(10)重力做功、重力势能、机械能守恒定律-【衡水金卷·先享题】2025年高考物理一轮复习周测卷（H）

高三一轮复习周测卷/物厘 L能天员在地莲模拟尖重训练的一种方式是在水下进行（如附所常），就天奶若要穿水情罚第候 (十)重力做功、重力势能、机械能守恒定律，实验：验证机械能守恒定律 天服浸没在水中，通过配看便其在水中受到的浮力和重力的大小相等：已知其总魔量为m,国降 (考试时间75分钟，高分100分》 空间的重力加速度为这且不变，在某次出鱼作业的过程中，给航天易一个相该度后紧直向上匀 一、单项越释题（本题共7小题，鲜小思4分，其28分。在每小题给出的川个选项中，只有一项是 速潭浮的距离为，下列说法正确的是 符合题目要求的》 L某曾客领碧孩子静素山时，孩千不小心将于中质量为划的皮球带落，皮球从A点滴再山脚下的 出点，高度标记如图所示，已知重力加速度为g,下列说法正魂的是 入，航天员所受的合力为零，合力不数功，其机械值守面 B.上升看的过程中，线触能不变 入不知道从A点到日点的曲线轨道长度，无法求出此过程中重力做的功 C,上升A的过程中，重力势能或小了wgN 且不知泊从A点到目点过程中的阻力大个，无法求出此过程中重力做的功 久上升青的过程中，机核旋增加了世g C从A点到B点，重力势能变化了裤gH十》 5酒沙电站是利用潮为将海评潮沙能转换或电能的装置，如润所示，该电站指潮堞的全长为 D从A点到B点，重力做的功为规城用 670m,水库的有效岸容为270万义为米，平均湘差为示m。每天有两次冻湘.图设年次到高微 2.竖直轻弹菌下端固定在水平电面上，上瑞与拉质平版相蓬，平极与电面0的距离为H:·如图所 使时开偏发电·直系将水岸灌离，等到低潮拉时岸次开阿发电，直至将水本清空。通过水的藏 示，观将一看量为网的物块轻放在平板中心，让它由静止开给往下风动，直系物块的速度诚为 力最功转化为电能，效率为2如%，已知水的密度=1义10/m',重力加速度-10m,该电 零，此时平板与地面同的距离为H:,已知重力加速度为，用此时养簧的弟性势使E,为 站军均一天的发电为 A,w城H BMxH CgH,一H) D规装(H:十H) A.7,5×10度且1.3×10度 已23×10度 D,2×10度 3.如图所示，衡量为50kg的某中学生在做引体向上，若他在30·内数了0个引体向上，桶次人 反.如国断尔，坡道带害中运动员从斜面自由滑到本平面直至停止，露动黄专斜菌.水平直闻的动同 体的重心上开的E离均为03四，重力框渔度k一0面/，则他在0内克服重力丝的功和相 擦因数均相同，空气用力不计，其运动过程中重力的瞬转功毕P和动能B,随时间：，重力势 成的功率分别为 上。和桃城能￡随水平位移x麦化的用檬中，可使正确的是 7,如目甲面示，向范机上装货时，道常用到可移动式皮带拉送机。如围乙所示，皮带输递机的境角 AW=1G0J.P年W 一0，沿雕时针句连转动，每隔2s在皮带下端A点无期速度敛上一件货物（货物足够多）。每 C.W=300J.P=10w D.W=1000J.P=250W 物理第1打共8方) 街水金秦·先率项·高三一轮颗习则国编十 物亚复2货【共&顶引 国 件货物从下瑞A点可动到上端后的过程中，其机械雀E与位移s的关系图檬（以A位置为零 C在2运动到量低点的过程中，轻杆对2做正功 势健参考面)如图丙所示。已知统物均可规为质点，质量均为解一10kg,重力加连度从 D,在寻运动到最低点的过程中，轻杆对3做的功为三mg乙 0m/网，下列说法错虞的是 如闲甲所尔，经直收蟹的轻弹黄一磷情定于风刺实验窄的水平粒面，面量标一0,1kg的小球在 较弹黄正上方某处由静量下落，同时受到一个竖直向上的的定风力。