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

重力势能章末基础练习卷 一、单选题 1．如图所示为传统弹弓，将弹丸放在皮兜中，用力将橡皮筋拉长后释放。在用力拉伸橡皮筋的过程中，下列说法正确的是（　　） A．弹性势能主要储存在把手上 B．弹性势能主要储存在皮兜上 C．弹性势能主要储存在橡皮筋上 D．弹性势能主要储存在手上 【答案】C 【详解】橡皮筋具有弹性，则被拉长后具有弹性势能，即弹性势能主要储存在橡皮筋上。 故选C。 2．如图所示，桌面离地高h，质量为m的小球离地高H，若以地面为参考平面，则小球的重力势能为（　　） A．mgh B．mgH C．mg（H-h） D．mg（H+h） 【答案】B 【详解】根据重力势能的计算公式可得 故选B。 3．如图所示，光滑弧形轨道高为h，将质量为m的小球从轨道顶端由静止释放，重力加速度为g，该过程中小球重力势能（　　） A．增加mgh B．减少mgh C．增加2mgh D．减少2mgh 【答案】B 【详解】重力做正功，重力势能减少，所以小球从轨道顶端由静止释放下落高度为h时，重力势能减少量为 故选B。 4．如图所示，一质量为m的小物块，从曲面上高度为h1的位置A滑到高度为h2的位置B，经过曲面的路程为s。已知重力加速度为g，则小物块由位置A运动到位置B的过程中重力做的功为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】重力做功只与物体初、末位置的高度差有关，与路径无关，可知小物块由位置A运动到位置B的过程中重力做的功为，故选D。 5．如图所示，甲、乙、丙三个高度相同、倾角不同的斜面固定在水平地面上，同一个小球分别从斜面顶端运动到底端，三个过程中重力对小球做的功分别为、、，下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】重力做功与路径无关，则根据W=mgh可知三个过程中重力对小球做的功 故选A。 6．如图所示为倾角的斜坡，一质量为的汽车由斜坡底端的点开始运动，经点运动到斜坡的最高点。已知，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．汽车从到的过程重力势能的增加量为 B．汽车从到的过程重力做功为 C．汽车从到的过程重力做功为 D．若以过点的水平面为零势能面，汽车在点的重力势能为 【答案】A 【详解】AB．汽车从到的过程重力做功为 可知汽车从到的过程重力势能的增加量为，故A正确，B错误； C．汽车从到的过程重力做功为，故C错误； D．若以过点的水平面为零势能面，汽车在点的重力势能为，故D错误。 故选A。 7．如图，一质量为0.1kg的小球从A点下落到地面上的B点，A点距桌面的高度h1=1m，桌面距地面的高度h2=0.8m。取重力加速度g=10m/s2，以桌面为零势能参考平面，则小球在A点、B点的重力势能分别为（　　） A．1J，0.8J B．1J，0.8J C．1.8J，0 D．1.8J，0.8J 【答案】A 【详解】以桌面为零势能参考平面，则小球在A点的重力势能 B点的重力势能为 故选A。 8．蹦床运动员触簧下陷过程中重力势能、弹簧的弹性势能的变化情况分别是（    ） A．重力势能减小，弹性势能增大 B．重力势能增大，弹性势能减小 C．重力势能减小，弹性势能减小 D．重力势能增大，弹性势能增大 【答案】A 【详解】蹦床运动员触簧下陷过程中重力做正功，重力势能减小；弹簧形变量增大，则弹性势能增大。 故选A。 9．如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止。剪断轻绳后A自由下落、B沿斜面下滑。则从剪断轻绳到物块落地的过程中，两物块（  ） A．同时落地 B．落地时速度相同 C．重力势能的变化量相同 D．重力的平均功率相同 【答案】D 【详解】A．初始静止受力平衡即 设初始两物块离地高度为，A自由下落，由 得 B沿斜面下滑，加速度 下滑位移，由 得，则A先落地，故A错误； B．速度是矢量，由机械能守恒得落地速度大小相等，但A速度方向竖直向下，B速度方向沿斜面向下，方向不同，因此速度不同，故B错误； C．重力势能变化量等于重力做功， 因，故重力势能变化量不同，故C错误； D．重力平均功率，分别代入质量和时间关系计算得，重力平均功率相同，故D正确。 故选D。 10．