《機械能守恒定律》信息優化卷（能力B）原卷版

專題八《機械能守恒定律》信息優化卷（能力B）

（原卷版）

（考試時間：90分鐘試卷滿分：100分）

注意事項：

1.本試卷分第I卷（選擇題〕和第n卷（非選擇題）兩部分。

2.測試范圍：人教版（2019）必修第二冊第八章《機械能守恒定律》

第I卷（選擇題）

一、選擇題：本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1~8題只有一項符合

題目要求，第9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答

的得。分。

1.如圖所示，某超市自動扶梯的傾角為30。，以0.4m/s的速度勻速向上運送顧客。已知扶梯的驅動電動機電

壓為380V,最大輸出功率為8kW,不載人時電動機電流為0.5A。忽略電動機內阻，設顧客的質量均為60kg,

重力加速度g=10m/s2。則（）

A.輸送一位顧客時，電動機消耗的功率為240W

B.每增加?位顧客，電動機的電流約增加0.32A

C.自動扶梯同時乘載的顧客人數最多不能超過33人

D.顧客隨扶梯勻速上升過程中，支持力對顧客不做功

2.如圖所示，正面上手發球是排球發球技術中的一種。若在某次發球訓練中，左手豎直向上托球約0.4m后，

排球脫離左手豎直向上運動，脫手后再上升約1.8m達到最高點，然后下落約0.8m后，被右手擊打后把球發

射出去。已知排球的質量約為250g,空氣阻力忽略不計，下列描述最符合實際的是（）

A.右手擊球瞬間，重力的功率約為10W

B.排球向上運動的全過程中，重力做的功約為-2.5J

C.排球向上運動過程中，人對排球做的功約為4.5J

D.手托排球向上運動過程中，人對排球做功的平均功率約為9W

3.如圖所示，質量為2/〃，高為爪傾角為。的光滑斜面體A放在光滑的水平面上。質量為，〃的細長直桿B,

受固定的光滑套管C約束，只能在豎直方向上自由運動。初始時，A在水平推力尸作用卜.處于靜止狀態，此

時B桿下端正好壓在A的頂端。現撤去推力?，A、B便開始運切。重力加速度為?則（）

A.推力廠的大小為mgsinO

B.運動過程中，B對A做負功

C.A、B組成的系統，水平方向上動量守恒

D.當桿的下端滑到斜面底端時，斜面體的速度大小他八

JV2.+tan26>

4.汽車生產時都要進行一系列測試，其中一項為加速性能的測試，測試方法為：將汽車停在水平平直試驗

路段起點，實驗開始時，司機立即將油門踩到底（保持汽車以額定功率運動），記錄汽車速度從0加速到

100km/h所用時間，該時間是衡量汽車動力水平的一個重要參考指標。某國產汽車的額定功率為100kW,在

某次測試時，汽車從靜止開始以額定功率運動，假設運動過程中所受阻力恒定，汽車最終做勻速直線運動。

通過傳感器測得汽車運動速度的倒數1與加速度。的關系如圖所示。下列說法正確的是（）

V

a/（m?s:）

A.汽車所受阻力大小為1000N

B.汽車運動的最大速度為50m/s

C.汽車的質量為4000kg

D.當汽車的速度為25m/s時，其加速度為2m/s2

5.噴泉噴出水柱的場景如圖所示c為使噴泉噴出的水柱高度變為原來的2倍，則用給噴管噴水的電動機

輸出的功率約為原來的（）

A.&倍B.2倍C.2a倍D.4倍

6.如圖所示，表面粗糙的"L”型水平軌道固定在地面上，勁度系數為4、原長為，。的輕彈簧一端固定在軌道

上的。點，另一端與安裝有位移、加速度傳感器的滑塊相連，滑決總質量為川。以。為坐標原點，水平向右

為正方向建立x軸，將滑塊拉至坐標為占的A點由靜止釋放，向左最遠運動到坐標為七的“點，測得滑塊的

加速度〃與坐標式的關系如圖所示，其中。。為圖線縱截距。則滑塊由A運動至6過程中（彈簧始終處于彈性

A.占=4）

B.最大動能為

akl

C.動摩擦因數〃=」+」

gmg

D.滑塊在七和x,處的彈性勢能%=Epi

7.如圖所示，在水平底座上沿豎直方向固定一光滑桿，構成總質量為3〃?的支架，輕彈簧套在光滑桿上。一

質量為，〃的圓環從距彈簧上端〃處由靜止釋放，在。點接觸彈簧后，將彈簧壓縮。已知彈簧的勁度系數為

匕彈性勢能的表達式為紇=；履2（x為彈簧形變量），重力加速度為g,若彈簧的形變始終在彈性限度內且

不計空氣阻力，則下列說法錯誤的是（）

A.在圓環壓縮彈簧的過程中，圓環所受合力先增大后減小

B.圓環下落過程中的最大速度為1=，竽+2g〃

c.當圓環運動到最低點時，底座對水平地面的壓力大于4〃?g

D.圓環下落到最低點后反彈到最高點的過程中，圓環的機械能先增大后保持不變

8.如圖，一頂角為直角的形光滑細桿豎直放置。質量均為〃，的兩金屬環套在細桿上，高度相同,

用?勁度系數為攵的輕質彈簧相連，彈簧處于原長《，兩金屬環同時由靜止釋放，運動過程中彈簧的伸長在

彈性限度內（彈簧的長度為/時彈性勢能為:"/-/of）。對其中一個金屬環，下列結論錯誤的是（）

金屬環的最大速度為g糕

B.

