文档内容
班级 姓名 学号 分数
第八章 机械能守恒定律 单元测试 （A卷·夯实基础）
（时间：75分钟，满分：100分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．俯卧撑主要锻炼胸部、上肢、腰部以及腹部的肌肉，是一种有效的力量训练手段。体育课上，某女同
学在一分钟内做了10个俯卧撑，如图所示。若该同学每做一次俯卧撑重心上升的高度约为30cm，则她克
服重力做功的功率约为（ ）
A．2.5W B．25W C．250W D．2500W
2．（2022·北京丰台高三期末）如图所示，京张高铁将北京到张家口的通行时间缩短在1小时内，成为
2022年北京冬奥会重要的交通保障设施。假设此高铁动车启动后沿平直轨道行驶，发动机的功率恒为P，
且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已知动车的质量为m，最高行驶速度 km/h。则下列说法正确
的是（ ）
A．行驶过程中动车受到的阻力大小为
B．当动车的速度为 时，动车的加速度大小为
C．从启动到速度为 的过程中，动车牵引力所做的功为
D．由题目信息可估算京张铁路的全长为350km
3．（2022·江苏高三学业考试）如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变
化情况是（ ）A．弹力变大，弹性势能变小 B．弹力变小，弹性势能变大
C．弹力和弹性势能都变大 D．弹力和弹性势能都变小
4．（2021·湖南雅礼中学高三模拟）根据生活经验可知，处于自然状态的水都是往低处流的，当水不再流
动时，水面应该处于同一高度．在著名的牛顿“水桶实验”中发现：将一桶水绕竖直固定中心转轴 以
恒定的角速度转动，稳定时水面呈凹状，水桶截面图如图所示，这一现象可解释为，以桶为参考系，其中
的水除受重力外，还受到一个与转轴垂直的“力”，其方向背离转轴，大小与到轴的垂直距离成正比。水
面上的一个小水滴在该“力”作用下也具有一个对应的“势能”，在重力和该“力”的共同作用下，水面
上相同质量的小水滴最终将具有相同的总势能根据以上信息可知，下列说法中错误的是（ ）
A．该“力”对水面上小水滴做功与路径无关
B．小水滴沿水面向上移动时，该“势能”减小
C．小水滴沿水面向上移动时，受到重力和该“力”的合力不变
D．最终稳定时，水面上的一个小水滴受到重力和该“力”的合力一定与水滴所在水面垂直
5．（2022·河北唐山高三期末）如图所示，一劲度系数为 的轻弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接置
于粗糙水平面的物块。此时弹簧自然伸长，物块位于 点。现用外力向左推动物块，当弹簧压缩量为 时，
使物块静止，然后由静止释放物块，物块到达 点时速度刚好为0。已知此过程中向左推动木块的外力所
做的功为 。则此过程中弹簧的最大弹性势能为（ ）
A． B． C． D．
6．（2022·湖南株洲·一模）如图，倾角为 的斜面固定在水平地面上，现有一物块以某一初速度从底端冲上斜面，一段时间后物块返回到斜面底端。已知物块沿斜面向上运动的时间是向下运动的时间的一半，则
它与斜面间的动摩擦因数应为（ ）
A． B． C． D．
7．（2022·上海静安高三期末）如图，撑杆跳全过程可分为四个阶段：A→B阶段，助跑加速；B→C阶段，
杆弯曲程度增大、人上升；C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升；D→E阶段，人越过横杆后下落，整个
过程空气阻力忽略不计。这四个阶段的能量变化为（ ）
A．A→B人和杆系统的机械能不变
B．B→C人和杆系统的动能减小、重力势能和弹性势能增加
C．C→D人和杆系统的动能减少量等于重力势能的增加量
D．D→E重力对人所做的功等于人机械能的增加量
8．（2022·安徽淮北市教育科学研究所一模）如图所示，一弹性轻绳（弹力与其伸长量成正比）左端固定
在墙上A点，右端穿过一固定的光滑圆环B连接一个质量为m的小球，小球在B点时，弹性轻绳处在原长
状态。小球穿过竖直固定杆在C处时，弹性轻绳的弹力大小为mg。将小球从C点由静止释放，到达D点时
速度恰好为0.已知小球与杆间的动摩擦因数为0.2，A、B、C在一条水平直线上， ， ，重力
加速度为g，弹性绳始终处在弹性限度内。则小球从C运动到D的过程中（ ）
A．受到的摩擦力一直增大
B．下落 的高度时，小球加速度为零
C．小球在D点时，弹性轻绳的弹性势能为D．若仅把小球质量变为3m，则小球到达D点时的速度大小为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。
全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．（2022·广东潮州高三期末）如图为某同学在参加引体向上体测，该同学耗时1分钟完成了16次引体向
上。已知该同学质量为60kg，完成一次引体向上重心上移约0.6m，下列说法正确的是（ ）
A．该同学引体向上过程机械能不守恒
B．向上运动过程，该同学对杠的作用力大于杠对他的作用力
C．完成一次引体向上克服重力做功约36J
D．该同学克服重力做功的平均功率约为96W
10．如图所示，质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g，
这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这一过程中（ ）
A．物体的重力势能增加了0.9mgH B．物体的重力势能增加了mgH
C．物体的动能损失了0.5mgH D．物体的机械能损失了0.5mgH
11．（2022·天津和平高三期末）天津之眼是世界上唯一建在水上的摩天轮，它的直径达110m，轮外装挂
48个360度透明座舱，每个座舱可乘坐8个人，可同时供384个人观光。摩天轮匀速旋转一周所需时间为
