课时跟踪检测(六) 势能及其改变（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第二册（鲁科版）

课时跟踪检测(六)　势能及其改变 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.如图所示为运动员在体育测试中“原地掷实心球”的场景，则球 (　 ) A.在空中飞行时不受重力作用 B.在地面上滚动时受到的重力和摩擦力是一对平衡力 C.在飞行过程中，若所受外力突然消失，球将做匀速直线运动 D.在整个飞行过程中，重力势能不断增大 2.网球拍击中飞过来的网球，网球发生了明显的形变，下列说法中错误的是 (　 ) A.球拍击中网球，球拍和网球都发生了弹性形变 B.球拍能将网球弹开，说明球拍对网球的弹力大于网球对球拍的弹力 C.网球离开球拍后能在空中飞行一段距离，是由于网球具有惯性 D.网球和球拍接触的过程中，弹性势能和动能相互转化 3.登山，不仅可以强身健体，还可领略大自然的旖旎风光，陶冶人的情操。一位登山爱好者从某登山地山脚的A点登至山顶上的B点，这一过程中登山者克服重力做了一定的功，下列所述因素中与登山者克服重力做功多少无关的是 (　 ) A.登山者连同所携带的装备的质量 B.当地的重力加速度的大小 C.B点与A点的高度差 D.登山者由A点登至B点的路线 4.广西壮族“三月三”是壮族人民的传统节日，该节日民族活动很丰富，其中抛绣球是男女青年最喜欢的项目之一。假设某一青年女子在楼上将绣球水平抛出，抛出点离地4.5 m，绣球质量0.6 kg，在离地2.0 m处被一男青年抢到。重力加速度取10 m/s2，在绣球被抛出至被抢到的过程中，下列说法正确的是 (　 ) A.重力做功为15 J B.重力势能增加了15 J C.若以抛出点为参考平面，绣球被抢到时的重力势能为-27 J D.若以地面为参考平面时，此过程中绣球重力势能的变化量最大 5.如图所示，轻弹簧下端系一重物，O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置)，现用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A点，弹力做功为W1，第二次把它拉到B点后再让其回到A点，弹力做功为W2，弹簧始终在弹性限度内，则这两次弹力做功的关系为 (　 ) A.W1<W2 B.W1=2W2 C.W2=2W1 D.W1=W2 6.如图所示为一摩天轮，其直径为110米，轮外装挂48个360度透明座舱，每个座舱可乘坐8位游客，总共可同时供384位游客观光。假设某一游客质量为m，游客到圆心的距离为R，重力加速度为g，摩天轮转动角速度为ω，游客从最低点开始计时，以最低点为重力势能的零点，则经过时间t，游客重力势能随时间的变化关系式为 (　 ) A.Ep=mgR(1-cos ωt) B.Ep=mgR(1+cos ωt) C.Ep=mgR(1-sin ωt) D.Ep=mgR(1+sin ωt) 7.如图所示，质量为2 kg的物体放在桌面上，桌面离地高度是0.8 m。以桌面为零势面时物体的重力势能是Ep1，若物体从桌面下落至地面，势能的变化是ΔEp1；以地面为零势面时物体的重力势能是Ep2，若物体从桌面下落至地面，势能的变化是ΔEp2，g取10 m/s2，则下列结论正确的是 (　 ) A.ΔEp1=ΔEp2 B.ΔEp1>ΔEp2 C.Ep2=0 J D.Ep1=16 J 8.(双选)如图所示，质量为m的书包放在水平地面上，其上端连接一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧的上端点为P，开始时，弹簧处于原长状态，现在P点施加竖直向上的拉力，使P点缓慢上移，直到书包离开地面的高度为h，此过程中 (　 ) A.P点上升的高度为h+ B.书包的重力势能增加了mgh C.弹簧的弹性势能增加了mgh D.弹簧的弹性势能增加了 9.(8分)如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平地面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹簧弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则　　　　时刻弹簧的弹性势能最大(选填“t1”“t2”或“t3”)；t1~t3这段时间内，弹簧的弹性势能先　　　　后　　　(选填“增大”或“减小”)。  10.(12分)某高楼距地面340.1 m的第88层是一个能够容纳1 000人左右的观光厅，现有一质量为60 kg、身处第88层的游客，则：(游客可视为质点，g取10 m/s2) (1)以地面为零势能参考平面，该游客的重力势能是多少?(4分) (2)以第88层为零势能参考平面，该游客的重力势能是多少?(4分) (3)以420.5 m的楼顶为零势能参考平面，若他乘电梯从地面上升到88层，需克服重力做多少功?(4分) 11.