周测评(12) 机械能(三)-【衡水真题密卷】2025年高考物理学科素养周测评（福建专版）

衡水真题密卷 学科素养周测评 2an=aB 1 解得T=6N 2m0-mglsin 0 2mglcos 0-2 mglsin 0 (2)根据系统能量守恒有 解得va=√glsin0 h h 1 mBgh-mA8·4-mgos30°·2=2maU2十 重力的功率为P=mgvssin0=mgsin0√glsin0 (2)小物块恰能通过圆形轨道的最高，点D,则 2m(侣) UD m R-mg 解得o=4m/s vn=√gR (3)绳的拉力对物块A做功为W=2T.名=2X 沿半圆形轨道运动的过程中，摩擦力对小物块 6×1J=12J 微的功 摩擦力对物块A做功为W,=一mg cos30°· 1 2mo品-2mwi=-mg(2R)+W 含-5j 解得W-号mgR-之in0 1 由功能关系得物块A的机械能增加量为△E (3)小物块离开D点后又刚好落在B,点，则 W+W,=7J. 16.(1)mg sin0√glsin0 (2)mgR 2mglsin 2802=2R Upl=s (3)2R 解得s=2R。 【解析】(1)对小物块从A点到B,点运用动能定 理，则 2024一2025学年度学科素养周测评（十二）物理·机械能（三） 一、单项选择题 可知机械能的变化量△E=W,十W:=一12J,即 1.A【解析】树枝对毛毛虫的力为摩擦力与弹力 机械能减少了12J,D正确。 的合力，由平衡条件知，树枝对毛毛虫的力与其 3.B【解析】每秒吹到叶片上的空气的质量为 重力大小相等，方向相反，竖直向上，但树枝对毛 m=mS=mn,动能E=m2=名mL 毛虫的力没有位移，是毛毛虫的肌肉在做功，属 于内力做功，则树枝对毛毛虫做的功为零，A正 发电机每小时平均输出的电能为E=3600E,= 确：毛毛虫所受重力方向竖直向下，所以毛毛虫 18007pw3πL2,B正确。 沿着树枝向上爬行一段距离的过程中重力对毛 4B【解析】由图像可知，当0-受时，=1.8m, 毛虫做负功，B错误；树枝对毛毛虫的弹力与其运 动方向垂直，则树枝对毛毛虫的弹力不做功，C错 此时小物块做竖直上抛运动，初速度=√2gs= 误：毛毛虫受树枝的摩擦力为静摩擦力，则摩擦 √2×10X1.8m/s=6m/s,A错误；当木板与水 力对毛毛虫不做功，D错误。 平方向夹角为0时，由动能定理得0-2m5 2.D【解析】金属块下滑的过程中动能增加了 12J,由动能定理知WG十W,十W。=△Ek,摩擦 -7 mgssin0-1omgs00s0,解得s=2g(sin0+u0sD 力做功W,=一8J,重力做功WG=24J,解得电 6c0s30 场力做功W=一4J,电场力做负功，金属块带正 令4=tm30,根据数学知识可知5一2gn(0+30' 电荷，电势能增加了4J,AB、C错误；由功能关系 所以当小物块沿木板上滑距离最短时，木板与水 4 ·物理· 参考答案及解析 平面的夹角为60°，且最小距离s= v6c0s30° 夹角为日，对小球的速度进行分解如图所示，小球 2g 参与了沿水平面向左的运动和沿滑块斜面向下的 0.9√3m,B正确，C、D错误。 运动，三角形滑块的速度与小球在水平方向的分 二、多项选择题 速度少1相等，在小球与滑块相互作用的过程中， 5.AC【解析】小物块运动的位移为L十x,对于小 轻杆与水平面的夹角日减小，而对应的小球水平 物块根据动能定理可得Em=(F一f)(L十x), 方向的分速度一直增大，由于小球的合速度对应 A正确；小物块克服摩擦力做的功为W=f(L十 的角度始终为60°不变，可知小球的速度一直增 x),B错误：小物块到达小车最右端时，小车运动 大，B正确：轻杆与水平面的夹角为30°时，设小球 的距离为x,对小车根据动能定理得Ew=fx,C 速度为，滑块速度为。'