《机械能守恒定律》信息优化卷（能力B）原卷版

专题八《机械能守恒定律》信息优化卷（能力B）

（原卷版）

（考试时间：90分钟试卷满分：100分）

注意事项：

1.本试卷分第I卷（选择题〕和第n卷（非选择题）两部分。

2.测试范围：人教版（2019）必修第二册第八章《机械能守恒定律》

第I卷（选择题）

一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合

题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答

的得。分。

1.如图所示，某超市自动扶梯的倾角为30。，以0.4m/s的速度匀速向上运送顾客。已知扶梯的驱动电动机电

压为380V,最大输出功率为8kW,不载人时电动机电流为0.5A。忽略电动机内阻，设顾客的质量均为60kg,

重力加速度g=10m/s2。则（）

A.输送一位顾客时，电动机消耗的功率为240W

B.每增加•位顾客，电动机的电流约增加0.32A

C.自动扶梯同时乘载的顾客人数最多不能超过33人

D.顾客随扶梯匀速上升过程中，支持力对顾客不做功

2.如图所示，正面上手发球是排球发球技术中的一种。若在某次发球训练中，左手竖直向上托球约0.4m后，

排球脱离左手竖直向上运动，脱手后再上升约1.8m达到最高点，然后下落约0.8m后，被右手击打后把球发

射出去。已知排球的质量约为250g,空气阻力忽略不计，下列描述最符合实际的是（）

A.右手击球瞬间，重力的功率约为10W

B.排球向上运动的全过程中，重力做的功约为-2.5J

C.排球向上运动过程中，人对排球做的功约为4.5J

D.手托排球向上运动过程中，人对排球做功的平均功率约为9W

3.如图所示，质量为2/〃，高为爪倾角为。的光滑斜面体A放在光滑的水平面上。质量为，〃的细长直杆B,

受固定的光滑套管C约束，只能在竖直方向上自由运动。初始时，A在水平推力尸作用卜.处于静止状态，此

时B杆下端正好压在A的顶端。现撤去推力?，A、B便开始运切。重力加速度为©则（）

A.推力厂的大小为mgsinO

B.运动过程中，B对A做负功

C.A、B组成的系统，水平方向上动量守恒

D.当杆的下端滑到斜面底端时，斜面体的速度大小他八

JV2.+tan26>

4.汽车生产时都要进行一系列测试，其中一项为加速性能的测试，测试方法为：将汽车停在水平平直试验

路段起点，实验开始时，司机立即将油门踩到底（保持汽车以额定功率运动），记录汽车速度从0加速到

100km/h所用时间，该时间是衡量汽车动力水平的一个重要参考指标。某国产汽车的额定功率为100kW,在

某次测试时，汽车从静止开始以额定功率运动，假设运动过程中所受阻力恒定，汽车最终做匀速直线运动。

通过传感器测得汽车运动速度的倒数1与加速度。的关系如图所示。下列说法正确的是（）

V

a/（m・s:）

A.汽车所受阻力大小为1000N

B.汽车运动的最大速度为50m/s

C.汽车的质量为4000kg

D.当汽车的速度为25m/s时，其加速度为2m/s2

5.喷泉喷出水柱的场景如图所示c为使喷泉喷出的水柱高度变为原来的2倍，则用给喷管喷水的电动机

输出的功率约为原来的（）

A.&倍B.2倍C.2a倍D.4倍

6.如图所示，表面粗糙的"L”型水平轨道固定在地面上，劲度系数为4、原长为，。的轻弹簧一端固定在轨道

上的。点，另一端与安装有位移、加速度传感器的滑块相连，滑决总质量为川。以。为坐标原点，水平向右

为正方向建立x轴，将滑块拉至坐标为占的A点由静止释放，向左最远运动到坐标为七的“点，测得滑块的

加速度〃与坐标式的关系如图所示，其中。。为图线纵截距。则滑块由A运动至6过程中（弹簧始终处于弹性

A.占=4）

B.最大动能为

akl

C.动摩擦因数〃=」+」

gmg

D.滑块在七和x,处的弹性势能%=Epi

7.如图所示，在水平底座上沿竖直方向固定一光滑杆，构成总质量为3〃?的支架，轻弹簧套在光滑杆上。一

质量为，〃的圆环从距弹簧上端〃处由静止释放，在。点接触弹簧后，将弹簧压缩。已知弹簧的劲度系数为

匕弹性势能的表达式为纥=；履2（x为弹簧形变量），重力加速度为g,若弹簧的形变始终在弹性限度内且

不计空气阻力，则下列说法错误的是（）

A.在圆环压缩弹簧的过程中，圆环所受合力先增大后减小

B.圆环下落过程中的最大速度为1=，竽+2g〃

c.当圆环运动到最低点时，底座对水平地面的压力大于4〃?g

D.圆环下落到最低点后反弹到最高点的过程中，圆环的机械能先增大后保持不变

8.如图，一顶角为直角的形光滑细杆竖直放置。质量均为〃，的两金属环套在细杆上，高度相同,

用•劲度系数为攵的轻质弹簧相连，弹簧处于原长《，两金属环同时由静止释放，运动过程中弹簧的伸长在

弹性限度内（弹簧的长度为/时弹性势能为:"/-/of）。对其中一个金属环，下列结论错误的是（）

金属环的最大速度为g糕

B.

C.金属环与细杆之间的最大压力为半mg

D.弹簧的最大弹性势能为皿I

2k

9.如图1所示，一光滑直杆竖直固定在水平地面上，一轻弹簧套在杆上，下端与地面相连。现将弹簧压缩到

长度为/=0.10m,并用细线绑住；再将一滑块穿过直杆置于弹簧上。某时刻烧断细线，滑块开始运动，其动

能与离地高度的关系如图2所示,图线最高点坐标（0.18m,0.32）,且只在高度0.20~0.35m范围内为直线,

重力加速度月取lOm/s?,不计空气阻力，则下列说法正确的是（）

A.轻弹簧的劲度系数为100N/m

B.轻弹簧原长为0.18m

C.轻弹簧的最大弹性势能为0.50J

D.滑块从离地0.16m高度运动到离地0.20m高度的过程中，弹簧的弹性势能减少量大于滑块重力势能的

增加量

10.如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B,悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始

