第1頁/共1頁2022-2024北京重點校高一（下）期末物理匯編重力勢能一、單選題（2024北京豐臺高一下期末）請閱讀下述文字，完成下列小題：如圖所示，質(zhì)量的小球從離桌面高處的點由靜止下落到地面上的點。桌面離地面高，空氣阻力不計，重力加速度取。1．若選桌面為參考平面，下列說法正確的是（）A．小球經(jīng)桌面時的重力勢能為0B．小球經(jīng)桌面時的重力勢能為2JC．小球落至B點時的重力勢能為0D．小球在A點的重力勢能為20J2．關(guān)于小球下落過程中重力做功和重力勢能的變化，下列說法正確的是（）A．小球從A點下落至桌面的過程，重力做正功，重力勢能增加B．小球從桌面下落至B點的過程，重力做負(fù)功，重力勢能減少C．小球從A點下落至B點的過程，重力勢能的減少量與參考平面的選取有關(guān)D．小球從A點下落至B點的過程，重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)3．（2024北京西城高一下期末）《天工開物》中記載了古人借助水力使用高轉(zhuǎn)筒車往稻田里引水的場景，如圖所示。引水過程簡化如下：兩個半徑均為R的水輪，以角速度勻速轉(zhuǎn)動。水筒在筒車上均勻排布，每米長度上有n個，與水輪間無相對滑動。每個水筒能把質(zhì)量為m的水輸送到高出水面H處灌入稻田。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。從水筒離開水面到高出水面H處的過程中，下列判斷正確的是（）A．每筒水的重力勢能增加了B．每1s內(nèi)有個水筒的水灌入稻田C．每個水筒在每1s內(nèi)移動的距離為D．高轉(zhuǎn)筒車對灌入稻田的水，克服重力做功的功率為4．（2024北京朝陽高一下期末）如圖為一種巨型娛樂器械。游客坐在環(huán)形座艙里，由升降機拉升一定的高度，然后座艙由靜止開始加速下落，落到一定位置時開始制動，到達地面時剛好停下。在座艙加速下落的過程中，重力對游客（）A．一直不做功 B．一直做負(fù)功C．先做正功后做負(fù)功 D．一直做正功5．（2024北京朝陽高一下期末）如圖為一種巨型娛樂器械。游客坐在環(huán)形座艙里，由升降機拉升一定的高度，然后座艙由靜止開始加速下落，落到一定位置時開始制動，到達地面時剛好停下。在座艙加速下落的過程中，游客的重力勢能（??）A．越來越大 B．越來越小 C．先變大后變小 D．先變小后變大6．（2023北京東城高一下期末）如圖，長為L的固定斜面與豎直方向夾角，質(zhì)量為m的木塊從斜面頂端滑到底端的過程，斜面與木塊之間的支持力大小為N，摩擦力大小為f，則（

）

A．重力做功做 B．支持力做功為C．摩擦力做功為 D．摩擦力做功為7．（2023北京西城高一下期末）利用面積為S的某海灣修建一座水庫，漲潮時水深h1，此時關(guān)上水壩的閘門，可使水庫水位保持h1不變。退潮時，壩外水位降至h2.若利用此水壩建造水力發(fā)電站，且重力勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率是η，水的密度為ρ，重力加速度為g，每天有兩次漲潮、兩次退潮。漲潮和退潮時水流都可以推動水輪機發(fā)電，則該電站一天能發(fā)的電能約為（）A． B．C． D．8．（2023北京朝陽高一下期末）如圖1所示，某人站在力傳感器上，從直立靜止起，做“下蹲-起跳”動作，圖1中的“·”表示人的重心。圖2是由力傳感器畫出的F－t圖線，其中1～4各點對應(yīng)著圖1中1～4四個狀態(tài)和時刻，從1～4人的重心上升的高度為0.5m。取重力加速度。下列說法正確的是（

）A．1～4的過程中，人做功為300JB．2～3的過程中，支持力做正功C．人上升的最大加速度為15m/s2D．人在下蹲階段達到最大速度的時刻約為0.45s9．（2023北京朝陽高一下期末）如圖所示，質(zhì)量為m的物體由A點豎直向下運動到B點。已知A點距離地面的高度為h1，B點距離地面的高度為h2，重力加速度為g。則在此過程中，重力勢能的變化量等于（

