2022年高中物理人教版必修2習(xí)題：第七章 機(jī)械能守恒定律 第4節(jié) 重力勢(shì)能2 Word版含答案

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1、2022年高中物理人教版必修2習(xí)題：第七章 機(jī)械能守恒定律 第4節(jié) 重力勢(shì)能2 Word版含答案 一、選擇題：本大題共6小題，每小題7分，共49分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)的得7分，對(duì)而不全得4分。選錯(cuò)或不選的得0分。 1．跳傘運(yùn)動(dòng)員在剛跳離飛機(jī)、其降落傘尚未打開(kāi)的一段時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A．空氣阻力做正功 B．重力勢(shì)能增加 C．動(dòng)能增加 D．空氣阻力做負(fù)功 2．如圖1所示，一種叫做“蹦極跳”的運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)量為m的游戲者身系一根長(zhǎng)為L(zhǎng)、彈性優(yōu)良的輕質(zhì)柔軟橡皮繩，從高處由靜止開(kāi)始下落1.5L時(shí)到達(dá)最低點(diǎn).若在下落過(guò)程中不計(jì)空氣

2、阻力，則以下說(shuō)法正確的是 （ ） 圖1 A．速度先增大后減小 B．加速度先減小后增大 C．動(dòng)能增加了mgL D．重力勢(shì)能減少了mgL 3．一物體靜止在升降機(jī)的地板上，在升降機(jī)加速上升的過(guò)程中，地板對(duì)物體的支持力所做的功等于 （ ） A．物體勢(shì)能的增加量 B．物體動(dòng)能的增加量 C．物體動(dòng)能的增加量加上物體勢(shì)能的增加量 D．物體動(dòng)能的增加量加上克服重力所做的功 4．行駛中的汽車制動(dòng)后滑行一段距離最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮

3、的火焰，降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過(guò)程中穿過(guò)閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流，上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過(guò)程是 （ ） A．物體克服阻力做功 B．物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 C．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 5．如圖2所示，一個(gè)質(zhì)量為m的小球，用一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)且不能伸長(zhǎng)的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平拉力作用下，從平衡位置P點(diǎn)緩慢地移到Q點(diǎn)（此時(shí)懸繩與豎直方向夾角為θ）的過(guò)程中，水平拉力F做的功為 （ ） 圖2 A．mgLcosθ B．mgL（1－cosθ） C．FLsinθ D．FLcosθ

4、 6．如圖3所示，一質(zhì)量為m、邊長(zhǎng)為a的長(zhǎng)方體物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1.為使它水平移動(dòng)距離a，可以用將它翻倒或向前緩慢平推兩種方法，則下列說(shuō)法中正確的是（ ） 圖3 A．將它翻倒比平推前進(jìn)做功少 B．將它翻倒比平推前進(jìn)做功多 C．兩種情況做功一樣多 D．兩種情況做功多少無(wú)法比較 第Ⅱ卷（非選擇題，共51分） 二、填空、實(shí)驗(yàn)題：本大題共3小題，每個(gè)空格8分，共24分。把正確答案填寫(xiě)在題中橫線上或按要求作答。 7．在水平地面上有n塊磚，每塊磚質(zhì)量均為m，厚度為h，如果將磚用人工一塊一塊地豎直疊放起來(lái)，那么人做的功為_(kāi)____________。 A

5、 B K 圖4 8．如圖4所示，容器A、B各有一個(gè)可自由移動(dòng)的輕活塞，活塞下面是水，上面是大氣，大氣壓恒定，A、B底部由帶有閥門(mén)K的管道相連，整個(gè)裝置與外界絕熱。原先A中水面比B中的高，打開(kāi)閥門(mén)，使A中的水逐漸向B中流，最后達(dá)到平衡，在這個(gè)過(guò)程中大氣壓強(qiáng)對(duì)水做的功為_(kāi)__________，水的重力勢(shì)能___________。 9．如圖5所示，勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧兩端分別與質(zhì)量為m1、m2的物體1、2拴接。勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上（不拴接），整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)施力將物塊1緩慢地豎直上提，直到下邊那個(gè)彈簧的下端脫離桌面。在此過(guò)程中，物塊2的重力勢(shì)能

6、增加了___________________，物塊1的重力勢(shì)能增加了___________。 圖5 三、計(jì)算題：本大題共2小題，計(jì)27分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟。只寫(xiě)出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。 10．（12分）H a 圖6 面積很大的水池，水深為H，水面上浮著一正方體木塊，木塊邊長(zhǎng)為a，密度為水的，質(zhì)量為m，開(kāi)始時(shí)木塊靜止，如圖6所示。現(xiàn)用力F將木塊緩慢壓到水底，不計(jì)摩擦。求木塊剛好完全沒(méi)入水中到停止在池底的過(guò)程中，池水重力勢(shì)能的改變量。 11．（15分）跳繩是一種健身運(yùn)動(dòng)，設(shè)某運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量

7、為50 kg，他每分鐘跳180次，假設(shè)他在每次跳躍中，腳與地面接觸的時(shí)間占跳躍一次所需時(shí)間的，則該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率是多少？（g取10 m/s2） 參考答案 一、選擇題： 1．【答案】CD 【點(diǎn)撥】跳傘運(yùn)動(dòng)員在跳離飛機(jī)、其降落傘尚未打開(kāi)的一段時(shí)間內(nèi)，加速下降。運(yùn)動(dòng)員所受的重力做正功，所以其重力勢(shì)能減少，B錯(cuò)誤；而空氣阻力的方向和跳傘運(yùn)動(dòng)員的位移方向正好相反，所以它做負(fù)功，A錯(cuò)誤，D正確；因?yàn)楸绢}研究的是跳傘運(yùn)動(dòng)員在剛跳離飛機(jī)、其降落傘尚未打開(kāi)的一段時(shí)間內(nèi)的情況，所以運(yùn)動(dòng)員處于加速運(yùn)動(dòng)階段，其動(dòng)能增加，C正確。 2．【答案】A 【分析】人從高處下落的過(guò)程中，當(dāng)

