高中物理第二章能的转化与守恒22势能的改变同步测试鲁科版必修2.docx

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高中物理第二章能的转化与守恒22势能的改变同步测试鲁科版必修2

2.2势能的改变

一、单选题（共10题；共20分）

1.用拉力T将一个重为5N的物体匀速升高3m，如图所示，在这个过程中，下列说法正确的是（  ）

A. 物体的重力做了15J的功                                    B. 拉力T对物体做了15J的功

C. 物体的重力势能减少了15J                                 D. 合力对物体做的功是15J

2.潮汐能是一种很有潜力的待开发的新能源．图是双向潮汐发电站示意图．

（a）涨潮时，水经通道进入海湾，待内外水位高度相同，堵住通道，潮落至最低时放水发电如图

（b）．待内外水面高度相同，再堵住通道，直到下次涨潮至最高点，再放水发电如图

（c）．设海湾面积为S，涨潮与落潮水位差为h，海水密度为ρ，则一次涨、落潮可以发电的海水势能为（　　）

A. ρSh2                                 B.                                  C. ρSh2g                                 D. 

3.下面有关重力势能的说法中，正确的是（　　）

A. 举得越高的物体，具有的重力势能越大               B. 质量越大的物体，具有重力势能越大

C. 物体的重力势能不可能为零                                D. 物体的重力势能可能小于零

4.劲度系数分别为kA＝2000N/m和kB＝3000N/m的弹簧A和B连接在一起，拉长后将两端固定，如图所示，弹性势能EpA、EpB的关系为（ ）

A. EpA＝EpB                       B. EpA＝                       C. EpA＝                       D. EpA＝

5.质量为50kg的跳高运动员，背越式跳过了2m高的横杆而平落在垫子上，以地面为参考面，则运动员在最高点时具有的重力势能约为（　　）

A. 500J                                   B. 100J                                   C. 1000J                                   D. 2000J

6.下列说法正确的是（　　）

A. 地面上的物体重力势能一定为0

B. 质量大的物体重力势能一定大

C. 离地面高度相同的两个物体，质量较大的重力势能一定较大

D. 离地面一定高度的物体其重力势能一定不为0

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0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.如图所示，质量为m的物体自倾角为30°的固定斜面顶端匀加速滑至底端，物体加速度为g，顶点距地面高为h，重量加速度为g．则下列说法错误的是（　　）

A. 重力势能减少mgh           B. 动能增加mgh/2           C. 机械能变化mgh           D. 内能增加mgh/2

9.将一个苹果从地面捡到课桌上，苹果的重力势能大约增加（　　）

A. 0.2J                                      B. 2J                                      C. 20J                                      D. 200J

10.质量为m的小物块，从离桌面高H处由静止下落，桌面离地面高为h，如图所示．如果以桌面为参考平面，那么小物块落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是（  ）

A. mgh，减少mg（H﹣h）                                   B. mgh，增加mg（H+h）

C. ﹣mgh，增加mg（H﹣h）                                D. ﹣mgh，减少mg（H+h）

二、多选题（共3题；共9分）

11.在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下面猜想有一定道理的是（ ）

A. 重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧的长度有关          B. 重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧拉伸（或压缩）的长度有关

C. 重力势能与物体所受的重力mg大小有关，所以弹性势能很可能与弹簧的劲度系数有关          D. 重力势能与物体的质量有关，所以弹性势能很可能与弹簧的质量大小有关

12.关于重力势能下列说法中正确的是（　　）

A. 重力势能减少，重力一定对物体做正功

B. 重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功

C. 在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零

D. 重力势能实际上时物体和地球所共有的

13.弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关（ ）

A. 弹簧的长度                   B. 弹簧的劲度系数                   C. 弹簧的形变量                   D. 弹簧的原长

三、填空题（共3题；共6分）

14.用力将地面上的一个质量为10kg的物体提升10m（取g=10m/s2），速度达到10m/s．物体被提高后具有的重力势能是________ J（以地面为零势能参考面）；物体被提高后具有的动能是________ J．

15.在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0kg的木块相连，系统处于平衡状态.若在木块上再加一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0.10m，力F做功2.5J，此时木块再次处于平衡状态，力F的大小为50N，如图所示.求：

在木块下移0.10m的过程中弹性势能的增加量为________J.

