格物学 力学重力做功与重力势能

重力势能-重力做功与重力势能知识点月考进阶单选题自测题解析-黑龙江省等高中物理,平均正确率50.0%

2025-06-23
重力势能-重力做功与重力势能知识点月考进阶单选题自测题解析-黑龙江省等高中物理,平均正确率50.0%
1、['重力势能']

正确率60.0%如图所示,一质量为$${{m}}$$、长度为$${{l}}$$的均匀柔软细绳$${{P}{Q}}$$竖直悬挂.用外力将绳的下端$${{Q}}$$缓慢地竖直向上拉起至$${{M}}$$点$${,{M}}$$点与绳的上端$${{P}}$$相距为$${\frac{1} {3}} l$$.重力加速度大小为$${{g}}$$.在此过程中,重力势能的增加量为(

A

A.$${\frac{1} {9}} m g l$$

B.$${\frac{1} {6}} m g l$$

C.$${\frac{1} {3}} m g l$$

D.$${\frac{1} {2}} m g l$$

2、['重力做功与重力势能变化的关系', '机械能的概念及计算', '重力势能', '动能定理的简单应用']

正确率60.0%一个物体以一定初速度竖直上升的过程中,如果克服重力做功$${{5}{0}{J}}$$,克服空气阻力做功$${{1}{0}{J}}$$。则物体在此过程中$${{(}{)}}$$

D

A.重力势能减小$${{5}{0}{J}}$$

B.动能减少$${{1}{0}{J}}$$

C.机械能减小$${{6}{0}{J}}$$

D.机械能减小$${{1}{0}{J}}$$

3、['利用机械能守恒解决简单问题', '其他抛体运动', '重力势能']

正确率40.0%$${{“}}$$跳一跳$${{”}}$$小游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度,使其能跳到旁边平台上。如图所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹,其最高点离平台的高度为$${{h}}$$,水平速度为$${{v}}$$;若质量为$${{m}}$$的棋子在运动过程中可视为质点,只受重力作用,重力加速度为$${{g}}$$,则$${{(}{)}}$$

C

A.棋子从最高点落到平台上所需时间$${{t}{=}{2}{\sqrt {{2}{h}{/}{g}}}}$$

B.若棋子在最高点的速度$${{v}}$$变大,则其落到平台上的时间变长

C.棋子从最高点落到平台的过程中,重力势能减少$${{m}{g}{h}}$$

D.棋子落到平台上的速度大小为$${\sqrt {{2}{g}{h}}}$$

4、['平抛运动基本规律及推论的应用', '动能的定义及表达式', '重力势能']

正确率40.0%从某一高处平抛一物体,物体着地时末速度与水平方向成$${{3}{0}^{∘}}$$角,取地面处重力势能为零,则物体刚抛出时,动能与重力势能之比为(

A

A.$${{3}{:}{1}}$$

B.$${{3}{:}{4}}$$

C.$${{1}{:}{3}}$$

D.$${{1}{:}{4}}$$

5、['动能的定义及表达式', '功率和速度的关系', '重力势能', '动能定理的简单应用']

正确率40.0%用一恒力将重为$${{2}{0}{N}}$$的物体,以$${{3}{m}{/}{s}}$$的速度匀速向上提高$${{6}{m}}$$,下列说法正确的是:

B

A.物体的动能增加了$${{1}{2}{0}{J}}$$

B.物体的重力势能增加了$${{1}{2}{0}{J}}$$

C.合外力做了$${{1}{2}{0}{J}}$$的功

D.拉力的平均功率是$${{1}{2}{0}{W}}$$

6、['自由落体运动的规律', '匀变速直线运动的位移与时间的关系', '利用机械能守恒解决简单问题', '重力势能']

正确率40.0%质量为$${{m}}$$的物体在高$${{H}}$$处重力势能为$${{m}{g}{H}}$$,从静止开始自由落下.当动能等于重力势能的$${{2}}$$倍时,经历的时间为$${{(}{)}}$$

B

A.$$\sqrt{\frac{6 H} {g}}$$

B.$$\sqrt{\frac{4 H} {3 g}}$$

C.$$\sqrt{\frac{2 H} {3 g}}$$

D.$$\sqrt{\frac{2 H} {g}}$$

7、['动能的定义及表达式', '重力势能']

正确率60.0%蹦床运动是运动员从蹦床弹向空中表演技巧动作的一项体育活动。当运动员离开蹦床后上升的过程中,运动员具有的(

D

A.动能增加,重力势能减少

B.动能增加,重力势能增加

C.动能减少,重力势能减少

D.动能减少,重力势能增加

8、['物体动能的比较', '判断系统机械能是否守恒', '重力势能']

正确率40.0%关于机械能,以下说法正确的是(

D

A.质量大的物体,重力势能一定大

B.速度大的物体,动能一定大

C.做平抛运动的物体机械能时刻在变化

D.质量和速率都相同的物体,动能一定相同

9、['重力做功与重力势能变化的关系', '重力势能', '重力做功']

正确率40.0%有两个物体$${{A}}$$和$${{B}}$$,两者的质量分别为$${{M}_{A}}$$和$${{M}_{B}}$$,若选择一个确定的水平面为零势能面,则关于它们的重力势能或重力势能的变化情况,以下说法中正确的是(

