第8章 第2节 重力势能-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理必修第二册（人教版）

第2节重力势能 白题基础过关 限时：25min 题型1重力做功 4.(2024·广东汕头期中)如图所示，质量为m 1.如图所示，一物体从A点出发，分别沿粗糙斜 的小球，从A点下落到地面上的B点.若以桌 面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出，运 面为参考平面，下列说法正确的是（) 动后到达同一水平面上的B、C、D三点.关于 QA 重力的做功情况，下列说法正确的是( A.沿AB面滑下时，重力做功多于另外二者 B.沿AC面滑下时，重力做功多于另外二者 C.沿AD抛物线运动时，重力做功多于另外 二者 A.小球在A点的重力势能为mg(h1+h2) D.三种情况下运动时，重力做的功相等 B.小球在B点的重力势能为-mgh, C.整个下落过程中小球的重力势能减 少mgh1 D.整个下落过程中小球的重力势能减 少mgh2 (第1题) (第2题) 题型3重力做功与重力势能的关系 2.将两个足够长的斜面体按如图所示的方式固 5.(2024·江苏镇江质检)关于重力做功和物体 定在水平面上，现将一小球从左侧斜面体的h 的重力势能，下列说法不正确的是（) 高度处由静止释放，小球沿轨道运动到右侧 A.重力对物体做正功时，物体的重力势能一 斜面体上到达最高点，最高点距离地面上 定减少 4 B.物体克服重力做功时，物体的重力势能一 述过程小球的重力做功为 ( 定增加 A.mgh B.3mgh C.重力做功的多少与重力势能的变化都与参 4 4 考平面的选取有关 C.mgh D.0 D.重力做功的多少与重力势能的变化都与参 题型2。重力势能的理解与计算 考平面的选取无关 3.关于重力势能，下列说法正确的是 6.（2024·江西九江质检)喳岈山风景区地处河 A.物体的重力势能就等于重力做功 南省遂平县境内某位同学利用假期游览嵖蚜 B.重力势能是物体和地球共有的，而不是物 山，则该同学沿上山台阶向上走的过程中 体单独具有的 ( C.放在地面上的物体，它的重力势能一定等 A.重力做负功，台阶的支持力做正功，重力势 于零 能增加 D.当重力做负功时，物体的重力势能一定 B.重力做负功，台阶的支持力不做功，重力势 减少 能增加 第八章黑白题075 C.重力做正功，台阶的支持力不做功，重力势 做的功为 能减少 D.重力做正功，台阶的支持力做正功，重力势 能减少 题型4弹性势能 c好) D.(x好-x) 重难聚焦 7.关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是 题型 绳（链）与流体的重力势能 ( 10.(2024·江苏常州质检)如图所示，质量 A.当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大 B.当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小 为m的均匀金属链条，长为L,有一半在光 C.在伸长量相同时，劲度系数越大的弹簧，它 滑的足够高的斜面上，另一半竖直下垂在 的弹性势能越大（在弹性限度内） 半空中.已知斜面倾角为30°，顶端是一个 D.弹簧在拉伸时弹性势能一定大于压缩时的 很小的圆弧.从静止开始释放后整个链条滑 弹性势能 动，当链条刚好全部滑出斜面时，重力势能 8.如图所示，一轻弹簧一端固定于0点，另一端 的减少量为 系一重物，将重物从与悬点0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 30°7 最低点B的过程中（没有超过弹性限度） A. 6"gL 8mgl B. A.重力做正功，弹簧弹力不做功，弹性势能不变 3 C 3 16mgL D. gL B.重力做正功，弹簧弹力做负功，弹性势能 增加 11.截面积为S的U形管中，盛有一种密度为p C.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧，重 的液体，由于底部中间的阀门关闭着，一边 力做正功，弹力做功不变 管中的液面高度为h,另一边管中的液面 D.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧，重 高度为h2,如图所示，再次把阀门打开，使 力做功不变，弹力不做功 左右两边相通，当两边液面达到相同高度 时，重力做的功为 K00000000-O, BO 阀门 (第8题) (第9题) 9.有一个劲度系数为飞的轻弹簧，它的弹力大小 A. 与其伸长量成正比.弹簧一端固定在墙壁上， AP8S(h-h2)2 B. P8S(h-h2)2 在另一端沿弹簧的轴线施加一水平力将弹簧 aPgS(h-h2)2 D.pgS(h-h2)2 缓慢拉长，弹簧的伸长量由x,增大到x2的过 程中，拉力的大小变化情况如图所示，则拉力 进阶突破拔高练P12 必修第二册：RJ黑白题076专题探究九机车运行问题 黑题专题强化 1.B 3 2.A解析：B.电动车的功率等于图像的斜率，P= 2%-% 31 2F。Fo Foo,故B错误；C.根据牛顿第二定律F-f=ma,P=Fv,解得 )f=m,电动车在BC段的加速度随着速度的增大而减 P 小，故C错误；D.根据最大速度公式v。= ，根据题意。 P=,解得/广号孔放D错误；L根据f=7m, 3 P=广子=%高得0会放A正商故法A 3m' 3.C解析：AB.A、B选项两图中，开始一段时间，机车的速度 随时间均匀增大，加速度是定值，机车是以恒定的加速度启 动，功率不恒定，故AB项不符合题意：C.若机车以恒定的功 率启动，则其速度增加，牵引力减小，当牵引力逐渐减小到与 阻力等大时，机车以最大的速度做匀速运动，故C项符合题 意；D.若机车以恒定的功率启动，则有P=Fm,可得F=P1, , 则有Fc},即F-图像是过原点的一条倾斜直线，故 D项不符合题意故选C 4.A 5.A解析：汽车在匀加速阶段，根据牛顿第二定律F-f=ma, 汽车的速度v=at,受到的阻力f=m,则加速阶段的功率P= Fv=ka2t2+mat,所以加速阶段的P-t图线是开口向上的抛 物线；速度达到某一值时汽车做匀速直线运动，牵引力突然 减小，使牵引力等于阻力，速度不变，由P=Fv知，功率突然 减小，然后不变，故A项正确，BCD三项错误 6.D解析：D.汽车在前5s内做匀加速运动，根据加速度的定 义可得加速度为a是9m:2m:,由牛顿第二定# 得F-f=ma,解得汽车在前5s内的牵引力为F=f+ma= 5×2x10×10N+2x103×2N=8×103N,在前5s内汽车运动 的位移x=9×5m=25m,在前5s内汽车牵引力做的功为 W=Fx=8×103×25J=2×10J,故D正确；B.汽车在5s末功 率达到额定功率为P=Fm=8×103×10W=8×10W,故B错 误：A.当汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，则汽车的 最大室度为片号 ，8x10m/s=20m/s, 5x2x10x10 故A错误；C.汽车的速度大小为16m/s时，汽车的牵引力为 F,=P-8x10N=5×10N,加速度为a=月 f 1 16 m 5x10 5×2x103×10 一m/s2=0.5m/s2,故C错误.故选D. 2×103 参考答案与解析 7.D解析：A由图可知，0~t1时间内，加速度a恒定，物体做 匀加速直线运动，匀加速阶段的位移为x,=2片，A错误； B.t=t1时，据牛顿第二定律可得F,-mg=mao,由功率与速度 关系可得P=F1v,=F,·ao1,联立解得该起重机的额定功 率为P籁=(mg+mao)aot1,B错误；C.由图像及P=F, F-mg=ma可知，物体先匀加速上升，当功率等于额定功率 时，做加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，速度达 到最大，以后做匀速直线运动，由图可知，t2时刻物体的加速 度不为零，正在加速上升，C错误；D.0~t1时间内牵引力做功 为黑=f=(g+m,)x分a,时间内牵引力做功 为W2=P额(t2-t1)=(mg+mao)ao(t2-t1),联立可得0~t1和 4时间内牵引力做的功之比为”-与 所2(44)D正确故 选D. 8.C解析：0~t1阶段，设汽车以速度。做匀速运动，牵引力与 Po 阻力∫平衡，此时功率恒为P。,则有= 4阶段，5时 刻使汽车功率减半瞬间，汽车的速度。不变，根据P=Fm,可 知牵引力突然减小为原来的一半，则汽车开始做减速运动， 功率保持为2P,不变，根据P=,可知随着速度的诚小，牵 引力又逐渐增大，可知汽车做加速度减小的减速运动.2~3 阶段，当2时刻牵引力又增大到等于阻力，汽车开始做匀速 2B1 运动，此时汽车的速度为v'= f=2ot~t4阶段，看到红 灯转为绿灯，逐渐增加功率，使汽车做匀加速运动直到恢复 原来功率P。,这段时间内汽车先做匀加速直线运动，当牵引 力功率刚恢复原来功率瞬间，牵引力仍大于阻力，汽车继续 加速，但以后保持功率P。行驶，根据P=F,可知随着速度的 增加，牵引力减小，汽车做加速度减小的加速运动，当牵引力 减小到与阻力平衡时，汽车开始匀速运动，速度大小为= -n故C正确，ABD错误 f (1)a.3.6x10Nb.25s(2)2 解析：(1)a.以第6、7、8节车厢为整体进行分析，总质量为 3m,整体所受拉力为F,根据牛顿第二定律有F-3f=3ma,f= 0.01mg,代入数据解得F=3.6×10N.b.