C.金屬環與細桿之間的最大壓力為半mg

D.彈簧的最大彈性勢能為皿I

2k

9.如圖1所示，一光滑直桿豎直固定在水平地面上，一輕彈簧套在桿上，下端與地面相連。現將彈簧壓縮到

長度為/=0.10m,并用細線綁住；再將一滑塊穿過直桿置于彈簧上。某時刻燒斷細線，滑塊開始運動，其動

能與離地高度的關系如圖2所示,圖線最高點坐標（0.18m,0.32）,且只在高度0.20~0.35m范圍內為直線,

重力加速度月取lOm/s?,不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）

A.輕彈簧的勁度系數為100N/m

B.輕彈簧原長為0.18m

C.輕彈簧的最大彈性勢能為0.50J

D.滑塊從離地0.16m高度運動到離地0.20m高度的過程中，彈簧的彈性勢能減少量大于滑塊重力勢能的

增加量

10.如圖所示，輕質動滑輪下方懸掛重物A、輕質定滑輪下方懸掛重物B,懸掛滑輪的輕質細線豎直。開始

時，用手托住B.A靜置于地面上，B距地面高度為爪細線處于拉緊狀態.釋放后A、B開始運動.已知A、

B的質量相等，不計一切摩擦和阻力，以地面為零勢能面；從開始運動至B剛要落地過程中，以下關于A、

B的重力勢能緯八、州|,和動能線人、線B隨運動距離x變化關系正確的是（）

11.如圖所示，光滑細桿4B傾斜對定，與水平方向夾角為45。，一輕質彈簧的一端固定在0點，另一端連

接質量為機的小球，小球套在細桿上，。與細桿上A點等高，。與細桿A8在同一豎直平面內，08豎直，

垂直于A8,且0P=L,當小球位于細桿上八、夕兩點時，彈簧彈力大小相等。現將小球從細桿上的人點

由靜止釋放，在小球沿細桿由4點運動到〃點的過程中（已知重力加速度為g，彈簧一直處于彈性限度內且

不彎曲），下列說法中正確的是（）

A.彈簧的彈性勢能先減小后增大

B.小球運動到B點時的動能為2mgL

C.小球運動過程中彈簧彈力的瞬時功率為零的位置有三個

D.彈簧彈力做正功過程中小球沿桿運動的距離等于小球克服彈簧彈力做功過程中小球沿桿運動的距離

12.如圖所示，煤礦車間有兩個杵互垂直且等高的水平傳送帶甲M和N（均在勻速傳動），煤塊與兩傳送

帶間的動摩擦因數均為〃=0.2,每隔7=10s在傳送帶甲左端輕放上一個質量為〃?=lkg的相同煤塊（可視為質

點）.發現煤塊離開傳送帶甲前已經與甲速度相等，且相鄰煤塊（己勻速）間的距離為x=6m,隨后煤塊平穩

地傳到傳送帶乙上，乙的寬度足夠大、乙以0.8m/s勻速傳動，g取10m/s2,則下列說法正確的是（）

傳送帶N

'口

傳送帶M「

\

□□□□□

A.小煤塊傳送到傳送帶N前的瞬間，相對傳送帶N的速度大小為L4m/s

B.小煤塊傳送到傳送帶N上后，經0.5s與傳送帶N保持相對靜止

C.小煤塊在傳送帶N上滑動的過程中，因摩擦產生的熱量為1J

D.小煤塊在傳送帶N上滑動的劃痕是直線，其長度為0.25m

第II卷（非選擇題）

三、實驗題

13.（12分）如圖甲是小明同學設計的驗證機械能守恒定律的實驗裝置。兩個支柱垂直于底板，將頂板支撐

住。木板的長度略長于支柱間距，月四根細線懸掛在頂板上。木板中央固定一個小圓筒，其軸線垂直于木板，

在底板上鋪上復寫紙和白紙，側視圖如圖乙所示。

實驗步驟：