以小球开所下落的位置 为原点，竖直向下为以轴正方向，最地面为零势能参考而，在小感下落的全过程中，小球的重力 停德菌小球位移变化的关菜阁线加图乙中的图线①，弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系 A.皮带A,社两端点可的距离为1,9m 【统物与皮餐何的诗率擦调数为号 图找如用乙中的国线四：郑簧始终在弹作限度内，弹性势能名=灯债为绵簧的物度系数工 为形变域)，重力加速度=10m/,下列说达正确的是 C.每件货物从下端A点运动到上滑B点的时可为0s 山，皮带输送机稳定运行一一段时间后，每分仰因运送货物面多精托的能量为5阳J 二.多项选桶（本理共3小趣，每小避6分，共18分。在每小悠给出的因个选溪中，有多项符合 思日墨求。全部这对的得6分，选球但不全的得2分，有选情的得0分) A算簧的原长为正.Gm 8.知图所示，本平传透带以甲=6m/州的速度沿顺时排方向匀速转动，水平部分AB的长为上，并与 且小球悦接触弹簧时的动桂为0,5 长为玉.8四的光滑领料轨通BC在台点平滑连接，BC与术平面阿的夹角为0”，税将一个可钱 C小球在下落过程中受到的风力大小为0,1N 为线点的工件从A点由静止释放，工件与传送梦同的功摩擦因数为：重力知建发长10曲/：， D.小球韵最大加速度大小为m。 便使工件能到达C点《设有缩加其包外力铺助》，下列关于：和L的取值可修正请的是 究级 姓名 分数 7 8 10 8案 An-0,5,l-3m且r-04,L-5mC.m-位3，L-8mDe-0.2,l-7m 三，非选播题（本题共5小题，共54分，请茂要求完成下列各题） .如周甲所示，长为上的轻仟一端可说完滑的箱轮动，分一端国定爱量为m的小球1，如圆乙所 .(6分)某实险小组利用实种室内的器材米测景洋簧的弹性势能，如图所示为设计的装置，水平 示，长为2？，的轻杆-一湘可绕是带的拍转动，中点处和另一篇分湖国定盾量均为丽的小球？，3 台面左侧国定一弹簧弹财特（内壁完滑），右例的A,:位置各姿装一个光电门，计时特（图中未 三个小球均可视为质点，两杆均从水平位置山静止释致忽略空气阳力，重力知速度为，下列说 有出)与两个光电门相连，并用测度尺测得A,B可点同的水平乐离x,将物块（可看作质点》压 法正确的是 第弹簧国P位置，由静止弹射出去，计时器记添下物块从A点到B点质用的时可为，忽导一 切阳力。 A.1,多函动民各自量甚点时的动值相等 珠1,2运动到各自最低点时的向0加违度大小之比为言 物理第3黄（共8街) 制水禽物·先家■·有三一轮复习淘测攀十 物理第4直1共8直】 国 (1)物块装弹射出去时的建度大小为 (用题中新给字母表示)。 1志.(]】分加图甲所示.一取轻弹簧置于细角为的光带斜面上，洋簧下增与斜童底增的成定挡板 ()为求出弹簧的弹性势建，还需要测量 (填正确答紧标号) 盗接，质量m一1kg的物块（可祝为质点》从斜而上的P点山静止释成，将块与弹簧接触后加通 A,弹簧的氟长 度：与弹资的压缩量：的关系阁像如倒乙所示，开始时P点到第携上端的距离上一，落用，重 收弹的劲度系致 力框道度g=10m×,a闲”=0,8，弹汽的第性势能上，=，6为第黄的劲度系数+为细 仁当差的重力加速搜g 簧的彩变量，求： D物块的质量w (们)斜直的氧角0及弹簧的海度景数青： (3)由静止释放物块时，弹簧的师性势能E。