如图所示，质量为m的货物在起重机的作用下由静止开始以恒定加速度竖直向上运动，加速度大小为a，经过t时间起重机达到额定功率，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．若起重机保持额定功率继续提升，货物一定做匀速直线运动 B．货物在匀加速阶段，起重机对货物的拉力大小为 C．货物在匀加速阶段，货物的重力势能变化量为 D．起重机的额定功率为mgat 【答案】C 【详解】A．保持额定功率P继续提升时，根据可知，牵引力会随速度增大而减小，当时达到最大速度，但在此之前是变加速运动，故A错误； B．货物匀加速上升时，由牛顿第二定律可得 所以起重机对货物的拉力，故B错误； C．货物在匀加速阶段，货物上升的高度 货物的重力势能变化量，故C正确； D．起重机在匀加速阶段结束时达到额定功率，此时速度 因此起重机的额定功率，故D错误。 故选C。 二、多选题 11．下列关于重力势能的说法正确的是（　　） A．相对于某一参考平面，两个物体重力势能，，则与方向相反 B．两个物体相对于某一参考平面的重力势能，，则 C．如果一个物体在运动过程中重力做负功，则其重力势能一定增加 D．重力势能是标量，负值没有意义 【答案】BC 【详解】AB．重力势能是标量，正负表示大小，不表示方向，两个物体相对于同一参考平面的重力势能，，则有，故A错误，B正确。 C．根据功能关系，重力做负功，重力势能增加，故C正确。 D．重力势能是标量，负值表示物体处于参考平面以下，有意义，故D错误。 故BC正确。 12．如图所示，质量为0.5kg的小球（视为质点）从距桌面高度为1.2m处的A点下落到水平地面上的B点，与地面碰撞后恰好能上升到与桌面等高的C点，C点距地面的高度为0.8m。取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A．在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为-4J B．以桌面为重力势能的参考平面，小球在A点时的重力势能为12J C．以桌面为重力势能的参考平面，小球在B点时的重力势能为-4J D．在小球从A点经B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为16J 【答案】AC 【详解】A．在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为，故A正确； BC．以桌面为重力势能的参考平面，小球在A点时的重力势能为 在B点时的重力势能为，故B错误，C正确； D．在小球从A点经B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为，故D错误。 故选AC。 13．如图所示为一岸防炮射出的炮弹在空中的运行轨迹。已知炮弹的质量为，轨迹的最高点到水平面的距离为，炮口的高度为，重力加速度为，不计空气阻力，炮弹可视为质点。下列说法正确的是（　　） A．炮弹从点运动到点的过程中，其重力势能不断增大 B．炮弹从点运动到点的过程中，其重力做负功 C．炮弹从射出到落回水平面的过程中，重力做的功为 D．炮弹从射出到落回水平面的过程中，重力势能减少量为 【答案】ABD 【详解】AB．炮弹从点运动到点的过程中，炮弹的高度逐渐增大，所以重力做负功，重力势能不断增大，故AB正确； CD．炮弹从射出到落回水平面的过程中，重力做的功为 则重力势能减少量为，故C错误，D正确。 故选ABD。 14．如图所示，一质量为、可视为质点的物体静止在竖直放置的轻质弹簧上，弹簧上端与物体拴接在一起，下端固定在水平地面上，物体静止时处于点。现在物体上缓慢施加一竖直向下的压力，将压到处，此时压力大小为，撤去外力后，物体向上运动到最高点。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．物体由运动到过程中加速度一直减小 B．物体在点的弹性势能大于在点的弹性势能 C．物体在最高点时加速度大小为 D．物体由运动到的时间小于由运动到的时间 【答案】BC 【详解】A．物体从M到O过程，弹簧弹力大于重力，合力向上，加速度向上，随着物体上升，弹簧弹力减小，合力减小，加速度减小；从O到N过程，弹簧弹力小于重力，合力向下，加速度向下，随着物体上升，弹簧弹力减小，合力增大，加速度增大，所以物体由M运动到N过程中加速度先减小后增大，故A错误； B．