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（福建专版）

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4小恩，每小醒4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有 一项是符合题目要求的。 题号 1 2 答案 1,如图所示，“广湛”高候将茂名到广州的通行时间留复至2小时。很设动车启诗后沿平 直轨道行悦，发动机功率氧定，行车过程中受到的阻力为下，已知动军质量为m,最 高行2球座为私。下列说达正确的是 A动军启动过程中所受合外力不变 我动车发动机功率为F· C从启动到最大迷麦过程中，动车平均速度为蜀 D.从启动到最大速度试程中，动车牵引力做动为气m叫 2.如图甲所承，一物块以一定的初速度冲上衡角为30的周定斜面，物块在斜面上诊动的 过阻中，其功能与运动路醒，的关系如图乙所示。已知物块所受的峰褪力大小恒定 :取10m/W。下列说法正确的是 40 30 20 10 A.物块疑量为，7kg 我物扶新受摩擦力大小为L,7N C0一20m过程中，物块克服摩擦力嫩功为0】 D,0-10m过程中与10-如m过程中物块所受合力之比为314 3.如图甲所示，一贡量为1kg的物体在一0时受到拉力F的作用，由静止开始经直向上 做如速直线运动，其运动时的图像如图乙所承。重力加速度g=10m/公，空气阻力 整略不计。下列脱法正确的是 ) 学科素养周测浮（十】物理第1页共8页）】 衡水真夏 F 4 甲 A.在=4s时，拉力F为10N B在=4s时，物体克餐重力做功的功率为0W C在0一4时间内，物体的动量成变量的大小为46g·m/集 D在0一4s时问内，拉力F对物体做的功为18J 生某同学到用如图甲所尽的装置，探究物块a上升的最大高皮H与物块6距地血高度A 的关系，忽略一切图力及滑轮和细绳的质量。初始时物块￥静止在地面上，物块6E地 面的高度为A,闺混恰好氧直，觅将物块占由静止释蚊，5碰到地面日不再反弹，测出物块 a上升的最大高度为H,此后每次释放物块b时，物块a均静止在地面上，物块着地后 均不再反弹。改变鞭绳长度及物块b距地面的高度h,测量多组(H,A)的数值，然后作 出h图像《如图乙所示)，图像的斜率为是。已知物块4，&的质量分则为烟：，，期以 下给出的国项判断正确的是 ①物块ab的质量之比编一一门 心绱块a,6的版量之编-是一1 ③h图像的斜率是取值范圆是<人<幻④Hk周像的斜率表取值范围是1<<2 A.①0 B C④ n②① 二，多顷选保驱：本愿共4↓小题，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题目要求，全部 选对的得6分，慧对但不全的得3分，有选情的得0分。 题号 5 8 暮案 三，如图所示，两个半闋柱A,B紧靠看静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C,三者半径 均为R。C的质量为知，A,B的霞量都为号，与地面间的动导藤因数均为，规用水平 向右的力拉A,使A向右褪慢移动直至C高到地面，B一直保持静止，设县大静摩察力 等于滑动摩题力，重力加速度为g。则从A开始移动直至C降到勉面的过程中《〉》 密鞋 学科素养周测坪十)物理第2页（共8页} 6 A。A受到地面的摩擦力大小不变 我A受到地而的摩擦力大小一直增大 CA克散摩擦力做功为一1》mgR D.A克服摩指力做功为2（三一1）mgR 6.汽车在平直公路上以速度助匀速行驶，发动机的功率为P,司机为合理进入限蓬区，说 小了油门，牡汽车功率立即碱小一半并保持该功率继按行驶，设汽车行驶试程中所受阻 力大小不变，从司机诚小油门开始，汽车的速度影与时间：的关系知图所示，则在0一 时间内下列说法正确的是 A汽客韵牵可引力不断增大 +■·s 玉：一0时，礼车的加连度大小为二 C汽车行龄的位移为学+器 n阻力所收的功为号+意md 7,如图所示，一轻蝇绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮Q、O,一端和质量为m的小球连 接，另一端与套在光滑固定直杆上质量也为m的小物块连接，直杆与两定滑轮在可一竖 直面内，与水平面的夹角=0，直轩上O点与两定滑轮均在同一高度，O东到定滑轮 O的距离为L,直杆上D点到口点的距离也为L,重力加速度为g,直杆足够长，小球运 动过程中不会与其他物体相磁。