一 (用题中所给及质选物理量的符号表 〔2)物块向下运动过程中的最大速度： 示)，物块被弹射出去后：由于重力作用其运动轨连会向下偏转，这对实验结果 《填 ()弹簧的量大弹性劳值，。 “有”或2有”)些响。 2(7分)如图甲所示，轻质动滑轮下方县挂物境A,轻赁定滑轮下方悬挂物接B,悬挂对滑轮的线 整直日不计重力，某刘学利用手机程此装置验证机械德守恒定律，实验步骤下： 川)用天平分别测出物块A,B的质量w,M (2)用老米则度尺测出师皮的物块出距离电面的高度A。 (3)打并手机录檬功能，然后由静止释放物块B,豪下物块B下落的过程，难过录像两得物块居 的下落时间「：计算得判将块登落地时的违度每一 。若物块A,B组成的系纶机候能守 恒.划庞情足的表达式为 (用m,M,山、，g表示) (4)皮变释放高度A重复上迷实险过程。根据实跨数素作出A-图像如图乙所示，计算得出 图规的斜率为血。若系笼机械造守，应满足太一 :迹成木实验误差的原因可能是 (至少博条》 物理第5数共8方) 衡水金存·先率明·高三一轮夏习周国维十 物亚加6项【共&顶1 回 1《.(14分)图所示的举置中，Q与N通过经直的轻弹簧连楼，Q与小球P薄过缝过轻景小定滑 [5.(I6分)如图所示，可浅为质点的煮量网一0，子kg的小滑块静止在本平轨道上的A点，在下一 觉的经绳连接，系在小球P右测的轻绳另一着在天花板上闲定，Q,N的质量均为山，小球P的 4韵水平向右的定拉力作用下，从A点开始敲匀加速直线运动，当其滑行到A:的中点时 质量M一号，系统处于静止找态时，两绳与水平方向的夹角分罚为？"和5，现拌小球P托 抛左控力，小附块魔饺运动到B点后连人半径放一0，多m且内量究滑的紧直图定国物直，在测 转通上运行一两后从B处（未西出，且人口和出甘确稀情开）滑向C点C点的右边有一个“路 至与A,B两点等高的水平线上至两跑均拉直且无弹力，释放小域P开始运动，已知右侧绳长 等”，D点是平台近操上的点，(C,D两点的高度差五一0,2m,水平距高x甲0,6世。已每水平就 为L,m37”=0,6,03”=Q8,重力相速度为g求： 道C的长度-2m,水平颗道AB登的长度一公.4m,小滑块与水半铁道AB,间的动 ()暴饶处于如所示的静量状吉时，N与电面间弹力的大小： 学擦国数均为=0，，看力相道度g=10m×。 (2)小球P释战后，运动至晖示位置时Q的连度： 山)求小常块道过圆轨道的最高点时对轨道的压力大本 (3)小球P从释做到嘲示位望的过程中，Q、N及轻第篱所构成的照统机域能的地相量及左侧 2)判斯小和块能否成功跨越·陷”： 轻绳对小缘尸历做的功 (3)若在AH段本平是力F作用的苞围可变，整站到小滑块在运动这程中，：不脱离整直愧轨 道，夏不落入C,D句的~陷砖”的日的，求水平枚力下作用的南离范调 物理第7历（共8街》 制水禽物·先家期·有三一轮复可淘测攀十 我理第直1共8直】 国高三一轮复习H ·物理· 高三一轮复习周测卷/物理（十） 9 命题要素一览表 注： 1.能力要求： 1.理解能力 Ⅱ.推理能力Ⅲ，分析综合能力N.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.