从M到N的过程中，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，物体在M点重力势能最小，在N点重力势能最大，两点的动能都为0，则根据机械能守恒可知物体在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能，B正确； C．施加压力F时物体缓慢运动，处于平衡状态，有；撤去外力后，物体做简谐运动，根据简谐运动的对称性，在最低点M与最高点N的加速度大小相等。在M点时，撤去F后，合力大小为F，加速度大小为，所以在最高点N时加速度大小也为，C正确。 D．根据简谐运动的等时性可知，物体由M运动到O的时间等于由O运动到N的时间，D错误。 故选BC。 15．如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，当地重力加速度为g，取位置2所在水平面为参考平面，则下列说法正确的是（　　） A．足球从1运动到2重力做功mgh B．足球从1运动到2重力势能增加mgh C．足球在位置3的重力势能为-mgh D．如果没有选定参考平面，就无法确定重力势能变化了多少 【答案】BC 【详解】AB．足球从1运动到2重力做功为 根据 可知足球从1运动到2重力势能增加mgh，故A错误，B正确； C．取位置2所在水平面为参考平面，则足球在位置3的重力势能为，故C正确； D．重力势能的变化取决于初、末位置的高度差，与参考平面的选定无关，故D错误。 故选BC。 三、解答题 16．如图所示，质量为m=2kg的物体静止在倾角为θ=37°的斜面上，物体与斜面的动摩擦因数为μ=0.8，现使物体与斜面相对静止并水平向左匀速移动距离l=20m，取g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。试求： (1)摩擦力对物体做的功； (2)斜面对物体的弹力做的功； (3)重力对物体做的功； (4)各力对物体所做的总功是多少？ 【答案】(1)-192J (2)192J (3)0 (4)0 【详解】（1）物体受到摩擦力为静摩擦力，方向沿斜面向上，根据受力平衡可得摩擦力大小为 方向沿斜面向上，则摩擦力对物体做的功为 （2）物体受到支持力垂直斜面向上，大小为 斜面对物体的弹力做的功为 （3）由于重力方向竖直向下，与物体的运动方向垂直，可知重力对物体做的功为0。 （4）各力对物体所做的总功为 17．如图所示的两个轨道均光滑，它们的高度相同，均为h，使质量均为m的两个物体分别沿两个轨道由静止开始从顶端运动到底端．求： （1）两个物体在运动过程中，重力势能的变化及重力对物体所做的功． （2）若甲图是光滑的轨道，乙图是粗糙的轨道，则重力势能的变化量和重力所做的功如何变化？    【答案】（1）减少mgh　mgh　（2）减少mgh　mgh 【详解】（1）由功的定义式可知，重力对两个物体均做正功，所做的功都是 W＝mgh 根据重力做功等于重力势能减少量可知，两个物体在运动过程中重力势能均减少，且减少量 ΔEp＝mgh （2）因为重力势能的变化量和重力所做的功只与重力和物体初、末位置的高度差有关，与其他因素无关，故无论题图中轨道是否光滑，结果都和（1）相同． 18．如图所示，一条长l＝2 m、质量分布均匀的铁链放在水平地面上，铁链质量为10 kg，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链重力做功为多少？铁链的重力势能变化了多少？（重力加速度g＝9.8 m/s2） 【答案】－98 J，增加了98 J 【详解】铁链从初状态到末状态，它的重心位置升高了h=，因而铁链重力所做的功为 W=-mg·=－98J 铁链的重力势能增加了98J。 19．如图所示，幼儿园小朋友们正在兴高采烈地玩滑梯，若某位小朋友的质量为20kg，滑梯高2.5m，g取10m/s2。 (1)小朋友从梯子爬上滑梯顶的过程中，重力势能变化了多少？重力做了多少功？ (2)小朋友从滑梯滑下的过程中，重力势能变化了多少？重力做了多少功？ (3)重力做功与重力势能的变化存在什么关系？ 【答案】(1)500J，-500J (2)-500J，500J (3) 【详解】（1）取地面为零势能面，小朋友从梯子爬上滑梯顶的过程中，初位置重力势能为 末态重力势能为 则重力势能变化量 重力做功 （2）取地面为零势能面，小朋友从滑梯滑下的过程中，初位置重力势能为 末位置重力势能为 则重力势能变化量为 重力做功为 （3）由以上分析可知，重力势能的变化量等于重力做功的负值，即。 