4.4 势能基础巩固 2021—2022 学年高中物理教科版（2019）必修 第二册 一、选择题（共 15 题） 1．做平抛运动的物体，运动过程中保持不变的物理量是（不计空气阻力）（ A．速度 B．动能 C．重力势能 D．重力 ） 2．如图 1 所示，固定的粗糙斜面长为 10m，一小滑块自斜面顶端由静止开始沿斜面下滑的过程中，小滑 块的动能 Ek 随位移 x 的变化规律如图 2 所示，取斜面底端为重力势能的参考平面，小滑块的重力势能 Ep 随位移 x 的变化规律如图 3 所示，重力加速度 g＝10m/s2。根据上述信息能求出（　　） A．斜面的倾角 B．小滑块与斜面之间的动摩擦因数 C．小滑块下滑的加速度的大小 D．小滑块受到的滑动摩擦力的大小 3．下列各物理量数值中的负号表示方向的是（　　） A．重力势能 C．电荷量 E p  10 q  1 J C B．速度 D．电势 v  10m / s   10 V 4．下列说法正确的是（　　） A．重力势能的大小只由重物本身决定 B．重力势能一定大于零 C．重力势能实际上是物体和地球组成的系统所共有的 D．在地面上的物体所具有的重力势能一定等于零 5．一个人站在阳台上，以不同的速率，分别把三个质量相同的球在同一位置竖直向上抛出、竖直向下抛 出、水平抛出，不计空气阻力，则三个球从抛出到落地的过程中，重力势能的变化量中（　　） A．上抛球最大 B．下抛球最大 C．平抛球最大 D．三球一样大 6．一根粗细均匀的长直铁棒重 600 N，平放在水平地面上。现将一端从地面抬高 0.50 m，而另一端仍 在地面上，则（　 　） A．铁棒的重力势能增加了 300 J B．铁棒的重力势能增加了 150 J C．铁棒的重力势能增加量为 0 D．铁棒重力势能增加多少与参考平面选取有关，所以无法确定 7．关于重力势能，以下说法中正确的是（ ） A．某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的 B．重力势能为零的物体，不可能对别的物体做功 C．物体做匀速直线运动时，重力势能一定不变 D．只要重力做功，重力势能一定变化 8．下列物理量中是矢量的是（　　） A．功 B．重力势能 C．线速度 D．功率 9．弹簧发生弹性形变时产生了弹力，具有了弹性势能。弹簧的弹力可对外做正功，也可对外做负功，弹 簧的弹力做功，弹簧的弹性势能变化；弹簧的弹性势能变化，弹簧的弹力必做功。下列关于弹簧弹力的功、 弹簧弹性势能及其变化的下列说法正确的是（　　） A．弹簧的弹力做正功时，弹簧的弹性势能增加 B．弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能减少 C．弹簧的弹力做功为零的过程中，弹簧的弹性势能一定保持不变 D．同一弹簧的伸长量与压缩量相等时，弹簧的弹性势能也相等 10．如图所示，质量 m=0.5kg 的小球从离桌面高 h1=1.2m 处的 A 点由静止下落到地面上的 B 点。桌面 离地面高 h2=0.8m，空气阻力不计，重力加速度 g 取 10m/s2。若选桌面为参考平面，下列说法正确的是 （　　） A．小球经桌面时的重力势能为 0 B．小球经桌面时的重力势能为 4J C．小球落至 B 点时的重力势能为 0 D．小球在 A 点的重力势能为 10J 11．有关重力势能的变化，下列说法中正确的是（　　） A．物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是 1J，物体重力势能的增加量也是 1J B．只要高度相同，物体的重力势能就相同 C．物体运动中重力做功是-1J，物体重力势能减少 1J D．从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能减少量是相同的 12．某研究性学习小组设计了如图所示的装置用来在月球上“称量”物体的质量．一轻质弹簧左端固定在竖 直墙壁上，质量为 m0 的凹槽紧靠弹簧右端(不连接)将其压缩在 O 位置，释放后凹槽左端恰能运动到 A 点． 在凹槽放入被测物体 m，再将弹簧压缩到 O 位置，释放后凹槽离开弹簧，左端恰能运动到 B 点，测得 OA、OB 长分别为 x1 和 x2．则被测物体的质量为 x1  x2 m0 A． x2 x1  x2 m0 B． x2 x1 m0 C． x2 x2 m0 D． x1 13．如图所示为某人的滑雪情景，他先沿倾斜坡面由静止开始下滑，平滑进入水平面后再滑行一段距离停 止。