16.重力势能的表达式________；弹性势能的表达式________；动能的表达式________．

四、实验探究题（共1题；共5分）

17.理论分析可得出弹簧的弹性势能公式（式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧长度的变化量）．为验证这一结论，A、B两位同学设计了以下的实验：

①两位同学首先都进行了如图甲所示的实验：

将一根轻质弹簧竖直挂起，在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球，稳定后测得弹簧伸长d．

②A同学完成步骤①后，接着进行了如图乙的实验：

将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上，并把小铁球放在弹簧上，然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管．利用插销压缩弹簧．拔掉插销时，弹簧对小球做功，使小球弹起，测得弹簧的压缩量和小铁球上升的最大高度H．

③B同学完成步骤①后，接着进行了如图丙的实验：

将这根弹簧放在水平桌面上，一端固定在竖直的墙上，另一端被小铁球压缩，测得压缩量为x，释放弹簧后，小铁球从高为h的桌面上水平抛出，抛出的水平距离为L．

（1）A、B两位同学进行如图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量？

________，请用m、d、g表示所求的物理量________．

（2）如果成立，那么A同学测出的物理量x与d、H的关系式是：

x＝________，B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是：

x＝________．

（3）试分别分析A、B两位同学中，其中一位同学的实验误差的主要来源________．

五、综合题（共2题；共25分）

18.如图所示，质量为0.5kg的小球，从桌面以上高1.2m的A点下落到地面的B点，已知桌面高0.8m，求：

（1）以桌面为参考平面，小球在A点和B点的重力势能．

（2）以地面为参考平面，从A到B的过程中小球重力势能的变化．（取g=10m/s2）

19.如图所示，曲面AB与半径r、内壁光滑的四分之一细圆管BC平滑连接于B点，管口B端切线水平，管口C端正下方自立一根轻弹簧，轻弹簧一端固定，另一端恰好与管口C端齐平，质量为m的小球（可视为质点）在曲面上某点由静止释放，进入管口B端时，上管壁对小球的作用力为mg．

（1）求小球达到B点时的速度大小vB；

（2）若释放点距B点高度为2r，求小球在曲面AB上运动时克服阻力所做的功W；

（3）小球通过BC后压缩弹簧，压缩弹簧过程中弹簧性势能的最大值为Ep，求弹簧被压缩的最大形变量x．

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】B

【解析】【解答】解：

A、C、重力做功WG=﹣mgh=﹣15J，知物体克服重力做功15J，重力势能增加15J．故A错误，C错误．

B、因为物体匀速上升，则F=G=5N，则拉力做功WF=Fh=5×3J=15J．故B正确．

D、合力的大小为零，则合力做功为零．故D错误．

故选：

B

【分析】根据平衡求出拉力的大小，根据功的公式求出拉力、重力、合力做功大小，克服重力做功的大小等于重力势能的增加量．

2.【答案】C

【解析】【解答】解：

一次涨落潮时经过发电机的流的质量为：

m=ρV=ρhs重心高度为，则可知，可以发电的海水势能为：

Ep=2mg×=ρSh2g；

故选：

C．

【分析】明确一次涨落潮时有两次发电过程，两次发电中经过的水量相同；根据重力势能的定义可明确两次发电的重力势能．

3.【答案】D

【解析】【解答】解：

A、B、重力势能与重物的重量、高度等有关，故A、B错误；C、D、重力势能是相对于零势能面得出的，故具有相对性，其大小与正负与参考面的选择有关；故C错误D正确；

故选：

D．

【分析】重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大．

4.【答案】C

【解析】【解答】两端的拉力大小相等，故由胡克定律知弹簧的形变量之比为3：

2，由弹簧的弹性势能的表达式Ep＝kx2，C符合题意.

故答案为：

C。

【分析】此题属于基础题型，考查对胡克定律和弹性势能表达式的理解和运用，据牛顿第三定律可知两根弹簧所受到的力大小相同。

5.【答案】C

【解析】【解答】解：

人的重心上升的高度h=2m；则重力势能为：

EP=mgh=500×2=1000J；

故选：

C．

【分析】重力势能等于物体的重力与相对于零势能面的高度的乘积．

6.【答案】C

【解析】【解答】解：

A、若不以地面为零势能面，则地面上物体的重力势能不为零；故A错误；B、质量大的物体若在低处，则重力势能要小；故B错误；

C、离地高度相同，则由E=mgh可得，质量较大的物体重力势能一定较大；故C正确；

D、重力势能的大小取决于零势能面的位置，若取物体所在的平面为零势能面，则物体的重力势能可以为零；故D错误；

故选：

C．

【分析】重力势能是相对量，在确定重力势能时应先确定零势能面，零势能面不同，则物体的重力势能的数值不同．

7.【答案】D

【解析】【解答】解：

A、选取不同的零势能面，则同一位置的物体的重力势能是不同的，故A错误；

B、重力势能的大小是相对于零势能面的高度决定的，重力势能为零只能说明物体处于零势能面上，它对下方的物体同样可以做功，故B错误；

C、物体若在竖直方向做匀速直线运动，故物体的高度变化，重力势能也会发生变化，故C错误；

D、重力势能的改变量等于重力做功的多少，故若重力做功，重力势能一定发生变化，故D正确．

故选D．

【分析】物体由于被举高而具有的能量称为重力势能；零势能面的选取不同则物体的重力势能不同；而重力做功的大小等于重力势能的改变量．

8.【答案】C

【解析】【解答】解：

A、由