①木板處于最低位置時，測量木板上沿與底板的高度差從將小鋼球置于圓筒內：

②將木板拉起一定的高度，測出此位置與最低位置的高度差力；

③釋放木板，當其運動到最低點時與支柱碰撞，小球垂直木板水平飛出后落在底板上，記錄小球離開圓筒

后的水平位移s；

④重復上述步驟，在表格中記錄數據。

實驗次序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.調整頂板上細線懸掛的位置，確保木板運動過程中保持水平

B.測量小鋼球的質量

C.測量或者查詢當地的重力加速度g

D.測量”時要確保從小鋼球的球心開始測量

（2）若機械能守恒，”、/?和s三者之間需要滿足的關系是;

（3）四次實驗中有一組數據存在問題，需要重測，這一組數據是（填序號）;

（4）實驗中發現動能的增加量總是略小于勢能的減少量，可能的原因是。

A.用.力加速度g的測星:值偏大

B.小球質量的測量值偏小

C.木板的質量有影響

D.小鋼球沒有放在圓筒外側與木板邊緣平齊，導致s的測量值偏小

四、解答題

14.（9分）如圖所示，與水平面夾角8=30。的傳送帶正以v=2m/s的速度順時針勻速運行，A、B兩端相

距/=12mo現每隔1s把質量〃曰kg的工件（視為質點）輕放在傳送帶A端，在傳送帶的帶動下，工件向

上運動，工件與傳送帶間的動摩擦因數〃=乎，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）每個工件經過多長時間后與傳送帶共速；

（2）每個工件與傳送帶摩擦產生的熱量；

（3）傳送帶持續運送工件與空載相比，電動機增加的平均功率。

15.（9分）如圖所示，半徑為R的水平圓盤可繞著過圓心。的豎直軸轉動，在圓盤上從圓心。到圓盤邊緣

開有一沿半徑方向的光滑細槽.一根原長為R的輕彈簧置于槽內，一端固定在圓心。點，另一端貼放著一

質量為機的小球，彈簧始終在彈性限度內.

（1）若小球在沿槽方向的力F/作用下，在圓盤邊緣隨圓盤以角速度w轉動，求入的大小;

（2）若圓盤以角速度仙轉動，小球被束縛在槽中距禽圓盤邊緣為x的P點，此時彈簧的彈性勢能為EP.解

除束縛后，小球從槽口飛離圓盤時沿槽方向的速度大小為明求此過程中槽對小球做的功W”

（3）若圓盤以角速度02轉動，小球在沿槽方向推力作用下，從圓盤邊緣緩慢向內移動距離x到達。點.如

果推力大小保持不變，求彈簧的勁度系數太以及此過程中推力做的功1%.

16.（II分）某興趣小組自制了一個趣味彈射臺，某次用滑塊彈射的過程可簡化為圖所示，八N是傾角為37。

的斜面軌道，其中AC部分光滑，C8部分粗糙。8P是圓心角為143。、半徑R=lm的豎直光滑圓弧形軌道，

兩軌道相切于8點。尸、。兩點在同一豎直線上，輕彈簧一端固定在擋板A上，自然伸長時另一端在C點。

現有一質量m=2kg的物塊在外力作用下將彈簧壓縮到。點后靜止釋放（物塊與彈簧不拴接），物塊經過C點

后,從C點運動到8點過程中的位移與時間的關系為：x=12r-4r2（式中工的單位是m,f的單位是s）,假

設物塊第一次經過3點后恰能通過。點，己知sin37o=0.6,cos37°=0.8,^=IOm/s2,求：

（1）物塊過C點時的速度大小和物塊與8C段的動摩擦因數；

（2）若CO=lm,求：彈簧被壓縮到。點的彈性勢能4＞；

（3）若在尸處安裝一個豎直彈性擋