残将小物块从O点由静止释故，下判说法正确的是 A小物块刚师煮时，轻绳中的拉力大小为mg 武小球运动到最低点时，小物块加速度的大小为。 C,小物块下滑至D点时，小物块与小球的速度大小之比为1·2 D小物块下滑至D点时，小物块的速度大小为2如工 8F-之超高速风铜是研纠新一代飞行器的摇篮，它可以复现0到100千米高空，时速最 高达10千米/秒，相当于的30倍声速的飞行条件，现有一小球从风闲中的M点竖直向 上抛出，小球受到大小怎定的水平风力，其运动轨连大致如图所示，其中M,N两点在同 一水平线上，0点为轨迹的最高点，小球在M点动能为16J,在O点动雀为4J,不计室 学科素养周测浮（十）物理第3页（共8页） 衡水真 气阻力。下川说法正确的是 A.小球所受重力和风力大小之比为2：1 且小球落再N点时的动能为32】 C,小球在上升和下降过程中机做能变化量之比为1·4 D小球从M点运动到N点过程中的量小动能为3.2J 三，非选择愿：共0分，其中9、10、11为填空题，12、13为实验题，14.15,16为计算题。 B.(3分)一质量为1g的将体在水平拉力的作用下，由自止开始在水平地面上骨z轴运 动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与本平地 而间的动摩筋因数为a4,重力加速度：取10m。期在x一1白时，拉为的功率为 W,在x一4m时，物体的动能为 J. 2 01234m 10.(3分)如图所承，质量为1g的物体在力F一8N的作用下，由静止开始从领角为3 的光滑斜面底骑向上污动，5：后教去力F。取物体在斜面底端的重力势能为零，且： 一10m/公，sin37产-0.6，os37-0.8,期力F做的功为J,特体国到斜面底 端时重力的功率为 W F 11.(3分)如图所示，光滑曲线纯道ACD,其中C段水平，一质量为m一05kg的小球 从轨道上距水平面C高为青=Q8m的A点由静止释放，沿物道带至D点后名出，显 降落至水平颗道C上的一点E。测小球滑至C点时的速度大小为m/:小 球落草E点时的动能为 题密程 学科素养周衡坪十)物理第4西（共8置}】 12.(5分》某实验小凯“验迁机城馆守定律“的实验装冒如图所示，图中 A为铁架台，B,C是用精线连接的两个物块，D为周定在物块C上的细 喜光条质量可复略不计)，E为国定在铁果台上的轻质定滑轮，F为光 电门，实验步骤如下： ①用静标卡尺测得意光条的宽度为d,用天平分别称出物块B,C的质 量分别为深#和牌，用膏过定滑轮的征线连找物块日和C: ②在铁架台上标记一位置0，并测得该位置与光电门之间的高度差： 将物块C从位置O由静止释成，C加速下降，B加速上升 ①记录意光条D延过光电门的时间t, 依据以上步骤，回答以下间题： 《1)该实验的研究对象是 。(填””“”或“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△E一 ,研究对象的重力势能减少量△E,= 。(用实验电测量的量表示， 重力加速度为】 13,(8分)“验正机战能守恒定徐“的实验装置如图甲所示。 《1)下列实验操作正确的是。〔填正确容案标号) A将电磁打点计时器固定在铁菜台上，并艺打点计时露平面与 纸带限位孔测整在显直方向 B将电磁打点计时普接到20V交流电御上 C选择打好的纸带，确定开始打点的位置O,从派带上数出打 点数，得到重需下落的时傅：和纸带在这段时间内的长度 k,根据公式=？计算出重领速度(：为重力都速度)，再进 一步验证机械能守恒 (2)关于本实验的溪差，下列阅法正确的是 。(填正确答案标号》 人.重桶质量称量不准会造成较大的碳差 弘重兼体积一定时，用密度大的材质，有利于减小误筹 C,实羚中摩擦不可避免，纸带越短，摩额力量功塘少，实经误类塘小 (3》小李在验迁了机候值守氢定律后，想用北装置深究磁铁在铜管中下落时受电磁阳 尼作用的运动规律。，实验装置如周乙质示，将重领换成磁铁，并在纸带限位孔的正 下方竖直放置一到管，几与限位孔在具一经直线。小李校正确步银进行了实验，得 到一条派带如图丙所示，魂定一合适的点为O点，每个打点标为4，山，…。例如 为了得到6点的速度，计算方祛1一产，计算方法：-产其更合 理的方法是（填I”或“Ⅱ）。从纸带上的打点分布，试足姓描述磁铁在 铜管中的运动情况 学科素养周测浮（十】物理第5页共8页） 衡水真是 61234 9t0 。.,yy女 0- m 再 ]毛(10分)如图甲所承，一电动逐控小车停在水平范面上，水平车版离地高度为角一 0,2m,小车质量M一3kg,质量m=1起的物块（可视为质点）静置于车板上某处A,物 块与车板间的动摩擦因数一0.1。