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

第2节 重力势能 同步检测 基础对点练 1、 选择题: 考点一　重力做功的特点 1．某游客带着孩子游泰山时，不小心将手中质量为m的皮球滑落，球从山上的位置A滚到了山脚下的位置B，高度标记如图所示，则下列说法正确的是(重力加速度为g)(　　) A．从A到B的曲线长度不知道，无法求出此过程重力做的功 B．从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功 C．从A到B重力做功mg(H＋h) D．从A到B重力做功mgH 2．将一个物体由A点移至B点，重力做功(　　) A．与运动过程中是否存在阻力有关 B．与物体沿直线或曲线运动有关 C．与物体是做加速、减速还是匀速运动有关 D．与物体初、末位置的高度差有关 3．(多选)在高处的某一点将两个质量相等的小球以相同速率v0分别竖直上抛和竖直下抛，下列结论正确的是(不计空气阻力)(　　) A．从抛出到刚着地，重力对两球所做的功相等 B．从抛出到刚着地，重力对两球做的功都是正功 C．从抛出到刚着地，重力对两球做功的平均功率相等 D．两球刚着地时，重力的瞬时功率相等 考点二　重力势能 4．关于重力做功和重力势能，下列说法中正确的是(　　) A．重力做功与路径无关 B．当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定减小 C．重力势能为负值，说明其方向与规定的正方向相反 D．重力势能的大小与参考平面的选取无关 5．物体做自由落体运动，Ep表示重力势能，h表示下落的距离，以水平地面为参考平面，下列图像中能正确反映Ep和h之间关系的是(　　) 6．(多选)物体在运动过程中，克服重力做功100 J，则以下说法正确的是(　　) A．物体的高度一定降低了 B．物体的高度一定升高了 C．物体的重力势能一定是100 J D．物体的重力势能一定增加100 J 7.(多选)如图所示，质量相同的A、B两小球用长度不同的两轻绳悬于等高的O1、O2点，绳长LA、LB的关系为LA>LB，将轻绳水平拉直，并将小球A、B由静止开始同时释放，取释放的水平位置为参考平面，则下列说法正确的是(　　) A．在下落过程中，当两小球到同一水平线L上时具有相同的重力势能 B．两小球分别下落到最低点的过程中减少的重力势能相等 C．A球通过最低点时的重力势能比B球通过最低点时的重力势能大 D．A、B两小球只要在相同的高度，它们的重力势能就相等 考点三　弹性势能 8.如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端与一弹簧连接，弹簧的另一端固定在墙上，在力F的作用下物体处于静止状态．当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是(弹簧始终在弹性限度内)(　　) A．弹簧的弹性势能先减小后增大 B．弹簧的弹性势能先增大后减小 C．弹簧的弹性势能逐渐减小 D．弹簧的弹性势能逐渐增大 9．如图所示，质量相等的两木块中间连有一竖直弹簧，今用力F缓慢向上提A，直到B恰好离开地面．开始时木块A静止在弹簧上面．设开始时弹簧的弹性势能为Ep1，B刚要离开地面时，弹簧的弹性势能为Ep2，则关于Ep1、Ep2的大小关系及弹性势能的变化ΔEp，下列说法中正确的是(　　) A．Ep1＝Ep2 B．Ep1＞Ep2 C．ΔEp＞0 D．ΔEp＜0 10．(多选)如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度释放，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，弹力不做功 B．重力做正功，弹力做负功，弹性势能增加 C．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功 D．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功 能力综合练 1、 选择题: 11.如图所示，物体A的质量为m，A的上端连接一个竖直轻弹簧，弹簧原长为L0，劲度系数为k，整个系统置于水平地面上，现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，B点上移距离为L，此时物体A也已经离开地面，则下列说法中正确的是(重力加速度为g)(　　) A．提弹簧的力对系统做功为mgL B．物体A的重力势能增加mgL C．物体A的重力势能增加mg(L－L0) D．物体A的重力势能增加mg 12.如图所示，一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂．用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距l.重力加速度大小为g.