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必修24.重力势能达标测试
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这是一份必修24.重力势能达标测试，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
课时提能演练(十四)┃课后巩固作业(十四)
(40分钟 50分)
一、选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分。每小题至少一个选项正确)
1.2012年2月25日，我国成功发射第十一颗北斗导航卫星，北斗导航系统的组网又向前迈进了一步。卫星发射上升过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为( )
A.重力做正功，重力势能减小
B.重力做正功，重力势能增加
C.重力做负功，重力势能减小
D.重力做负功，重力势能增加
2.桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为( )
A. mghB．mgH
C．mg(h+H)D．-mgh
3.关于重力势能，下列说法中正确的是( )
A.某个物体处于某个位置,重力势能的数值是唯一确定的,与参考面选取无关
B.只要重力做功,物体的重力势能一定变化
C.物体做匀速直线运动时,其重力势能一定不变
D.物体重力势能增加时,物体的重力可以不做功
4．如图所示，一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点，则下列说法中正确的是( )
A．沿AB面重力做功多
B．沿两个面重力做的功相同
C．沿AB面重力势能减少得多
D．沿两个面减少的重力势能相同
5.一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g=10 m/s2)( )
A.重力做功为1.8 J
B.重力做了0.55 J的负功
C.球的重力势能一定减少0.55 J
D.球的重力势能一定增加1.25 J
6．物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是( )
二、非选择题(本题包括2小题，共20分，要有必要的文字叙述)
7.(10分)如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点，若已知OD=，则小球由A点运动到C点的过程中，重力势能减少了多少？重力做功为多少？
8.(10分)在离地面80 m处无初速度释放一小球，小球质量为m=200 g，不计空气阻力，g取10 m/s2，取最高点所在水平面为参考平面，求：
(1)在第2 s末小球的重力势能；
(2)在第3 s内重力所做的功和重力势能的变化。
答案解析
1.【解析】选D。卫星发射时高度逐渐上升，卫星的重力做负功，重力势能越来越大。
2.【解析】选D。地面比参考平面(桌面)的高度低了h，小球落到地面时重力势能为负值，Ep=-mgh，D正确。
3.【解析】选B。重力势能具有相对性,取不同的参考面,物体即使在同一位置不动,重力势能也发生变化,A错误。重力做功是物体重力势能变化的原因,重力做功,重力势能一定发生变化,B正确，D错误。做匀速直线运动的物体,只要它的重力做功,即高度发生变化,它的重力势能就一定发生变化,C错误。
4．【解析】选B、D。物体重力做功的多少只与它运动的初、末位置的高度差有关，与其他因素无关，所以沿两个面重力做的功相同，A错误，B正确；由于重力势能的变化总等于重力所做的功，故沿两个面减少的重力势能相同，C错误，D正确。
【变式备选】沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是( ) A.沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多
B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动，物体克服重力做功多
C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动，物体克服重力做功多
D.不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功都相同，物体增加的重力势能也相同
【解析】选D。重力做功的多少与物体的运动路径无关，只与初、末状态物体的高度差有关，不论是光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，物体克服重力做多少功(重力做多少负功)，它的重力势能必增加多少，故A、B、C错误，D正确。
5.【解题指南】该题的解题思路：
(1)确定球的初、末位置求出高度差。
(2)重力对小球做正功，球的重力势能减小。
【解析】选C。整个过程重力对球做正功，其大小为W=mgΔh=mg(h1-h2)=0.55 J，A、B错误；重力做正功，重力势能减少，且重力做多少正功，重力势能就减少多少，故球的重力势能减少0.55 J，C正确，D错误。
6．【解析】选B。设物体开始下落时的重力势能为Ep0，物体下落高度h过程中重力势能减少量ΔEp=mgh，故物体下落高度h时的重力势能Ep=Ep0-ΔEp=Ep0-mgh，即Ep-h图象为倾斜直线，B正确。
7.【解析】从A点运动到C点，小球下落h=，
故重力做功WG=mgh=，
重力势能的变化量ΔEp=-WG=-
负号表示小球的重力势能减少了。
答案：
8.【解析】(1)在第2 s末小球所处的高度
h=-gt2=-×10×22 m=-20 m，
重力势能Ep=mgh=0.2×10×(-20) J=-40 J，
Ep<0说明小球在参考平面的下方。
(2)在第3 s末小球所处的高度
h′=-gt′2=-×10×32 m=-45 m。第3 s内重力做功
W=mg(h-h′)=0.2×10×(-20+45) J=50 J，即小球的重力势能减少50 J。
答案：(1)-40 J (2)50 J 减少50 J
【总结提升】重力势能变化的两种求解方法
方法一：应用重力势能变化公式ΔEp=Ep2-Ep1来求。具体方法是首先选取参考平面，然后应用Ep=mgh求出物体在初、末位置的重力势能，再代入定义式ΔEp=Ep2-Ep1求出重力势能变化量。
方法二：应用重力势能变化与重力做功的关系来求。先根据条件确定初、末位置的高度差Δh，代入WG=mgΔh求出重力做的功，再利用关系式ΔEp=-WG确定出重力势能的变化量。