现使小车由静止开始向右行驶，当运动加间1一L6s 时物块从车板上滑落，已知小车的速度▣时间（变化的规律如用乙所示，小车受到地 面的学擦力是小车对越面压力的后，不什空气阻力：取重力加速度g=0(分，求： (1)物块从离开车尾B到落地过程所用的时间以及物块滑落前受到的滑动摩擦力 的功率最大值P (2)物块落地时落范友到车尾B的水平距离 密卷 学科素养周测坪十)物理第6页（共8页》 6 15.12分》如图所示为工人白制的一种简得装印货箱助装做，领料木板晴长为L=5四： 测节活动支架Q可以政变顿斜木板b与水平面之河的夹角》，襄重力加速度K一 10m/8. (1)某次卸货时，工人先将倾角9调皆为3扣°，然后将货物甲从木板a卷由卧止释成，一 程时间后再将贷物乙从木板a由静止释故。已知货物甲与木板间的动摩擦因数 西一骨，贵物乙与木板阿的磷摩振因数：一得，为保证两贵物不在木校上相晓，术 释放两货物时间差△“的最小值。 )某次装货时，工人将领角8到节为3”，给术版南的货物丙减加一个沿术版向上的 外力，保持外力的功率不变，使货物丙从静止沿木板向上如迷运动，外力作用一 瓜.4·后数去外力，又经过=0,5s后货物丙怡好能到达木板：萄。已知货物丙的 质量为m一4kg,货物丙与木板间的动摩擦因数西=0.125，如37一Q.6,c0s37了一 0.8,求外力的功率P以及量去外力前阙间货物丙的如速度g。 6 学科素养周测浮（十）物理第7页{共8页) 衡水真题密卷 6.(15分)如图所示，长度为L的轻杆上瑞蓬碧一质量为m的小球A(可视为质点)，杆的 下端用收硅限接于水平面上的O点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立 方体B的边长为L,质量为网，重力加速度为E, （1若AB之间光滑，B与本平国之间的动章旅因数为=夏，来。 ①用一拉力缓慢向右粒B,着去外力时系统恰好处于平衡状态时杆与整直方向的光 角a ②在上迷过程中拉力所做功W。 (2)若A与B、B与水平面的燥擦都不计，对A能加徽小抚动，使杆向右领倒，求小球A 与立方体B衡成离楼触的量间，杆与竖直方向的兴角月以及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}衡水真题密卷 由几何关系可知sina= R 1 2Ro 2,sin 8= R=见 V2Ro 2 所以a=吾g-晋 由几何关系知0=a十B 故20-晋 52 综上所迷可得11222工. 2024一2025学年度学科素养周 一、单项选择题 1,B【解析】发动机功率恒定，由功率公式P=F0 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。=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=Fv=F·,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，动车平均速度大于号，C错误；从启动到最 大速度过程中，根据动能定理得W:一W: 2m听，则动车牵引力微功大于2m呢，D错误。 2.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Ea1,物块沿斜面下滑 过程，由动能定理得mgs·sin30°一Fs=Ea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°+ F=4N,10~20m过程中物块所受合力为F2= mg·sin30°-F1=3N,合力之比为4：3，D 错误。 3.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1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= 2×(1+2)X4m/s=6m/s,在=4s时，物体 克服重力做功的功率为P=mgU,=60W,B正 确：在0一4$时间内，物体的动量改变量的大小 ·2 学科素养周测评 测评（十）物理·机械能（一） 为△p=mw=6kg·m/s,C错误；在04s时间 内，根据动能定理得W:一mgh=号md,娄理得 We=18J十mgh>18J,D错误. 4.D【解析】物块a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=己(m十 m2)t,第二阶段对物块a由动能定理有一g （H-》=0-之，联立解得H=m2, 结合国像可得一可知院-是-1，故四 mz k 错误，②正确：要将物块a拉起，则有Fr一mg> 0,对物块b,则有m2g一Fr>0,可得m2>m,因 此有2m<2m<2孤，即1<k<2,③错 m十m2m1十m2m2 误，④正确。