(14分)如图是地图上某小山包的等高线图，a、b、c为山包上的三个点在地图上的位置，g取10 m/s2。 (1)若选择海平面为重力势能参考面，质量为55 kg的学生在a、b、c位置时的重力势能是多大?他从a位置上升到c位置，重力做了多少功?(7分) (2)若选择100 m的等高线所在平面为重力势能参考面，则质量为55 kg的学生在a、b、c位置时的重力势能是多大?他从a位置上升到c位置，重力做了多少功?(7分) 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(六) 1.选C　在空中飞行时受重力作用，A错误；在地面上滚动时受到的重力竖直向下，摩擦力沿水平方向，与相对运动方向相反，所以不是一对平衡力，B错误；在飞行过程中，若所受外力突然消失，由于惯性，球将做匀速直线运动，C正确；球在下落过程中，重力做正功，重力势能不断减小，D错误。 2.选B　球拍击中网球，球拍和网球之间发生了相互作用，都发生了弹性形变，故A正确，不符合题意；球拍对网球的弹力与网球对球拍的弹力是相互作用力，大小相等，故B错误，符合题意；网球离开球拍后能在空中飞行一段距离，是由于网球具有惯性，故C正确，不符合题意；网球和球拍接触的过程中，网球的动能先转化为球拍的弹性势能，后球拍的弹性势能又转化为网球的动能，故D正确，不符合题意。 3.选D　根据WG=mgh，可知重力做功与质量、当地的重力加速度和初末位置的高度差有关，与路径无关，故选D。 4.选A　重力做功为WG=mgΔh=0.6×10×(4.5-2.0) J=15 J，A正确；重力做正功，重力势能减小，故重力势能减少了15 J，B错误；若以抛出点为参考平面，绣球被抢到时的重力势能为Ep=-mg(h-h1)=-0.6×10×(4.5-2.0)J=-15 J，C错误；重力势能的变化与重力做功对应，与参考平面的选取无关，D错误。 5.选D　弹力做功与路径无关，只与初、末位置有关，两次初、末位置相同，故W1=W2，D正确。 6.选A　游客在运动的过程中，设游客和圆心的连线与竖直向下方向的夹角为θ，重力势能随时间变化的关系式为Ep=mgh=mgR(1-cos θ)，θ=ωt，联立得Ep=mgh=mgR(1-cos ωt)，故选A。 7.选A　以桌面为零势面时物体的重力势能是Ep1=0，若物体从桌面下落至地面，势能的变化是ΔEp1=-mgh=-16 J，以地面为零势面时物体的重力势能是Ep2=mgh=16 J，若物体从桌面下落至地面，势能的变化是ΔEp2=mgΔh=-16 J，即ΔEp1=ΔEp2，故选A。 8.选BD　书包离开地面的高度为h时，弹簧的伸长量为x=，由几何关系知P点上升的高度为H=h+，故A错误；书包克服重力做功mgh，则书包的重力势能增加了mgh，故B正确；弹簧的弹性势能增加了·x=kx2=，与mgh没有直接关系，故C错误，D正确。 9.解析：由胡克定律可知，弹簧弹力与弹簧形变量成正比，而形变量越大，弹簧的弹性势能越大，故弹簧弹力越大，弹簧弹性势能越大，由题图乙可知，t2时刻弹簧的弹力最大，弹性势能最大；t1~t3 这段时间内，弹簧的弹力先增大后减小，则弹性势能先增大后减小。 答案：t2　增大　减小 10.解析：(1)以地面为零势能参考平面，游客在第88层时，相对参考平面的高度为340.1 m，则游客的重力势能Ep1=mgh=60×10×340.1 J≈2.04×105 J。 (2)若以第88层为零势能参考平面，游客在第88层的相对高度为零，故Ep2=0。 (3)克服重力做的功与零势能参考平面的选取无关，故克服重力做的功为ΔEp=mgh≈2.04×105 J。 答案：(1)2.04×105 J　(2)0　(3)2.04×105 J 11.解析：(1)若选择海平面为重力势能参考面，学生在a、b、c位置时，则相应的重力势能为 Epa=mgha=55×10×50 J=2.75×104 J Epb=mghb=55×10×100 J=5.5×104 J Epc=mghc=55×10×150 J=8.25×104 J 他从a位置上升到c位置，重力做功为 WG=mgh=-55×10×100 J=-5.5×104 J。 (2)当选择100 m的等高线所在平面为参考面时，学生在a位置时，他相对于重力势能参考面的高度hab=50 m-100 m=-50 m 重力势能Epa=mghab=55×10×(-50)J=-2.75×104 J 学生在b位置时，因为就在重力势能参考面上，所以重力势能Epb=0 学生在c位置时，他相对于重力势能参考面的高度 hcb=150 m-100 m=50 m 重力势能Epc=mghcb=55×10×50 J=2.75×104 J， 从a位置上升到c位置，重力做的功等于重力势能增量的负值， W=-ΔEp=Epa-Epc=-2.75×104 J-2.75×104 J=-5.5×104 J。　 答案：(1)2.75×104 J　5.5×104 J　8.25×104 J　-5.5×104 J　(2)-2.75×104 J　0　2.75×104 J　-5.5×104 J $