核心素养： ①物理观念 ②科学思雏③科学探究 ④科学态度与责任 分 知识点 能力要求 核心素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I n m N ① ②③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 4 重力做功、重力势能 易 0.83 单项选择题 4 机械能守恒 易 0.83 3 单项选择题 4 重力做功、功率 易 0.80 4 单项选择题 4 重力做功 % 0.76 5 单项选择题 水力发电 中 0.73 6 单项选择题 4 图像 中 0.70 7 单项选择题 4 传送带 难 0.55 8 多项选择题 6 动能定理 易 0.80 9 多项选择题 6 杆牵连问题 中 0.75 10 多项选择题 6 E-x图像 难 0.58 11 非选择题 6 测量弹簧的弹性势能 0.70 12 非选择题 7 验证机械能守恒 中 0.70 13 非选择题 11 弹簧问题 中 0.65 14 非选择题 14 系统机械能守恒 0.63 15 非选择题 16 临界问题 0.55 1 香考答案及解析 一、单项选择题 等于重力势能的减少量，即E,=mg(H,一H:),C项 1D【解析】重力做功与物体的运动路径无关，只与 正确。 初、末状态物体的高度差有关。从A点到B点的高 3.C【解析】该学生在30s内克服重力做的功W=20 度差为H,故从A点到B点重力做的功为mgH,重 X50×10×0.3J=3000J,相应的功率P=W 力势能减少了mgH,A,B、C项错误，D项正确。 2.C【解析】选物块和弹簧组成的系统为研究对象，从 3000W=100W.C项正确。 30 物块开始运动到速度为零的过程中，只有重力和弹簧 4.D【解析】航天员在上升的过程中，根据题意由平衡 的弹力做功，系统的机械能守恒，弹性势能的增加量 ·37· ·物理· 参考答案及解析 条件可得，浮力向上，位移向上，浮力对其做正功，所 二、多项选择题 做的功W?=mg,若只有重力做功，机械能守恒，但 8.BC【解析】设工件恰好到达C点，根据机械能守恒 该过程除重力做功外，浮力做正功，因此机械能增加 了mh,A、B项错误，D项正确：上升h的过程中，重 定律得号mi=mgrm30,工件到达B点的最小 力势能增加了mgh,C项错误。 速度"=6m/s,恰好与传送带的速度相等，则在水 5.B【解析】一次涨潮，水增加的重力G=mg=eVg= 平传送带上，根据动能定理得mgx=之m防，且r≤ 1×103kg/m2×2.7×10°m3×10N/kg=2.7× L,可得zL≥1.8m,代入选项数据可知B.C项正确。 10°N,一天产生的水的势能W=4×2.7×100N× 9.BD【解析】对1由机械能守恒定律可得E:=mgL, 乞×5m=2.7×10J,水的势能转化为的电能w 对23组成的系统由机械能守恒定律可得mg↓十 =7W=20%×2.7×104J=5.4×10°J=1.5× 2mgL=Re十E,由同轴转动规锋可得会 10kW·h=1.5×10度，B项正确。 6,D【解析】运动员在坡道上做匀加速运动，速度越来 ,联立解得E=子mg,E。=号mgL,A项 (L) 越大，重力的瞬时功率P越来越大，滑到水平面后， 重力方向与速度方向垂直，重力的瞬时功率为0，A 错误：根据E=之m听，Ee=立m吃，1在A点的向 项错误：运动员在坡道上做匀加速运动，速度越来越 心加速度a4=产2在B点的向心加速度@u=要， 大，动能越来越大，B项错误：运动员在斜面上下滑的 过程中，重力势能随位移均匀减小，C项错误：运动员 可得a·aa=5:3,B项正确：在2运动到最低点的过 在运动过程中由于摩擦力做功导致机械能减少，在斜 程中，对2由动能定理可得W:十mgL=E,综合解 、2 面上机械能的减少量△E=umgcos0 cos 0-ungx, 得轻杆对2做的功W:=一亏mgL.C项错误：在3运 在水平面上运动，机械能的减少量△E:=:mgT,两运 动到最低点的过程中，轻杆对2,3做的功的代数和为 动阶段E-x图线的斜率相同，停止后，机械能不变， 0,则轻杆对3做的功W,一一W,一号mL,D项 D项正确。 