在此过程中，绳的重力势能增加(　　) A.mgl B.mgl C.mgl D.mgl 13．如图甲所示，一滑块沿光滑的水平面向左运动，与轻弹簧接触后将弹簧压缩到最短，然后反向弹回，弹簧始终处在弹性限度内，图乙为测得的弹簧的弹力与弹簧压缩量之间的关系图像，则弹簧的压缩量由8 cm变为4 cm时，弹簧所做的功以及弹性势能的变化量分别为(　　) A．3.6 J、－3.6 J B．－3.6 J、3.6 J C．1.8 J、－1.8 J D．－1.8 J、1.8 J 二、计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位) 14.在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量均为m，厚度均为h，如图所示，若将砖一块一块地竖直叠放起来，在此过程中，重力做多少功？重力势能如何变化，变化了多少？(重力加速度为g) 15．在离地面80 m处无初速度释放一小球，小球质量为m＝200 g(不计空气阻力，g取10 m/s2)，取最高点所在水平面为参考平面，求： (1)在第2 s末小球的重力势能； (2)在第3 s内重力所做的功和重力势能的变化量． 参考答案： 1.答案　D解析　重力做功与路径无关，根据两点间的高度差即可求得重力做的功．因A、B两点间的高度差为H，则重力做功W＝mgH，D正确． 2.答案　D 3.答案　ABD解析　从抛出点到着地点高度差相同，由W＝mgh可知，重力对两球所做的功相等，且都做正功，故A、B项正确；由于竖直上抛比竖直下抛的运动时间长，由P＝，知P上＜P下，故C项错误；由运动学公式v2－v02＝2gh得，两球刚着地时速度相同，重力的瞬时功率P＝mgv相同，故D项正确． 4.答案　A 5.答案　B解析　设初始位置高度为H，由重力势能公式得Ep＝mg(H－h)＝mgH－mgh，由数学知识可知重力势能与h的关系图像为斜率为负的直线，故B正确． 6.答案　BD解析　克服重力做功，即重力做负功，重力势能增加，高度升高，克服重力做多少功，重力势能就增加多少，但重力势能是相对的，增加100 J的重力势能，并不代表现在的重力势能就是100 J，故B、D正确，A、C错误． 7.答案　AD解析　下落过程中，当两小球到同一水平线L上时，因它们的质量相同，则具有相同的重力势能，故A正确；根据重力势能的变化与重力及下落的高度有关知，两小球分别下落到最低点的过程中减少的重力势能不相等，故B错误；释放的水平位置为参考平面，则根据重力势能的定义知，A球通过最低点时的重力势能比B球通过最低点时的重力势能小，故C错误；两小球只要在相同的高度，它们的重力势能就相等，故D正确． 8.答案　A解析　由物体处于静止状态可知，弹簧处于压缩状态，撤去F后，物体在向右运动的过程中，弹簧的弹力对物体先做正功后做负功，故弹簧的弹性势能先减小后增大，故A正确． 9.答案　A解析　开始时弹簧形变量为x1，有kx1＝mg，设B刚要离开地面时弹簧形变量为x2，有kx2＝mg，可知x1＝x2，所以Ep1＝Ep2，ΔEp＝0，A正确，B、C、D错误． 10.答案　BC解析　用不可伸长的细绳拴住重物向下摆动时，重力做正功，弹力不做功，C对；用弹簧拴住重物向下摆动时，弹簧要伸长，重物轨迹不是圆弧，弹力做负功，弹性势能增加，重力做正功，且做功比用细绳代替弹簧后做功多，所以A、D错，B对． 11.答案　D解析　将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，由于开始时有支持力，故拉力先小于mg，物体离地后等于mg，拉力作用点的位移为L，故提弹簧的力对系统做功小于mgL，故A错误；B点上移距离为L，弹簧伸长量为ΔL＝，故A上升的高度为L－ΔL，所以物体A的重力势能增加mg，故B、C错误，D正确． 12.答案　A解析　由题意可知，PM段细绳的重力势能不变，MQ段细绳的重心升高了，则重力势能增加ΔEp＝mg·＝mgl，故选项A正确，B、C、D错误． 13.答案　C解析　F－x图像与x轴围成的面积表示弹力做的功，则W＝×0.08×60 J－×0.04×30 J＝1.8 J，根据W＝－ΔEp知，弹性势能的变化量为－1.8 J，C正确． 14.答案　－mgh　重力势能增加 增加了mgh 解析　砖由平放在地面上到把它们一块块地竖直叠放起来，克服重力所做的功等于砖增加的重力势能． 取n块砖整体为研究对象，原来整体重心距地面高度为， 叠放起来后整体重心距地面高度为nh， 故WG＝nmgΔh＝nmg＝－mgh 重力做负功，重力势能增加，增加了mgh. 15.答案　(1)－40 J　(2)50 J　减少50 J 解析　(1)在第2 s末小球所处的高度h＝－gt2＝－×10×22 m＝－20 m 重力势能Ep＝mgh＝0.2×10×(－20) J＝－40 J (2)在第3 s末小球所处的高度h′＝－gt′2＝－×10×32 m＝－45 m 第3 s内重力做功W＝mg(h－h′)＝0.2×10×(－20＋45) J＝50 J， 故小球的重力势能减少50 J. 学科网（北京）股份有限公司 $