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

**基本信息** 同步练习聚焦重力势能，通过基础认知、概念辨析、综合应用三层递进设计，实现从单一知识点到实际问题解决的进阶，强化能量观念与科学推理。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知层|重力做功特点、重力势能基本计算|单选（1-5题）、填空（11题）直接考查定义与公式，夯实物理观念| |概念辨析层|重力势能相对性、弹性势能变化分析|多选（8-10题）、填空（12题）通过情境辨析深化理解，培养科学思维| |综合应用层|实际情境（摩天轮、吊车）多过程问题|解答题（13-15题）需模型建构与推理，提升问题解决能力|

高中物理人教版必修第二册 第八章《机械能守恒定律》 8.2 重力势能 同步练解析版 1、 单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图所示， 一物体从 点出发，分别沿粗糙斜面 和光滑斜面 下滑及斜向上抛出，运动后到达同一水平面上的 、 、 三点。关于重力的做功情况，下列说法正确的是( ) A. 沿 面滑下时，重力做功最多 B. 沿 面滑下时，重力做功最多 C. 沿 抛物线运动时，重力做功最多 D. 三种情况下运动时，重力做的功相等 答案 D [解析]由于重力做功与路径无关，只与初、末位置的高度差有关，故三种情况下运动时，重力做的功相等，均为 。 2.一实心铁球与一实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论正确的是(　　) A.铁球的重力势能大于木球的重力势能 B.铁球的重力势能等于木球的重力势能 C.铁球的重力势能小于木球的重力势能 D.木球的重力势能不会大于铁球的重力势能 答案　C 解析　因为铁球的密度大于木球的密度，所以质量相等的铁球和木球，木球的体积较大，放在同一水平地面上时，木球的重心高，因此，木球的重力势能大于铁球的重力势能，选项C正确。 3.如图所示，一轻弹簧左端固定，右端连接一物体，物体放在光滑的水平面上。现对物体施加一作用力 ，使物体处于静止状态。然后撤去 ，物体将向右运动。则物体从静止开始向右运动一直到速度再次为零的过程中，下列说法正确的是( ) A. 弹簧的弹性势能逐渐减小 B. 弹簧的弹性势能逐渐增大 C. 弹簧的弹性势能先减小后增大 D. 弹簧的弹性势能先增大后减小 答案 C [解析]物体从静止开始向右运动一直到速度再次为零的过程中，弹簧先逐渐恢复原长，再逐渐被拉长，则弹性势能先减小后增大。 4.物体从某高度处做自由落体运动，以地面为参考平面，下列所示图像中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是(　　) 4.答案　B 解析　设物体开始下落时的重力势能为Ep0，物体下落高度h过程中mgh ＝Ep0－Ep，故Ep＝Ep0－mgh，即Eph图像为倾斜直线，B正确。 5.在建筑工地上，塔吊先将重1 000 N的建筑材料竖直向上吊起10 m，再沿水平方向移动20 m。则在此过程中，重力做的功为(　　) A.1×104 J B.－1×104 J C.3×104 J D.－3×104 J 5.答案　B 解析　此过程中建筑材料在竖直方向上的位移为h＝10 m，重力做负功，故重力做功为WG＝－Gh＝－1×104 J，B正确。 6.某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为 的皮球滑落，球从 点滚到了山脚下的 点，高度标记如图所示，则下列说法正确的是( ) A. 从 到 的曲线轨道长度不知道，无法求出此过程中重力做的功 B. 从 到 过程中阻力大小不知道，无法求出此过程中重力做的功 C. 从 到 重力势能变化了 D. 从 到 重力做功 答案D [解析]选 。重力做功与物体的运动路径无关，只与初、末状态物体的高度差有关。从 到 的高度差是 ，故从 到 重力做功 ，重力势能减少了 ， 正确。 7.图甲是玩蹦极游戏的示意图，将弹性绳子的一端系在人身上，另一端固定在高处，然后人从高处跳下。图乙是人到达最低点时的情况，其中 为弹性绳子的原长， 点是弹力等于重力的位置， 点是弹性绳到达的最低点，对于人离开跳台至最低点的过程中，下列说法错误的是( ) A. 重力对人一直做正功 B. 人的重力势能一直减小 C. 