20．如图所示，处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触，另一端与置于光滑地面上的物体接触，现在物体上施加一水平推力F，使物体缓慢压缩弹簧，当推力大小为20N时，弹簧被压缩5厘米。求： （1）弹簧的弹力做的功 （2）以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零，求此时弹簧的弹性势能。 【答案】（1）W弹=-0.5J；（2）EP=0.5J 【详解】（1）根据F弹=kx可知，弹簧弹力与形变量成正比，可知弹簧的弹力做的功 （2）克服弹力做功等于弹簧弹性势能的增加，则以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零，此时弹簧的弹性势能 EP=- W弹=0.5J 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 重力势能章末基础练习卷 一、单选题 1．如图所示为传统弹弓，将弹丸放在皮兜中，用力将橡皮筋拉长后释放。在用力拉伸橡皮筋的过程中，下列说法正确的是（　　） A．弹性势能主要储存在把手上 B．弹性势能主要储存在皮兜上 C．弹性势能主要储存在橡皮筋上 D．弹性势能主要储存在手上 2．如图所示，桌面离地高h，质量为m的小球离地高H，若以地面为参考平面，则小球的重力势能为（　　） A．mgh B．mgH C．mg（H-h） D．mg（H+h） 3．如图所示，光滑弧形轨道高为h，将质量为m的小球从轨道顶端由静止释放，重力加速度为g，该过程中小球重力势能（　　） A．增加mgh B．减少mgh C．增加2mgh D．减少2mgh 4．如图所示，一质量为m的小物块，从曲面上高度为h1的位置A滑到高度为h2的位置B，经过曲面的路程为s。已知重力加速度为g，则小物块由位置A运动到位置B的过程中重力做的功为（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，甲、乙、丙三个高度相同、倾角不同的斜面固定在水平地面上，同一个小球分别从斜面顶端运动到底端，三个过程中重力对小球做的功分别为、、，下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示为倾角的斜坡，一质量为的汽车由斜坡底端的点开始运动，经点运动到斜坡的最高点。已知，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．汽车从到的过程重力势能的增加量为 B．汽车从到的过程重力做功为 C．汽车从到的过程重力做功为 D．若以过点的水平面为零势能面，汽车在点的重力势能为 7．如图，一质量为0.1kg的小球从A点下落到地面上的B点，A点距桌面的高度h1=1m，桌面距地面的高度h2=0.8m。取重力加速度g=10m/s2，以桌面为零势能参考平面，则小球在A点、B点的重力势能分别为（　　） A．1J，0.8J B．1J，0.8J C．1.8J，0 D．1.8J，0.8J 8．蹦床运动员触簧下陷过程中重力势能、弹簧的弹性势能的变化情况分别是（    ） A．重力势能减小，弹性势能增大 B．重力势能增大，弹性势能减小 C．重力势能减小，弹性势能减小 D．重力势能增大，弹性势能增大 9．如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止。剪断轻绳后A自由下落、B沿斜面下滑。则从剪断轻绳到物块落地的过程中，两物块（  ） A．同时落地 B．落地时速度相同 C．重力势能的变化量相同 D．重力的平均功率相同 10．如图所示，质量为m的货物在起重机的作用下由静止开始以恒定加速度竖直向上运动，加速度大小为a，经过t时间起重机达到额定功率，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．若起重机保持额定功率继续提升，货物一定做匀速直线运动 B．货物在匀加速阶段，起重机对货物的拉力大小为 C．货物在匀加速阶段，货物的重力势能变化量为 D．起重机的额定功率为mgat 二、多选题 11．下列关于重力势能的说法正确的是（　　） A．相对于某一参考平面，两个物体重力势能，，则与方向相反 B．