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（湖北专版）

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，透择题：本题共10小盟，每小题4分，共0分。在每小题给出的四个边项中，第1一7 愿只有一项符合题日要求，第8一1心有多项符合题日要求。每小”全部选对的得4 分，选对但不全的得2分，有迭错的得自分。 面号1 34 5 6 8 10 答案 1,如图所示，两个毫全相同的小球A,B,在同一高度处以相同大小的初速度分别水平 抛出和竖直向上轮出。下列说法正确的是 A两小球落地时的速度相同 我两小球落地时，重力的解时功率相同 C,从开始运功至落地，重力对两小球酸功相同 D从开始运动至落地，重力两小球做功的平均功率相同 2誉沙是人门喜爱的一项尊乐活动。如图所示为带沙场地的一段，人和滑车从斜面顶编 A点由静止下滑，取沿斜面向下为正方向。下列遗项分划是人和滑车沿斜面向下运动 过程中的加连虔ú，违度，重力的屏时功率P。,动能E与时何1或位移x的关系周像， 其中正确的是 3,如图所示，“广祺“高钱将茂名到广州的通行时间酱短至2小时。段设动车启动后沿平 直轨道行裳，发动机功率氧定，行车过程中受到的阳力为下。已知动车质量为m,最 高行驶违度为，下列说法正确的是 学科素养周测浮（十）物理第1页共8页) 衡水真 A动车启动过程中所受合外力不变 且动车发动机功率为F,·比 C从启动到最大速度过程中，动车平均速度为受 D从启动到最大速度过程中，动车牵引力微功为m以 4.如图甲所示，一质量为1g的将体在=0时受到拉力下的作用，由静止开始竖直向上 戴如速直线运动，其运动时的图像如图乙所示。重力加速度g=10m/W,空气阻力 想略不计。下列说法正确的是 》 卡m·g 甲 A.在t-4s时，拉力F为10N B在=4时，物体克服重力做功的功率为0W C在0-4s时间内，物体的动量改变量的大小为46kg·m/s 口在0-一4时间内，拉力F对物体做的动为18J 5,如图所示，一列质量为网（分布均匀）、长为的玩具小火车从平面上以速度两依靠榄性 冲上一个横角为。一30的周定斜面，做设水平面和斜面连接处不提耗能量，不计一切摩 藏，则关于玩具小火车震坡的过程（以水平而为零势能而），下列说法正绳的是《》 a66d5 A.火车头在斜面上一直做匀碱速运动 且若在斜面上的车厢长度为<)时.则小车的重力势能为于和gx C若在斜面上的车厢长度为<0时.赐小车的速度为=√成一乙玉 Q风火车天接益新面到火车速度为零所经所的时洞可能为一园 位碳中和一低欲化一绿色奥运”是北章冬奥会的儿个标签，期问运行超1G00辆氢能藤汽 车，是全球最大的一次燃料电池汽车示范。某散质量为M的氢能题汽车在一次测试中， 沿平直公路以恒定功率P从静止启动微直线运动，行驶路程x,恰好达到最大速度： 已知该车所受阻力恒定。下列判定正骑的是 A,启动过程中，车能匀加速直线运诗 且启动过程中，素引力对车做的功为品 密卷 学科素养周衡坪十)物理第2页（共8页} 4 C幸法从0增至的加时铜为”+号 过程中不会与式他物体相预。现将小物块从O点由静止释放，下列说法正确的是《》 A.小物块刚释放时，轻绳中的拉力大小为以 卫车速为学时，本约如连度大小为需 且小球运动到级低点时，小物块加连度的大小为停 ?,某同学利用如图甲所示的装量，探究物块：上升的最大高度日与物块距地面高度人 C,小物换下滑至D点时，小物换与小球的速度大小之比为】2 的关系，复略一切阻力及滑轮和图绳的质量。初始时物块。静止在意面上，物块b距地 而的高度为A,相绳恰好朗直，现将物块占由静止耶皮，6碰到地而后不再反得，测出物块 D小物块下猪至D点时，小物块的速度大小为V05L 5 :上升的最大高皮为H,比后每次释收物块时，物块a均静止在地面上，物块b着地后 1,JF-22超高违风羽是研制新一代飞行器的摇篷，它可以复现40到100干米高空，时速 均不再反弹。改变细解长度及物块多更娃面的高度A,测量多组(H,》的数值，然后作 最高达10千米/秒，相当于约0倍声速的飞行条件。观有一小球从风铜中的材点整 出H请图像（图乙所示），图像的解率为。已如物块：.5的质量分别为1，，则以 直向上抛出，小感受到大小恒定的水平风力，其运动就连大致如图所示，其中M,N两 下给出的四项判唐斯正确的是 点在间一水平线上，O点为轨连的最高点，小球在M点动能为16J,在O点能为4】： 不计空气阻力。下列说法正肆的是 《》 A.小球所受重力和风力大小之比为2·1 ①物块a,6的版量之比编=一 ②物块云6的暖量之端-是一 B小球落到N点时的动隆为32」 C小球在上升和下降过程中机城能变化量之比为】·4 ①H表图像的斜率k取植范围是0<幻④H图像的斜率取值范国是1<泰2 D小球从M点运动到N点过程中的最小动能为3.2J A.D® A85 C①④ D④ 二，非进择盟：本题共5小题，共60分。 8汽车在平直公路上以速度助匀速行驶，发动机的功串为P,可机为合理进人限速取，硬 11,(7分)某实险小图做验证机械能守恒定律的实验装置如图所承，图中 小了油门，桂汽车功率立即减小一半并保持该功率继搅行鞋，设汽车行鞋过程中所受阳 A为肤架台，A,C是用组线连接的两个物块，D为固定在物换C上的细 力大小不变，从可机诚小油门开始，汽布的速度与时例的关系如图所示，则在心一 遮光条（质品可忽略不计），E为周定在铁帮台上的轻质定滑轮，F为光 时间内下列说法正确的是 电门，实验步豫如下： A.