）

A． B．C． D．10．（2023北京第二中學(xué)高一下期末）完全相同的甲、乙、丙三個小球，分別沿如圖所示路徑，從相同高度滑到同一水平面上，下列說法正確的是（）A．重力對甲球做功最多 B．重力對乙球做功最多C．重力對丙球做功最多 D．重力對三個小球做功一樣多11．（2023北京懷柔高一下期末）在2015年世界蹦床錦標(biāo)賽中，中國隊包攬了女子單人蹦床比賽的金牌和銀牌，對于運動員身體保持直立狀態(tài)由最高點下落至蹦床的過程（如圖所示），若忽略空氣阻力，關(guān)于運動員所受重力做功、運動員的重力勢能，下列說法中正確的是A．重力做正功，重力勢能減少B．重力做負(fù)功，重力勢能減少C．重力做負(fù)功，重力勢能增加D．重力做正功，重力勢能增加12．（2022北京昌平高一下期末）跳臺滑雪運動員沿雪道加速下滑過程中，其（）。A．動能增加，重力勢能減小 B．動能減小，重力勢能增加C．動能減小，重力勢能減小 D．動能增加，重力勢能增加13．（2022北京朝陽高一下期末）下列物理量中屬于矢量的是（）A．周期 B．萬有引力 C．功 D．重力勢能（2022北京石景山高一下期末）請閱讀下述文字，完成下列小題。如圖所示，油畫中描述了伽利略研究自由落體運動規(guī)律時設(shè)計的斜面實驗。他讓銅球沿傾斜的長直軌道從靜止開始向下運動，利用滴水計時記錄銅球運動的時間，研究銅球的運動規(guī)律。14．下列描述銅球運動的物理量，屬于標(biāo)量的是（）A．位移 B．時間 C．速度 D．加速度15．在沿軌道向下運動的過程中，銅球的速度（）A．先增大后減小 B．逐漸減小C．保持不變 D．逐漸增大16．在沿軌道向下運動的過程中，銅球?qū)壍赖膲毫蛙壍缹︺~球的支持力（）A．大小相等，方向相同 B．大小不等，方向相反C．大小不等，方向相同 D．大小相等，方向相反17．在沿軌道向下運動的過程中，銅球的重力勢能（）A．逐漸減小 B．先減小后增大C．逐漸增大 D．保持不變18．在沿軌道向下運動的過程中，銅球的重力對銅球（）A．做正功 B．先做正功后做負(fù)功C．做負(fù)功 D．不做功19．（2022·北京朝陽·一模）將一個小球豎直向上拋出，假設(shè)小球在運動過程中受到大小不變的空氣阻力作用，經(jīng)過一段時間后小球又返回至出發(fā)點。關(guān)于小球從拋出到返回原位置的過程，下列說法正確的是（）A．小球上升過程中的加速度小于下落過程中小球的加速度B．小球上升過程中克服重力做的功大于下落過程中重力做的功C．小球上升過程中的機械能的變化大于下落過程中機械能的變化D．小球上升過程中所受重力做功的平均功率大于下落過程中重力做功的平均功率二、多選題20．（2024北京北師大附中高一下期末）我們知道，處于自然狀態(tài)的水都是向重力勢能更低處流動的，當(dāng)水不再流動時，同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力勢能，即水面是等勢面。通常穩(wěn)定狀態(tài)下水面為水平面，但將一桶水繞豎直固定中心軸以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動，穩(wěn)定時水面呈凹狀，如圖所示。這一現(xiàn)象仍然可用等勢面解釋：以桶為參考系，桶中的水還多受到一個“力”，同時水還將具有一個與這個“力”對應(yīng)的“勢能”。為便于研究，在過桶豎直軸線的平面上，以水面最低處為坐標(biāo)原點、以豎直向上為y軸正方向建立xOy直角坐標(biāo)系，質(zhì)量為m的小水滴（可視為質(zhì)點）在這個坐標(biāo)系下具有的“勢能”可表示為。該“勢能”與小水滴的重力勢能之和為其總勢能，水會向總勢能更低的地方流動，穩(wěn)定時同一滴水在水表面的不同位置具有相同的總勢能，即水面是等勢面。根據(jù)以上信息可知，下列說法中正確的是（）A．多受到的這個“力”的效果是提供水做圓周運動的向心力B．與該“勢能”對應(yīng)的“力”的大小隨x的增加而增大C．該“勢能”的表達式與零勢能點的選取無關(guān)D．穩(wěn)定時桶中水面的形狀與桶轉(zhuǎn)動的角速度ω大小有關(guān)21．（2023北京西城高一下期末）為了研究蹦極運動，某同學(xué)用細繩與輕彈簧系在一起模擬“蹦極繩”，用砝碼模擬運動員，將“蹦極繩”的細繩一端固定在足夠高的支架上，將砝碼系掛在“蹦極繩”的彈簧一端。已知砝碼質(zhì)量為0.5kg，“蹦極繩”原長為10cm，砝碼從支架處由靜止下落，測得砝碼在不同時刻下降的高度及速率，可得如圖所示的速率—位移圖像。不計空氣阻力，g取10m/s2，下列判斷中正確的是（）

