8.2 重力势能 同步练习 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

8.2 重力势能 同步练习 一、单选题 1．如图，质量为m=1kg的小球，从A点下落到地面上的B点，为1.2m，桌面高为0.8m，取重力加速度（　　） A．以地面为参考平面，小球在A点的重力势能为12J B．以桌面为参考平面，小球在B点的重力势能为8J C．以桌面为参考平面，从A点到B点的过程中，重力势能的改变量为－8J D．从A点到B点的过程中，重力势能的减少量一定为20J，与参考平面无关 2．对重力势能理解正确的是（   ） A．重力势能的大小与零势面的选取无关 B．重力势能的变化与重力做功有关 C．重力势能是矢量 D．处在同一位置上的两个物体重力势能相同 3．关于弹性势能，下列说法不正确的是（     ） A．只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能 B．发生弹性形变的物体都具有弹性势能 C．弹性势能可以与其它形式的能相互转化 D．弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳 4．关于重力做功下列说法正确的是（　　） A．物体运动时，它的起点越高，重力对它做的功就越多 B．物体质量越大，重力对它做功越多 C．物体所处的高度只要发生变化，其重力一定做功 D．重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程 5．以下说法中不正确的是（   ） A．重力做功与路径无关 B．物体上升重力做负功 C．物体下落重力做正功 D．重力对物体做正功，物体的重力势能增加 6．如图所示，不可伸长轻绳，光滑小滑轮N和Q，物体和物体构成一个力平衡系统，已知物体的质量大于物体B的质量，将悬点P缓慢地靠近Q少许，则（　　） A．物体的重力势能增大 B．物体的重力势能增大 C．绳的张力减小 D．处绳与竖直方向的夹角减小 7．如图所示，边长为、重力为的均匀正方形薄金属片，悬挂在处的水平光滑轴上，若施力使其边沿竖直方向，则此力至少做功（　　） A． B． C． D． 8．自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使袋由图中虚线位置变形至图中实线位置，下列说法正确的是（　　） A．水的重力势能始终为正值 B．水的重力势能始终为负值 C．水的重力势能不变 D．水的重力势能增大 9．一物体以初速度v竖直向上抛出，做竖直上抛运动，则物体的重力势能-路程图像应是四个图中的（　　） A．   B．   C．   D．   10．光滑的细杆固定放置，与水平方向的夹角为37°，质量为m的小球与质量为2m的物块通过轻质细线连接，细线跨过天花板上的两个轻质定滑轮。小球套在细杆上从某处由静止开始上滑，细线一直处于伸直状态，当小球运动到A点时，速度沿着杆斜向上大小为，细线与细杆之间的夹角为37°，当小球运动到B点时，细线与细杆垂直。已知A、B两点之间的距离为L，重力加速度大小为g，小球与物块（均视为质点）总在同一竖直平面内运动，，，下列说法正确的是（　　） A．当小球在A点时，物块的速度大小为 B．小球从A点运动到B点，系统总重力势能的减小量为mgL C．当小球运动到B点时，小球的速度的大小为0 D．小球从A点运动到B点，细线对小球做的功为 二、多选题 11．关于重力做功与重力势能的说法正确的是      （   ） A．重力对物体所做的功等于物体所具有的重力势能 B．物体克服重力所做的功等于物体所具有的重力势能 C．重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量 D．物体克服重力所做的功等于物体重力势能的增加量 12．物体由于受到地球的吸引而产生了重力，所具有的能量叫重力势能，物体的重力势能与参考平面有关，现有质量为的小球，从离桌面高处由静止下落，桌面离地面高度为，如图所示，下面关于小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别是（　　） A．若以地面为参考平面，分别为：，增加 B．若以桌面为参考平面，分别为：，增加 C．若以地面为参考平面，分别为：，减少 D．若以桌面为参考平面，分别为： ，减少 13．如图所示，是固定在地面上，由同种金属细杆制成的正方形框架，框架任意两条边的连接处平滑，A、B、C、D四点在同一竖直面内，、边与水平面的夹角分别为、，B、D两点处均有一段光滑小圆弧，让套在金属杆上的小环从点无初速度释放。若小环从经滑到点，摩擦力对小环做功为，重力势能变化量为E1，若小环从点经点滑到点，摩擦力对小环做的功为，重力势能变化量为E2。则（　　） A． B． C．E1=E2 D．E1>E2 14．如图所示，“系留照明”无人机系统广泛应用于抢险救灾照明中。系统由地面设备、足够长的系留电缆、无人机（含照明灯）组成。无人机质量为，系留电缆柔软且不可伸长，单位长度的质量为。无人机从地面静止启动后受升力、重力和电缆拉力作用，在竖直方向上先做匀加速运动，后做匀减速运动直至速度为零，最终悬停在离地的预定高度。