两个物体相对于某一参考平面的重力势能，，则 C．如果一个物体在运动过程中重力做负功，则其重力势能一定增加 D．重力势能是标量，负值没有意义 12．如图所示，质量为0.5kg的小球（视为质点）从距桌面高度为1.2m处的A点下落到水平地面上的B点，与地面碰撞后恰好能上升到与桌面等高的C点，C点距地面的高度为0.8m。取重力加速度大小。下列说法正确的是（　　） A．在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为-4J B．以桌面为重力势能的参考平面，小球在A点时的重力势能为12J C．以桌面为重力势能的参考平面，小球在B点时的重力势能为-4J D．在小球从A点经B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为16J 13．如图所示为一岸防炮射出的炮弹在空中的运行轨迹。已知炮弹的质量为，轨迹的最高点到水平面的距离为，炮口的高度为，重力加速度为，不计空气阻力，炮弹可视为质点。下列说法正确的是（　　） A．炮弹从点运动到点的过程中，其重力势能不断增大 B．炮弹从点运动到点的过程中，其重力做负功 C．炮弹从射出到落回水平面的过程中，重力做的功为 D．炮弹从射出到落回水平面的过程中，重力势能减少量为 14．如图所示，一质量为、可视为质点的物体静止在竖直放置的轻质弹簧上，弹簧上端与物体拴接在一起，下端固定在水平地面上，物体静止时处于点。现在物体上缓慢施加一竖直向下的压力，将压到处，此时压力大小为，撤去外力后，物体向上运动到最高点。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．物体由运动到过程中加速度一直减小 B．物体在点的弹性势能大于在点的弹性势能 C．物体在最高点时加速度大小为 D．物体由运动到的时间小于由运动到的时间 15．如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，当地重力加速度为g，取位置2所在水平面为参考平面，则下列说法正确的是（　　） A．足球从1运动到2重力做功mgh B．足球从1运动到2重力势能增加mgh C．足球在位置3的重力势能为-mgh D．如果没有选定参考平面，就无法确定重力势能变化了多少 三、解答题 16．如图所示，质量为m=2kg的物体静止在倾角为θ=37°的斜面上，物体与斜面的动摩擦因数为μ=0.8，现使物体与斜面相对静止并水平向左匀速移动距离l=20m，取g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8。试求： (1)摩擦力对物体做的功； (2)斜面对物体的弹力做的功； (3)重力对物体做的功； (4)各力对物体所做的总功是多少？ 17．如图所示的两个轨道均光滑，它们的高度相同，均为h，使质量均为m的两个物体分别沿两个轨道由静止开始从顶端运动到底端．求： （1）两个物体在运动过程中，重力势能的变化及重力对物体所做的功． （2）若甲图是光滑的轨道，乙图是粗糙的轨道，则重力势能的变化量和重力所做的功如何变化？    18．如图所示，一条长l＝2 m、质量分布均匀的铁链放在水平地面上，铁链质量为10 kg，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链重力做功为多少？铁链的重力势能变化了多少？（重力加速度g＝9.8 m/s2） 19．如图所示，幼儿园小朋友们正在兴高采烈地玩滑梯，若某位小朋友的质量为20kg，滑梯高2.5m，g取10m/s2。 (1)小朋友从梯子爬上滑梯顶的过程中，重力势能变化了多少？重力做了多少功？ (2)小朋友从滑梯滑下的过程中，重力势能变化了多少？重力做了多少功？ (3)重力做功与重力势能的变化存在什么关系？ 20．如图所示，处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触，另一端与置于光滑地面上的物体接触，现在物体上施加一水平推力F，使物体缓慢压缩弹簧，当推力大小为20N时，弹簧被压缩5厘米。求： （1）弹簧的弹力做的功 （2）以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零，求此时弹簧的弹性势能。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $