2014鲁科高考物理《第2章第2节势能的改变》达标测试 6页

第2节 势能的改变 知识点 基础 中档 稍难 重力势能 ‎1、2‎ ‎3‎ 重力做功与重力势能的变化关系 ‎4、5‎ ‎6‎ 弹性势能 ‎7、8‎ 综合提升 ‎9、10、12‎ ‎11‎ 知识点一　重力势能 ‎1．下列关于重力势能的说法正确的是 (　　)．‎ A．重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的 B．重力势能的大小是相对的 C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 D．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 解析　重力势能是由物体和地球的相对位置所决定的能，由地球和物体所共有，所以A、B正确；由于重力势能的大小与零势能面的选取有关，所以重力势能等于零不等于没有对外做功的本领，所以C错误；只有选地面为零势能面时，地面上的物体重力势能才为零，否则不为零，D错误．故A、B正确．‎ 答案　AB ‎2．升降机中有一质量为m的物体，当升降机以加速度a匀加速上升h高度时，物体增加的重力势能为 (　　)．‎ A．mgh B．mgh＋mah ‎ C．mah D．mgh－mah 解析　要分析重力势能的变化，只需分析重力做功．物体随升降机上升了h，物体克服重力做功WG＝mgh，故物体的重力势能增加了mgh，A正确．‎ 答案　A ‎3.图2－2－5‎ 如图2－2－5所示，一质量为m、半径为r、体积为V的铁球，用一细线拴住，慢慢地放入横截面积为S、深度为h的水中．已知水的密度为ρ，求铁球从刚与水面接触至与杯底接触的过程中，水与铁球的重力势能分别变化了多少，水与铁球组成的系统的总重力势能变化了多少．‎ 解析　铁球下落到杯底的过程中，铁球重力势能的变化ΔEp1＝－mgh，即重力势能减少了mgh.‎ 此过程水面上升了Δh，因为上升的水的体积等于铁球的体积，所以有S·Δh＝V，Δh＝，上升的水的质量 Δm＝ρV，故水的重力势能增加了 ΔEp2＝Δm·g··Δh＝.‎ 水与铁球组成的系统的总重力势能变化了 ΔEp＝ΔEp1＋ΔEp2＝－mgh＋.‎ 答案　减少了mgh　增加了　－mgh＋ 知识点二　重力做功与重力势能的变化关系 ‎4.图2－2－6‎ 如图2－2－6所示，甲、乙两名学生的质量都是m，当他们分别以图示的路径登上高h的阶梯顶端A时，他们的重力做功情况是 (　　)．‎ A．甲的重力做功多 B．乙的重力做功多 C．甲、乙的重力做功一样多 D．无法判断 解析　因为重力做功只与物体的初、末位置有关，与运动路径无关，所以甲、乙的重力做的功均为mgh，故C正确．‎ 答案　C ‎5．物体在运动过程中，克服重力做功100 J，则以下说法正确的是 (　　)．‎ A．物体的高度一定降低了 B．物体的高度一定升高了 C．物体的重力势能一定是100 J D．物体的重力势能一定增加了100 J 解析　克服重力做功，即重力做负功，重力势能增加，高度升高．克服重力做多少功，重力势能就增加多少，但重力势能是相对的，增加100 J的重力势能，并不代表现在的重力势能就是100 J，故B、D正确．‎ 答案　BD ‎6．把一个物体从地面竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力恒为f，则从物体被抛出到落回地面的全过程中 ‎(　　)．‎ A．重力做的功为零 B．重力做的功为2mgh C．空气阻力做的功为零 D．空气阻力做的功为－2fh 解析　上升过程中重力做的功为－mgh，下降过程中重力做的功为mgh，所以整个过程中重力做的功为零，A正确、B错误；上升过程中阻力向下，故阻力做功Wf＝－fh，下降过程中，阻力向上，故阻力做功W＝－fh，所以整个过程中阻力做功为－2fh，故C错误、D正确．‎ 答案　AD 知识点三　弹性势能 ‎7．关于弹性势能，以下说法正确的是 ` (　　)．‎ A．发生弹性形变的物体都具有弹性势能 B．只有弹簧在发生形变时才具有弹性势能 C．弹性势能可以与其他形式的能相互转化 D．弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳 解析　发生弹性形变的物体的各部分之间，具有的势能叫弹性势能，A正确、B错误；弹性势能跟重力势能一样，可以与其他形式的能相互转化，C正确；所有能的单位与功的单位相同，都是焦耳，D正确．‎ 答案　ACD 图2－2－7‎ ‎8.如图2－2－7所示，轻质弹簧拴着小球放在光滑水平面上，小球在O点时弹簧的长度为原长．现将小球拉至A点后释放，则小球在A、B间往复运动，下列说法正确的是 ‎(　　)．‎ A．从B到O，小球的速度不断减小 B．在O处弹簧的弹性势能最小 C．从B到O，小球的速度不断增大 D．在B处弹簧的弹性势能最小 解析　弹簧的弹性势能与它的形变量有关，小球在O点时弹簧的长度为原长，弹性势能最小，故B正确、D错误；从B到O，弹力方向向右，小球向右做加速度逐渐减小的加速运动，速度不断增大，故A错误、C正确．‎ 答案　BC ‎9．如图2－2－8所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点．若将其下端向 图2－2－8‎ 上提起使其对折，则做功至少为 (　　)．‎ A．mgl 　　　B.mgl ‎ C.mgl 　　　D.mgl 解析　将软绳下端向上提起，相当于把下半段向上移动了，重力势能增加了mg·＝mgl，即外力至少要做的功为mgl，D正确．‎ 答案　D ‎10.如图2－2－9所示，某工人用定滑轮提升重物，重物质量m＝‎30 kg，工人拉着绳从滑轮正下方A处缓慢走到B处的过程中，不计绳的质量以及绳与滑轮间的摩擦，已知θ＝60°，图2－2－9‎ h＝‎3 m，取 g＝‎10 m/s2，求工人对重物做的功为多少．‎ 解析　工人拉绳使重物上升的高度 l＝－h，‎ 工人对重物做的功等于绳拉重物做的功 W＝mgl＝mg＝900 J.‎ 答案　900 J ‎11.图2－2－10‎ 如图2－2－10所示，一质量为m的木块，以初速度v0冲上倾角为θ的斜面，沿斜面上升距离l后停在P点．若木块与斜面间的动摩擦因数为μ，求：‎ ‎(1)木块上升过程中重力的平均功率是多少？‎ ‎(2)木块的重力势能变化了多少？‎ 解析　(1)木块上升过程做匀减速直线运动，其平均速度＝＝v0，‎ 所经历的时间t＝＝，‎ 上升过程中重力做的功WG＝－mglsin θ，‎ 所以木块上升过程中重力做功的平均功率＝＝－mgv0sin θ(负号表示物体克服重力做功)．‎ ‎(2)木块的重力势能变化了 ΔEp＝－WG＝mglsin θ，‎ 说明重力势能增加了mglsin θ.‎ 答案　(1)－mgv0sin θ　(2)增加了mglsin θ 图2－2－11‎ ‎12. 金茂大厦是上海的标志性建筑之一，它的主体建筑地上88层，地下3层，高‎420.5 m，是目前国内第三、世界第八高楼，如图2－2－11所示．距地面‎340.1 m的第88层为国内迄今最大的观光厅，环顾四周，极目眺望，上海新貌尽收眼底．质量为‎60 kg、身处第88层的游客，在下列情况中，他的重力势能各是多少？(取g＝‎10 m/s2)‎ ‎(1)以地面为参考平面；‎ ‎(2)以第88层为参考平面；‎ ‎(3)以‎420.5 m的楼顶为参考平面，若他乘电梯从地面上升到88层，需克服重力做多少功？‎ 解析　(1)以地面为参考平面，游客在第88层时，相对参考平面的高度为‎340.1 m，则他的重力势能 Ep1＝mgh＝60×10×340.1 J≈2.04×105 J.‎ ‎(2)若以第88层为参考平面，游客在第88层的相对高度为零，故Ep2＝0.‎ ‎(3)克服重力做的功与参考平面的选择无关，故克服重力做的功等于重力势能的增量 ΔEp＝－WG＝mgh≈2.04×105 J.‎ 答案　(1)2.04×105 J　(2)0　(3)2.04×105 J