周测评(10) 机械能(一)-【衡水真题密卷】2025年高考物理学科素养周测评（安徽专版）

2024一2025学年度学科素养周测评（十） 物理·机械能（一） (考选时可75分钟，惑分100分》 一，单项达择题：本题共8小盟，每小醒4分，共32分。在每小题给出的四个燃项中，只有 一项是符合题目要求的。 随号 1 2 3 A 7 8 答案 1.如图所示，两个完全相同的小球A,B,在月一高度处以相同大小的树速 度，分别水平抛出和竖直向上灌出，下列说法正确的是 A两小球落地时的建度相间 五两小球落地时，重力的颜时功率相同 C从开始运动至落地，重力对两小球戴功相同 D从开给运动至常地，重力对两小球做功的平均功率相同 2.滑沙是人门喜爱的一项游乐活动。如图所示为带沙场地的一段，人和滑本从斜面端 A点由静止下滑，取沿斜面向下为正方向。下列选项分别是人和骨车沿斜面向下运到 过程中的如建发a,建度，重力的瞬时功率P。、动能E与时间：或位移x的关系阅像， 其中正确的是 ∠ 3.如图所承，“广甚”高铁将茂名到广州的通行时何蜜短至2小时。 假设动率启动后沿平直轨道行驶，发动机功率恒定，行车过程中 受到的阻力恒为下。已知动车质量为和，最高行驶速度为以 下列说法正确的是 A动车启动过程中所受合外力不变 学科素养周测浮（十）物理第1页共8页) 衡水真夏 B动车发动机功率为上· C从启动到最大速度过程中，动车平与速度为学 D从启动到最大迷度过程中，动车牵引力戴功为m 4,如图甲所示，一物块以一是的初速度神上模角为3加的国定斜而。物块在到而上运动的 过程中，其动能与运动路程s的关系图乙所层。已知物块所受的摩擦力大小恒定， g取10m/。下列说法正确的是 tE小 40 304 A.物块质量为自，7k知 且物块所受摩擦力大小为07N C,0一20m过程中，物块克眼摩堰力做功为40J D0-I0m过程中与10~20m过程中物块所受合力之比为3：4 ,如图甲所示，一质量为1k城的物体在0到受到拉力 4am F的作用，由静止开始竖直向上敏加速直线运动，其运 F 动时的a图像知图乙所示。重力加速度g=10m/, 空气阻力忽略不计，下列说法正确的是 A.在=4s时，拉力下为10N 且在■4时，物体克服重力做功的功率为60W C在04s时闻内，物体的动量支变量的大小为46kg·m/s 山在04s时间内，牧力F对物体附的所为8」 6,如图所示，一列质量为测（分布灼匀），长为的玩具小火车从平面上以速度数依常候性 冲上一个候角为。一30的周定斜国，假设水平面和斜面莲接处不规耗能量，不计一切摩 藤。则关于玩具小火车心坡的过程（以水平面为零势能面》，下列说法正瑞的是《》 6a. -62 A,火车头在斜面上一直做匀减速运动 密鞋 学科素养周衡坪十)物理第2页（共8页} 7 我若在斜面上的车和长度为x(工<D时，则小车的重力势能为知g工 C若在朝面上的车和长度为<D时测小车的速度为一居一云 卫从火车头接触斜到火车速度为零所特历的时间可能为一受 7.“碳中和”“低碳亿”“绿色奥运”是北球冬奥会的几个标签，期阿运行粗10加辆氢能夏汽 车，是全球量大的一次燃料电泡汽车示范。某数质量为M的氢能源孔车在一次测试中 沿平直公路以恒定功率P从静止启动做直线运动，行驶路程工，恰好达到最大速度。 已知该车新受阻力恒定，下列判定正请的是 A.肩动过程中，车做匀加如速直线运动 我启动过程中，牵引力对车微的功为一M运 C东适认0增至的加连时铜为学+后 卫车速为宁时，车销加迷度大小为君 8某司学利用如图甲所示的装置，深究物块上升的最大高度H与物块市距地面高度青 的关系，忽略一切阻力及滑轮和细绳的质量。