，由系统机械能守恒可得 正确：小车和小物块增加的动能为Ek=Em十 EM=-(F-f)(L十x)+fx=F(L十x)-fL,系 mgL(血60-血30)=之m+之m,根据选度 统重力势能不变，则小物块和小车增加的机械能 合成与分解，可得=U,小球的动能为E= 为F(L十x)一fL,D错误。 mgL(3一卫，C错误根据动能定理可得，小球对滑 6.ABC【解析】小钢珠从N点飞出后做平抛运 4 块做功等于滑块增加的动能，可求得小球对滑块做 2R 动，坚直方向有t=, =0.4s,v,=√2gR= 功为w=mgL(3-1) D正确 4m/s,水平方向有0，=2迟=4m/s,小锅珠在N 4 点，根据牛频第二定律有mg十N=m爱，解得 L N=0.05N,由牛顿第三定律可知，小钢珠到达 0+309 760 N点时对上管壁的压力大小为0.05N,小钢珠 落到Q点前瞬间，重力的功率为P=mg℃y= 0.2W,A、B、C正确：根据机械能守恒定律得弹 三、非选择题 2mvi+mgR= 1 簧枪储存的弹性势能为E。= 9. tan 3 mgxsin 0 0.08J,D错误。 【解析】物体从A点开始运动到B点并上滑到Q 7.BC【解析】从A点到返回B点的过程中，假设 点的过程，由能量守恒定律得mgsm日·受 物块回到B点时的速度刚好为零，根据动能定理 可得-mg(2AP+AB)=0-方m,解得A mgs0·受，解得-g9由于新休在AB 8m/s。从B,点到A点过程，假设物块从B点全 段运动时会有机械能损失，故物体每次反弹后上 程加速到A点，根据动能定理可得Hg·AB= 升的高度逐渐诚小，最终物体以B点为最高点做 往复运动，之后不会产生热量，由功能关系可得， 2mi-2m2,解得0a=2√1而m/s,假设物 物体在从开始运动到最终停止的整个运动过程 块从B点全程减速到A点，根据动能定理可得 中因摩擦产生的热量为Q=mgxsin0。 -omg·AB=名m或-之m2a,解得as 10.减小10 【解析】由图像可知重力势能和动能之和一直在 2√22m/s,可知vm≤vo≤wnx,B、C正确。 减小，则机械能减小；由图像发现，上滑5m过程 8.BD【解析】小球在与滑块相互作用的过程中， 中，机械能共减小了20J,机械能减少量等于克服 始终对滑块的BC斜面存在压力，滑块受到的合 阻力做功，故△E=fs,解得f=4N,物块返回到 力方向水平向左，对滑块一直做正功，所以滑块的 斜面底端时，克服阻力做功W=2fs=40J,返回 速度一直增大，A错误；设某时刻轻杆与水平面的 到斜面底端时的动能Ek=E一W=10J。 5 6 衡水真题密卷 学科素养周测评 11.24.5 3mm+9×0.05mm=3.45mm。 【解析】物体所受滑动摩擦力大小为F,= (2)依题意，滑块通过光电门1的时间小于通过 mg=2N,当F与F,大小相等时，物体运动的 光电门2的时间，说明滑块从右向左做减速运 速度最大，由图像可知此时物体运动的位移为 动，右端较低，为使导轨水平，可调节旋钮使导 2 x1=3m一6×3m=2m,F-x图线与坐标轴 轨右端升高一些。 所围图形的面积表示F做的功，则F在物体运 (4)若机械能守恒，则有mgx= 2(M+ 动位移为x1的过程中对物体所做的功为W= m)(一M+m)(）,整理可得mgx= ×(2+6)×2J=8」，设物体运动的最大速 为.，根据动能定理有W一F1=名m2,解 得vm=2m/s:根据功能关系可知，整个运动过 (5)由上一问关系式，可变形为 2mgx十 程中，由于摩擦产生的热量等于F做的总功，即 d 2mg=k ,结合图像可知M十m 2.2-1.0,解得 Q=×6X3J=9J,物体在水平地面上运动的 0.62 g≈9.68m/s2。 最大位移是工m一 Q =4.5m. 14.(2mg(2g m 12.