若加速阶段与减速阶段的加速度大小均为，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A．无人机上升全过程的最大速度为 B．无人机上升全过程的时间为 C．系统上升全过程重力势能增加 D．无人机向上匀加速运动时升力大于 15．竖直上抛一个小球，从抛出到落回原抛出点的过程中，它的速度、重力势能、位移、加速度随时间变化的图像如图所示，其中正确的是（不计空气阻力，以竖直向下为正方向，图中曲线为抛物线，抛出点处于零势能面）（　　） A． B． C． D． 三、填空题 16．如图所示，质量为0.1kg的小球，从距水平桌面高度为1m处的A点下落到水平地面上的B点，桌面距地面的高度为1m。取重力加速度大小g=10m/s²。若以地面为重力势能的参考平面，则小球在A点时的重力势能为 J；若以桌面为重力势能的参考平面，则小球在B点时的重力势能为 J；在小球从A点下落到B点的过程中，重力对小球做的功为 J。 17．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5 m．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1 m，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． 四、解答题 18．2022年，在抗击新型肺炎这场特殊战役中，人们对武汉火神山医院、雷神山医院两家医院的施工场地上的挖掘机、吊车、水泥搅拌车、叉车等施工机械起了各种昵称，还拥有了自己的粉丝团。其中，被叫为“叉酱”的各类叉车更是C位出道，如图所示，“叉酱”正把质量为的重物从地面静止匀加速竖直提升，用时。求： （1）提升过程中重物上升的加速度； （2）提升重物过程中“叉酱”的支持力对重物做的功以及重物重力势能变化量。 19．如图所示，一个质量为、长为的匀质链条置于水平桌面上，使长为的链条垂在桌面下，取桌面为零势能面，则链条的重力势能为多少？ 20．质量的物体从空中静止开始自由下落，运动过程没有着地，设释放点为重力势能的参考点。取，求： (1)重力G在秒内对物体做的功； (2)重力G在4s末对物体做功的瞬时功率和物体的重力势能。 (3)在第3s内，重力G对物体做功的平均功率。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《8.2 重力势能 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B A C D A C D A D 题号 11 12 13 14 15 答案 CD CD BC BD ABC 1．D 【详解】A．以地面为参考平面，小球在A点的重力势能 A错误； B．以桌面为参考平面，小球在B点的重力势能 B错误； C．以桌面为参考平面，从A点到B点的过程中，重力做功 重力势能改变量 C错误； D．从A点到B点的过程中，重力做功 重力势能改变量 从A点到B点的过程中，重力势能的减少量一定为20J，与参考平面无关，D正确。 故选D。 2．B 【详解】A．重力势能的大小与零势面的选取有关，选取不同的零势面，物体具有的重力势能不同，故A错误； B．重力做多少正功，重力势能就减少多少，重力做多少负功，重力势能就增加多少，故B正确； C．重力势能是标量，故C错误； D．重力势能和零势能面的选择及物体的质量有关，所以处在同一位置上的两个物体，重力势能可能不同，故D错误。 故选B。 3．A 【详解】A．任何物体发生弹性形变时都有弹性势能，选项A错误； B．发生弹性形变的物体都具有弹性势能，选项B正确； C．弹性势能可以与其它形式的能相互转化，选项C正确； D．弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳，选项D正确； 此题选择不正确的选项，故选A. 4．C 【详解】ABD．重力做功多少取决于物体的重力和初末位置的高度差，故ABD错误； C．物体所处的高度只要发生变化，其重力一定做功，故C正确。 故选C。 5．D 【详解】A．重力做功与路径无关，A正确，不符合题意； B．物体上升重力做负功，B正确，不符合题意； C．物体下落重力做正功，C正确，不符合题意； D．重力对物体做正功，物体的重力势能减少，D错误，符合题意。 故选D。 6．A 【详解】CD．原来整个系统处于静止状态，绳的拉力等于B物体的重力，A物体对滑轮的拉力等于A物体的重力，将绳一端由悬点P靠近Q少许，整个系统重新平衡后，绳的拉力F仍等于B物体的重力，A物体对滑轮的拉力仍等于A物体的重力，都没有变化，即滑轮所受的三个拉力都不变，则根据平衡条件可知，处绳与竖直方向的夹角不变，故CD错误； AB．由于处绳与竖直方向的夹角不变，PQ之间的距离减小，所以滑轮将上升少许，物体A的高度升高，B物体的高度下降，所以A的重力势能增大，B的重力势能减小，故A正确，B错误。 故选A。 7．C 【详解】若规定点所在水平面为零势能参考平面，图示位置的均匀正方形薄金属片的重心位置与零势能参考平面的高度差，当边沿竖直方向时的重心位置与零势能参考平面的高度差，薄金属片的重心升高 重力势能增加量 所以外力做功至少应为；故C正确，ABD错误。 故选C。 8．