30分钟，在此过程中，下列说法中正确的是（ ）A．每个乘客受到的合力在不断变化
B．运行过程中乘客对座位的压力始终不变
C．运行过程中乘客重力的功率始终不变
D．合力对乘客做功一定为零
12．（2022·广东汕尾高三期末）一质量为 的物块在长 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，经
过 到达斜面底端，其重力势能随下滑距离s的变化如图所示，重力加速度取 。则（ ）
A．物块下滑时加速度的大小为 B．由题给条件不能求出物块与斜面间的动摩擦因数
C．物块下滑过程中机械能守恒 D．物块下滑过程中机械能不守恒
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13．（2022·北京石景山高三期末）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下
落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上点迹间的距离进行测量，可验证机械
能守恒定律。已知当地重力加速度为g。
（1）为了减小实验误差，对体积和形状相同的重锤，实验时应选择的材质是_________；
A．木质 B．钢质 C．泡沫 D．塑料
（2）除图中所示的装置之外，还必须使用的器材是_________；
A．直流电源、天平（含砝码）
B．直流电源、刻度尺
C．交流电源、天平（含砝码）
D．交流电源、刻度尺
（3）如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，通过测量并计算出点B距
起始点O的距离为x ，B、C两点间的距离为x ，C、D两点间的距离为x ，若相邻两点的打点时间间隔为
0 1 2
T，重锤质量为m，根据这些条件计算重锤从释放到打下C点时的重力势能减少量ΔE =_____________，动
p能增加量ΔE=_____________；
k
（4）某同学利用图中纸带，先分别测量出从A点到B、C、D、E、F、G点的距离h（其中F、G点为E点后
连续打出的点，图中未画出），再计算打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度v，绘制 图像，如
图所示，并求得图线的斜率k。请说明如何根据图像验证重锤下落过程机械能是否守恒？
________________；
（5）在一次测量中，某同学发现ΔE 略大于ΔE ，出现这一结果的原因可能是___________。
k p
A．存在空气阻力和摩擦力 B．接通电源前释放了纸带
14．（2022·河北唐山高三期末）小明利用如图装置验证机械能守恒定律。图中 为轻杆， 为固定转轴，
端小球固定于杆上，质量为 。 端小球放在轻质勺形槽内，质量为 。由静止释放后，轻杆从水平
位置逆时针转动，轻杆转到竖直位置时被制动， 球被水平抛出。
（1）实验时，小明首先测量了 、 及两球距 点的距离 、 ，除此之外，还需要测量的物理量有
__________。
A． 球从释放到运动至最低点的时间
B． 点离地面的高度
C． 球落地点与 点的水平距离
（2）结合（1）中的各物理量，轻杆从水平位置自由释放，利用上述测定的物理量和重力加速度 ，可得系统重力势能减少量为____________，动能增加量为___________。
15．（2022·广东高州二模）如图“和谐号”是由提供动力的车厢（动车），不提供动力的车厢（拖车）编
制而成。某“和谐号”由8节车厢组成，其中第1节、第5节为动车，每节车厢所受的阻力F大小为自身
f
重力的0.01倍。已知每节车厢的质量均为m=2 104kg，每节动车的额定功率均为P =600kW，重力加速度
0
g=10m/s2。求：
（1）若“和谐号”以a=0.5m/s2的加速度从静止开始行驶，“和谐号”做匀加速运动时5、6节车厢之间的
作用力以及匀加速运动的时间；
（2）和谐号能达到的最大速度大小。
16．（2022·北京丰台高三期末）如图所示，小孩与冰车静止在冰面上，大人用 N的恒定拉力，使小
孩与冰车沿水平冰面一起滑动。已知拉力方向与水平冰面的夹角 ，小孩与冰车的总质量 kg，
冰车与冰面间的动摩擦因数 ，重力加速度 m/s2， ， 。求：
（1）小孩与冰车所受支持力的大小 ；
（2）小孩与冰车加速度的大小a；
（3） s内合力所做的功W。
17．（2022·山东济南高三期末）游乐场中有一种叫做“快乐飞机”的游乐项目，其简化模型如图所示，长
为L的旋臂一端连接竖直中央轴，另一端连接模型飞机，模型飞机在旋臂带动下可绕中央轴转动并可以上
下升降。开始时模型飞机和乘客静止在图中a位置，旋臂与竖直向下方向的夹角为 ，一段时间后模型飞
机和乘客到达图中b位置高度处，并以角速度 绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动，此时旋臂与
竖直向上方向的夹角也为 ，已知模型飞机和乘客的总质量为m，重力加速度为g，摩擦阻力忽略不计，求
（1）模型飞机和乘客在图中b位置高度处做水平匀速圆周运动时，旋臂对模型飞机和乘客的作用力F的大
小；
（2）从开始运动到模型飞机和乘客在图中b位置高度处做水平匀速圆周运动过程中，旋臂对模型飞机和乘
客做的功W。
18．（2022·天津南开高三期末）如图所示，竖直平面内一倾角 的粗糙倾斜直轨道 与光滑圆弧轨
道 相切于 点， 长度可忽略，且与传送带水平段平滑连接于 点。一质量 的小滑块从
点静止释放，经 点最后从 点水平滑上传送带。已知 点离地高度 ， 长 ，滑块与
间的动摩擦因数 ，与传送带间的动摩擦因数 ， 长度 ，圆弧轨道半径
。若滑块可视为质点，不计空气阻力， ， ， 。求：
（1）小滑块经过 点时对轨道的压力；
（2）当传送带以顺时针方向 的速度转动时，小滑块从水平传送带右端 点水平抛出后，落地点
到 点的水平距离。