初始时物块a静止在越廑上，物块b距地 面的高凌为A,相蝇恰好朝真，现将物块5由静止释成，碰到地西后不再反算，测出物块 体上升的最大高度为H,此后每次释放物块6时，物块？均静止在地面上，物块着地后 均不再反弹，改变绳长度及物块6距娃而的高度本，测量多组(H,A)的数值，然后作 出H周像（如图乙所示》，图像的斜本为止。已知物块应，b的质量分别为出1，m,测以 下给出的四项判断正确的是 甲 ①物块a,的质量之比卿一是一 ②物块@，6的质量之比端一是-1 团H情图像的斜室k数值范围是0<①H名图像的斜率·取值蔻围是】<2 A①① B.25 C①④ B动④ 7 学科素养周测浮十】物理第3页{共8页)】 衡水真夏 二、多项洗择m:本”共2小题，每小题5分，共10分。每小题有密项符合丽目要，金部 选对的得5分，进对但不全的得3分，有选情的得非分。 题号 9 10 答案 9,如图所示，轻绳绕过无摩蝶的两个轻质小定滑轮O,Q,一·端和质量为烟的小球连 接，另一骑与套在光滑国定直杆上质量也为m的小物块违接，直杆与两定滑轮在同一整 直而内，与水平面的夹角一60°，直杆上O点与两定滑轮均在同一高度，O点到定滑艳 O的原离为上，直杆上D点到O点的矩南也为L,重力粗该度为g,直杆足够长，小球道 动过程中不会与其他物体相碰。现将小物块从O点由静止释效，下列说法正确的是 A小物块刚放时，轻绳中的拉力大小为两g 且小球运动到最低点时，小物块加速度的大小为号 C,小物块下滑至D点时，小物块与小球的通度大小之比为1·2 D小物块下精至D点时，小物块的硅度大小为y如 10.J下-22题高建风利是研制新一代飞行器的场簦，它可以复现40到100千米高空、时速 最高达10千米/移，相当于约如倍声速的飞行条件。观有一小球从风羽中的M点竖 直向上数出，小球受到大小恒定的水平风力，其运动轨连大致知图所示，其中M,N两 点在同一水平线上，O点为轨恋的最高点，小球在M点动能为16J:在O点能为4】， 不计空气阻力。下说法正维的是 A.小球所受重力和风力大小之比为2·】 B小球落到N点时的动能为32J C,小妹在上升和下降过程中机械能变化量之比为1·4 口小球从耐点运动到N点过程中的最小动德为32J 密秘 学科素养周御坪十)物理第4页（共8置} 三，非选择题：本题共5小题，共58分。 11.(6分)某实验小组做“验缸机戴能守恒定律“的实验装置如图所常，图中 A为铁架台，B,C是用细线连接的两个物块，D为周定在物块C上的闺 蓬光条（质量可想略不计），E为因定在铁果台上的轻质定滑轮，F为光 电门，实验步骤如下： ①用避标卡尺测得遮光条的宽度为山，用天平分别移出物换B,C的质 量分别为郴m和限，用跨过定滑轮的钰线连接物块B和C: ②在钱架台上标记一位置O,并测得核位置与光电门之间的高度差： ③将物块C从位置O由静止释收，C加速下降，日加速上升， ④记来意光条D通过光电门的时间t, 依据以上步骤，四答以下问题， (1》该实验的可究对象是 。(填””“"成”B,C组成的系烧”) {2)从物块C由静止释放到其经过光电门的过程中，研究对象的动能增加量F 一，研究对象的重力势能减少量△F,= 。(用实验中测量的量表示， 重力加速度为g) 12.(10分)“验证机械能守恒定维”的实险装置如图甲所层， (1》下列实验操作正确的是。〔填正确答案标号) A.将电磁打点计时舞固定在铁架台上，并把打点计时器平面与 纸带限位孔测整在显直方内 五将电磁打点计时器接到2的V交瓷电源上 C选释打好的纸带，确定开始打点的使置O,从纸带上数出打 点数？：得到重领下落的时间：和纸带在这段时同内的长度 表，根据公式一：计算出重镜速度(g为重力加速虞)，再过 一声验证机校能守恒 (2)关于本实验的溪差，下列说法正确的是 二。