正确。 7.A【解析】由图像可知货物沿皮带向上运动= 10.BC【解析】根据图像可知小球初状态的重力势能 0.2m后与皮带相对静止，此后货物的动能不变，重 E=mgh=0.7J.解得h=0.7m,图乙中的图线② 力势能增加，则有mgsssin30°=△E=495J一15J= 表示弹簧的弹性势能随小球位移变化的关系图线 480J,解得s4=9.6m,则皮带A,B两端点间的距离x 由此可知小球下落h1=0.5m开始接触弹簧：则弹 =s十s=9.8m,A项错误：由图像可知，从开始运 簧的原长L=h一1=0.7m一0.5m=0.2m,A项 动到与皮带相对静止，则有△E=umgcos30°·，解 错误：由图乙可知小球的速度减为0时小球下落s 得公一号B项正确：根据牛顿第二定律可得货物加 0.6m,根据功能关系有mgs一fs=0.54J,解得f 速阶段的加速度4=mgeos30°-mgsin30 0.1N,C项正确：小球刚接触弹簧时，小球下落了 =0.5m,则根据动能定理有mg,一m:=号m, 2.5m/s3,则皮带的速度v=/2us:=1m/s,加速的 时间1=卫=0.48，匀速运动的时间4=兰=9.68， 解得宁m=0.45J小，B项正确：弹簧压缩量最大时， 共用时t=1十t:=10s,C项正确：每一个货物从下端 弹性势能的最大值尼，一·△-0,54小，△ A点到上端B点要消耗的能量E=:mgcos30°(t1 0.6m一0.5m=0.1m,则劲度系数k=108N/m 名，)+之m+mg0in30=510小，每分钟共有30 加速度a=·△m一mg+上=99m/s,D项错误. 个货物能到达上端B点，则皮带输送机每分钟因运 三、非选择题 送货物而多消耗的能量E=30E=15300J,D项 正确。 11.(1)(1分) ·38· 高三一轮复习H ·物理· (2)D(1分) (2)物块从斜面上的P点到速度最大的过程中，由 2分) 没有(2分) 动能定理有mgs血0：化+)号=宁m时 【解析】(1)物块被弹射出后，做平抛运动的水平速 (1分) 度大小的表达式=兰，所以物块被弹射出的速度 解得= 2 m/s (1分) 大小为子 (3)物块从斜面上的P点到弹簧压缩量最大为x2的 (2)弹簧的弹性势能等于物块被弹射后得到的动能， 过程，由动能定理有mgsin十)一号=0 则为求出弹簧的弹性势能，还需要测量物块的质量 (1分) m,D项正确，A、B、C项错误。 解得x2=0.24m (1分) (3)由能量守恒定律得由静止释放物块时，弹簧的弹 根据能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能E。= 住势能龙=之m一爷，由力作用的骏立挂可知， ngsin0L十x) (1分) 解得E。=1.92J (2分) 重力不影响弹力做功的结果，小球的水平速度始终 14.【解析】(1)整个系统处于静止状态时，对小球P受 保持不变，故没有影响。 力分析，根据平衡条件有 12.(3)2(2分)(2M-m)g=(4M+m)÷(2分) Ta cos 373=Mg (1分) (4)2M二m)1分)空气阻力，手机测量时间有 4Mm 对Q有mg十TW=T8 (1分) 误差、高度测量、质量测量有误差等(2分)》 对N有Fx+Tm=mg (1分) 【解析】(3)物块B从静止开始做匀变速直线运动， 解得Fv=0 (1分) 则有么一之，计算得到物块B落地时的速度v 华、则物块A此时的速为号，者系统机械能守恒。 