C

A.若$${{A}}$$的高度是$${{B}}$$高度的$${{2}}$$倍,则$${{A}}$$的重力势能的数值一定是$${{B}}$$的$${{2}}$$倍

B.将$${{A}}$$和$${{B}}$$从同一高度以相同的速率分别竖直上抛和平抛,若$${{M}_{A}{=}{{M}_{B}}}$$,则从抛出到落地前的任意一段时间内,两物体重力势能的变化都相同

C.分别将$${{A}}$$和$${{B}}$$从水平地面提升相同的高度,若$${{M}_{A}{=}{{M}_{B}}}$$,则它们重力势能的变化一定相同

D.将$${{A}}$$和$${{B}}$$放置于同一水平面,若$$M_{A}=2 M_{B}$$,则物体$${{A}}$$的重力势能的数值一定是物体$${{B}}$$的$${{2}}$$倍

10、['重力势能']

正确率80.0%在离地面$${{4}}$$米高的天花板下用一根长为$${{1}{m}}$$的绳吊着一个$${{1}{0}{N}}$$的物体,若取地面为重力势能零势能面,则该物体的重力势能为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{1}{0}{J}}$$

B.$${{3}{0}{J}}$$

C.$${{4}{0}{J}}$$

D.无法确定

1. 解析:

细绳的重心在初始位置时位于中点,即距$$P$$点$$ \frac{l}{2} $$处。当$$Q$$点被拉到$$M$$点时,绳的形状变为两部分:$$PM$$(长度$$ \frac{2l}{3} $$)和$$MQ$$(长度$$ \frac{l}{3} $$)。此时重心位置为两部分重心的加权平均:

$$ \text{重心} = \frac{\frac{2l}{3} \cdot \frac{l}{3} + \frac{l}{3} \cdot \frac{l}{6}}{\frac{2l}{3} + \frac{l}{3}} = \frac{5l}{18} $$

重心上升的高度为$$ \frac{5l}{18} - \frac{l}{2} = -\frac{2l}{18} = -\frac{l}{9} $$(负号表示向上移动),因此重力势能增加量为:

$$ \Delta E_p = mg \cdot \frac{l}{9} = \frac{1}{9} mgl $$

答案为 A

2. 解析:

克服重力做功$$50J$$,说明重力势能增加$$50J$$(A错误)。克服空气阻力做功$$10J$$,说明机械能减少$$10J$$(D正确)。动能减少量为两者之和$$60J$$(B错误)。机械能变化仅由非保守力(空气阻力)决定,为$$10J$$(C错误)。

答案为 D

3. 解析:

棋子从最高点落到平台的时间由竖直自由落体运动决定:$$ t = \sqrt{\frac{2h}{g}} $$(A错误)。水平速度$$v$$不影响下落时间(B错误)。重力势能减少量为$$ mgh $$(C正确)。落到平台时的速度需合成水平速度$$v$$和竖直速度$$ \sqrt{2gh} $$,总速度为$$ \sqrt{v^2 + 2gh} $$(D错误)。

答案为 C

4. 解析:

设初速度为$$v_0$$,落地时竖直分速度$$v_y = v_0 \tan 30^\circ = \frac{v_0}{\sqrt{3}} $$。动能与重力势能之比为:

$$ \frac{E_k}{E_p} = \frac{\frac{1}{2}mv_0^2}{mgh} $$

由$$ v_y^2 = 2gh $$得$$ h = \frac{v_0^2}{6g} $$,代入得:

$$ \frac{E_k}{E_p} = \frac{\frac{1}{2}mv_0^2}{mg \cdot \frac{v_0^2}{6g}} = 3 $$

答案为 C(题目描述可能有误,实际比值为$$3:1$$,但选项C为$$1:3$$,需确认题目)。

5. 解析:

物体匀速运动,动能不变(A错误)。重力势能增加$$ mgh = 20 \times 6 = 120J $$(B正确)。合外力做功为零(C错误)。拉力功率$$ P = Fv = 20 \times 3 = 60W $$(D错误)。

答案为 B

6. 解析:

设下落高度为$$h$$时动能$$E_k = 2E_p$$,即$$ \frac{1}{2}mv^2 = 2mgh $$。由自由落体公式$$ v^2 = 2gh $$联立得$$ h = \frac{H}{3} $$。下落时间:

$$ t = \sqrt{\frac{2h}{g}} = \sqrt{\frac{2H}{3g}} $$

答案为 C

7. 解析:

运动员上升过程中速度减小(动能减少),高度增加(重力势能增加)。

答案为 D

8. 解析:

重力势能与高度和质量均相关(A错误)。动能$$ E_k = \frac{1}{2}mv^2 $$与质量和速度均相关(B错误)。平抛运动机械能守恒(C错误)。质量和速率相同时动能相同(D正确)。

答案为 D

9. 解析:

重力势能$$E_p = mgh$$,与高度和质量成正比(A错误)。重力势能变化仅与竖直位移和质量相关,与运动路径无关(B、C正确)。若两物体在同一水平面且$$M_A = 2M_B$$,则$$E_p$$为$$2$$倍(D正确)。

答案为 B、C、D(题目可能为单选,需确认)。

10. 解析:

物体距地面高度为$$4 - 1 = 3m$$,重力势能$$E_p = mgh = 10 \times 3 = 30J$$。

答案为 B

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