D 【详解】AB．重力势能的大小与零势面的选取有关，故无法判断重力势能是大于零还是小于零，故AB错； CD．人对袋有推力且在力的方向上有位移，故人对水袋做功，水的动能不变，使水的势能增加，故D正确，C错误。 故选D。 9．A 【详解】上升过程中，以抛出点为零势能点，上升路程为s时，物体距离抛出点的高度为s，重力势能 Ep=mgs 即重力势能与路程s成正比； 下降过程中，以抛出点为零势能点，设物体上升的最大高度为H，下降路程为s时，物体距抛出点的高度 重力势能为 解得 下降阶段，随着路程s的增大，重力势能线性减小。 故选A。 10．D 【详解】A．小球在A点时，把实际速度v0分别沿着细线和垂直细线分解，沿着细线方向的分速度为 由关联速度可知，此时物块的速度等于沿细线方向的速度，则有 故A错误； C．同理，小球运动到B点时，小球的速度的大小不为0，把小球的速度分别沿着细线和垂直细线分解，因为细线与细杆垂直，即细线与小球的速度垂直，则细线速度为0，物块的速度为0，故C错误； B．小球从A到B，重力势能的增加量为 物块下落的高度为 重力势能的减小量为 则系统总重力势能的减小量为，故B错误； D．小球从A点运动到B点过程，细线对小球做的功与细线对物块做的功，大小相等，一正一负。分析物块，根据动能定理 解得 则细线对小球做的功为，故D正确。 故选D。 11．CD 【分析】重力做功与路径无关，与首末位置的高度差有关，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大； 【详解】A、重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大，重力所做的功等于重力势能的变化量，故AB错误； C、重力做正功，重力势能减小，所以重力对物体所做的功等于物体重力势能的减小量，C正确； D、重力做负功，重力势能增大．所以物体克服重力所做的功等于物体重力势能的增加量，D正确． 【点睛】解决本题的关键知道重力做功的特点，以及掌握重力做功与重力势能的关系． 12．CD 【详解】AC．以地面为参考平面，小球落地时的重力势能为0，整个下落过程中重力做功为 整个下落过程中重力势能减少了，A错误C正确； BD．以桌面为参考平面，小球落地时的重力势能为，整个下落过程中重力做功为 整个下落过程中重力势能减少了，B错误D正确。 故选CD。 13．BC 【详解】AB．设正方形的边长为l，经AB段和CD段摩擦力做负功，为 经BC段和AD段摩擦力做负功，为 小环从经滑到点和小环从点经点滑到点两种情况下摩擦力都做负功，都为 即 A错误B正确； CD．两种情况下下降的高度相同，即重力做功相等，所以重力势能变化量相等，即E1=E2，C正确D错误。 故选BC。 14．BD 【详解】A．设无人机上升全过程的最大速度为，则 求得 故A错误； B．无人机上升全过程的时间为 故B正确； C．系统上升全过程重力势能增加 又 求得 故C错误； D．无人机向上匀加速运动上升的高度为 若若不考虑地面上的电缆对空中电缆的拉力，根据牛顿第二定律有 又 解得 在考虑地面上的电缆对空中电缆的拉力后，所以无人机向上匀加速运动时升力大于，故D正确。 故选BD。 15．ABC 【详解】A．将一物体竖直向上抛出，不计空气阻力，物体做匀变速直线运动，则有 v=-v0+gtv-t图象应是向上倾斜的直线，初速度小于零，故A正确； BC．位移的大小为 x=-v0t+gt2 所以x-t图象为开口向上的抛物线。 以抛出点为零势能面，重力势能恒为正 EP=mgh=mg（v0t-gt2）EP-t是开口向下的抛物线，故BC正确； D．竖直上抛运动的加速度恒为g，向下为正，所以a=g，故D错误； 故选ABC。 16． 2 -1 2 【详解】[1]若以地面为重力势能的参考平面，则小球在A点时的重力势能为 [2]若以桌面为重力势能的参考平面，则小球在B点时的重力势能为 [3]在小球从A点下落到B点的过程中，重力对小球做的功为 其中 解得 17． 0 103 200 200 【详解】[1][2][3][4]根据重力势能的定义式，以二楼地面为参考平面Ep＝0 以楼外地面为参考平面 Ep＝mgh＝20×10×5 J＝103J 以二楼地面为参考平面 ΔEp＝Ep2－Ep1＝mgh1－0＝20×10×1 J＝200 J 以楼外地面为参考平面 ΔEp＝Ep2－Ep1＝mg（h＋h1）－mgh＝mgh1＝20×10×1 J＝200 J 18．（1）；（2），增加 【详解】（1）根据题意，由运动学公式可得，物上升的加速度为 （2）根据题意，由牛顿第二定律有 解得 由公式可得，支持力对重物做的功为 根据题意，由公式可知，由于重物升高，重力势能增加，增加量为 19． 【详解】链条水平部分的重力势能为零，竖直部分的重心的高度为，故竖直部分的重力势能为 则链条的重力势能为。 20．(1)1800J；(2)16000W，－3200J；(3)1000W 【详解】(1)在秒内物体的位移为 重力做功为 (2)4s末物体的速度为 此时的重力的功率为 4s内物体的位移为 此时物体的重力势能为 (3)第3s的平均速度为 重力的平均功率为 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $