。宇航员恢复锻炼时现将弹簧（初始为原长）上端点P缓慢地竖直提起一段高度使重物A离开地面。已知上端点P向上移动的高度为h，则这时重物具有的重力势能为（以地面为零势能面）（）A．

B． C． D．2．（重力做功和动能）质量为的物体（可视为质点），位于距离地面高度为的平台边缘，如图所示。某时刻物体以水平初速度从平台边缘飞出，选取飞出点为坐标原点，已知重力加速度为，忽略空气阻力和平台的摩擦，在运动过程中的任意位置，关于其动能和重力做的功与水平位移的关系，以下图像描述正确的是（）A．B．C． D．3．蹦极是一项户外极限活动。体验者站在约40m以上高度的位置，用原长为20m的弹性绳固定住后跳下，落地前弹起，反复弹起落下。忽略空气阻力的影响，在人的整个运动过程中，下列说法正确的是（）A．第一次下落过程中，体验者能体验失重感的位移为20mB．第一次下落20m后，体验者立即处于超重状态C．第一次到达最低点的瞬间，人的重力势能为零D．当下落到最低点时，弹性绳的弹性势能最大4．（单摆类，各力做功和势能变化）如图所示，一轻弹簧一端固定于О点，另一端系一重物，将重物从与悬点О在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中（）A．重力做正功，弹簧弹力不做功，弹性势能不变B．重力做正功，弹簧弹力做正功，弹性势能增加C．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功D．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功5．（动能定律应用，摩擦力做功）如图所示，质量为m的小滑块从O点以速度v0沿水平面向左运动，小滑块撞击弹簧后被弹簧弹回并最终静止于O点，则运动过程中弹簧获得的最大弹性势能是()A． B． C． D．6．（连接体拔高）如图所示，表面光滑的斜面固定在地面上其顶端装有轻质光滑的定滑轮。小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮，A、B处于同一高度并保持静止。剪断轻绳，A、B物块下落到地面。此过程中（）A．两物块所用的时间相同 B．两物块重力的平均功率相同C．两物块速度的变化快慢相同 D．两物块重力势能的变化量相同7．(重心变化，重力做功和重力势能变化)在光滑的桌面上有一根均匀柔软的质量为m、长为l的绳，其绳长的四分之一悬于桌面下，从绳子开始下滑至绳子刚好全部离开桌面的过程中，绳子的重力做功和重力势能变化如何（桌面离地高度大于l）（）A．， B．，C．， D．，8．（弹力做功和弹性势能变化）如图，弹簧原长，劲度系数为k。先把弹簧缓慢拉伸时拉力为F1；再把它继续缓慢拉伸，即拉伸的总长时拉力为F2，弹簧形变始终在弹性限度内。以下说法正确的是（）A．第一次拉力做功W1与第二次拉力做功之比为1∶2B．第一次拉伸后的弹簧的弹性势能与第二次拉伸后弹簧的弹性势能之比为1∶4C．第一拉伸弹性势能的变化与第二次拉伸弹性势能的变化相等D．拉伸过程中弹簧的弹力做了正功，所以弹簧的弹性势能增加9．（弹力做功和弹性势能变化）一轻质弹簧的弹力与弹簧形变量之间的关系如图甲所示。将该弹簧下端固定在水平地面上，一质量为1.8kg的物体在外力作用下缓慢放在弹簧的上端，待物体稳定后撤去外力物体静止在弹簧上端，弹簧处在弹性限度内，如图乙所示取重力加速度大小g=10m/s2，则下列说法正确的是（）A．弹簧的压缩量为30cmB．弹簧的长度越长，弹簧的弹性势能越大C．此过程中弹簧弹力对物体做的功为0.54JD．物体静止时，弹簧的弹性势能为0.27J10．（重心变化，重力做功，注质量变化）质量为，长度为的均匀柔软细绳竖直悬挂，用外力将绳的下端Q缓慢竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距，重力加速度大小为g，在此过程中，克服重力做功（）A．mg B．mg C．mg D．mg二、多选题11．（单摆类，功与能，功率变化极值法）小红在玩荡秋千，妈妈把她拉到与竖直方向夹角处由静止释放，如图所示。已知秋千绳长为，小红质量为，摆到最低点时速度大小为，不考虑空气阻力、绳和坐椅的质量。则在小红由静止开始摆到最低点的过程中，下列说法正确的是（）A．摆到最低点时重力的功率为B．重力的瞬时功率先增大后减小C．重力势能减少了D．摆到最低点时绳子的拉力大小等于重力12．（弹簧类，分离瞬间同a同v）如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于1.5mg的恒力F向上拉B，运动距离h时B与A分离，则下列说法中正确的是（）A．B和A刚分离时，弹簧为原长B．B和A刚分离时，A的加速度为0.5gC．弹簧的劲度系数等于D．运动距离h的过程中弹性势能减少mgh13．在儿童乐园的蹦床项目中，小孩在两根弹性绳和弹性床的协助下实现上下弹跳，如图所示。某次蹦床运动中，小孩静止时处于O点，当其弹跳到最高点A后下落可将蹦床压到最低点B，然后又恰能返回到A点，小孩可视为质点。不计空气阻力，关于小孩、弹性绳、弹性床、地球组成的系统，下列说法正确的是（）A．从A点运动到O点，小孩重力势能的减少量等于其动能的增加量B．从A点运动到O点，小孩机械能的减少量大于弹性床弹性势能的增加量C．从A点运动到B点，整个系统的重力势能与弹性势能的总和在O点最小D．从B点返回到A点，小孩机械能的增加量大于系统弹性势能的减少量14．如图所示，质量为m的小球，用一长为L的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点。若已知，选O点所在的水平面为参考平面，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球由A点到C点的过程中，重力做功为B．小球由A点到B点的过程中，细线拉力做正功C．小球在B点时的重力势能为mgLD．D点越低碰钉子后细线越容易断裂15．（变力做功，面积法）轻质弹簧放置在光滑的水平面上，左端系在墙上，与弹簧右端连接的质量为m的物块，在水平向右的拉力F的作用下，由静止开始向右运动，物块刚开始运动时，弹簧处于原长，弹簧对物块拉力的大小与物块向右运动的位移大小x的关系图像如图乙所示，在弹簧的弹性限度内，下列说法中正确的是（）A．弹簧的总长等于物块向右运动的位移x的大小B．关系图像的斜率表示弹簧的劲度系数C．若水平向右的拉力F为恒力，则物块的加速度越来越大D．物块向右运动的位移大小由变为的过程中，物块克服弹簧的拉力做的功为16．“天问一号”探测器顺利进入大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星。目前，探测器已进入火星圆轨道，开展预选着陆区探测。如图为探测器在某椭圆轨道和圆形轨道上正常运行时的示意图，两轨道相切于P点，Q为圆轨道上的另一点，椭圆轨道的半长轴等于圆形轨道的直径，则探测器（）A．在椭圆轨道上的动能总大于在圆轨道上的动能B．在Q点和椭圆轨道上P点，与火星间的引力势能相等C．在椭圆轨道上的P点与圆轨道上的P点的加速度相同D．在椭圆轨道上的运行周期是圆轨道上周期的2倍8.2重力势能组卷01答案一、单选题1．【答案】C物块刚A离开地面时，弹簧所受的弹力等于物块的重力，根据胡克定律得弹簧伸长的长度为由弹簧上端P缓慢的竖直向上提起的距离L，则物块上升的高度为以地面为势能零点，这时物块A具有的重力势能为故C正确，ABD错误。故选C。2．【答案】B【详解】AB．根据平抛运动的规律，动能为可知动能与水平位移的关系是一条抛物线，A错误，B正确；CD．重力做的功为可知重力做的功W与水平位移x的关系是一条过原点的抛物线，CD错误。故选B。3．【答案】D【详解】AB．当游客下落20m时弹性绳到达原长，以后继续下落时，弹力先小于重力，游客继续加速下落，此过程中，游客能体验失重，以后弹力大于重力，游客加速度向上，开始减速，可知体验者能体验失重感的位移大于20m，故AB错误；C．因不确定零重力势能点，故无法知道第一次到达最低点的重力势能，故C错误；D．由功能关系可知，当游客下落到最低点时，游客所处高度最小，重力势能最小，弹性绳的弹性势能最大，故D正确。故选D。4．【答案】C【解】重物由A点摆向最低点B的运动中，重力做正功，弹簧伸长，弹力对重物做负功，弹簧弹性势能增加，AB错误；C．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，由于细绳不可伸长，细绳上弹力一直与重物速度方向垂直，弹力不做功，C正确；D．若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，由于细绳不可伸长，重物下落的高度变小，重力做功变小，细绳上弹力一直与重物速度方向垂直，弹力不做功，D错误。选C。5．