时，用手托住B.A静置于地面上，B距地面高度为爪细线处于拉紧状态.释放后A、B开始运动.已知A、

B的质量相等，不计一切摩擦和阻力，以地面为零势能面；从开始运动至B刚要落地过程中，以下关于A、

B的重力势能纬八、州|,和动能线人、线B随运动距离x变化关系正确的是（）

11.如图所示，光滑细杆4B倾斜对定，与水平方向夹角为45。，一轻质弹簧的一端固定在0点，另一端连

接质量为机的小球，小球套在细杆上，。与细杆上A点等高，。与细杆A8在同一竖直平面内，08竖直，

垂直于A8,且0P=L,当小球位于细杆上八、夕两点时，弹簧弹力大小相等。现将小球从细杆上的人点

由静止释放，在小球沿细杆由4点运动到〃点的过程中（已知重力加速度为g，弹簧一直处于弹性限度内且

不弯曲），下列说法中正确的是（）

A.弹簧的弹性势能先减小后增大

B.小球运动到B点时的动能为2mgL

C.小球运动过程中弹簧弹力的瞬时功率为零的位置有三个

D.弹簧弹力做正功过程中小球沿杆运动的距离等于小球克服弹簧弹力做功过程中小球沿杆运动的距离

12.如图所示，煤矿车间有两个杵互垂直且等高的水平传送带甲M和N（均在匀速传动），煤块与两传送

带间的动摩擦因数均为〃=0.2,每隔7=10s在传送带甲左端轻放上一个质量为〃?=lkg的相同煤块（可视为质

点）.发现煤块离开传送带甲前已经与甲速度相等，且相邻煤块（己匀速）间的距离为x=6m,随后煤块平稳

地传到传送带乙上，乙的宽度足够大、乙以0.8m/s匀速传动，g取10m/s2,则下列说法正确的是（）

传送带N

'口

传送带M「

\

□□□□□

A.小煤块传送到传送带N前的瞬间，相对传送带N的速度大小为L4m/s

B.小煤块传送到传送带N上后，经0.5s与传送带N保持相对静止

C.小煤块在传送带N上滑动的过程中，因摩擦产生的热量为1J

D.小煤块在传送带N上滑动的划痕是直线，其长度为0.25m

第II卷（非选择题）

三、实验题

13.（12分）如图甲是小明同学设计的验证机械能守恒定律的实验装置。两个支柱垂直于底板，将顶板支撑

住。木板的长度略长于支柱间距，月四根细线悬挂在顶板上。木板中央固定一个小圆筒，其轴线垂直于木板，

在底板上铺上复写纸和白纸，侧视图如图乙所示。

实验步骤：

①木板处于最低位置时，测量木板上沿与底板的高度差从将小钢球置于圆筒内：

②将木板拉起一定的高度，测出此位置与最低位置的高度差力；

③释放木板，当其运动到最低点时与支柱碰撞，小球垂直木板水平飞出后落在底板上，记录小球离开圆筒

后的水平位移s；

④重复上述步骤，在表格中记录数据。

实验次序H(cm)h(cm)s(cm)

120.007.0023.40

220.008.0026.00

320.009.0026.60

420.0010.0028.00

甲乙

（1）下列操作中，必要的是：

A.调整顶板上细线悬挂的位置，确保木板运动过程中保持水平

B.测量小钢球的质量

C.测量或者查询当地的重力加速度g

D.测量”时要确保从小钢球的球心开始测量

（2）若机械能守恒，”、/?和s三者之间需要满足的关系是;

（3）四次实验中有一组数据存在问题，需要重测，这一组数据是（填序号）;

（4）实验中发现动能的增加量总是略小于势能的减少量，可能的原因是。

A.用.力加速度g的测星:值偏大

B.小球质量的测量值偏小

C.木板的质量有影响

D.小钢球没有放在圆筒外侧与木板边缘平齐，导致s的测量值偏小

四、解答题

14.（9分）如图所示，与水平面夹角8=30。的传送带正以v=2m/s的速度顺时针匀速运行，A、B两端相

距/=12mo现每隔1s把质量〃曰kg的工件（视为质点）轻放在传送带A端，在传送带的带动下，工件向

上运动，工件与传送带间的动摩擦因数〃=乎，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）每个工件经过多长时间后与传送带共速；

（2）每个工件与传送带摩擦产生的热量；

（3）传送带持续运送工件与空载相比，电动机增加的平均功率。

15.（9分）如图所示，半径为R的水平圆盘可绕着过圆心。的竖直轴转动，在圆盘上从圆心。到圆盘边缘

开有一沿半径方向的光滑细槽.一根原长为R的轻弹簧置于槽内，一端固定在圆心。点，另一端贴放着一

质量为机的小球，弹簧始终在弹性限度内.

（1）若小球在沿槽方向的力F/作用下，在圆盘边缘随圆盘以角速度w转动，求入的大小;

（2）若圆盘以角速度仙转动，小球被束缚在槽中距禽圆盘边缘为x的P点，此时弹簧的弹性势能为EP.解

除束缚后，小球从槽口飞离圆盘时沿槽方向的速度大小为明求此过程中槽对小球做的功W”

（3）若圆盘以角速度02转动，小球在沿槽方向推力作用下，从圆盘边缘缓慢向内移动距离x到达。点.如

果推力大小保持不变，求弹簧的劲度系数太以及此过程中推力做的功1%.

16.（II分）某兴趣小组自制了一个趣味弹射台，某次用滑块弹射的过程可简化为图所示，八N是倾角为37。

的斜面轨道，其中AC部分光滑，C8部分粗糙。8P是圆心角为143。、半径R=lm的竖直光滑圆弧形轨道，

两轨道相切于8点。尸、。两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在挡板A上，自然伸长时另一端在C点。

现有一质量m=2kg的物块在外力作用下将弹簧压缩到。点后静止释放（物块与弹簧不拴接），物块经过C点

后,从C点运动到8点过程中的位移与时间的关系为：x=12r-4r2（式中工的单位是m,f的单位是s）,假

设物块第一次经过3点后恰能通过。点，己知sin37o=0.6,cos37°=0.8,^=IOm/s2,求：

（1）物块过C点时的速度大小和物块与8C段的动摩擦因数；

（2）若CO=lm,求：弹簧被压缩到。点的弹性势能4＞；

（3）若在尸处安装一个竖直弹性挡