(1)C(2)gl2(3)k12(l3-l1) 【解析】(1)设弹簧第一次恢复原长时，物块A、 【解析】(1)小物块通过光电门时的速度为D= B加速度为a,细线上的张力为T,对B受力分 号，若系统机機能守，则有mg1=十 析，由牛顿第二定律得 mg-T=ma 之，理得时点+系1，即因像茶能 对A有 d2 在误差允许的范围内满足上式，即可验证弹簧 T-mg sin30°=ma 解得弹簧第一次恢复原长时细线上张力的大小 和小物块组成的系统机械能守恒。故选C。 (2)小物块通过光电门时的速度越大，则小物块 为T=g 通过光电门所用时间越短，故由(1)可知，当1= (2)设托住物块B时，弹簧形变量为x0,有 2时，小物块通过光电门时的速度最大，且此时 kxo=mgsin 30 小物块的加速度为零。对其进行受力分析有 kL2=mg,解得=5，此时小物块通过光电 解得x一爱 物块A经过P点时速度最大，此时物块A、B 门时的速度最大，代入(1)中可得最大速度为 的加速度为0，对A、B整体受力分析有 vm=√gl2。 mg-mngsin30°-kx'=0 (3)当1=11和1=11时，小物块通过光电门的 时间相等，即小物块通过光电门时的速度相等， 解得器 故动能也相等，根据机械能守恒定律有mg1一 当B的质量变为2m时，从初始位置到P点的 E十Ek,mgl3=Ea十Ek,又kl2=mg,整理可 过程，由能量守恒定律得 得Ea一E1=kl,(La一l1)。 2mgx'+)=mgx+x)n30+号× 13.(1)3.45(2)升高(4)mgx= M+ 3mv2 解得A沿斜面向上经过P点时物块B的速度 (5)9.68 m 【解析】(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度为 大小为=g√ 6 ·物理· 参考答案及解析 15.(1)6m/s(2)15J 联立解得FN=2.5N 【解析】(1)小物块在C点的速度为c= 根据牛顿第三定律可知小球运动到B点时对管道 cos 作用力的大小为FN=F、=2.5N,方向竖直向上 5 m/s (2)因小球和小滑块的质量相等，发生弹性碰 小物块从C点运动至D点，根据动能定理有 撞，故碰撞后两者的速度交换，所以两者在轨道 1 mgR(1-cos 0)=- 间的运动其实可以只考虑其一。对小滑块分 析，则有 解得小物块滑上长木板时的速度大小为D= mg sin 53>mgcos 53 6 m/s 所以小滑块不能停在直轨道DE上，最后停在 (2)对小物块，根据牛顿第二定律有41mg= 水平轨道上的D点，全过程根据动能定理有 mal mg[R+2r+2rsin(a-90)]-ng cos53°·s=0 对长木板，根据牛顿第二定律有41mg一2(M十 解得s=5m m)g=Maz (3)当mg sin0=mg cos0时，即 解得a1=5m/s2,a2=1m/s3 tan0=u=0.75 设经历时间t小物块与长木板共速，速度为， 解得0=37 则v1=vp一a1t=a2t 当0≤0≤37°时，小滑块能停在直轨道OE上， 解得t=1s 由动能定理得 小物块与长木板间的相对位移为△x= 2 -t- mg[R++2r+2rsin (a-90)]-pngcos 0.x:- mgx2 sin 0=0 2-3m 9 小物块与长木板间因摩擦产生的热量为Q= 解得x2-3cos0十4sin0 测小滑块在直轨道DE上克服摩擦力所做的功 41mg△x=5X3J=15J。 W=umg cos0·x2 16.(1)2.5N方向竖直向上(2)5m (3)见解析 解得W=3cos9十4sin0 33.75c0s0 【解析】(1)小球从A点运动到B点，根据机械 当37°<0≤60°时，小滑块最后停在D点，由动 能守恒定律有 能定理得 1 mgR-2mvs mg[R+2r+2rsin (a-90)]-W=0 解得W=11.25J。 