则有Mgh-mg·专=号M+之m(空)，将 am 空代人并整理得物块A,B组成系统机械能守相应 (2)根据系统机械能守恒有MgLsin37°=gh十 1 满足的表达式为(2M-m)g=(4M+m)片 (2分) 2 ④)由表达式(2M-mg=(4M十m)片，整理可得力 根据几何关系得A=Lan37°-(L c0s37-L.)= 0.5l (2分) ②M-mg,侧有=2M-mg,造成本实验误 4M+m 4M+m 联立解得=2y7L (1分》 差的原因可能是空气阻力，手机测量时间有误差、高 7 度测量，质量测量有误差等。 (3)整个系统机械能守恒，Q、V及轻弹簧所构成的 13.【解析】(1)由图乙可知，物块刚接触弹簧时的加速 系统的机械能的增加量等于P机械能的减小量，则 度a1=6m/s 有△E=Mglsin37r-2Mw (2分) 由牛顿第二定律可得mgsin0=a (1分) 解得0=37 (1分) 解得△E=山mg 14 (1分) 当弹簧压缩=0.09m时，物块的加速度为0，由 右侧轻绳对小球P始终不做功，故小球P机成能的 平衡条件可得mgsin0=k.x (1分) 变化量等于左侧轻绳所做的功W=一△E(1分) 解得k=2gN/m (1分) 解得W=一 11mgL 14 (1分) ·39 ·物理· 参考答案及解析 15.【解析】(1)小滑块由A点到B点的过程中，由动能 代人数据可得1'=0.75m (1分) 定理可得之F一mg(=之m 故当水平拉力F作用的距离满足0<x≤0.75m时 符合条件 (1分) 解得g=26m/s (1分) ②当小滑块刚好能经过圆轨道的最高点时，设小滑 从B点运动到最高点的过程中，设小滑块运动到竖 i 直圆轨道最高点时的速度大小为，由机械能守恒 块经过最高点时的速度大小为，则有mg=m 定律有之m瑞=mg·2R+名m (1分) (1分) 设此时水平拉力F作用的距离为x:',则有Fx一 根据题意则有F十mg=m尺 pomgl:-2mgR-m 代入数据解得F=6N (1分) 代人数据可得'=0.975m (1分) 由牛顿第三定律可知小滑块通过圆轨道的最高点时 当小滑块刚好运动到C点时速度为零，设此时水平 对轨道的压力大小为6N (1分) 拉力F作用的距离为x:",则有Fx”一mg(l十) (2)设小滑块到达C点时的速度大小为，则由动 =0 能定理可得一mg贴=之m6一合m听 代人数据可得x"=1.1m (1分) 故当水平拉力F作用的距离满足0.975m≤x' 代人数据解得=2m/s (1分) 1.1m时符合条件 (1分) 设小滑块下落h=0.2m所需要的时间为t,则有h ③当小滑块刚好能够越过“陷阱”，设小滑块到达C =财 点时的速度大小为'则由平抛运动规律可得h= 解得1=0.2s (1分) gr,x=w' 1 故小滑块在水平方向上运动的距离=1=0.4m 代人数据可得'=3m/s (1分) <0.6m 设此时水平拉力F作用的距离为xa',故有Fx′一 放小滑块不能成功跨越“陷阱” 1分) 1 (3)由题意可知，若要小滑块既不脱离圆轨道，又不 mg4+)=2m'9 掉进“陷阱”，则需要分三种情况进行讨论：①当小滑 代入数据可得x:'=1.325m (1分) 块刚好能够到达与圆心等高的E点时，设水平拉力 敌当水平拉力F作用的距离满足1.325m≤x≤ F作用的距离为x1',则由动能定理可得F‘ 2.4m时符合条件 (1分) mgl一mgR=0 ·40·