高中鲁科版 (2019)第4节 势能及其改变同步训练题

1.4势能及其改变

1.如图所示，质量为m的物体静止在地面上，物体上面连着一个轻弹簧，用手拉住弹簧上端上移H，将物体缓缓提高h，拉力F做功，不计弹簧的质量，则下列说法正确的是(   )

A.重力做功，重力势能减少 B.弹力做功，弹性势能增加

C.重力势能增加，弹性势能增加 D.重力势能增加，弹性势能增加

2.如图所示，重物A的质量为m，置于水平地面上，一根轻质弹簧原长为L，劲度系数为k，下端与重物A相连接.现将弹簧上端点P缓慢地竖直提起一段高度h，使重物A离开地面，这时重物A具有的重力势能为（以地面为零势能面，重力加速度为g）(   )
 

A. B. C. D.

3.一根弹簧的弹力—伸长量关系图线如图所示，那么弹簧由伸长量为4 cm到伸长量为8 cm的过程中，弹力做的功和弹性势能的变化量为(   )
 

A. B. C. D.

4.如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是(   )
 

A.如图甲，撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的弹性势能

B.如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能

C.如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能

D.如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能

5.如图所示，一质量为m、长度为的均匀柔软细绳竖直悬挂.用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距.重力加速度大小为g.在此过程中，外力做的功为(   )
 

A. B. C. D.

6.某同学在桌面上用一个小钢球和一个弹簧来探究弹簧的弹性势能．弹簧一端固定(如图所示)，另一端用钢球压缩弹簧后释放，钢球被弹出后落地．他发现弹簧压缩得越多，钢球被弹出得越远，由此能得出的结论应是(   )

A.弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越大

B.弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越小

C.弹性势能与劲度系数有关，劲度系数越大，弹性势能越大

D.弹性势能与劲度系数有关，劲度系数越大，弹性势能越小

7.质量为的小球，从离桌面高处由静止下落，桌面离地面高度为，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别是(   )

A.，减少 B.，增加

C.，增加 D.，减少

8.如图所示，在一个固定的竖直光滑圆管内放置一根轻质弹簧，弹簧的上端与管口的距离为，一个质量为的小球从管口由静止开始下落，将弹簧压缩至最低点，压缩量为，设小球运动到点时的速度大小为，不计空气阻力，则在这一过程中，下列说法正确的是(   )

A．小球运动的最大速度大于 B．小球运动的最大速度等于

C．弹簧的劲度系数为 D．弹簧的最大弹性势能为

9.如图1所示，小物体从竖直弹簧上方离地高处由静止释放，其速度与离地高度h的关系如图2所示。其中高度从下降到，图像为直线，其余部分为曲线，对应图像的最高点，轻弹簧劲度系数为k，轻弹簧的重力不计，小物体质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（   ）

A.小物体下降至高度时，弹簧的弹性势能为0

B.小物体下降至高度时，弹簧的弹性势能最大

C.小物体下降至高度时，弹簧的弹性势能最小

D.小物体下降至高度时，弹簧的弹性势能最大

10.一质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升h.关于此过程，下列说法中正确的是(   )

A.提升过程中手对物体做功 B.提升过程中合外力对物体做功

C.提升过程中物体的重力势能增加 D.提升过程中物体克服重力做功

答案以及解析

1.答案：D

解析：可将整个过程分为两个阶段：一是弹簧伸长到m刚要离开地面阶段，拉力克服弹力做功，等于弹性势能的增加；二是弹簧长度不变，物体上升h，拉力克服重力做功，等于重力势能的增加，又由可知A、B、C错，D对．

2.答案：C

解析：重物A刚离开地面时，由平衡条件得，解得弹簧的伸长量为，弹簧上端P缓慢竖直向上提起的距离为h，则重物上升的高度为，以地面为零势能面，重物A具有的重力势能为，C正确，A、B、D错误.

3.答案：B

解析：图线与x轴包围的面积表示弹力做功的大小，故弹簧由伸长量为4 cm到伸长量为8 cm的过程中，弹力做的功.弹力做的功为，弹性势能增加1.8 J，故选B.

4.答案：B

解析：撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的弹力对运动员做正功，竿的弹性势能减少，A错误；人拉长弹簧过程中，弹簧弹力对人做负功，弹簧的弹性势能增加，B正确；模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋对飞机做正功，橡皮筋的弹性势能减少，C错误；小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧弹力对小球做正功，弹簧的弹性势能减少，D错误.

5.答案：A

解析：以均匀柔软细绳段为研究对象，其质量为.取M点所在的水平面为零势能面，开始时，细绳段的重力势能，当用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点时，细绳段的重力势能，则外力做的功等于细绳段的重力势能的变化，即，故A正确.

6.答案：A

解析：本实验说明弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越大，不能说明弹性势能与劲度系数的关系，故A正确，B、C、D错误。

7.答案：D

解析：以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能为；

整个过程中小球高度降低，重力势能减少，重力势能的减少量为：；

故选：D

8.答案：AD

解析：小球接触弹簧后受重力、向上的弹力，开始阶段重力大于弹力，加速度向下，即，x增大，加速度减小，做加速运动，当时有最大速度，再压缩重力小于弹力，加速度向上，，x增大，加速度增大，做减速运动。

AB、由上面的分析知当时，即时有最大速度，在之间，所以增大速度大于，故A正确B错误；

C.当压缩到B点时，弹力大于重力，即，解得，故C错误；

D.压缩到B点时，形变量最大，弹性势能最大，由功能关系得：，故D正确。

故选：AD。

9.答案：AD

解析：小物体由高度下降到时，图线为直线，该过程中小物体做匀加速运动，小物体下降至时才开始接触弹簧，所以小物体下降至高度时，弹簧的弹性势能为0，故A正确；由题图知，小物体下降至高度时，速度最大，此时重力和弹力平衡，小物体继续向下运动，弹簧的弹性势能继续增大，所以小物体下降至高度时，弹簧的弹性势能不是最大，也不是最小，故B、C错误；小物体下降至高度时，速度为0，小物体下降至最低点，弹簧的弹性势能最大，故D正确。

10.答案：ABD

解析：对物体受力分析，如图所示，则，所以手对物体做功，故A正确；合力的功，B正确；物体上升h，克服重力做功，重力势能增加，C错误，D正确．