小球在B点时，根据牛顿第二定律有 FN十mg=m, 2024一2025学年度学科素养周测评（十三）物理·碰撞与动量守恒（一） 一、单项选择题 则小车向左运动，此过程中小球和小车组成的系 1.C【解析】在小球向左摆动到最低点过程中，细 统在水平方向动量守恒，当小球达到最高点时， 线对小车的拉力沿右下方，由于有挡板，则小车 小球和小车速度一定相同，C正确，A、B、D错误。 不动，此过程中小球和小车组成的系统在水平方 2.B【解析】由动量定理有Ft1=m1,解得1秒末 向动量不守恒：在小球向左摆动经过最低，点继续 物块的速率为1 _F2X1 向左运动过程中，细线对小车的拉力沿左下方， m 2m/s=1m/s,A错 7 62024一2025学年度学科素养周测评（十二） 物理·机械能（三】 (考试时可75分钟，盖分100分》 一，单项选择题：本题共4小恩，每小驱↓分，共16分。在每小是给出的四个燃项中，只有 一项是符合题目要求的 题号 2 容案 1,如图所示，毛毛虫沿着树枝向上爬行一段距离，树枝与水平方向有一是夹角，题在该运 动过程中 A树枝对毛毛虫做的功为零 五重力对毛毛虫徽的功为零 C,树核对毛毛虫的弹力做负功 几摩擦力对毛毛虫做负功 2如图所示，在水平向右的匀强电场中有一个能缘解面，斜面上有一带电金属块沿斜面滑 下，已知在金属块下滑的过程中动能增加了12】，金属块克膜摩擦力做功8J,重力做功 24J。下列说法中正确的是 A金属块带负电荷 B金属块克霰电场力敏功8」 C金属块韵电势能减少4】 D.金属块的机械能减今12】 盆.如图斯示为凤力发电机，风力带动叶片转动，叶片再蒂动转子《磁极)转动，使定子（线 圈)中产生感应电流，实瑰风能向电能的转化。若叶片长为1，当地平均风速为，空气 的帝度为，风能转化为电能的效率为，期每一台发电机每小时平均输 出的电能为 A.900pzLp R I B0OgpnL'y' C36000l2v D.7200ppzL'u 学科素养周测评（十二）物理第1页（共8页） 衡水真 .如图甲所示，木板与水平面同的夹角？可调，可视为质点的小物块从木板的成病以初速 度沿木板向上诏动。保棒，大小恒定，改变8，小物块青木板向上滑动的最大离 陆之改变，根据实验数据情绘出的“，”值线如图乙所示。若木假足够长且木版与小物 姓名 块之属的动摩擦因数为，重力加迷度：取0m:,测 得分 4 A.小物块的初速度大小为32m/s B当小物块沿木板上滑距离最矩时，术服与水平面的夹角为0” C,当小物块沿木板上滑康离最烟时，木板与水平面的夹角为3 口小物块铅木板上播的最短距离为。m 二、多项迭择驱：本第共4小第，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题日要求，全部 选对的得6分，燃对但不全的得3分，有选错的得心分。 思号 5 7 8 答案 5,如图所示，质量为M,长度为上的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块（可棵 为质点)放在小车的最左端，乳用一水平恒力P作用在小物块上，使小物块从静止开始 敏直线运动，当小物块滑到小车的最右挥时，小车运动的距离为x,小物块和小车之间的 骨动摩擦力为「，此过程中，下列结论正确的是 C A小物块到达小车最右时，其动能为（下一）L十x) 且摩擦力对小物块所做的功为正 C小物块到达小车最右瑞时，小车的动能为x D小物块和小车组罐的采统机械能增如量为FL十z) .如图所示，MN为率径R一0，Bm.固定于警直平面内的，光滑图管轨道，载道上端切线 水半，O为圆心，OP为水早是面，M,O,P三点在同一水平线上，M的下端与物道相切 处敛置竖直内上的弹簧险。现发射质量为m=5g的小铜床，小钢珠从M点离开弹簧枪， 通密岳 学科素养周测博十二)物理第2页（共8页 6 从N点飞出落到距O点为2R的Q点。不计空气阻力，重力如速度g取10m/,则下 列说法正确的是 A.