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

8.2 重力势能 同步练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．野外高空作业时，使用无人机给工人运送零件。如图，某次运送过程中的一段时间内，无人机向左水平飞行，零件用轻绳悬挂于无人机下方，并相对于无人机静止，轻绳与竖直方向成一定角度。忽略零件所受空气阻力，则在该段时间内（　　） A．无人机做匀速运动 B．零件所受合外力为零 C．零件的惯性逐渐变大 D．零件的重力势能保持不变 2．福建土楼兼具居住和防御的功能，承启楼是圆形土楼的典型代表，如图（a）所示。承启楼外楼共四层，各楼层高度如图（b）所示。同一楼层内部通过直径约的圆形廊道连接。若将质量为的防御物资先从二楼仓库搬到四楼楼梯口M处，再用沿廊道运送到N处，如图（c）所示。重力加速度大小取，则（　　） A．该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中，克服重力所做的功为 B．该物资从M处被运送到N处的过程中，克服重力所做的功为 C．从M处沿圆形廊道运动到N处，位移大小为 D．从M处沿圆形廊道运动到N处，平均速率为 3．如图所示为一种潮汐发电示意图，左方为陆地和海湾，右侧为大海，中间为水坝，其下有通道，水流经通道即可带动发电机工作。涨潮时开闸蓄水，落潮时开闸放水，均在内外水面高度相同时关闭闸门。设海湾的平均面积为S，每次涨落潮海湾内外水位落差为h，一天涨潮、落潮各一次。水的密度为ρ，重力加速度为g，设一天的时间为t。则（　　） A．一次落潮时流出海湾的海水质量为 B．一次落潮时海水流经通道对发电机做的功为 C．一天内海水流经通道对发电机做功的功率为 D．一天内海水流经通道对发电机做功的功率为 4．如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200W、速度5m/s匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s匀速行驶。已知小车总质量为50kg，MN＝PQ＝20m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。下列说法不正确的有（　　） A．从M到N，小车牵引力大小为40N B．从M到N，小车克服摩擦力做功800J C．从P到Q，小车重力势能增加1×104J D．从P到Q，小车克服摩擦力做功700J 5．物理上通常可以利用频闪照相研究物体的运动。现在水平面上固定一粗糙斜面，先让一滑块从斜面顶端由静止下滑到底端，再让该滑块以某一初速度从底端上滑且刚好能滑到顶端，用照相机记录滑块下滑和上滑的频闪照片如图所示。已知照片上相邻位置对应的时间间隔相等，下列说法正确的是（　　）  A．图（a）是滑块上滑的频闪照片 B．滑块下滑时的速度变化更快 C．滑块下滑到底端时的速率小于其沿斜面上滑时的初速率 D．滑块下滑过程中重力做的功大于上滑过程中克服重力做的功 6．如图所示，两竖直杆P、Q相距L，把长为2L的细绳两端系在P、Q两杆上，结点分别为A、B，忽略打结对绳长的影响，用光滑轻质挂钩把质量为m的重物挂在绳上，重物可看作质点，对下列操作的判断正确的是（    ） A．仅缓慢下移结点B，重物的运动轨迹是曲线 B．仅缓慢向右移动Q杆，重物的运动轨迹是直线 C．仅缓慢把结点B下移距离y，重力对重物做功为 D．仅缓慢向右移动Q杆过程中，细绳的张力始终为 二、多选题 7．“木牛流马”是三国时期蜀汉丞相诸葛亮发明的运输工具。现用仿制木牛沿崎岖山道运输50kg谷物，行走了30m，上升的高度为3m，g取，则在运输过程中（　　） A．谷物的重力势能增加 B．谷物的重力势能增加 C．谷物的重力做功为 D．谷物的重力做功为 8．一物体放在水平地面上，时刻在物体上施加一竖直向上的恒力，使物体由静止开始竖直上升，该过程中物体重力势能、动能随物体上升高度的变化规律分别为如图所示的图线A和图线B，当时物体上升高度为h0（h0未知），此时将外力撤走，经过一段时间物体落地，取地面为重力势能的零势能面，忽略空气阻力，重力加速度g取，则下列说法正确的是（  ） A． B．物体所受的恒力与重力的比值为 C．物体上升的最大高度为3.5m D．整个过程物体运动的总时间为 三、解答题 9．如图示，某段滑雪道倾角为，总质量的滑雪运动员从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，所受阻力为，g取，运动员从上向下滑到底端的过程中，求： （1）重力所做的功为多少？ （2）合力所做的功为多少？ 10．树上与A等高的P处有一个质量m=0.3kg的苹果，先被果农摘下放置在B处的篮子里，然而篮子不慎倾斜，该苹果下落至地面，后又滚落至坑底D处。若g=10m/s2，则该苹果从P到D的过程中 （1）重力势能的变化量为？ （2）此苹果从P到C的过程中受力过于复杂，试说明此过程能求出重力做功的数值吗？为什么？。（回复“能”或“不能”，并说明原因） 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D A C C C C BD AB 1．D 【详解】D．无人机沿水平方向飞行，零件相对于无人机静止，也沿水平方向飞行做直线运动，故零件的高度不变，可知零件的重力势能保持不变，D正确； AB．对零件受力分析，受重力和绳子的拉力，由于零件沿水平方向做直线运动，可知合外力沿水平方向，提供水平方向的加速度。零件水平向左做匀加速直线运动，AB错误； C．惯性的大小只与质量有关，零件的质量不变，故零件的惯性不变，C错误。 故选D。 2．A 【详解】A．该物资从二楼地面被运送到四楼M处的过程中，克服重力所做的功为 故A正确； B．该物资从M处被运送到N处的过程中，由于M、N高度差为零，所以克服重力做功为零，故B错误； C．从M处沿圆形廊道运动到N处，位移大小为，故C错误； D．从M处沿圆形廊道运动到N处，平均速率为 故D错误。 故选A。 3．C 【详解】A．一次落潮时流出海湾的海水质量为ρSh，故A错误； B．一次落潮时海水流经通道对发电机做的功为 故B错误； CD．一天内海水流经通道两次，海水流经通道对发电机做的总功为ρSgh2，对应海水流经通道对发电机做功的功率为，故C正确，D错误。 故选C。 4．C 【详解】A．小车从M到N，依题意有P1＝Fv1 代入数据解得F＝40N 故A正确，不符合题意； B．小车从M到N匀速行驶，小车所受的摩擦力大小为f1＝F＝40N 则摩擦力做功W1＝－40×20J＝－800J 则小车克服摩擦力做功800J，故B正确，不符合题意； C．依题意，从P到Q，小车重力势能增加ΔEp＝mg·PQsin 30°＝5000J 故C错误，符合题意； D．设小车从P到Q所受的摩擦力大小为f2，有f2＋mgsin30°＝ 摩擦力做功W2＝－f2·PQ 联立解得W2＝－700J 则小车克服摩擦力做功700J，故D正确，不符合题意。 故选C。 5．C 【详解】A．设下滑、上滑的时间分别为t1、t2，滑块沿斜面上滑的过程，可逆向看作由静止下滑的过程，根据牛顿第二定律，下滑加速度 上滑加速度 所以 设斜面长度为L 所以 图（a）滑块沿斜面运动时间为5Δt，图（b）滑块所用时间为4Δt，则图（a）滑块沿斜面运动时间较长，可知图（a）为下滑照片，A错误； B．根据 因为 滑块上滑时的速度变化快，B错误； C．根据，下滑时的加速度小，上滑时的加速度大，两次的位移相等，所以滑块下滑到底端时的速度小于其沿斜面上滑时的初速度，C正确； D．根据 ，滑块两次初、末位置的高度差相同，所以滑块下滑过程中重力做的功等于上滑过程中克服重力做的功，D错误。 故选C。 6．C 【详解】A．如图 由平衡关系可知 可知 根据几何关系可知 可得 既AO与竖直方向的夹角始终是30°，所以仅缓慢下移结点B，重物的运动轨迹是直线，故A错误； B．由几何关系可知 则 仅缓慢向右移动Q杆，MN变大，则α变大，重物的运动轨迹是曲线，故B错误； C．仅缓慢把结点B下移距离y，如图 由几何关系可知 重力对重物做功为 故C正确； D．由 可得 仅缓慢向右移动Q杆过程中，α变大，则张力变大，故D错误。 故选C。 7．BD 【详解】谷物的重力做功为 重力做负功，重力势能增加，可知谷物的重力势能增加。 故选BD。 8．AB 【详解】A．由图知，重力势能 联立得 故A正确； B．根据 得 故B正确； C．根据 物体上升的最大高度为 故C错误； D．取向上为正方向，根据 得外力撤走后运动时间为 整个过程物体运动的总时间为 故D错误。 故选AB。 9．（1）；（2） 【详解】（1）重力做功为 （2）阻力做功为 合力做功为 10．（1）15.6J；（2）能；重力重力做功与路径无关，只与初末两态的位置有关。 【详解】（1）该苹果从P到D的过程中，重力势能的减小量为 （2）能求出从P到C苹果重力做功的数值；因重力重力做功与路径无关，只与初末两态的位置有关。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $