【物理】2020届一轮复习人教新课标重力势能与弹性势能课时练（解析版)

【物理】2020届一轮复习人教新课标重力势能与弹性势能课时练（解析版)

‎2020届一轮复习人教新课标 重力势能与弹性势能 课时练（解析版)‎ ‎1．如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处，A、B两点水平距离为16m，竖直距离为2m，A、B间绳长为20m。质量为10kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为（绳处于拉直状态）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎2．如图所示，物体A的质量大于B的质量，绳子的质量，绳与滑轮间的摩擦可不计，A、B恰好处于平衡状态，如果将悬点P靠近Q少许使系统重新平衡，则 A．物体A的重力势能增大 B．物体B的重力势能增大 C．绳的张力减小 D．P处绳与竖直方向的夹角减小 ‎3．如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球所受重力为G，平衡时小球在A处．今用力F竖直向下压小球使弹簧缩短x，让小球静止在B处，则（ ）‎ A．小球在A处时弹簧的弹力为零 B．小球在B处时弹簧的弹力为kx C．小球在A处时弹簧的弹性势能较大 D．小球在B处时弹簧的弹性势能较大 ‎4．游乐场中的一种滑梯如图3所示。小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则 ‎ ‎ A．下滑过程中支持力对小朋友做功 B．下滑过程中小朋友的重力势能增加 C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功 ‎5．关于以下各物理量的理解正确的是（ ）‎ A．重力势能是标量，-3 J 比-5 J 大 B．位移是矢量，-3 m 比-5 m 大 C．速度是矢量，-3 m/s 比-5 m/s 大 D．功是标量，做功-3 J 比-5 J 多 ‎6．如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向B点的过程中（ ）‎ A．A到B过程重力功率始终为正，所以重力做正功 B．A到B过程弹力不做功，但因重力作用弹簧伸长 C．A到B过程弹力做负功，弹性势能一定增加 D．A到B过程重力做正功，弹力做负功，动能变化可能为零 ‎7．关于做功与势能变化的关系，下列说法正确的是 A．物体上升时，重力做正功，重力势能增加 B．物体上升时，重力做正功，重力势能减小 C．当弹簧被拉长时，弹簧弹力做负功，弹性势能减小 D．当弹簧被拉长时，弹簧弹力做负功，弹性势能增加 ‎8．如图所示，重10N的滑块在倾角为30°的斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到最大速度，到d点（图中未画出）开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点，若bc=0.1m，弹簧弹性势能的最大值为8J，则下列说法正确的是（　　）‎ A．轻弹簧的劲度系数是50N/m B．从d到b滑块克服重力做功8J C．滑块的动能最大值为8J D．从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功8J ‎9．关于物体的重力势能的说法中不正确的是　　‎ A．物体重力势能的数值随选择的参考平面的不同而不同 B．物体的重力势能实际上是物体和地球组成的系统所共有的 C．重力对物体做正功，则物体的重力势能增加 D．物体位于所选的参考平面之下时，物体的重力势能为负值 ‎10．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为 M 的物体 A、B(B 物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为 k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的 拉力 F 作用在物体 A 上，使物体 A 开始向上做加速度为 a 的匀加速运动，测得两个物体 的 v t 图像如图乙所示(重力加速度为 g)，则( )‎ A．施加外力前，弹簧的形变量为 B．外力施加的瞬间A、B 间的弹力大小为 M(g－a)‎ C．A、B 在 t1 时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零 D．弹簧恢复到原长时，物体 B 的速度达到最大值 ‎11．如图所示,水平光滑长杆上套有小物块A,细线跨过O点的轻质光滑定滑轮（不计滑轮大小），一端连接A,另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等产。C为O点正下方杆上一点，滑轮到杆距离OC=h.。开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°，现将A、B由静止释放，则下列说法正确的是 （ ） ‎ A．物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度不断增大 B．在物块A由P点出发第一次达到C点的过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减小量 C．物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动 D．物块A经过C点时的速度大小为 ‎12．如图所示，光滑平行导轨宽为L，导轨平面与水平方向有夹角，导轨的一端接有电阻导轨上有与导轨垂直的电阻也为R的轻质金属导线质量不计，导线连着轻质细绳，细绳的另一端与质量为m的重物相连，细绳跨过无摩擦的滑轮整个装置放在与导轨平面垂直的磁感应强度为B的匀强磁场中重物由图示位置从静止释放，运动过程中金属导线与导轨保持良好的接触导轨足够长，不计导轨的电阻 求：‎ 重物的最大速度 若重物从开始运动到获得最大速度的过程中下降了h，求此过程中电阻R上消耗的电能．‎ ‎ 参考答案 ‎1．B ‎【解析】‎ 猴子的动能最大时重力势能最小，猴子的加速度为零时速度最大，动能最大，此时猴子受力平衡则可以得到下面的几何关系：‎ 绳长AC+BC=AF=20m，又MF=16m，由勾股定理得AM=12m，而AB竖直距离为2m，则BF=10m，D为BF中点，BD=5m，C和D等高，则A、C的竖直高度差为7m，此时猴子的重力势能为：，与B最接近，故B正确，A、C、D错误；‎ 故选B。‎ ‎2．A ‎【解析】B物体对绳子的拉力不变，等于物体B的重力；动滑轮和物体A整体受重力和两个拉力，拉力大小恒定，重力恒定，故两个拉力的夹角不变，如图所示；‎ ‎ 所以物体A上升，物体B下降，所以物体A的重力势能增大，物体B的重力势能减小，故A正确；BCD错误；‎ 故选A。‎ ‎【点睛】关键抓住平衡后滑轮所受的三个拉力大小都不变．对于动滑轮，平衡时两侧绳子的拉力关于竖直方向具有对称性。‎ ‎3．D ‎【解析】‎ 试题分析：小球处于A位置时，保持静止状态，受力平衡；在B位置同样受力平衡，可根据共点力平衡条件求解力；弹簧压缩量越大，弹性势能越大．本题关键根据胡克定律和平衡条件分两次列式；同时要注意小球在A位置时，弹簧就已经有压缩量．‎ 解：A、小球处于A位置时，保持静止状态，受重力和弹力，二力平衡，故弹力等于重力，即mg=kx1 ，故A错误；‎ B、小球处于B位置时，保持静止状态，受重力、压力F和弹簧弹力，根据共点力平衡条件F+G=F弹，根据胡克定律，有F弹=k（x1+x），联立解得：F弹=G+kx，故B错误；‎ C、D、弹簧压缩量越大，弹性势能越大，故C错误，D正确；‎ 故选：D．‎ 点评：本题关键根据胡克定律和平衡条件分两次列式；同时要注意小球在A位置时，弹簧就已经有压缩量．‎ ‎4．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．下滑过程中小朋友受到的支持力与运动方向垂直，支持力不做功，A错误。‎ B．下滑过程中，小朋友高度下降，重力做正功，其重力势能减小，B错误。‎ C．整个运动过程中，摩擦力做功，小朋友的机械能减小，转化为内能，C错误。‎ D．在水平面滑动过程中，摩擦力方向与位移方向相反，摩擦力对小朋友做负功，故D正确。‎ ‎5．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．重力势能是标量，符号表示大小，则-3J比-5J大，选项A正确；‎ B．位移是矢量，符号表示方向，则-3m比-5m小，选项B错误；‎ C．速度是矢量，符号表示方向，则-3m/s比-5m/s小，选项C错误；‎ D．功是标量，没有方向，则做功-3J比-5J少，选项D错误；‎ ‎6．C ‎【解析】‎ 在重物由A点摆向B点的过程中，小球的动能增加，重物的高度下降，重力做正功，重物的重力势能减小；重力的功率开始时为零，然后逐渐变大，最后又减小到零；弹簧的形变量增大，则弹簧的弹性势能增加，弹簧弹力做负功；故ABD错误，C正确。故选C。‎ ‎7．D ‎【解析】‎ A、物体上升时，重力做负功，重力势能一定增加，故AB错误； C、当弹簧被拉长时，弹簧弹力做负功，弹性势能增加，故C错误，D正确。‎ 点睛：解决本题时要知道重力做功和重力势能变化的关系，以及弹力做功和弹性势能变化的关系，这种关系相似。‎ ‎8．A ‎【解析】‎ 试题分析：当滑块的合力为0时，滑块速度最大，即知在c点时滑块的速度最大，此瞬间滑块受力平衡，则有：，可得，故A正确．滑块从d到a，运用动能定理得：WG+W弹=0-0；又 W弹=Ep=8J，可得WG=-8J，即克服重力做功8J，所以从d到b滑块克服重力做功小于8J．故B错误．滑块从a到c，由系统的机械能守恒知：滑块的动能增加量与重力势能增加量之和等于弹簧弹性势能的减小量8J，所以滑块的动能最大值小于8J．故C错误．弹簧弹性势能的最大值为8J，根据功能关系知从d点到b点弹簧的弹力对滑块做功为8J．从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功小于8J．故D错误．故选A．‎ 考点：机械能守恒定律 ‎【名师点睛】本题的关键是认真分析物理过程，把复杂的物理过程分成几个小过程并且找到每个过程遵守的物理规律，列出相应的物理方程解题．同时要明确弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化。‎ ‎9．C ‎【解析】‎ 根据重力势能的相对性，A项正确；根据重力势能的系统性，B项正确；根据重力做功与重力势能变化的关系，C项错误；根据重力势能正、负的含义，D项正确．‎ ‎10．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 施加F前，物体AB整体平衡，根据平衡条件，有：2Mg=kx；解得：x=2mg/k；故A错误；施加外力F的瞬间，对B物体，根据牛顿第二定律，有：F弹-Mg-FAB=Ma，其中：F弹=2Mg；解得：FAB=M（g-a），故B正确．物体A、B在t1时刻分离，此时A、B具有共同的v 与a；且FAB=0；对B：F弹′-Mg=Ma；解得：F弹′=M（g- a），弹力不为零，故C错误．而弹簧恢复到原长时，B受到的合力为重力，已经减速一段时间；速度不是最大值；故D错误。‎ ‎【点睛】‎ 本题关键是明确A与B分离的时刻，它们间的弹力为零这一临界条件；然后分别对AB整体和B物体受力分析，根据牛顿第二定律列方程及机械能守恒的条件进行分析。‎ ‎11．ACD ‎【解析】‎ 物块A由P点出发第一次到达C点过程中，绳子拉力对A做正功，所以动能不断增大，速度不断增大，故A正确；到C点时B的速度为零．则根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，故B错误；根据几何知识可得 ，由于AB组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为： 的范围内做往复运动，故C正确；设物块A经过C点时的速度大小为v，此时B的速度为0．根据动能定理可得： ，解得：，故D正确．所以ACD正确，B错误。‎ ‎12．（1） （2） ‎ ‎【解析】‎ 试题分析：（1）重物匀速下降时，根据平衡条件，有：BIL=mg 根据欧姆定律，有：BLv=I（R+R），联立解得：v=；‎ ‎（2）系统损失的机械能转化内电能，电能转化为内能，根据能量守恒定律，有：mgh=mv2+2ER 解得：ER=（mgh﹣）。‎ 考点：导体切割磁感线时的感应电动势。‎