设每节动车提供的牵 引力为F,动车匀加速行驶能达到的最大速度为v,对整个 动车组进行分析，根据牛顿第二定律，有2F-8f=8ma, 2P=2n,则2P -8f=8ma,代入数据解得vmm=12.5m/s,持 续时间t=”=25.(2)动车组以最大速度行驶时有F秦= f阻=，其中k为比例系数依据公式P=F牵v,有2P=,·1, 4P=,·2,解得4=2 22 第2节重力势能 白题基础过关 1.D2.B3.B4.B5.C6.B7.C8.B 黑白题29 9.C解析：在拉弹簧的过程中，拉力的大小始终等于弹簧弹 力F的大小x,故F-x图像的面积表示拉力所做的功，即 W=(写-)故选C 10.A解析：设斜面的最高点所在的水平面为参考平面，开始 时斜面上的那部分链条的重力势能为E=3.二1 24 sin 0, 竖直下蕃的那部分链条的重力势能为。：受·冬，当链 条刚好全部滑出斜面时，重力势能为区，=一g子，重力势 能的减少量为△E,=Em+E-E,=6mgL,故选A 11.A解析：把底部中间的阀门打开，使左右两边管中液体高 度相等，设此时液体的高度为h,故有h二，？因此从左边 移到右边的液体体积为V= =,3所以这个过程液体的重 力势能变化量等于左边上部分的液体移到右边的重力势 1 能变化，即重力做的功为Wc=4PgS(h,-h)2,故选A 第3节动能和动能定理 第1课时动能的表达式动能定理 白题基础过关 1.D2.C3.BD 4B解析：A由动能定理可知即，=mgh+了m2=1x10x1J片 2×I×2J=12J,故A错误；BC.由动能定理可得，合外力所 微的功等于动能的变化，。=宁2子×12J=21,放 B正确，C错误：D.物体克服重力做的功W。=mgh=1×10× 1J=10J,故D错误.故选B. 5.B解析：以子弹为研究对象，根据动能定理W=△E= 2mt2m=-128J,故选B. 8A解折：根锅动能定理可得：了m一 2m6=mgh,解得石块 落地时的动能Ek=子m2=了m 1 F2m6+mgh=56.25J,石块落地 时的速度v=√+2gh=15m/s,故A正确，B错误；由表达式 v=√+2gh可知，石块落地时的速度与初速度的仰角、石块 的质量无关，故CD错误故选A. 7.D解析：设汽车与路面间的动摩擦因数为4，则由动能定 理得：mgs=02,当总质量为2m且速度变为时： 4×2mgs'=0-号×2m(4w)2,解得s'=16s,故D项正确，ABC 三项错误 黑题应用提优 1.C2.B 3.日解折：在竖直方向A=,解得4√ .根据平抛运动 g 必修第二册·RJ 的知识可得初速度0=花=三x2h】 .由此可得ux三 t 2五 代入数据可 E22 号.人=8故B正确，ACD错误 2x好h2 4.D解析：A.由动能定理可得，小物块到达小车最右端时的 动能E物=W合=(F-F)(L+x),故A正确；B.小物块到达小 车最右端时，系统增加的内能为Q=-W=FL,故B正确： C小物块克服摩擦力所做的功W酶=F,(L+x),故C正确； D.小物块和小车增加的动能为△E=F(L+x)-FL,其中F> F,故D错误.本题选错误的，故选D. 压轴挑战 5.CD解析：由图乙可知mg=kxo,解得k=g,由F-x图线与 xo 横轴所围图形的面积表示弹力所做的功，则有W弹= 分(-6)2，由动能定理得g之(-)2=0，即m心 (x-)2=0,解得x=h+（1+,+2）(巴合去负值)， 2x0 故最低点坐标不是h+2xo,h+2x处动能不是最小，故AB错 误；由图可知，mg=kxo,由对称性可知当x=h+2xo时，小球加 速度为-g,且弹力为2mg,故C正确；小球在x=h+xo处时， 动能的值最大，根据动能定理有mg(h+x。）+W弹=Em-0,依 1 1 题可得W#三一2mgo,所以E=mgh+2mgo,故D正确. 第2课时动能定理的综合应用 白题基础过关 1.B2.D 3.D解析：水泥的速度沿绳子方向，人的速度在绳子方向上 的分量m0,由动能定理可知甲=g()。十 2m2sin26,故D正确故选D. 1 4.B解析：根据题意，由动能定理mg(h+d)-W=0,由于 =a,则有则=私=02×4=号，联立解得k= 2mg(h+d,故选B. 5.C解析：从开始至停下，根据动能定理可得-mgs=0- 2m2,得运动的总路程=25m,因号5m=,放停下位查 1 距离左边挡板距离x=L-5m=3m,故选C. 黑题应用提优 1.C2.D 3.AC解析：AB.根据题意，在B点对物块由牛顿第二定律有 mgmg=m令，解得5=√6gR,故A正确，B销误；C从 到B,对物块由动能定理有Yx-jmgL=2m,解得W集= mgl+3mgR,而弹簧弹力所做的功等于弹簧所具有的弹性 势能，因此有W弹=E。,故C正确；D.物块恰好到达C点，物 黑白题30