A．砝碼下落10~12.5cm的過程，所受合力方向向下B．彈簧的勁度系數(shù)為500N/mC．砝碼下落12.5cm時，“蹦極繩”的彈性勢能為0JD．砝碼下落到最低點時，“蹦極繩”的彈性勢能為1J22．（2022北京海淀高一下期末）在某星球表面將一輕彈簧豎直固定在水平面上，把質(zhì)量為m的小球P（可視為質(zhì)點）從彈簧原長處由靜止釋放，小球沿豎直方向向下運動，小球的加速度a與彈簧壓縮量x間的關(guān)系如圖所示，其中和為已知量，（彈簧的彈性勢能表達式為，其中k上為彈簧的勁度系數(shù)，y為彈簧形變量）。下列說法中正確的是（）A．當(dāng)彈簧壓縮量為時，小球P的速度為零B．小球向下運動至速度為零時所受彈簧彈力大小為C．彈簧勁度系數(shù)為D．當(dāng)彈簧壓縮量為時，彈簧的彈性勢能為三、解答題23．（2024北京東城高一下期末）如圖所示，彈簧的一端固定，另一端連接一個物塊，彈簧質(zhì)量不計。物塊（可視為質(zhì)點）的質(zhì)量為m，在水平桌面上沿x軸運動，與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ。以彈簧原長時物塊的位置為坐標(biāo)原點O，當(dāng)彈簧的伸長量為x時，物塊所受彈簧彈力大小為，k為常量。重力加速度大小為g。（1）請畫出F隨x變化的示意圖；并根據(jù)圖像求物塊沿x軸從O點運動到位置x的過程中彈力所做的功W，并據(jù)此求彈性勢能的變化量；（2）若物塊以一定的初速度從向右運動，經(jīng)最遠到達，然后由返回到，在這個過程中：a.分別求出物塊由向右第一次到達過程及全過程彈力所做的功、；b.分別求出物塊由向右第一次到達過程及全過程滑動摩擦力所做的功、，并與彈力做功比較，說明為什么不存在與摩擦力對應(yīng)的“摩擦力勢能”的概念；c.求返回到時物塊的速度大小v。四、填空題24．（2023北京大興高一下期末）如圖，一個小球在真空中做自由落體運動，另一個同樣的小球在黏性較大的油中由靜止開始下落。它們都由高度為的地方下落到高度為的地方。在這兩種情況下，重力做的功（選填“相等”“不相等”），重力勢能的變化（選填“相等”“不相等”），動能的變化（選填“相等”“不相等”）

