课时跟踪检测(十九) 重力势能（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第二册（人教版 江苏专用）

课时跟踪检测(十九)　重力势能 (网阅作业，选择题请在答题区内作答) 1.关于重力势能，下列说法中正确的是 (　 ) A.放在地面上的物体重力势能一定为零 B.物体与参考平面的距离越大，它的重力势能也越大 C.重力势能的变化量与参考平面的选取无关 D.一个物体的重力势能从-10 J变化到4 J，重力势能减少了 2.关于弹性势能，下列说法正确的是 (　 ) A.物体只要发生了形变就具有弹性势能 B.弹性势能是矢量 C.当弹簧的弹力做正功时，弹性势能增加 D.弹性势能必须通过弹力做功改变 3.(2025·宜兴高一期末)彩虹滑道在各游乐园和景区非常受欢迎。质量为70 kg的游客坐在质量为10 kg的橡胶圈上，一起从滑道顶端无初速度滑下，最后停在滑道水平末端。若滑道顶端到末端的高度差为6 m，取重力加速度g=10 m/s2，则此过程中橡胶圈的重力势能减小量为 (　 ) A.4 800 J B.4 200 J C.600 J D.0 4.如图所示，质量为m的物体，放于水平面上，物体上竖直固定一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧。现用手拉住弹簧上端P缓慢向上提，使物体离开地面上升一段距离，在这一过程中，若P端上移的距离为H。关于物体的重力势能，下列说法正确的是 (　 ) A.减少了mgH- B.增加了mgH C.增加了mgH- D.减少了mgH- 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.(2025·昆山高一期末)城市用户的污水会通过地下管道输送到污水处理厂，工厂先将污水用水泵抽送至地面，再对污水进行净化处理。下列说法正确的是 (　 ) A.当污水自发的顺着倾斜的地下管道流动时，重力对污水做负功 B.当污水自发的顺着倾斜的地下管道流动时，污水的重力势能增加 C.水泵将污水抽送至地面的过程中，重力对污水做正功 D.水泵将污水抽送至地面的过程中，污水的重力势能增加 7.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) 8.(2025·淮安高一期中)如图所示，四块质量均为m、厚度均为d的砖(质量分布均匀)叠放在水平地面上。现将砖一块一块地平铺在地面上，重力加速度大小为g，则该过程中四块砖所受的重力做的功为 (　 ) A.2mgd B.4mgd C.6mgd D.8mgd 9.(2025·海州高一阶段练习)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1.8 kg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，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是 (　 ) A.弹簧的压缩量为30 cm B.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0.54 J D.物体静止时，弹簧的弹性势能为0.27 J 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) 3 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(十九) 1．选C　地面上的物体重力势能与参考平面的选取有关，A错误；如果物体在参考平面上方，物体与参考平面的距离越大，重力势能越大，如果物体在参考平面下方，物体与参考平面的距离越大，重力势能越小，B错误；重力势能的变化量只与物体初、末位置的高度差有关，与参考平面的选取无关，C正确；一个物体的重力势能从－10 J变化到4 J，重力势能增加了，D错误。 2．选D　只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能，选项A错误；弹性势能的变化总是与弹力做功相对应，当弹力做正功时，弹性势能减少，当弹力做负功时，弹性势能增加，选项C错误，D正确；弹性势能同其他形式的能量一样，都是标量，选项B错误。 3．选C　橡胶圈的重力势能减小量为ΔEp＝mgh＝10×10×6 J＝600 J。 4．选C　手拉着弹簧上端P缓慢向上移动，物体始终处于平衡状态。根据胡克定律得弹簧的伸长量Δx＝，在这一过程中，P端上移的距离为H，所以物体上升的高度为h′＝H－，所以物体的重力势能增加了Ep＝mgh′＝mgH－，故选C。 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D　当污水自发的顺着倾斜的地下管道流动时，重力对污水做正功，污水的重力势能减少，故A、B错误；水泵将污水抽送至地面的过程中，重力对污水做负功，污水的重力势能增加，故C错误，D正确。 7．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＝mgR(1－cos ωt)，故选A。 8．选C　根据重力做功的公式可知W＝mg×3d＋mg×2d＋mgd＝6mgd。 9．选D　由题图甲可知，弹簧的劲度系数k＝＝600 N/m，由题意，根据物体受力平衡有mg＝kx，解得弹簧的压缩量x＝3 cm，A错误；在弹性限度内，弹簧的形变量越大，弹性势能越大，B错误；由题意知弹簧压缩，此过程中弹簧弹力对物体做负功，C错误；物体静止时，弹簧的弹性势能Ep＝x＝kx2＝0.27 J，D正确。 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)以第88层为零势能参考平面，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，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＝mg(ha－hc)＝55×10×(50－150) J＝－5.5×104 J。 (2)若选择100 m的等高线所在平面为参考面，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，重力做的功为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 $