汽军韵牵可引力不斯增大 ①用前标卡尺离阅遗光条的宽度为d,用天平分则称出物块B,C的质 五一0时，汽车的加速度大小为户 "% 量分划为mg和m,用跨过定带轮的细线连接物块B和C, C汽车行装的位移为学+带 网在铁架台上标记一位置Q,并测得该位置与光电门之月的高度差： ③@将物块C从位置O由静止释拉，C如速下降，B拉速上升 n照力所做的功为+意m ④记康递光条D通过光电门的时同. 依暴以上步壁，国答以下间题： 乐，知图所示，一轻绳旋过无哗擦的两个轻质小定滑轮Q、Q,一端和质量为m的小球连 (门)减实验的研究对象是 。(填“BC”域”B.C相成的系筑) 接，另一端匀套在光滑周定直杆上质量电为两的小物块连接，直杆与两定滑轮在可一竖 (2)从物块C由静止释戒到其经过究电门的过程中，再究对象的动佳增加量△E 直面内，与水平面的夹角一0，直杆上O点与两定带轮均在月一高度，O点到定帝轮 ,团究对象的重力劳能就少量E= 一。（用实教中测量的量表示， O的距离为L,直杆上D点到O点的距离也为L,重力加速度为，直杆足够长，小球运动 重力加速度为g） 学科素养周测浮[十】物理第3页共8页) 衡水真题密程 学科素养周御坪十)物理第4页（共8贾} 12.10分)“验证机械能守恒定律“的实酸装置如图甲所云 (1)下列实验操作正确的是。（填正确答案标号） A将电磁打点计时替固定在铁架台上，并想打点计时器平面与 纸带限位孔调整在显直方向 玉将电磁打点计时券接到220V交流电视上 C,选拜打好的纸墙，稀定开始打点的位置O,从纸带上数出打 点数，得到重锤下落的时何：和纸带在这段时何内的长度 A,根据公式=：计算出重经速度(：为重力加速度)，再进 一步验证机校能守恒 (2)关于本实验的误差，下列说法正确的是 。《填正确答 案标号》 入.重领质量称量不在会造成较大的误差 玉重畅体积一定时，用密度大的材质，有科于被小误差 C实验中摩擦不可避免，纸带越短，摩擦力做功植少，实稻议差整小 (3》小李在验迁了机棱伤守定律后，想用北装置架究磁铁在铜管中下落时是电磁阻 尼作用的运动规律。实验装置如图乙所示，将重纸换成磁铁，并在纸带限位孔的正 下方经直放置一例管，且与限位孔在月一经直线。小李按正确少露进行了实验，得 列一条纸带如图丙所示。确定一合适的点为O点，每个打点标为@，b,“,h。侧如 为了得到多点的速度，计算方法1：一产，计算方法：护 行。其更合 理的方法是（填“1”或“Ⅱ）。从纸带上的打点分布，试定性描述磁铁在 铜曾中的运动情况 4 5 8 WW. 学科素养周测浮（十】物理第5页共8页） 衡水真是 13.(10分)如图甲所示，一电动控小车停在水平就面上，水平车版离高度为真= a,2,小车质量一3kg,质量m-1kg的物块（可祝为质点）静置于车板上某处A,物 块与车板间的动摩擦因数加=0.1，现使小车由静止开始向右行鞋，当运动间一L55 时物块从车板上滑落。已知小车的速度。随间：变化的规律如图乙所示，小车受到地 面的学擦力是小率对越面压力的后，不计空气阻力：颗重力加速度g一10m分。求： (1)物块从离开车尾B到落地过程所用的时司以及物块滑落前受到的滑动摩察力 的功率最大值P。 (2)物块落勉时落地点到车尾B的水平距离 密鞋 学科素养周测坪十)物理第6页（共8页} 4 14.15分)如图所示为工人白制的一种简得装知货箱助装置，颜料木板晴长为L=5四， 调背话动支架Q可以政变领斜木版b与水平面之可的夹角，取重力加速度：一 10m/8. (1)某次卸货时，工人先将倾角9调皆为30°，然后将货物甲从木板a卷由卧止释成，一 程时间后再将货物乙从木板a由静止释故。已知货物甲与木板间的动摩擦因数 西一骨，贵物乙与木板料的瑞摩旅因数：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37”，给术版南的货物丙孩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加速运动，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皮g。 4 学科素养周测浮（十）物理第7页{共8页) 衡水真题密卷 5.(18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， （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,着去外力时系统检好处于平衡状态时杆与整直方向的夹 角饭 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衡咸离楼触的量间，杆与竖直方向的夹角3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、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 物体重力的瞬时功率大于A物体重力的瞬时功 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=W知重 力对两小球做功的平均功率不相同，D错误。 