小制珠落到Q点们弱间，重力的功率为0.2W B小削宋到达N点时，对上管壁的压力大小为0,5N C小制球从N点到Q点的运动时间为0.4s D.弹蓝轮储存的弹性势能为Q.12J 7.知图新示，水平传送带以8m/的恒定速率逆时针运转，它与两侧的水平轨道分别相切 干A,B两点，物块（可税为质友）以朝速度，从B点滑上传送蒂，与轨道左漫的竖直国 定挡板P碰撞（无机械使相失）返可到B点。已知物块与传送带，轨道间的动摩擦因数 均为心.2，且AB一6田AP一5m,重力加速度g重10m/分。物块的制速度：可能是 A.6 m/s B.7 m/s C.8 m/s D.10 m/s &正三角形滑块AC微置于水平面上，经杆一确与固定在水平面上的钦链连援，另一滑 固定一小球，已知饮结连接处到小球球心的距离为L,小球和滑块的质量都为深。如图 所示，将小球与舒块的C料面接触，在水平面上反复移动附块，直到轻轩与C解面平 行，然后由静止释放滑换，重力加速度大小为g,不计一提摩藏。则在小球和滑块相互作 用的过程中，下列说法正确的星 ( A.带块的速度先增大后被小 B小球的速度一直增大 C当轻杆与水平面的夹角为30时，小球的站能为25-一1mL 几从释我小球到轻杆与水平面的克角为30的过程中，小球对滑块徽功为疗一卫 6 学科素养周测浮（十二）物理第3页（共8页） 衡水真 三，非装择愿：共0分，其中9、10、1小为填空题.12、13为实验题，1415、16为计算题。 A,(3分)如脂所示，侯角为8的国定斜面AB段租随，BP段光带，一轻弹簧下增周定于斜 面旅端P点，弹簧处于原长时上端位于B点，质量为m的物体（可视为质点）从A点由 静止释敏，第一次将弹簧压缩后恰好能口到AB的中点Q。已知A,B何的更离为正，重 力加速度大小为g,则物体与AB段同的动摩擦因数为 :整个运动过程中物体 与斜度闻因摩擦产生的热精为 。《销果均用题目中的字琴表承) 1山，(3分)质量为1kg的物块以某一初速度沿斜面从底南上滑，其重力势修稚动能随上滑 距离s的变化如图中线I、Ⅱ所示，以斜面底墙所在木平面为重力势能的零势能而， 重力加速度g意10m/。,期物块上滑过程中机械能 (填“增大"“减小”或“不 变"“：物换返同到斜面暖装时的动佳为 J. 4 30 012346 11《3分)如图甲所示，一质量为2g的物体都止在水平地面上，水平推力F陆位移x变 化的关系俗像如图乙所示，已知物体与地面何的动摩察因数为心.1，重力加速度g衣 10m/,,愿物体运砖的最大速度为 一m/:物体在水平地函上运动的最大位移 是 m. FN 12,(5分)某同学用如图甲所示的装置龄证轻质弹簧和小物块（带有意光条）组成的系烧机械 能守恒，图中充电门安装在铁架台上且位置可调。小物块释拉前，细线与轻质弹簧和小 物块的栓接点(A,B)在同一水平线上，且轻爱弹簧处于原长。骨轮质量不计且帝轮刊槽 蹈密香 学科素养周测浮十二)物理第4页（共8页1 中洽有铜带油，以保正细线与滑轮之司的学银可以忽略不计，细线始终钟直。小物块连 问意光条的总面量为m,轻疑弹簧的出度系数为无，重力如速度大小为g,遍光条的宽度 为d,小物块释放点与光电门之间的亚南为(d运运小干)。观将小物块由静止释放 记录小特块通过光电门的时阿：。《径质弹簧的弹性势能E一一：一为弹簧的形变量) (1》改变光电门的位置，重复实验，每次小物块均从B点由静止释成，记录多组「和对 应的时间，作出图像如图乙所示。若要验让轻历缘簧和小物块组成的系抗杭 候能守恒，则在溪差允许的范国内，需要稻证正确的关系式是 A点4 }点+ 点+ {2)在(1》中的条件下，取某个值时，可以便小物块通注光电门时的速度最大，喇违厦 最大植为 (用8表示)。 (3)在(1)中的条样下，当(=1和(=时，小物块通过光电门时轻质簧其有的弹性 婷能分胡为Ea,Ea,煤Ea一Ea一 (用，k表示》， 13.