人通过 点之后，弹性绳子具有弹性势能 D. 从 点到 点，弹性绳子的弹性势能一直增加 答案D [解析]选 。人离开跳台至最低点的过程中，人一直向下运动，则重力对人一直做正功，人的重力势能一直减小， 、 正确；人通过 点之后，弹性绳子开始伸长，弹性绳子具有弹性势能， 正确；从 点到 点，弹性绳子处于松弛状态，弹性势能一直为零，保持不变；从 点到 点，弹性绳子的弹性势能逐渐增加， 错误。 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.下列关于重力势能的理解，正确的是( ) A. 放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零 B. 重力势能的变化量与参考平面的选取无关 C. 重力势能减小时，重力对物体做正功 D. 物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大 答案 BC [解析]重力势能和零势能面选取有关，放在地面上的物体，它的重力势能不一定等于零，故 错误；重力势能的变化量与物体的质量和变化高度有关，与参考平面的选取无关，故 正确；重力势能减小时，高度下降，重力对物体做正功，故 正确；若物体在零势能面下方，物体与零势能面的距离越大，则重力势能越小，故 错误。 9.如图所示，一个物体在A时，弹簧处于原长，将物体从A推到B，弹力做功W；将物体复位，从A推到B再推到C最后再回到B，下列说法正确的是(　　) A.第一个过程中弹簧弹力做负功，弹性势能增加 B.第二个过程推至C点时，弹簧弹性势能最大 C.两个过程弹簧弹力做功相同，弹性势能变化量相同 D.物块运动到B点时弹簧的弹性势能为W 9.答案　ABC 解析　从A推到B，弹力与物体位移方向相反，弹力做负功，弹性势能增加，A正确；第二个过程，在C点时弹簧形变量最大，弹簧弹性势能最大，B正确；两个过程弹簧始末位置相同，则弹簧弹力做功相同，弹性势能变化量相同，C正确；根据弹簧弹力做功与弹性势能的变化关系W＝0－Ep，可知Ep＝－W，D错误。 10.如图所示，在水平地面上平铺着n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h。如果工人将砖一块一块地叠放起来，则(　　) A.砖块平铺时，砖块的重心高度为0 B.砖块平铺时，砖块的重心高度为h C.此过程共需克服重力做功nmgh D.此过程共需克服重力做功n(n－1)mgh 答案　BD 解析　取n块砖的整体为研究对象，叠放起来后整体的重心距地面nh，砖块平铺时，重心的高度为h，故有W＝ΔEp＝nmg×nh－nmg×h＝n(n－1)mgh，B、D正确。 三、填空题（共计2题，共计15分） 11.一粗细均匀的长直棒重600 N，平放在地面上，现将一端从地面抬高0.5 m，则棒的重力势能的增加量为ΔEp＝________。 答案 ΔEp＝GΔh＝600×0.25 J＝150 J 12.如图所示，物体与弹簧相连，物体在O点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A处由静止释放，物体会由A向A′运动，A、A′关于O点对称，则： (1)物体由A向O运动的过程中，弹力做 功，弹性势能 。 (2)物体由O向A′运动的过程中，弹力做 功，弹性势能 。 (3)在A、A′处弹性势能 。 答案　(1)正功　减少　(2)负功　增加　(3)相等 四、解答题（共计3题，共计42分） 13.（10分）摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施，上面挂在轮边缘的是供乘客搭的座舱。乘客坐在摩天轮座舱里，摩天轮慢慢地往上转，可以从高处俯瞰四周景色。我国目前最高的摩天轮——南昌之星的高度达到160 m。 问题：假设一个50 kg的乘客从地面乘坐该摩天轮到达最高点，g取10 m/s2，则： (1)乘客重力做功为多少？ (2)乘客的重力势能变化了多少？ (3)由(1)、(2)可知，重力做功与重力势能的变化有什么关系？ 答案　(1)－80 000 J　(2)增加80 000 J　(3)大小相等 [解析]　(1)乘客随摩天轮向上的位移大小为160 m，则重力做的功为 W＝－mgh＝－50×10×160 J＝－80 000 J。 (2)乘客随摩天轮向上运动，重力势能增大；乘客的重力势能增加量为 ΔEp＝mgh＝50×10×160 J＝80 000 J。 (3)由以上的计算可知，重力做功与重力势能的变化大小是相等的，重力做负功，重力势能增大。 14．（14分）如图所示，吊车以的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，则：(重力加速度为g，不计空气阻力) (1)吊车钢索的拉力对物体做的功为多少？ (2)重力做的功为多少？ (3)物体的重力势能变化了多少？ 答案　(1)mgh　(2)－mgh　(3)增加了mgh 解析　(1)设吊车钢索对物体的拉力为F，物体的加速度a＝，方向竖直向下 由牛顿第二定律得mg－F＝ma， 故F＝mg－ma＝mg，方向竖直向上， 所以拉力做的功W＝Fh＝mgh. (2)物体被提升高度为h，重力做的功WG＝－mgh. (3)由于ΔEp＝－WG＝mgh，故物体的重力势能增加了mgh. 15.（18分）如图所示，桌面距地面0.8 m，一小物体质量为1 kg，放在距桌面0.4 m高的支架上。(取g＝10 m/s2，支架未画出) (1)以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能变化了多少？重力做了多少功？ (2)以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能变化了多少？重力做了多少功？ (3)重力势能、重力势能的变化、功这三个物理量哪些与零势能面的选取有关，是相对的，哪些与零势能面的选取无关，是绝对的？ 答案　(1)12 J，减少了4 J，4 J　(2)4 J，减少了4 J，4 J　(3)见解析 解析　(1)以地面为参考平面，物体的高度 h1＝(0.4＋0.8)m＝1.2 m 因而物体具有的重力势能为 Ep1＝mgh1＝1×10×1.2 J＝12 J 物体落至桌面时，重力势能 Ep2＝mgh2＝1×10×0.8 J＝8 J物体重力势能的变化量为 ΔEp＝Ep2－Ep1＝8 J－12 J＝－4 J 即重力势能减少了4 J。 重力做功W1＝mg (h1－h2)＝4 J (2)以桌面为参考平面，物体距参考平面的高度h1′＝0.4 m，因而物体具有的重力势能为 Ep1′＝mgh1′＝1×10×0.4 J＝4 J 物体落至桌面时，重力势能 Ep2′＝0 物体重力势能的变化量为 ΔEp′＝Ep2′－Ep1′＝－4 J 即重力势能减少了4 J。 重力做功W2＝mgh1′＝4 J (3)重力势能与零势能面的选取有关，是相对的，重力势能的变化、功与零势能面的选取无关，是绝对的。 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版必修第二册 第八章《机械能守恒定律》 8.2 重力势能 同步练 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图所示， 一物体从 点出发，分别沿粗糙斜面 和光滑斜面 下滑及斜向上抛出，运动后到达同一水平面上的 、 、 三点。关于重力的做功情况，下列说法正确的是( ) A. 沿 面滑下时，重力做功最多 B. 沿 面滑下时，重力做功最多 C. 沿 抛物线运动时，重力做功最多 D. 三种情况下运动时，重力做的功相等 2.一实心铁球与一实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论正确的是(　　) A.铁球的重力势能大于木球的重力势能 B.铁球的重力势能等于木球的重力势能 C.铁球的重力势能小于木球的重力势能 D.木球的重力势能不会大于铁球的重力势能 3.如图所示，一轻弹簧左端固定，右端连接一物体，物体放在光滑的水平面上。现对物体施加一作用力 ，使物体处于静止状态。然后撤去 ，物体将向右运动。则物体从静止开始向右运动一直到速度再次为零的过程中，下列说法正确的是( ) A. 弹簧的弹性势能逐渐减小 B. 弹簧的弹性势能逐渐增大 C. 弹簧的弹性势能先减小后增大 D. 弹簧的弹性势能先增大后减小 4.物体从某高度处做自由落体运动，以地面为参考平面，下列所示图像中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是(　　) 5.在建筑工地上，塔吊先将重1 000 N的建筑材料竖直向上吊起10 m，再沿水平方向移动20 m。则在此过程中，重力做的功为(　　) A.1×104 J B.－1×104 J C.3×104 J D.－3×104 J 6.