高中物理鲁科版 (2019)必修 第二册第4节 势能及其改变课时练习

1.4势能及其改变基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册

一、选择题（共13题）

1．中国使用长征二号FY11运载火箭成功将“神舟十一号”载人飞船送入太空，2天后与轨道更高且距地面393km的“天宫二号”目标飞行器进行交会对接。若“神舟十一号”和“天宫二号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为、（变轨过程中飞船的质量不变），则关于“神舟十一号”和“天宫二号”，下列说法正确的是（　　）

A．变轨前后“神舟十一号”的机械能不变

B．“天宫二号”能定点于赤道上某点的正上方

C．变轨后“神舟十一号”的动能变为原来的倍

D．“神舟十一号”做减速运动才能与“天宫二号”对接成功

2．如图所示，长为L的木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的物体，先用力缓慢抬高A端，使木板以左端为轴在竖直面内转动，当木板转到与水平面成角时物体刚开始滑动，此时停止转动木板，接着让物体滑到木板底端，运动到底端时速度为v，则在两个过程中（　　）

A．缓慢转动过程支持力对物体做功为0

B．缓慢转动过程摩擦力对物体做功为

C．下滑过程机械能的减少量为

D．下滑过程木板对物体做功为

3．关于功和能，下列说法中正确的是（）

A．功是能量的量度 B．功是过程量，能是状态量

C．功是矢量，能是标量 D．功和能都是矢量

4．关于重力势能，下列说法中正确的是（　　）

A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定

B．重力势能的变化量与零势能面的选取无关

C．一个物体的重力势能从J变化到J，重力势能减少了

D．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大

5．质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面高度为h，重力加速度为g，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为（　　）

A．mgh，减少mg（H－h） B．mgh，增加mg（H＋h）

C．－mgh，减少mg（H＋h） D．－mgh，增加mg（H－h）

6．将物体以60 J的初动能竖直向上抛出，当它上升至最高点时，机械能损失10 J，若空气阻力大小不变，那么物体落回抛出点的动能为（     ）

A．60 J B．50 J C．40 J D．30 J

7．质量为1kg的物体在竖直向上的拉力作用下由静止向上运动，上升1m时速度为2m/s，若g＝10m/s2，则下列叙述正确的是（　　）

A．合外力对物体做功2焦 B．拉力对物体做功2焦

C．重力对物体做功10焦 D．物体的机械能守恒

8．如图所示，质量为m的物体，从弧形面的底端以初速度v向上滑行，达到某一高度后，沿原路返回，且继续在水平面上滑行一段距离后停止。则（　　）

A．沿弧形面上滑过程中，弧面支持力做负功

B．沿弧形面上滑过程中，物体动能的减少量等于势能的增加量

C．整个运动过程中，物体克服摩擦力做功为

D．在弧形面上运动的过程中，摩擦力做的功等于重力做的功

9．如图所示，在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2kg的小球被一细线拴在墙上，小球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60°角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为（g取10 m/s2）（　　）

A．10 J B．15 J C．20 J D．25 J

10．2019年9月，北斗系统正式向全球提供服务，在轨39颗卫星中包括21颗北斗三号卫星：有18颗运行于中圆轨道、1颗运行于地球同步轨道、2颗周期为24h的运行于倾斜地球同步轨道，这些卫星中（　　）

A．中圆轨道卫星周期最大

B．同步轨道卫星向心加速度最大

C．2颗倾斜地球同步轨道卫星机械能相等

D．倾斜地球同步轨道卫星相对地面不是静止的

11．一质量为2kg的物体，在绳的拉力作用下，以2m/s2的加速度由静止开始匀加速向上运动了1m。设物体重力势能的变化为△Ep，绳的拉力对物体做功为W，则（  ）

A．△Ep＝20J，WF＝20J B．△Ep＝20J，WF＝24J

C．△Ep＝﹣20J，WF＝20J D．△Ep＝﹣20J，WF＝24J

12．如图甲所示，光滑水平面上停放着一辆表面粗糙的平板车，质量为；与平板车上表面等高的平台上有一质量为的滑块以水平初速度向着平板车滑来．从滑块刚滑上平板车开始计时，它们的速度随时间变化的图像如图乙所示，时刻滑块离开小车，则以下说法中正确的是（    ）