（填正确答案标号） A,重领质量称量不在会道载较大的风差 我重腰体积一定时，用密度大的材质，有科于减小误差 C实验中像擦不可避免，纸带修短，摩擦力做功值少，实验误差继小 《3)小李在验正了机候德守图定律后，想用比装置深究壁献在刚管中下落时受电磁阳 尼作用的运动规律。实验装置图乙所示，将重纸换成磁铁，并在纸带限位孔的正 下方竖直放置一铜管，且与限位孔在月一竖直线。小李按正确少露进行了实验，得 列一条年帮如图丙所示。属定一合适的点为O点，每个打点标为@，b“,h,例如， 为了得到5点的速度，计算方法1。-护，计算方法8一生产，其更合 4 学科素养周测浮（十】物理第5页共8页） 衡水真是 理的方法是（填”1“或“Ⅱ"），从纸带上的打点分布，试定性描述渔铁在 到管中的阔动情况。 m” 内 13.(12分)如图所示，竖直图内处于同一高度的光滑钉子M、N相距2L。带有光滑小孔的 小球A穿过轻绳，轻绳的一端树定在钉子M上，另一嫡终过钉子N与小球B相连，B 球质量为m,用于将A球托住静止在耐，N连线的中点P处，此时B球也处干静止秋 态，故手后，A球下落的最大距离为一山，重力加速度为《。求： (1)A球的质量出A, (2)A康下降0L时的道度大小。 密鞋 学科素养周测坪十)物理第6页（共8页》 14.14分)如图所示为工人白制的一种简装知货箱助装做，镜料木板长为L=5四。 到节活动支帮Q可以改变镶斜木板b与水平崖之创的光角8。取重力如速度？ 10m/, (1)某次卸贤时，工人先将倾角0测节为0'，然后将货物甲从木板“发由静止师救，一 段时间后再将货物乙从木板@端山静止释放。己知货物甲与木板间的动摩擦因数 西一得，货物乙与木板周的对摩振因数两一得，为保证两货物不在木板上相硬，术 环放两货物时间整的量小值。 )某次装货时，工人将领角8周节为37”，给木板6结的货物丙弦加一个沿木版向上的 外力，保持外力的功率不变，使货物丙从静止沿木板向上加速运动，外力作用 0.4多后教去外力，又经这一0.5s后货物丙恰好能到达木板：骑。已知货物内的 质量为m一4k级，货物内与木板何的动摩旅树数-(125，加37”-Q.6,c0s37°- 心.8，求外力的功率P以及置去外力月碳阿货物丙的加速度4， 7 学科素养周测浮（十）物理第7页{共8页) 衡水真题密卷 5.(15分)如图所示，长度为L的轻杆上瑞造碧一质量为m的小球A(可靓为质点)，杆的 下南用较结齿接于水平面上的O点。置于同一水平面上的立方体B管与A接触，立 方体B的边长为L,质量为4m,重力加速度为：， 1者八B之间光济，B与水平面之同的动率擦因数为=停求。 ①用一拉力缓慢向右拉B,藏去外力时系统恰好处于平商状老时杆与竖直方向的夹 角a: ②在上退过程中拉力所做功W, (2)若A与B、B与水平面的学擦都不计，对A傲如数小按动，整杆向右倾倒，求小球A 与立方体B煤民离接触的瞬间，杆与整直方向的夹角月以及B所获得的最大速 度， 学科素养周测评十)物理第8页（共8页》】·物理· 2024一2025学年度学科素养周 一、单项选择题 1.C【解析】两个小球在运动的过程中都是只有重 力做功，机械能守恒，根据机械能守恒定律可知 两物体落地时速度大小相等，方向不同，所以速 度不同，A错误：落地时两物体的速率相同，重力 也相同，但A物体重力与速度的夹角为锐角，B 物体重力与速度方向相同，所以落地前的瞬间B 物体重力的瞬时功奉大于A物体重力的醉时功 率，B错误；根据重力做功的表达式得两个小球在 运动的过程重力对两小球做功都为mgh,C正 确：从开始运动至落地，重力对两小球做功相同， 但A运动时间小于B运动时间，根据P罗知重 t 力对两小球做功的平均功率不相同，D错误。 