某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为 的皮球滑落，球从 点滚到了山脚下的 点，高度标记如图所示，则下列说法正确的是( ) A. 从 到 的曲线轨道长度不知道，无法求出此过程中重力做的功 B. 从 到 过程中阻力大小不知道，无法求出此过程中重力做的功 C. 从 到 重力势能变化了 D. 从 到 重力做功 7.图甲是玩蹦极游戏的示意图，将弹性绳子的一端系在人身上，另一端固定在高处，然后人从高处跳下。图乙是人到达最低点时的情况，其中 为弹性绳子的原长， 点是弹力等于重力的位置， 点是弹性绳到达的最低点，对于人离开跳台至最低点的过程中，下列说法错误的是( ) A. 重力对人一直做正功 B. 人的重力势能一直减小 C. 人通过 点之后，弹性绳子具有弹性势能 D. 从 点到 点，弹性绳子的弹性势能一直增加 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.下列关于重力势能的理解，正确的是( ) A. 放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零 B. 重力势能的变化量与参考平面的选取无关 C. 重力势能减小时，重力对物体做正功 D. 物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大 9.如图所示，一个物体在A时，弹簧处于原长，将物体从A推到B，弹力做功W；将物体复位，从A推到B再推到C最后再回到B，下列说法正确的是(　　) A.第一个过程中弹簧弹力做负功，弹性势能增加 B.第二个过程推至C点时，弹簧弹性势能最大 C.两个过程弹簧弹力做功相同，弹性势能变化量相同 D.物块运动到B点时弹簧的弹性势能为W 10.如图所示，在水平地面上平铺着n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h。如果工人将砖一块一块地叠放起来，则(　　) A.砖块平铺时，砖块的重心高度为0 B.砖块平铺时，砖块的重心高度为h C.此过程共需克服重力做功nmgh D.此过程共需克服重力做功n(n－1)mgh 三、填空题（共计2题，共计15分） 11.一粗细均匀的长直棒重600 N，平放在地面上，现将一端从地面抬高0.5 m，则棒的重力势能的增加量为ΔEp＝________。 12.如图所示，物体与弹簧相连，物体在O点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A处由静止释放，物体会由A向A′运动，A、A′关于O点对称，则： (1)物体由A向O运动的过程中，弹力做 功，弹性势能 。 (2)物体由O向A′运动的过程中，弹力做 功，弹性势能 。 (3)在A、A′处弹性势能 。 四、解答题（共计3题，共计42分） 13.（10分）摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施，上面挂在轮边缘的是供乘客搭的座舱。乘客坐在摩天轮座舱里，摩天轮慢慢地往上转，可以从高处俯瞰四周景色。我国目前最高的摩天轮——南昌之星的高度达到160 m。 问题：假设一个50 kg的乘客从地面乘坐该摩天轮到达最高点，g取10 m/s2，则： (1)乘客重力做功为多少？ (2)乘客的重力势能变化了多少？ (3)由(1)、(2)可知，重力做功与重力势能的变化有什么关系？ 14．（14分）如图所示，吊车以的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h，则：(重力加速度为g，不计空气阻力) (1)吊车钢索的拉力对物体做的功为多少？ (2)重力做的功为多少？ (3)物体的重力势能变化了多少？ 15.（18分）如图所示，桌面距地面0.8 m，一小物体质量为1 kg，放在距桌面0.4 m高的支架上。(取g＝10 m/s2，支架未画出) (1)以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能变化了多少？重力做了多少功？ (2)以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能变化了多少？重力做了多少功？ (3)重力势能、重力势能的变化、功这三个物理量哪些与零势能面的选取有关，是相对的，哪些与零势能面的选取无关，是绝对的？ 学科网（北京）股份有限公司 $