A．滑块与小车最终相对静止

B．滑块与平板车的质量之比

C．平板车上表面的长度为

D．系统损失的机械能为

13．某足球运动员罚点球直接射门，球恰好从横梁下边缘A点踢进，球经过A点时的速度为，A点离地面的高度为，球的质量为，运动员对球做的功为，球从踢飞到A点过程中克服空气阻力做的功为，选地面为零势能面，下列说法正确的是（　　）

A．运动员对球做的功

B．从球静止到A点的过程中，球的机械能变化量为

C．球刚离开运动员脚面的瞬间，球的动能为

D．从球刚离开运动员脚面的瞬间到A点的过程中，球的动能变化量为

二、填空题（共4题）

14．一个足球质量为3kg，以30 m/s的速度被踢到60m远处，在飞行过程中的最大高度是3m那么足球的初动能是___J，球在飞行过程中的最大重力势能为____J。（取g=10m/s2）

15．物体在地面附近以2m/s2的加速度匀减速竖直上升，则在上升过程中，物体的动能将_____，物体的机械能将_____．（选填增大、减小或不变）．

16．如图，物块从倾角θ=37°，高H=3m的光滑斜面顶端静止下滑，滑至底端时的速度大小为________m/s．若以斜面底端为重力势能零点，则当物块下滑________m时，其动能与重力势能之比为2:3．（g取10m/s2，sin37º=0.6，cos37º=0.8）

17．图甲是探究弹簧弹性势能的装置。将轻弹簧左端固定，在弹簧的另一端施加拉力从原长A位置缓慢拉到B位置，拉力与弹簧伸长量的关系图像如图乙所示，且图像为过坐标原点O的直线（实验过程中，弹簧始终处于弹性限度内）。则直线OP的“斜率”表示弹簧的___________，直角三角形POx0的“面积”表示___________。由此可推断，一个劲度系数为k的轻弹簧，在弹性限度内，当其形变大小为x0时，弹簧的弹性势能的表达式为EP=________。

三、综合题（共4题）

18．如图所示，起重机把质量为的货物从静止状态由地面提高高度时，速度达到，求：

(1)货物重力势能的改变量；

(2)起重机对货物所做的总功。

19．如图所示，半径为的四分之一光滑圆弧轨道BC被竖直固定，O为圆心，C为圆轨道的最低点，OC竖直。长为、质量为的木板静止在水平面上，其左侧紧邻圆轨道的C点，上表面与C点等高。距木板右侧处有固定的竖直挡板，挡板上有橡皮泥（木板撞击挡板时会被橡皮泥牢牢粘住）。现有质量为、可视为质点的物块从B处静止释放。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数，重力加速度。求：

(1)物块在C处时对圆轨道的压力；

(2)木板被粘住瞬间，物块距木板左端的距离；

(3)木板与物块、地面间因摩擦而产生的总热量。

20．如图所示，质量M=2kg、高h=0.2m的长木板静止在粗糙的水平地面上，长木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1。在长木板上放置一个质量m=1 kg，大小可以忽略的铁块，离左端B点的距离为1m，铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g= 10m/s2，不计空气阻力。若在长木板上施加一个水平向右的恒力F ，求：

(1)要想将长木板从铁块下抽出，水平向右的恒力F应满足的条件；

(2)若水平向右的恒力F=16N，铁块与长木板分离时，两者的速度各为多大；

(3)接(2)问，求铁块落地前的整个过程中，铁块、长木板和地面组成的系统因摩擦所产生的热量。

21．如图所示，一人造卫星绕地球做椭圆运动，试比较该卫星在近地点A与远地点B时的重力势能的大小。

参考答案

1．C

2．C

3．B

4．B

5．C

6．C

7．A

8．C

9．A

10．D

11．B

12．D

13．A

14．1350    90   

15．减小    增大   

16．=7.75    2   

17．劲度系数    克服弹力做的功       

18．(1)；(2)

19．(1)120N，方向竖直向下；(2)2.5m；(3)49.5J

20．(1)；(2)5m/s，3m/s；(3)12.78J

21．