參考答案1．A2．D【解析】1．AB．若選桌面為參考平面，小球經(jīng)桌面時的重力勢能為0，故A正確，B錯誤；C．若選桌面為參考平面，小球落至B點時的重力勢能為故C錯誤；D．若選桌面為參考平面，小球在A點的重力勢能為故D錯誤。故選A。2．A．小球從A點下落至桌面的過程，重力方向與位移方向相同，則重力做正功，重力勢能減小，故A錯誤；B．小球從桌面下落至B點的過程，重力方向與位移方向相同，重力做正功，重力勢能減小，故B錯誤；CD．由于重力勢能變化量具有絕對性，即與所選參考平面無關(guān)，結(jié)合重力做功與重力勢能變化量的關(guān)系可知，重力做功的多少與所選參考平面無關(guān)，故C錯誤，D正確。故選D。3．D【詳解】A．每筒水的重力勢能增加了，不一定等于，選項A錯誤；B．每1s內(nèi)有個水筒的水灌入稻田，選項B錯誤；C．每個水筒在每1s內(nèi)移動的距離為選項C錯誤；D．高轉(zhuǎn)筒車對灌入稻田的水，克服重力做功的功率為選項D正確。故選D。4．D【詳解】在座艙加速下落的過程中，位移的方向向下，重力與位移同向，則重力對游客一直做正功。故選D。5．B【詳解】在座艙加速下落的過程中，游客重力做正功，重力勢能越來越小。故選B。6．D【詳解】A．斜面高度為重力做功為故A錯誤；B．支持力的方向與運動方向垂直，支持不做功或做功為零，故B錯誤；CD．摩擦力做負(fù)功，做功為故C錯誤，D正確。故選D。7．A【詳解】一次漲潮水的質(zhì)量為，一次漲潮后水的重力勢能增加量為水增加的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，故一次漲潮后發(fā)電量為一天中兩次漲潮和退潮時能發(fā)的電能總量為聯(lián)立各式解得故選A。8．D【詳解】A．根據(jù)圖2可知，人的重力為600N，根據(jù)動能定理，有人做功的過程是2~4，此過程人的重心升高的距離大于0.5m，所以人做功大于300J，A錯誤；B．2~3過程中人受到的支持力豎直向上，但支持力的作用點沒有發(fā)生位移，所以支持力對人不做功，B錯誤；C．根據(jù)圖2可知人在0.65s末受到的支持力最大，所以加速度最大，根據(jù)牛頓第二定律，有C錯誤；D．人從0.15~0.35s做加速度增大的加速下蹲，從0.35~0.45s做加速度減小的加速下蹲，然后從0.45~0.65s做加速度增大的減速下蹲，根據(jù)圖2可知人在0.45s時合力為零，加速度為零，速度最大。D正確。故選D。9．C【詳解】由功能關(guān)系可知故選C。10．D【詳解】重力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，則根據(jù)W=mgh可知，重力對三個小球做功一樣多。故選D。11．A【詳解】運動員身體保持直立狀態(tài)由最高點下落至蹦床的過程中，重力方向與位移方向相同，則重力做功正功，重力勢能減少；A.重力做正功，重力勢能減少，與結(jié)論相符，選項A正確；B.重力做負(fù)功，重力勢能減少，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C.重力做負(fù)功，重力勢能增加，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D.重力做正功，重力勢能增加，與結(jié)論不相符，選項D錯誤．12．A【詳解】跳臺滑雪運動員沿雪道加速下滑過程中，速度增大，動能增加，運動員的位置高度減小，重力做正功，質(zhì)量不變，重力勢能減小，A正確，BCD錯誤。故選A。13．B【詳解】ACD．周期、功和重力勢能只有大小，沒有方向，都是標(biāo)量，選項ACD不符合題意；B．萬有引力既有大小又有方向，運算時遵循平行四邊形定則，是矢量，選項B符合題意。故選B。14．B15．D16．D17．A18．A【解析】14．位移、速度和加速度都是矢量，時間是標(biāo)量，故選B；15．在沿軌道向下運動的過程中，加速沿軌道向下，則銅球的速度逐漸增加，故選D；16．在沿軌道向下運動的過程中，銅球?qū)壍赖膲毫蛙壍缹︺~球的支持力是一對相互作用力，則兩者總是大小相等、方向相反，故選D；17．在沿軌道向下運動的過程中，銅球的重力做正功，則重力勢能逐漸減小，故選A；18．在沿軌道向下運動的過程中，銅球的重力與位移的夾角為銳角，則銅球的重力對銅球做正功，故選A。19．D【詳解】A．小球運動過程中受的空氣阻力大小不變，則上升、下降過程中加速度大小分別為所以故A錯誤；B．小球上升過程中克服重力做的功等于下落過程中重力做的功相等，即故B錯誤；C．小球機械能的變化，等于空氣阻力對小球做的功，即所以小球上升過程中的機械能變化等于下落過程中機械能的變化，故C錯誤；D．上升、下降過程所用時間分別為、，則有由于，則上升、下降過程的平均功率分別為所以故D正確。故選D。20．BD【詳解】A．根據(jù)該“勢能”的表達式可知，距離y軸越遠，勢能越小，則當(dāng)小水滴從y軸向外運動的過程中，對應(yīng)的“力”一定做正功，因此與該“勢能”對應(yīng)的“力”的方向背離O點向外，而向心力方向是指向圓周運動圓心向內(nèi)，即多受到的這個“力”的效果并不是是提供水做圓周運動的向心力，故A錯誤；B．將該“勢能”的表達式類比于彈簧彈性勢能的表達式，在彈性限度內(nèi)彈簧離平衡位置越遠，彈力越大，可知，與該“勢能”對應(yīng)的“力”的大小隨x的增加而增大，故B正確；C．根據(jù)題意可知，穩(wěn)定時同一滴水在水表面的不同位置具有相同的總勢能，由于重力勢能與零勢能點的選取有關(guān)，而水面是等勢面，即總的勢能一定，可知，該“勢能”的表達式與零勢能點的選取有關(guān)，故C錯誤；D．由于整個水面總勢能相等，在O點處總勢能為零，則一個小水滴在該水面上任何位置重力勢能與該“勢能”的和均為零，即整理可得可知，穩(wěn)定時，桶中水面的縱截面為拋物線的一部分，當(dāng)桶轉(zhuǎn)動的角速度ω發(fā)生變化時，拋物線的形狀發(fā)生變化，即穩(wěn)定時桶中水面的形狀與桶轉(zhuǎn)動的角速度ω大小有關(guān)，故D正確。故選BD。21．AD【詳解】ABC．砝碼先加速后減速，故砝碼先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)，砝碼下落10~12.5cm的過程，砝碼處于加速狀態(tài)，故重力大于彈簧繩拉力，當(dāng)合力為0時速度最大，此時彈力等于重力，此時繩長為12.5cm，“蹦極繩”的彈性勢能不為0J，由得故A