2.D【解析】人和滑车从斜面顶端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1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0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=，设斜面的倾斜角为 0,则有重力的瞬时功率Pc=Gsin0=Gasin0·t, 可知PG与时间t成正比关系，则PG-t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=(Gsin0一F:)x, 可知动能Ek与位移x成正比关系，因此Ekx图 像应是过原点的倾斜直线，D正确。 3.B【解析】发动机功率恒定，由功率公式P一Fv 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=Fu=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，动车平均速度大于受，C错误：从启动到最 ·2 参考答案及解析 测评（十）物理·机械能（一）】 大速度过程中，根据动能定理得W。一W:= 2md,则动车牵引力微功大于2md,D错误。 4.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△t 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1=4s时，物体的速度u4= 受×(1+2)×4m/s=6m/s,在1=4s时，物体 克服重力做功的功奉为P=mg4=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,整理符 W=18J+mgh>18J,D错误. 5.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<I)时，火车所受合外力F= 一mgsin a=-一Agsin a·x,由此可知，火车微 的是简谐振动，其周期为T=2红√gsin a 2红√层诺大奉不能金年冲上针面，则可知大车 速度减秀车的时同为一哥-多层A错误，D 正确：根据題意可知，火车在斜面上的质量为 m'=受m,斜面上的火车其重心位置为h= 受血a,此刻火车具有的重力势能为E=mgh一 7g·受na=看mg,而根据动能定理有 一m-号-之m,联立解得√话一司， B,C错误。 6.C【解折】格据牛顿第二定律得a-PF- 卫一 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 衡水真题密卷 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 Fm根据动能定理可得W一Fx=乞M候一0， 解得W-F+号M-x+号M2,B错误： 汽车从静止开始加速至的过程，W=Fx十 是Md=P,解得车遽从0增至的加速时同 方部+二C正确：车选为受时，丰的加速 卫一 度大小为a= P M MU ，D错误。 7D【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=司m十 m)子，第二阶段对物块a由动能定理有 一mg(H-h)=0-2mt,联立解得H= 2m九，结合图像可得k=2m,可知位 7m十12 m1十m2 m2 2 一1，故①错误，②正确：要将物块a拉起，则有 F一m1g>0,对物块b,则有m2g-Fr>0,可得 m>,调先有<<，中1K k<2,③错误，④正确。综上所述，D正确。 8.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一Fv可知，牵引力增大，A 正确：汽车以速度%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=Fh= F,解得F=卫，1=0时，功率变为原来的一 半，速度液有支，有号=Rw,R一R=ma,解得 卫，所以加建度大小为品。，B错误：然据 a一2 动能定理得号+W,=立m位)广-司m6,解 得W=一音m话一号，设汽车通过的位移为工， 3 学科素养周测评 由公式WM,=F,解得=学+带，C正确，D 错误。 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，则轻绳对小球的拉 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 力分析，由牛频第二定律有mgsin0=ma,解得此 时小物块加建度的大小为a-号g,B正确：将小勒 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 Cos60°=，所以小物块在D处的速度与小球的 造度之北为品=是，C错误：时小物块和小球组成 的系统根据机械能守恒定律，有mgLsin60°= 名m+宣m,其中品=是，解得此时小物块的 速度大小为u=Y203匙，D正确。 