课时提能演练(十四)┃课后巩固作业(十四)
(40分钟 50分)
一、选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分。每小题至少一个选项正确)
1.2012年2月25日，我国成功发射第十一颗北斗导航卫星，北斗导航系统的组网又向前迈进了一步。卫星发射上升过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为( )
A.重力做正功，重力势能减小
B.重力做正功，重力势能增加
C.重力做负功，重力势能减小
D.重力做负功，重力势能增加
2.桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，假设桌面处的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为( )
A. mghB．mgH
C．mg(h+H)D．-mgh
3.关于重力势能，下列说法中正确的是( )
A.某个物体处于某个位置,重力势能的数值是唯一确定的,与参考面选取无关
B.只要重力做功,物体的重力势能一定变化
C.物体做匀速直线运动时,其重力势能一定不变
D.物体重力势能增加时,物体的重力可以不做功
4．如图所示，一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点，则下列说法中正确的是( )
A．沿AB面重力做功多
B．沿两个面重力做的功相同
C．沿AB面重力势能减少得多
D．沿两个面减少的重力势能相同
5.一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g=10 m/s2)( )
A.重力做功为1.8 J
B.重力做了0.55 J的负功
C.球的重力势能一定减少0.55 J
D.球的重力势能一定增加1.25 J
6．物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是( )
二、非选择题(本题包括2小题，共20分，要有必要的文字叙述)
7.(10分)如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点，若已知OD=，则小球由A点运动到C点的过程中，重力势能减少了多少？重力做功为多少？
8.(10分)在离地面80 m处无初速度释放一小球，小球质量为m=200 g，不计空气阻力，g取10 m/s2，取最高点所在水平面为参考平面，求：
(1)在第2 s末小球的重力势能；
(2)在第3 s内重力所做的功和重力势能的变化。
答案解析
1.【解析】选D。卫星发射时高度逐渐上升，卫星的重力做负功，重力势能越来越大。
2.【解析】选D。地面比参考平面(桌面)的高度低了h，小球落到地面时重力势能为负值，Ep=-mgh，D正确。
3.【解析】选B。重力势能具有相对性,取不同的参考面,物体即使在同一位置不动,重力势能也发生变化,A错误。重力做功是物体重力势能变化的原因,重力做功,重力势能一定发生变化,B正确，D错误。做匀速直线运动的物体,只要它的重力做功,即高度发生变化,它的重力势能就一定发生变化,C错误。
4．【解析】选B、D。物体重力做功的多少只与它运动的初、末位置的高度差有关，与其他因素无关，所以沿两个面重力做的功相同，A错误，B正确；由于重力势能的变化总等于重力所做的功，故沿两个面减少的重力势能相同，C错误，D正确。
【变式备选】沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，下列说法正确的是( ) A.沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多
B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面运动，物体克服重力做功多
C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动，物体克服重力做功多
D.不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功都相同，物体增加的重力势能也相同
【解析】选D。重力做功的多少与物体的运动路径无关，只与初、末状态物体的高度差有关，不论是光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，物体克服重力做多少功(重力做多少负功)，它的重力势能必增加多少，故A、B、C错误，D正确。
5.【解题指南】该题的解题思路：
(1)确定球的初、末位置求出高度差。
(2)重力对小球做正功，球的重力势能减小。
【解析】选C。整个过程重力对球做正功，其大小为W=mgΔh=mg(h1-h2)=0.55 J，A、B错误；重力做正功，重力势能减少，且重力做多少正功，重力势能就减少多少，故球的重力势能减少0.55 J，C正确，D错误。
6．【解析】选B。设物体开始下落时的重力势能为Ep0，物体下落高度h过程中重力势能减少量ΔEp=mgh，故物体下落高度h时的重力势能Ep=Ep0-ΔEp=Ep0-mgh，即Ep-h图象为倾斜直线，B正确。
7.【解析】从A点运动到C点，小球下落h=，
故重力做功WG=mgh=，
重力势能的变化量ΔEp=-WG=-
负号表示小球的重力势能减少了。
答案：
8.【解析】(1)在第2 s末小球所处的高度
h=-gt2=-×10×22 m=-20 m，
重力势能Ep=mgh=0.2×10×(-20) J=-40 J，
Ep<0说明小球在参考平面的下方。
(2)在第3 s末小球所处的高度
h′=-gt′2=-×10×32 m=-45 m。第3 s内重力做功
W=mg(h-h′)=0.2×10×(-20+45) J=50 J，即小球的重力势能减少50 J。
答案：(1)-40 J (2)50 J 减少50 J
【总结提升】重力势能变化的两种求解方法
方法一：应用重力势能变化公式ΔEp=Ep2-Ep1来求。具体方法是首先选取参考平面，然后应用Ep=mgh求出物体在初、末位置的重力势能，再代入定义式ΔEp=Ep2-Ep1求出重力势能变化量。
方法二：应用重力势能变化与重力做功的关系来求。先根据条件确定初、末位置的高度差Δh，代入WG=mgΔh求出重力做的功，再利用关系式ΔEp=-WG确定出重力势能的变化量。
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