综上所述，D正确。 二、多项选择题 5.AD【解析】用水平向右的力拉A,使A向右缓 慢移动直至C降到地面，根据对称性可知A和B 受到地面的支持力大小相等，整个过程中将A、 B、C视为整体，A受到地面的支持力为FN= 1 mg十2mg十2mg 2 =mg,则A受到地面的摩擦 力大小为F=FN=mg,保持不变，A正确，B 错误；初、末状态受力分析如图甲、图乙所示，由 ·物理· 几何关系知A的位移为x=2(2Rsin60°-R)=2 (W5一1)R,所以摩擦力做功的大小为W一Fx= 2(√3-1)mgR,C错误，D正确。 F C AF B R 甲 C mg 乙 6.AC【解析】减小油门后，汽车的功率保持不变， 当速度减小时，根据P=F口可知，牵引力增大，A 正确；汽车以速度吻匀速行驶时，牵引力等于阻 力，即有F=F:,发动机的功率为P,由P=F= F,解得F=,=0时，功率变为原来的一 丰，逵度设有支，有号=Fw,R一F=ma,解得 口一品所以加建度大小为品B错民：根据 动能定理得号+w=2n(合)广-之m6,解 得W=一名m6-41,设汽车通过的位移为x, 由公式W=Fx 解得工=空+那C正确，D错远。 7.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，则轻绳对小球的拉 力小于球的重力g,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，对小物块受力分 析，由牛顿第二定律有mgsin 0-=ma,解得此时小物 共加选度的大小为a号g,B正病：精小扬块的建 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00s60°= 2 参考答案及解析 ,所以小物块在D处的速度与小球的速度之比 为品-号，C错误：时小杨块和小球组成的系能根 据机械能守恒定律，有mgLsin60°=2m+ m,其中品=是解得比时小物块的建度大小 1、 为=Y203gL,D正确。 5 3、wwuiniiu 0 0 D Om m 8.ABD【解析】根据题意，设风力大小为F,小球 的质量为m,小球的初度为h,MO的水平距离 为西，坚直距高为么，竖直方向上有A=装则有 ms-mg~装-话--16J,从M到0 过程中，由动能定理有F一mgh=Eo一EM,可 得Fa=E0=4小，又有=合g,水平方向上， 由牛顿第二定律有F=ma,由运动学公式有x1= 专，由于运动时同相华，剥会一台 ,则有 密-（停）-早解得学-异，A正痛：根搭 题意可知，小球在水平方向做初速度为0的匀加 速直线运动，由对称性可知，小球从MO和从O →N的运动时间相等，设ON的水平距离为x2, 则有x2一3x1,小球由M+N过程中，由动能定理 有F(x1十x2)=Ew一Ew,解得EN=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 化量之比为提-2=号C维头旅器题老可 知，小球在重力和风力的合力场中微类斜抛运 动，当小球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a加=之旅据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 6 衡水真题密卷 Vm=tsin 0=5 w,则最小动能为Em=之 md=·m话=32,D正 1 三、非选择题 9.122 【解析】由于拉力沿水平方向，则拉力做的功为 W=Fx,可看出Wx图像的斜率代表拉力F。在 物体运动的过程中根据动能定理有W一ngx 2m,则x-1m时物体的速度为v=2m/,x =1m时，拉力为F=W=6N,则此时拉力的 △x 功率P=Fu=12W,x=4m时物体的动能为E =W4一mgx4=2J。 