《2025年5年高考3年模拟高中物理必修第二册人教版江苏专版》

1.(2025 江苏淮安月考)某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从 $A$ 点滚到了山脚下的 $B$ 点,高度标记如图所示,皮球质量为 $m$,重力加速度为 $g$,则下列说法正确的是(D)


A.从 $A$ 到 $B$ 的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程重力做的功

B.从 $A$ 到 $B$ 过程中阻力大小不知道,无法求出此过程重力做的功
C.从 $A$ 到 $B$ 重力做功 $mg(h_1 + h_2)$
D.从 $A$ 到 $B$ 重力做功 $mgh_1$

答案： 1.D　重力做功与路径无关，根据两点间的高度差即可求得重力所做的功，球从A点滚到B点，A、B两点间的高度差为$h_1$，则重力做功$W_G = mgh_1$，D正确，A、B、C错误。

2.(2024 广东茂名月考)如图(a)所示,运动员做杠铃弯举训练,保持肘关节位置不变,前臂从竖直位置弯举到与上臂夹角为 $60°$ 的位置,完成一次弯举,杠铃运动轨迹如图(b)。已知杠铃总质量为 $20\ kg$,掌心到肘关节的距离约为 $30\ cm$,此过程中运动员克服杠铃重力做功约为(B)


A.$60\ J$
B.$90\ J$
C.$112\ J$
D.$120\ J$

答案： 2.B　重力做的功$W_G = mg\Delta h$，$\Delta h$为初、末位置的高度差，可知运动员克服杠铃重力做的功为$W = mg(x + x\cos 60^{\circ}) \approx 200 × 10 × (0.3 + 0.3 × \frac{1}{2}) J = 90 J$，故选B。

3.(2025 江苏四市十一校联考)如图所示,质量为 $m$ 的小球,从桌面上方距桌面 $H$ 高度的 $A$ 处由静止下落,桌面离地面 $B$ 处高度为 $h$。以桌面为参考平面,重力加速度为 $g$,下列说
法正确的是(D)

A.小球在 $A$ 点的重力势能为 $mg(H + h)$
B.小球在 $B$ 点的重力势能为 $mgh$
C.由 $A$ 点下落至 $B$ 点过程中重力做功为 $mg(H - h)$
D.由 $A$ 点下落至 $B$ 点过程中重力势能的变化量为 $-mg(H + h)$

答案： 3.D　由题可知，以桌面为参考平面，A点在参考平面上方$H$处，则小球在A点的重力势能为$E_{pA} = mgH$；B点在参考平面下方$h$处，重力势能为负值，小球在B点的重力势能为$E_{pB} = -mgh$，故A、B错误。小球下落过程中，重力做正功，小球的重力势能$E_p$不断减小，小球从A到B的过程中重力做功为$W_G = mg(H + h)$，则重力势能的变化量为$\Delta E_p = E_{pB} - E_{pA} = -mg(H + h)$，故C错误，D正确。

4.如图所示,某人用定滑轮提升质量为 $m$ 的重物,人拉着绳从定滑轮正下方 $h$ 的 $A$ 处缓慢走到 $B$ 处,此时绳与竖直方向成 $\theta$ 角,重力加速度为 $g$,则此过程中,重物重力势能的增加量是(A)

A.$\frac{mgh(1 - \cos\theta)}{\cos\theta}$
B.$\frac{mgh \cos\theta}{1 - \cos\theta}$
C.$\frac{mgh(1 - \cos\theta)}{\sin\theta}$
D.$\frac{mgh \sin\theta}{1 - \cos\theta}$

答案： 4.A　人从A处缓慢走到B处，此过程中重物上升的高度$\Delta h = \frac{h}{\cos \theta} - h$；由于重物重力势能的增加量等于重物克服重力所做的功，则$\Delta E_p = mg\Delta h = mg(\frac{h}{\cos \theta} - h) = \frac{mgh(1 - \cos \theta)}{\cos \theta}$，A正确，B、C、D错误。

5.(2025 江苏连云港联考)如图所示,一只可爱的毛毛虫外出觅食,缓慢经过一截面为等边三角形(边长为 $L$)的小石块。已知毛毛虫的身长为 $3L$、总质量为 $m$。以地面为零势能参考平面,重力加速度为 $g$,不考虑毛毛虫身体的高度,当毛毛虫身体中点刚刚到达小石块最高点时,其重力势能为(A)


A.$\frac{\sqrt{3}}{6}mgL$
B.$\frac{\sqrt{3}}{12}mgL$
C.$\frac{1}{3}mgL$
D.$\frac{1}{6}mgL$

答案：
5.A
　　模型建构
　　　毛毛虫身体中点刚刚到达小石块最高点时的情境如图所示:
　　　　
　毛毛虫身体中点刚刚到达小石块最高点时，毛毛虫在小石块上的身体部分的重心在与三角形两侧边的中点等高的位置，则毛毛虫的重力势能为$E_p = 2 × \frac{1}{3}mg × \frac{L\sin 60^{\circ}}{2} = \frac{\sqrt{3}}{6}mgL$，A正确。
　方法技巧
　　　求解绳子、链条类物体的重力势能时，重心位置的确定是关键。粗细均匀、质量分布均匀的长直绳子或链条，其重心在中点，$E_p = mgh$中的$h$表示其重心相对于零势能参考平面的高度。当绳子、链条不以直线状（如折线状）放置时，应当分段（使其每段都是直线状）求重力势能再求和。

6.(2025 湖南长沙长郡中学月考)2024 年,在巴黎奥运会上,郑钦文斩获中国在奥运会上的首枚网球女单金牌。若在比赛过程中郑钦文从某一高度将质量为 $m$ 的网球击出,击出后网球在空中飞行的速率 $v$ 随时间 $t$ 的变化关系如图所示,$t_2$ 时刻网球落到对方的场地上。以地面为参考平面,网球可视为质点,不计空气阻力,重力加速度大小为 $g$。
下列说法正确的是(A)


A.击球点到地面的高度为$\frac{v_2^2 - v_0^2}{2g}$
B.击球点到落地点间的水平距离为 $v_0 t_2$
C.网球在被球拍击中时的重力势能为$\frac{m(v_2^2 - v_1^2)}{2}$
D.网球在空中飞行过程的最大重力势能为$\frac{m(v_2^2 - v_0^2)}{2}$

答案： 6.A　由题图可知，郑钦文从某一高度将网球击出，网球的速度先变小后变大，$t_1$时刻网球处于最高点，速度方向水平，则击球点到落地点间的水平距离为$x = v_1t_2$，B错误；网球落地时竖直方向的分速度为$v_y = \sqrt{v_2^2 - v_1^2}$，被击出时竖直方向的分速度为$v_{y0} = \sqrt{v_0^2 - v_1^2}$，所以击球点到地面的高度$h$满足$v_y^2 - v_{y0}^2 = 2gh$，解得$h = \frac{v_2^2 - v_0^2}{2g}$，网球在被球拍击中时的重力势能为$E_{p0} = mgh = \frac{m(v_2^2 - v_0^2)}{2}$，A正确，C错误；由速度 - 位移公式可得网球运动过程中离地的最大高度$h_m = \frac{v_y^2}{2g} = \frac{v_2^2 - v_1^2}{2g}$，网球的最大重力势能为$E_p' = mgh_m = \frac{m(v_2^2 - v_1^2)}{2}$，D错误。