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1、12.22.2 势能的改变势能的改变一、单选题（共一、单选题（共 1010 题；共题；共 2020 分）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 15 J 的功 B. 拉力 T 对物体做了 15 J 的功C. 物体的重力势能减少了 15 J D. 合力对物体做的功是 15 J2.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
2、积为 S，涨潮与落潮水位差为 h，海水密度为 ，则一次涨、落潮可以发电的海水势能为（ ） 2A. Sh2 B. C. Sh2g 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 kA2 000 N/m 和 kB3 000 N/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. EpAEpB B. EpA C. EpA D. EpA 5.质量为 50kg 的跳高运动员，背越式跳过
3、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. 2000J6.下列说法正确的是（ ） A. 地面上的物体重力势能一定为 0B. 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 07.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38.如图
4、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/29.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. 200J10.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（Hh） B. mgh，增加
5、mg（H+h）C. mgh，增加 mg（Hh） D. mgh，减少 mg（H+h）二、多选题（共二、多选题（共 3 3 题；共题；共 9 9 分）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
6、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413.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（共三、填空题（共 3 3 题；共题；共 6 6 分）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
7、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（共四、实验探究题（共 1 1 题；共题；共 5 5 分）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：两位同学首先都进行了如图甲所示的实验：将一根轻质弹
8、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 dA 同学完成步骤后，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 HB 同学完成步骤后，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，5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
9、 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（共五、综合题（共 2 2 题；共题；共 2525 分）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） 1
10、9.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； 6（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 7答案解析部分答案解析部分一、单选题1.【答案】B 【解
11、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=53J=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=V=hs 重心高度为 ，则可知，可以发电的海水势能为：Ep=2mg =Sh2g； 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
12、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。8【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
13、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=5002=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