若滑雪板与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，则运动过程中某人的重力势能 Ep、动能 Ek 和时间 t 的 关系中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 14．雨滴从高空无初速落下，如图所示的 v-t 图反映了下落速度随时间变化的情况，下列关于下落过程(速 度达到 V0 前)的雨滴的说法不正确的是 A．动能不断增大，重力势能不断减少 B．与地球构成的系统机械能不断减少 C．所受阻力随其下落速度的增大而增大 D．加速度不断减小，直到等于重力加速度 15．质量为 m 的物体静止在地面上，现在以大小为 g 的加速度上升 h 高处，下列说法正确的是（　　） 5 A．重力做功 mgh 4 B．物体的动能增加 mgh 5 6 C．物体的机械能增加 5 mgh 1 D．物体的重力势能增加 mgh 5 二、填空题（共 4 题） 16．如图所示，质量为 2kg 的物体从高度为 h=0.8m，倾角为 30°光滑斜面顶端 A 处开始下滑．若不计 空气阻力，取 g=10m/s2，则物体由顶端 A 处滑到斜面底端 B 处时重力势能减少了_____J，物体滑到 B 处 时重力功率为_____w． 17．如图所示，一个粗细均匀、内部横截面积均为 S 的 U 形管内，装有密度为 ρ、总长度为 4h 的液体， 开始时左右两端液面的高度差为 h。现打开阀门 C，待液体运动到左右液面高度相等时，液体重力势能改 变量为________，此时左侧液面下降的速度为________。（重力加速度为 g） 18．质量为 m 的小球，从离桌面 H 高处由静止自由下落，桌面离地面高度为 h，如图所示，若以桌面为 参考平面，那么小球此时的重力势能为_________；落地时的重力势能为_________．若以地面为参考平面， 那么小球落地时重力势能为_________． 19．某同学利用如图的装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究．将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，左端固 定，右端与一小球 A 接触而不固连，弹簧的原长小于桌面的长度．向左推小球，使弹簧压缩后由静止释放． 小球离开桌面会落到水平地面．已知桌面的高度为 h，小球质量为 m，重力加速度的大小为 g，当弹簧的 压缩量为 x 时，小球抛出点到落地点的水平距离为 s，则： (1)小球离开桌面时的速率 v=_____________（用 g、h、s 表示）； (2)弹簧被压缩 x 时的弹性势能 E=___________（用 m、g、h、s 表示）； 三、综合题（共 4 题） 20．在水平地面上平铺 n 块砖，每块砖的质量均为 m，厚度均为 h，如图 9 所示，若将砖一块一块地竖直 叠放起来，在此过程中，重力做多少功？重力势能如何变化，变化了多少？（重力加速度为 g） 21．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，弹力做什么功？弹性势能如何变化？ （2）物体由 O 向 A′运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？ （3）在 A、A′处弹性势能有什么关系？ 22．2015 年亚洲杯小组赛中，中国队 2 :1 战胜朝鲜队，以小组第一身份出线．比赛中守门员将静止在地 面上的足球用大脚踢出，足球飞行最高高度为 10m，在最高点速度为 20m/s，已知足球质量为 450g， 以地面为零势能面， g  10m/s 2 ，不计空气阻力，求： （1）在最高点足球的重力势能为多少？ （2）在最高点足球的动能为多少？ （3）足球被守门员刚踢出的瞬间速度大小为多少？ 23．一根粗细均匀、长为 5m、质量为 60kg 的电线杆横放在地面上，如果要把它竖立起来，至少要做多 少功？它的重力势能改变了多少？（g=10 m/s 2 ） 参考答案 1．D 2．D 3．B 4．C 5．D 6．B 7．D 8．C 9．D 10．A 11．D 12．A 13．D 14．D 15．C 16．16 40  gsh 2 17． 4 gh 8 18．mgH -mgh gs 2 19． 2h mgs 2 4h 20．  0 n(n  1) n(n  1) mgh ；重力势能增加，增加了 mgh 2 2 21．（1）正功，减少；（2）负功，增加；（3）相等 22．（1）45J （2）90J（3）24.5m/s． 23．1500J，1500J