10.288144 【解析】由牛顿第二定律可知F一ngsin37° ma,由题可求得6s上行位移x=2a2,解得x =36m,则力F做功W=Fx=288J:根据功能 关系，物体增加的机械能等于力F做的功，当回 到斜而底端时，重力势能为零，所以动能E一W =之m,解得0=24m/,重力的功率为P= mgusin37,解得P=144W。 11.44 【解析】对AC过程分析，根据机械能守恒定律 有mgh=司m吃，解得比=4m/s,对AE过程分 析，由机械能守恒定律有mgh=Ek,解得E点的 动能为E=4J。 12.(1)B、C组成的系统 (2)mB十mc)d 22 ,(mc一ma)gh 【解析】(1)实验中要险证机械能守恒，只有以 BC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)=，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 ·3 学科素养周测评 AB=2(ms+mc)d-mt) -,从物块C 2 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,=mcgh一mgh=(me ms)gh。 13.(1)A(2)B(3)I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，从而减小实验误差，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 公式口=gt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)要验证的关系式为m8h=司md,等式两边 消掉m,则实脸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 带，C错误。 (3)b点的递度是根据平均建度口=来计算 的，其中△1越接近于0，则△t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。 14.(1)0.2s1.6W(2)0.08m 【解析】(1)物块从车板上滑落后做平抛运动， 则有h=2g(△2 代入数据解得△1=0.2s 物块滑落前受到的滑动摩擦力大小F:=口mg= IN 根据牛顿第二定律得物块的加速度大小a1= ug=1 m/s2 当运动时间4=1,6s时物块的速度=a1 解得=1.6m/s 由于)<2m/s,所以物块在车板上受到滑动摩 ·物理· 擦力而一直加速，物块滑落前受到的滑动摩擦 力的功率最大值P-F 解得P=1.6W。 (2)物块滑落后前进的距离5)=)△1 由题图乙得t=1.6s时小车的速率h=2m/s 物块滑落后小车前进的距离s=2△士 落地，点到车尾B的水平距离5o=s一5 解得s0=0.08m. 15.2- (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°-mwgt cos30°=ma 解得a=号n/g 对乙根据牛顿第二定律可得 mzgsin30°-m乞gcos30°=mza2 解得a2=4m/s2 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△1最小 L-gae t=2s L-as(E-A) 解得=(2-）. (2)根据Ph=mgLsin37°+mgLcos37° 解得P=350W 对丙根据牛頓第二定律有 mgsin37°+mgcos37°=ma3 解得a=7m/s 根据运动学公式v=at2 又P=FU F-mgsin37°+smgcos37°=ma ·31 参考答案及解析 解得a=18m/s2,方向沿斜面向上。 16.(1)①a=60°②W=mgL (2)f=60,m=2gL 4 【解析】(1)①撇去外力，系统恰好处于平衡状 态，对B FNAB=4umg 对A及直杆 me-股-6 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:=4umgLsin 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 mgL(1-cos0=2md+号·4md 其中u=口 味=疏十项 tan B=VA U 即ACOS B-=V 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 B-m 联立解得杆与竖直方向夹角B=60 则B获得的最大速度um=√2gL 4 B 6