4.4 势能（同步练习）-高中物理粤教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．如图所示，粗糙的弧形轨道高为h，将质量为m的小球从轨道顶端由静止释放，小球运动到轨道底端时的速度为v，重力加速度为g，该过程中小球重力势能减少量为( )
A. B.mgh C. D.
2．如图所示，一质量为m的游客乘坐摩天轮观光。假设该游客随摩天轮在竖直平面内做半径为R的圆周运动，重力加速度为g。在游客从最低点转过90°的过程中，其重力势能的增加量为( )
A. B. C. D.
3．如图所示，在高出地面H的A点将小球m竖直上抛，初速度为，上升一段距离h后落回地面。下列说法中正确的是( )
A.小球在A点时，重力势能为
B.整个运动过程中，重力势能的变化量为
C.整个运动过程中，重力势能的变化量为
D.整个运动过程中，动能的变化量为
4．如图所示，撑杆跳高运动员自起跳到跨越横杆的过程中，撑杆先发生弯曲再恢复到原状。在此过程中，下列说法正确的是( )
A.重力对运动员做正功 B.撑杆的弹性势能一直减小
C.撑杆的弹性势能一直增加 D.撑杆的弹性势能先增大后减小
5．质量的小球，从距桌面高的A点下落到地面的B点，桌面高，，以下判断正确的是( )
A.以地面为零势能面，小球在A点的重力势能为1J
B.以桌面为零势能面，小球在B点的重力势能为0.8J
C.整个下落过程中小球重力做功1.8J
D.整个下落过程中小球重力势能变化了1J
6．如图所示，质量为m的金属小球，从离水面H高处自由下落后进入水中。已知水深为h，若以水面为参考平面，小球运动至水底时的重力势能为( )
A.mgH B. C. D.
7．在全国滑雪锦标赛上，一名滑雪运动员由静止沿粗糙的斜坡匀加速滑下，则在下滑过程中，下列说法正确的是( )
A.运动员的动量大小与时间的平方成正比
B.运动员的动能与时间成正比
C.重力对运动员做功的瞬时功率与位移的平方根成正比
D.运动员的重力势能随时间均匀减小
8．如图所示，质量为20kg小孩沿高5m滑梯由静止滑下，g取，在此过程中( )
A.重力做功为100J，重力势能减小了100J
B.重力做功为－100J，重力势能增加了100J
C.重力做功为1000J，重力势能减小了1000J
D.重力做功为－1000J，重力势能增加了1000J
二、多选题
9．如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能减小的是( )
A.如图甲，撑杆跳高运动员上升过程中，杆的弹性势能
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
10．如图所示，质量为1kg的小球（视为质点）从距桌面高度为1.2m处的A点下落到水平地面上的B点，与地面碰撞后恰好能上升到与桌面等高的C点，C点距地面的高度为0.8m。取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A.在小球从A点经B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为28J
B.在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为
C.以桌面为重力势能的参考平面，小球在A点时的重力势能为12J
D.以桌面为重力势能的参考平面，小球在B点时的重力势能为零
11．大型拱桥的拱高为h，弧长为L，如图所示，质量为m的汽车在以不变的速率v由A点运动到B点(两点高度相同)的过程中，以下说法中正确的是( )
A.由A到B的过程中，汽车的重力势能不变，重力始终不做功
B.由A到B的过程中，汽车的重力势能的总变化量为零，重力做的总功等于零
C.汽车的重力势能先增大后减小，总的变化量为零，重力先做正功，后做负功，总功为零
D.汽车的重力势能先增大后减小，上坡时重力做负功，下坡时重力做正功，总功为零
三、填空题
12．如图一轻绳跨过悬挂的定滑轮，两端系有质量分别为和的小球A和B，且，令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，小球B下落高度h时，小球B的重力势能减少了___________，小球A的重力势能增加了___________，组成的系统重力势能___________（“增加”或“减少”）___________。
13．质量为20kg的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为5m.这块铁板相对二楼地面的重力势能为________J，相对楼外地面的重力势能为________J；将铁板提高1m，若以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了________J；(g取)
14．如图所示，一条铁链长为，质量为，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链克服重力做功为__________J，铁链的重力势能的变化量为__________J。（）
四、计算题
15．如图所示，一条铁链长为2 m，质量为10 kg，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链克服重力做功为多少？铁链的重力势能变化了多少 (g取)
16．某海湾水面面积约为（如图），现利用这个海湾修建一座水坝。若涨潮后关上水坝的闸门，可使水位保持在20 m不变。退潮时，坝外水位降至18 m。假如利用此水坝建水力发电站，且重力势能转化为电能的效率是50%，试估算该电站一次退潮能发多少电能？
参考答案
1．答案：B
解析：
2．答案：A
解析：
3．答案：C
解析：A.当没有说明零势能位置时，一般以地面为零势能参考面，则小球在A点时，重力势能为，A错误；
BC.整个运动过程中，重力势能的变化量
B错误，C正确；
D.整个运动过程中，根据动能定理有
可知，动能的变化量为mgH，D错误。
故选C。
4．答案：D
解析：
5．答案：C
解析：
6．答案：B
解析：以水面为参考平面，小球运动至水底时的重力势能为
故选B。
7．答案：C
解析：A.运动员的动量大小为
即运动员的动量大小与时间成正比，故A错误；
B.运动员的动能为
即运动员的动能与时间的平方成正比，故B错误；
C.设斜坡的倾角为θ，重力对运动员做功的瞬时功率为
即重力对运动员做功的瞬时功率与位移的平方根成正比，故C正确；
D.运动员的重力势能为
即运动员的重力势能随时间的平方均匀减小，故D错误。
故选C。
8．答案：C
解析：质量为20kg小孩沿高5m滑梯由静止滑下，重力做功为根据功能关系，重力做正功，重力势能减小，重力做了1000J的正功，则重力势能减小了1000J.故C正确，ABD错误，故选C.
9．答案：ACD
解析：A.撑杆跳高的运动员上升过程中，杆的弹性势能转化为人的机械能，所以杆的弹性势能减小，故A正确；
B.人拉长弹簧过程中，弹簧的形变量逐渐增大，所以弹簧的弹性势能增大，故B错误；
C.模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能转化为模型飞机的机械能，所以橡皮筋的弹性势能减小，故C正确；
D.小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的机械能，弹簧的弹性势能减小，故D正确。故选ACD。
10．答案：BC
解析：重力做功与路径无关，在小球从A点运动到C点的过程中，重力对小球做的功；在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功，选项A错误、B正确。以桌面为重力势能的参考平面，小球在A、B两点时的重力势能分别为、，选项C正确、D错误。
11．答案：BD
解析：A.由A到B的过程中，汽车先升高在降低，所以重力先做负功后做正功。由于两点高度相同在同一水平面，所以由A到B的过程中，汽车的重力势能先增大后减小，汽车总的重力势能不变。故A错误；
B.汽车由A到B的过程中，由于两点高度相同，所以汽车的重力势能的总变化量为零，重力做的总功等于零。故B正确；
C.由A到B的过程中，汽车高度先升高在降低，所以重力先做负功后做正功，总功为零。故C错误；
D.由A到B的过程中，汽车高度先升高在降低，所以重力先做负功后做正功，总功为零。故D正确。
故选BD。
12．答案：；；减少；
解析：由重力势能知识可知，小球B的重力势能减少了；小球A的重力势能增加了；
因为，所以小球B的重力势能减少量大于小球A的重力势能增加量，所以组成的系统重力势能减少了。
13．答案：0;1000;200
解析：薄铁板平放在二楼的地面上，相对二楼地面的重力势能为0J；相对楼外地面的重力势能为将铁板提高1m，若以二楼地面为参考平面，则铁板的重力势能变化了。
14．答案：10；10
解析：当铁链全部离开地面的瞬间，铁链重心升高了
克服重力做功为
铁链的重力势能的变化量为
15．答案：98 J；增加了98 J
解析：铁链从初状态到末状态，它的重心位置提高了，因而铁链克服重力所做的功为，铁链的重力势能增加了98 J。
16．答案：
解析：解：设为退潮时水减少的深度，S为海湾水面面积。利用潮汐发电，就是水的重力势能转化为电能，水的重力势能转化为电能的效率是50%，一次涨潮后水坝内水的重力势能增加：
该电站一次退潮能发电
该电站一天能发电能。