(8分)某实验小组利用加图甲所云装置验证机械能守恒定律，气垫导轨上有平行于导 轨的标尺，在导轨上帮议两个光电门】，2，滑块上侧同定一竖直遗光条，带块左侧所挂 相线饶过定滑伦与钩码相逢：御线与导轨平行，光电门1围定，其中心与标尺的0剑度 线对齐。实验燥作如下： 定精轮气集中物 地门2光电门1谢块高元条 调节城组P国节植心 (1)知图乙所示，用游标卡尺测出盖光条的宽度d= 3cm 学科素养周测评（十二）物理第$页（共8夏） 衡水真见 (2)实验时，接通气源后，在导轨上轻成滑境，轻推一下滑块，使其从导轨右脑向左运 动，爱觅滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间。为使中钱水平，可调 节旋组使导轨右瑞■ 填“升高或“保低”)一些。 (3)在滑块上挂上细线与构码，接通气源，将骨块从导航右由静止释放，由数字计时 器读出速光条道过光电门1,2的时间分别为14，由杯尺读出光电门2中心所在 位置的射度x。 (4)用天平圈出滑块和速光条的总质量M及钩码的质量群，遗光条的克度用d表承， 重力加速度大小为g,滑块运动过程中陶码始这表看地。用以上物理量写出验证机 械能守杠定律的关系式 (5)多次改变光电门2的位置，重复(3)的步豫，实龄中M-09架，m■0.1k如.利用所测 数超，作山片关系得维如脂丙所示·划当地重力加述度大小为 m/。(箔 果保国三位有效数学)。 2r 21… 14,(10分)如图所示，顿角为0韵光滑斜面周定在水平地面上，劲度系数为的轻弹簧一 幽固定在斜面底端，另一装与历量为网的物块A连接，物块A右端接细线，纽线平 行于斜面绕过斜面溪输的凳滑轻质定滑轮与物块B朝连。开始时托住物块B使闲线 恰好韩直且张力为0，然后由静止释收物块B。当B的质量也为网时，物块A沿斜面 向上经过P点（周中末标出）时速度最大。已知重力加速度大小为g,求： (1)养簧第一次族复填长时细线上张力的大小。 (2)如果B的质量为2m,A沿到面向上经过P点时物块B的速崖大小 密程 学科素养周测浮十二)物理第6页（共8页1 6 15.12分》知图所示，一个可钱为质点，质量m=1k翠的小物境，从平台上的A点以= 3m/的制速度水平抛出，恰好无撞地从C点进人周定光滑测瓦轨道，最后小物块 带上紧靠轨道末端D点的质量M一2年的长木酸，并给好衡到达长木板的左端，已 知长木板的上表面与圆蓝轨道末细的制线相平。周流锁道的半径食-号m,圆孩挑道 对应的图心角为8，小物块与长木板间的动摩藏因数丝1一Q5,长木板与地面间的动学 擦因数严，一0.1，不计空气阻力，取重力加速度大小g一心m/令，面一心，8。求， (1)小物块滑上长木板时的速度大小D: {2)小物块与长木板间因摩察产生的热量Q, 6 学科素养周测浮（十二）物理第7页（共8页》 衡水真蹈密在 6.16分)科技节上某中学科技杜团设计了一个竖直面物直镜显，如图所示，核模型由一 个半径R一0,45m的光滑四分之一衡翼轨道和一个固定半径r一Q.6m的g”形光滑 管道以及一个候角可调的斜直轨道构成。现从圆弧轨道的颈瑞A点由静止释放一个 质量m=0,5kg的小球，小球从B点水平进人“S"形管道，该管道B,C两管口韧线水 平，01，O1为同细管道图心，O,O,连线与鉴直线创的夹角正一10，在光滑本平轨道 CD中间静止放置一个质量也为05g的小帝块，小滑块与小球发生弹性董撞冲上与 水平面平滑连接的是够长模斜直轨道，不计小滑块经过D点处的杭械能裁失，直轨道 DE的颜角6可以在0到0同调节，小滑块与直轨道DE间的动降擦因数以=0,75. 已知如53°=08，m%53°一Q6,重力加速度g取10m/。,求 《1)小球滋动到B点时对管道作用力的大小和方向。 (2)若0一53”，小滑块在直航道DE上经过的已路程。 (3)写出8取不同值时，小滑块在装道DE上克服摩擦力所做的功W与8的关系 +0 E/ 小洲块 学科素养周测浮十二)物理第8页（共8页引