2.D【解析】人和滑车从斜面顶瑞A点由静止下 滑，在下滑运动中，受力恒定，则沿斜面向下的合 力大小不变，由牛顿第二定律可知，加速度不变 即加速度不随时间的变化而变化，加速度a与时 间t的关系图像应是平行时间轴的直线，A错误： 人和滑车从斜面顶端A点由静止下滑，做匀加速 直线运动，由速度位移关系式可得=2ax,可知 速度v与位移x的关系图像是抛物线，B错误：人 和滑车从斜面顶端A点由静止下滑，做匀加速直 线运动，则有瞬时速度v=d,设斜面的倾斜角为 O,则有重力的瞬时功率Pc:=Gsin0=Gasin0·t, 可知PG与时问t成正比关系，则PGt图像应是 过原点的领斜直线，C错误：人和滑车在斜面上下 滑时，沿斜面向下方向的合力不变，则在沿斜面 向下方向由动能定理可得E=(Gsin 0一F:)x, 可知动能E与位移x成正比关系，因此E-x图 像应是过原点的倾斜直线，D正确 3.B【解析】发动机功率位定，由功率公式P=F 知，动车启动过程速度变大，则牵引力变小，动车 所受合外力F金=F一F:,阻力不变，则合外力变 小，A错误：动车速度最大时，牵引力等于阻力， 发动机功率P=Fo=F:·m,B正确；动车从启 动到最大速度过程中，动车做加速度减小的加速 运动，动车平均速度大于2，C错误：从启动到最 大速度过程中，根据动能定理得W:一W, 2 参考答案及解析 测评（十）物理·机械能（一） 2mu,则动车牵引力微功大于m哈，D错误。 1 4,A【解析】物块沿斜面上滑过程，由动能定理得 一mgs·sin30°一Fs=0一Ek1,物块沿斜面下滑 过程，由动能定理得mgs·sin30°一Fs=Ee一 0,联立解得m=0.7kg,F:=0.5N,A正确，B错 误：0一20m过程中，物块克服摩擦力做功为 W=2Fs=2×0.5×10J=10J,C错误：0~10m 过程中，物块所受合外力为F1=mg·sin30°十 F=4N,10~20m过程中物块所受合力为F2= mg·sin30°-F=3N,合力之比为4：3，D 错误。 5.B【解析】在t=4s时，加速度为a=2m/s2,则 拉力F=mg十ma=12N,A错误；根据△v=a△ 可知a-t图像中，图像与坐标轴国成的面积表示 速度的增量，则在t=4s时，物体的速度4= 合×1+2)×4m/s=6m/,在1=4s时，杨体 克服重力做功的功率为P=mgu=60W,B正 确：在0~4s时间内，物体的动量改变量的大小 为△p=mw=6kg·m/s,C错误；在0~4s时间 内，根据动能定理得W一mgh=号m,整理得 We=18J+mgh>18J,D错误. 6.D【解析】取沿斜面向上为正方向，当火车冲上 斜坡的长度为x(x<)时，火车所受合外力F= 一气mg sin a=一咒gsin a·x,由此可知，火车微 = 的是简谐振动，其周期为T=2尔√gsin a ，若火车不能全部冲上斜面，则可知火车 2x入Ng 选成减为幸的时问为=看-层A错误，D 正确：根据题意可知，火车在斜面上的质量为 m=晋m,斜面上的火车其重心位置为h= 受n@,此刻火车具有的重力势能为E=mg动= mg·受sin《mgx,而根据动能定理有 一m=m-m:联立解得一√一哥， 2 衡水真题密卷 B,C错误。 