8、橡皮繩未拉伸產(chǎn)生形變時(shí)，人做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度恒定，速度不斷增大；當(dāng)橡皮繩拉伸產(chǎn)生形變后，由于形變愈來(lái)愈大，則彈力越來(lái)越大，對(duì)人的阻礙也越來(lái)越大，加速度則不斷減小，但速度仍增大；當(dāng)彈力增大到與人的重力等大時(shí)，加速度為零，此時(shí)人的速度最大。此后，彈力大于重力，加速度又增大，但與速度的方向相反，所以速度逐漸減小，因此答案A對(duì)、B錯(cuò)；由于人的初、末動(dòng)能均為零，故動(dòng)能變化為零，C錯(cuò)；人在豎直方向下落了1.5L，故重力勢(shì)能應(yīng)減少1.5 mgL，D錯(cuò)。 3．【答案】CD 【點(diǎn)撥】設(shè)物體在升降機(jī)加速上升的過(guò)程中，物體受到的重力為mg，地板施加給物體的支持力為N，升降機(jī)上升的高度為h，由動(dòng)能定理可得WN

9、－WG＝ΔEk，因重力做的功等于重力勢(shì)能的改變，物體向上運(yùn)動(dòng)，重力做負(fù)功或物體克服重力做功，所以WG＝mgh。解得WN＝mgh＋ΔEk，表明地板對(duì)物體支持力所做的功，等于物體動(dòng)能的增加量加上克服重力所做的功（重力勢(shì)能的增加量），本題的答案是C、D。 4．【答案】AD 【點(diǎn)撥】行駛的汽車受到阻力作用而使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，流星墜落過(guò)程中由于空氣阻力作用而使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，降落傘勻速下降，機(jī)械能減小，阻力做負(fù)功，條形磁鐵下落的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化為電能。 5．【答案】B 【點(diǎn)撥】由于題中小球“緩慢”移動(dòng)，則力F的大小一定發(fā)生了變化，小球的動(dòng)能始終保持恒定，小球的重力勢(shì)能也增加了；又繩子的拉力始

10、終與小球的運(yùn)動(dòng)方向垂直，故繩子拉力不做功。由功能關(guān)系可知水平拉力F所做的功在數(shù)值上就等于小球重力勢(shì)能的增加。由公式W＝ΔEp可得：WF＝mgh2－mgh1＝mgL（1－cosθ），本題答案應(yīng)選B。 6．【答案】B 【點(diǎn)撥】使物塊水平移動(dòng)距離a，需將它翻倒一次，需克服重力做功，使其重心位置由離地h1＝增加到h2＝a，所以至少需做功W1＝mg(h2－h(huán)1)＝mg(－1)a；而緩慢平推需做功W2＝μmga＝0.1mga＜W1。 二、填空、實(shí)驗(yàn)題： 7．【答案】 【點(diǎn)撥】初態(tài)時(shí)n塊磚具有的勢(shì)能為：EP1＝nmg（選地面為零勢(shì)能面），末態(tài)時(shí)n塊磚具有的勢(shì)能為：EP2＝nmg，故人做的功W＝E

11、P2－EP1＝。 8．【答案】0；減小 【點(diǎn)撥】A中液面下降，大氣壓強(qiáng)做正功；B中液面上升，，大氣壓強(qiáng)做負(fù)功。因水的體積不變，所以有SAhA＝SBhB，所以有P0SAhA＝P0SBhB，在這個(gè)過(guò)程中大氣壓強(qiáng)對(duì)水做的總功為0。整個(gè)過(guò)程中水的重心下降，水的重力勢(shì)能減小。 9．【答案】； 【點(diǎn)撥】勁度系數(shù)為k2的輕質(zhì)彈簧開(kāi)始時(shí)承受的壓力為（m1＋m2）g，下端脫離桌面時(shí)恢復(fù)原長(zhǎng)，故物塊2上升的高度為k2的初始?jí)嚎s量，即，物塊2增加的重力勢(shì)能為＝。勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧開(kāi)始時(shí)承受的壓力為m1g，末狀態(tài)變?yōu)槔鞝顟B(tài)，拉力大小為m2g，故初末狀態(tài)k1的長(zhǎng)度變化為，物塊1上升的高度為，物塊2增加的

12、重力勢(shì)能為。 三、計(jì)算題： 10．【答案】2mg(H－a) 【解析】由題意作出右圖，木塊從題目要求的初位置1到末位置2，對(duì)應(yīng)著相同體積的水由初位置2到末位置1。 H 1 x 2 水的密度是木塊密度的兩倍，所以木塊的質(zhì)量為2m，在上述過(guò)程中木塊的重心上升的高度是：x＝H－a 故池水重力勢(shì)能的增加量為： ΔEP＝2mgx＝2mg(H－a)。 11．【答案】75 W 【解析】由已知條件知，跳一次的時(shí)間是： t0＝＝s 人離地后從開(kāi)始做豎直上拋運(yùn)動(dòng)至回到地面所需時(shí)間為： t1＝s＝0.2 s 人從跳離到上升到最高點(diǎn)的時(shí)間： t＝＝0.1 s 此過(guò)程中人克服重力做的功為： W＝mgh＝mg×gt2＝25 J 跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率為： ＝＝＝75 W。