美、O24Ku 0 D m 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 离为工，竖直矩高为：竖直方向上有负二装则 有mgh=mg·2家乞m=Bw-16J,从M到 O过程中，由动能定理有Fx1一mgh=Eo EM,可得Fx=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=合a,由于运动时间相等，则异= a-F g mg 则有=（学）-只解得学 二，A正确：根据题意可知，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， ·物理· 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=3x1,小球由 M→N过程中，由动能定理有F(x1十x2)= Ew一EM,解得Ey=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 温层-号C错误：根搭题意可知，小球在 重力和风力的合力场中做类斜抛运动，当小球 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 tan0=号，根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口m 场sin0=5 w,则最小动能为E血=2m 号·2m6-3.2J,D正喷. 1 二、非选择题 11.(1)B、C组成的系统 (2)ma十mc)d 22 (mc-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=，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=(m+mc)d-mste) ,从物块C 212 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magh=(mc mB）gh. 12.(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 3 参考答案及解析 公式U=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=之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 带，C错误。 (3)b点的递度是根据平均速度口=兰来计算 的，其中△1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)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=g(△) 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=umg=1 N 根据牛频第二定律得物块的加速度大小 a1=g=1m/s3 当运动时间41=1.6s时物块的速度功=a1t 解得=1.6m/s 由于<2/s,所以物块在车板上受到滑动摩 擦力而一直加速，物块滑落前受到的滑动摩擦 力的功奉最大值P=F 解得P=1.6W。 (2)物块滑落后前进的距离s1=1△ 由题图乙得1一l.6s时小车的速率h-2m/s 物块滑落后小车前进的距离=边△ 落地点到车尾B的水平距离s6=s一s 解得%=0.08m。 14.((2-) 衡水真题密卷 (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°-mvgu cos30°=mpa1 解得a-号/d 对乙根据牛頓第二定律可得 megsin30°-mzgcos30°=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-tae t=2s L=Ta:(t-A) 解得=(2-)s。 (2)根据P4=mgLsin37°+mgLcos37 解得P=350W 对丙根据牛领第二定律有 mgsin 37+mgcos 37=mas 解得ag=7m/s 根据运动学公式=at红 又P=Fv F-mgsin37°+mgcos37°=ma 解得a=18m/s2,方向沿斜面向上。 15.(1)①a=60°②W=mgL (2)B=60,4.=y2gL 4 【解析】(1)①撒去外力，系统恰好处于平衡状 ·32 学科素养周测评 态，对B FNAB=4umg 对A及直杆 tan a-Fxm3 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-Wi=0-0 Wi=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 ml1-eosm=2m成+名·4m 其中=V 项=坑十流 tan B=A VAr 即UACOS 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 联立解得杆与竖直方向夹角B=60 则B获得的最大速度。=V 4 B