7C【解析】根据牛顿第二定律得a=F一F M 卫一Fg M,可知汽车以恒定功率启动，随着速度的 增加，加速度逐渐减小，即汽车做加速度逐渐减 小的加速运动，A错误：汽车从静止开始加速至 m的过程，假设汽车受到的阻力为f,达到最大 速度时牵引力F等于阻力F,功率P=F F根据动能定理可得W一Fx=2M一0， 解得W=F+号M=二十合M,B错误： 汽车从静止开始加速至的过程，W=F江十 }M=P,解得车速从0增至的加速时间 为+二，C正确：率造为受时，车的加速 卫一F 度大小为a= MD错误。 8.D【解析】物块α的上升过程分为两个阶段，第 一阶段为物块b释放后，在绳子拉力的作用下加 速上升，与此同时物块b加速下降，速率与物块a 相同，第二个阶段为物块b落地后，物块a在自身 重力的作用下减速上升直至最高点。则第一阶 段对整体由动能定理有(m:一m)gh=2(m十 m2),第二阶段对物块a由动能定理有一mg （H-)=0-m,联立解得H=m2, m1十m2 m平m,可知-名-1，故① 结合图像可得k=2m: mz k 错误，②正确；要将物块a拉起，则有Fr一m1g> 0,对物块b,则有m2g一Fr>0,可得m>m,因 此有2m<2m<2m,即1<k<2,③错 m2十m红m十m红m2 误，④正确。综上所述，D正确。 二、多项选择题 9.BD【解析】小物块刚释放时，将加速下滑，O左 边绳长加速变短，则小球加速下降，即小球加速 度向下，小球处于失重状态，则轻绳对小琼的拉 力小于球的重力mg,A错误：当拉物块的轻绳与 直杆垂直时，小球下降的距离最大，对小物块受力 3 学科素养周测评 分析，由牛顿第二定律有mgsin0=ma,解得此时 小物块加速度的大小为a=号8，B正确：将小物块 的速度分解为沿轻绳方向和垂直于轻绳方向，如图 所示，沿轻绳方向的速度等于小球的速度，即 c0s60°=U,所以小物块在D处的速度与小球的 建度之北为品-是，C错误：对小新块和小球组成 的系统根据机械能守恒定律，有mgLsin60°= 2十立m,头中品=呈，解得光时小扬块的 1 速度大小为 √203gL,D正确。 5 美、OKh 0 om 10.ABD【解析】根据题意，设风力大小为F,小球 的质量为m,小球的初速度为，MO的水平距 离为，坚直距高为，坚直方向上有A=装则 =n 有mgh=mg'2是乞m=Ew=16J,从M到 O过程中，由动能定理有Fx1一mgh=E0 EM,可得F=Eo=4J,又有h=2g,水平 方向上，由牛顿第二定律有F=ma,由运动学公 式有石=2a,由于运动时间相等，则牙 吕点则有盟-（学-界解得学- 兰，A正确；根据题意可知，小球在水平方向微 初速度为0的匀加速直线运动，由对称性可知， 小球从M→O和从O→N的运动时间相等，设 ON的水平距离为x2,则有x2=3x1,小球由 M→N过程中，由动能定理有F(十)= Ey一Ew,解得Ew=32J,B正确；由功能关系 可知，小球机械能的变化量等于风力做功，则小 球在上升和下降过程中机械能变化量之比为 品-盈-号：C特溪：根据随意可知，小球在 重力和风力的合力场中做类斜抛运动，当小球 ·物理· 速度方向与合力方向垂直时动能最小，根据前 面分析可知合力与竖直方向的夹角的正切值为 an0-2,根搭速度的合成与分解可得小球从 M点运动到N点过程中的最小速度为t tosin 5 ，则最小动能为E=2mu 号·2m6=32J,D正确， 1 三、非选择题 11.(1)B、C组成的系统 (2)mB十mc)d 22 (me一ma)gh 【解析】(1)实验中要验证机械能守恒，只有以 B、C组成的系统为研究对象，才只有重力做功， 机械能才守恒，故该实验的研究对象是B、C组 成的系统。 (2)因为遮光条的宽度为d《h,故物块C通过 光电门的速度可近似等于通过d的平均速度， 即)=号，所以从物块C由静止释放到其经过光 电门的过程中，B、C组成的系统动能增加量 △B=(ms十mc)t=me)d,从物扶C 22 由静止释放到其经过光电门的过程中，物块C 下降h,物块B上升h,故B、C组成的系统重力 势能减少量为△E,=cgh一mgh=(mc ma)gh。 12.(1)A(2)B(3)1先加速运动，后匀速运动 【解析】(1)将电磁打点计时器固定在铁架台 上，并把打点计时器平面与纸带限位孔调整在 竖直方向，从而诚小实验误差，A正确；电磁打 点计时器使用的是低压交流电源，B错误；使用 公式=g计算出重锤速度，则已经把重锤运动 看作自由落体运动了，则验证的机械能守恒的 表达式就已经恒成立了，应使用匀变速直线运 动的平均速度公式来计算重锤速度，C错误。 (2)要脸证的关系式为mgh=号m,等式两边 消掉m,则实验中不需要称量重锤的质量，A 错：重锤体积一定时，用密度大的材质，减小空 气阻力的影响，有利于减小误差，B正确；在打纸 带时，纸带太短了，不易打出符合实验要求的纸 3 参考答案及解析 带，C错误。 (3)b点的逵度是根据平均选度0=岩来计算 的，其中△越接近于0，则△：时间内的平均速 度越接近b点的瞬时速度，所以更合理的方法是 “I”。从纸带可知，纸带上打的点与点间的间 隔先是越来越稀疏，然后，点与点间的间隔相等， 所以磁铁在铜管中运动的情况是先加速运动， 后匀速运动。 13.(1)m(2W22 25gL 【解析】(1)A球下落到最低，点时，根据几何关 系可得B上升的高度为 =2√(g)+正-2L=号 对A、B组成的系统根据机械能守恒定律有 nAghA一mgh月 解得A球的质量mA=m (2)A球下降0.75L时，设A球两侧的轻绳与竖 直方向的夹角为0，根据几何关系有 tan 0=L=4 3 解得0=539 根据几何关系，可得B球上升高度为 =2√()+2-2L=0.5L 根据运动的合成与分解可得 Ua=2ucos 53 根据系统机械能守恒有 mg·0.75L=mg+2mo2+号mu话 25gL 解得=√122 OB 142-罗) (2)P=350Wa=18m/s2,方向沿斜面向上 【解析】(1)对甲根据牛顿第二定律可得 mgsin30°-mwguh cos30°=ma1 衡水真题密卷 解得a-号n/g 对乙根据牛领第二定律可得 mzgsin30°-mzgcos30°=mza2 解得a2=4m/s 两货物不在木板上相碰的临界条件为两货物同 时到达木板b端，此时△最小 L-jair t=2s L=2a1-a)2 解得4=(2-)。 (2)根据Pt1-mgLsin37°+mgLcos37 解得P=350W 对丙根据牛顿第二定律有 mgsin37°+mgcos37°=maa 解得a=7m/s 根据运动学公式v=agt2 又P=FU F-mgsin37°十smgcos37°=ma 解得a=18m/s2,方向沿斜而向上。 15.(1)①a=60°②W=mgL (2)8=60°，u=y2gL 4 【解析】(1)①撒去外力，系统恰好处于平衡状 态，对B FNB=4jong ·32 学科素养周测评 对A及直杆 tan a-Fom mg 解得杆与竖直方向的夹角a=60°。 ②对杆及A、B系统，由动能定理得 mgL(1-cos a)+W-W;=0-0 W=AumgLsin a 解得拉力做的功W=mgL。 (2)如图所示，对系统由机械能守恒定律 mgL1-cosm=之mi+号·4md 其中A=口 项=坑十疏 tan B=VA U在 即ACOS B=U A,B刚分离的瞬间轻杆上作用力为零，A、B的 水平加速度为零，A只受重力作用，有 mgcos 8-m 联立解得杆与竖直方向夹角B=60 则B获得的最大速度。=y2L 4 A