【答案】B设动摩擦因数为μ，O点离弹簧右端距离为L，弹簧最大压缩量为，小滑块从O点运动到弹簧压缩量最大时，速度减为0，由动能定理可得再分析弹簧压缩量最大到小滑块最终静止的过程，由动能定理可得联立可得故弹簧获得的最大弹性势能是，选项B正确，ACD错误。故选B。6．【答案】B【详解】．剪断前，由于受力平衡，可知剪断后，aA=g，aB=gsinϴ;（加速度大小即为速度变化快慢的物理量）；落到地面的时间分别为：，；Ep=mgh,B．A重力的平均功率B重力的平均功率故B正确。7．【答案】A设桌面为零势能面，将链条分成水平部分和竖直部分两段，水平部分的重力势能为零，竖直部分的重心在竖直段的中间，高度为，而竖直部分的重力为，重力势能绳子刚好全部离开桌面，则高度为，而竖直部分的重力为，重力势能重力势能的变化量重力做的功故A正确，BCD错误。故选A。8．【答案】B详解】A从整体分析，由于弹力呈线性变化，W=FL=12k∆x×∆x=12k∆x2）则：从初位置开始变化时，形变量为L0和2L0时，拉力做功为1：4，即两次做功之比W1：W2=1:3，B．该过程中弹力做负功，而且弹力做多少负功，9．【答案】D【详解】A劲度系数，稳定后解得A错误；B．弹性势能与形变量有关，与原长以及总长无关；弹簧被压缩，弹力对物体做负功；D．弹簧的弹性势能故选D。10【答案】A用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，则只有下方部分的重心向上移动，此过程中克服重力做功为故A正确，BCD错误。故选A。二、多选题11．【答案】BC【详解】A．摆到最低点时重力与速度方向相垂直，则重力的功率为0，所以A错误；B．开始时初速度为0，重力的瞬时功率为0，最低点时也为0，则重力的瞬时功率先增大后减小，所以B正确；C．重力做的功为根据功能关系，则重力势能减少了，所以C正确；D．摆到最低点时绳子的拉力大小大于重力，为所以D错误；故选BC。12．【答案】BD【详解】B与A刚分离的瞬间，A、B仍具有相同的速度和加速度，且A、B间无相互作用力对B分析知，B具有向上的加速度解得此时对A分析有解得且处于压缩状态，A错误B正确；C．B和A刚分离时，弹簧处于压缩状态，弹力大小为原来静止时弹簧处于压缩状态，弹力大小为2mg，则弹力减小量两物体向上运动的距离为h，则弹簧压缩量减小由胡克定律得C错误；D．静止时弹簧处于压缩状态，弹力大小为2mg，弹簧的压缩量，B和A刚分离时，弹簧的压缩量则运动距离h的过程中弹性势能减少D正确。故选BD。13．【答案】BC【详解】A．从A点运动到O点，小孩的速度不断增大，根据能量转化和守恒定律可知，其重力势能的减少量等于增加的动能与弹性绳的弹性势能之和，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故A错误；B．从A点运动到O点，小孩的速度不断增大，根据能量转化和守恒定律可知，其重力势能的减少量等于增加的动能与弹性绳的弹性势能之和，蹦床没有发生形变，弹性势能为0，小孩机械能减少量大于蹦床弹性势能的增加量，故B正确；C．蹦床运动中，小孩静止时处于O点，重力等于弹性绳的拉力，从A到O为加速运动，从O到B为减速运动，O点时，小孩速度最大，小孩的动能最大，整个系统的重力势能与弹性势能的总和在O点最小，故C正确；D．从B点返回到A点的过程中，弹性绳的弹性势能和蹦床的弹性势能转化为小孩的机械能，则知小孩机械能增加量等于系统弹性势能的减少量，故D错误。故选BC。14．【答案】AD【详解】A．小球由A点到C点的过程中，重力做功为选项A正确；B．小球由A点到B点的过程中，细线拉力方向与速度垂直，则拉力不做功，选项B错误；C．选O点所在的水平面为参考平面，则小球在B点时的重力势能为EP=-mgL选项C错误；D．小球到达B点时的速度不变，D点越低碰钉子后做圆周运动的半径越小，根据可得可知T越大，细线越容易断裂，选项D正确。故选AD。15．【答案】BD【详解】A．由于弹簧处于原长时，物块开始向右运动，所以物块向右运动的位移大小x等于弹簧的伸长量，小于弹簧的总长，所以A项错误；B．由胡克定律可知即关系图像的斜率表示弹簧的劲度系数，所以B项正确；C．由牛顿第二定律可得当F为恒力时，随着物块向右运动的位移x的增大，物块的加速度a越来越小，所以C项错误；D．物块向右运动的位移大小由变为的过程中，物块克服弹簧的拉力做的功在数值上等于图乙阴影部分的面积，则有所以D项正确；故选BD。