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X版）

2024一2025学年度学科素养周测评（十二） 物理·机械能（三） (考试时间40分钟，总分1G0分》 一，单项选择题：本题共4小恩，每小题8分，共32分。在每小是给出的四个迭项中，只有 一项是符合题目要求的。 题号 2 答案 【,如图所示，毛毛虫沿着树枝向上促行一段距离.树枝与水平方向有一定夹角.侧在该因 动过程中 A.树伐对毛毛虫数的功为零 :重力对毛毛虫做的功为零 C树枝对毛毛虫的弹力做负功 几.摩擦力对毛毛虫做负功 2.图棚示，在水平向右的匀强电场中有一个绝缘斜面，料面上有一带电金属块沿料面带 下，已知在全属扶下滑的过程中动能增加了1？，金属块克服摩擦力做功名」，重力做功 24J。下列说法中正南的是 A.金属块带负电程 B金属块克服电场力鲶功8了 C金属块的电劳能减少4】 金属欢的规幀能减今12J .图所示为风力发电机，风力带动册片转动，叶片再蒂动转子（盈极）转动，使定子（线 圆)中产生感应电源，实现风能向电能的转化。若叶片长为，当地平均风速为甲，空气 的密皮为，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 L900g 我18w0wl2 C.3 600xpal. D7200p.。 4,如图甲所示，木板与水平而间的亮角》可调，可提为爱点的小物块从木版的底端以初迪 度沿术板向上运动。保持，大小定，贵变，小物块沿木板向上滑功的且大距离。 面之政变，根据实验数据描腔出的”⅓“山战如国乙所示。若木板足够长且本板与不物 块之间的动摩浆因散为号重力加速度长取10，居 学科素养圈测浮（十二）物理第1页（共：翼》 衡水真 班城 姓名 A.小物块的初速度大小为32m/s 得分 且当小物块滑木板上滑距离最知时，木版与木平面的光角为60 C,当小物块沿木板上滑E离最知时，木板与水平面的夹角为3 肌小精块沿术板上清的是距离为 m 二、多项送择驱：本蓝共2小题，每小陋0分，共0分，每小题有多项符合题目要求，全都 法对的滑10分，选对但不全的得5分，有选情的得心分。 恶号 5 答案 5,如图所示，质量为M,长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块（可视 为质点)放在小车的最左，观用一水平加力F作用在小物块上，使小物块从静止开始 敏直线马动，当小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为：，小物块和小车之间的 滑动摩擦力为/，此过程中，下列结轮正确的是 A小物块到达小车最右荷到.其成能为F一)L+x) 且培喜力对小物块所隘的功为儿 C小物块到达小车最右南时，小车的动能为x D个物块和小车组成的系统机核能增加量为F(L十x) 瓦，如图所示，MN为率径R=电，8m、图定于经直平面内的光滑调管轨道，线通上端切线 水平，()为圆心：P为水平桌面，M,)P三点在同一水平线上，M的下端与轨道相切 处放置整直向上的净簧险。现发射质量为用=5g的小钢味，小钢球从M点南开弹舞枪， 从N点宽出落到原0点为2R的Q点。不计空气阻力，重力排速度：取10m/s,则下 列说法正确的是 A,小铜珠落刊Q点前问，重力的功率为0,2W 县小闲味到送N点时，对上管腰的压力大小为Q,5N 仁小铜珠从N点到Q点的运动时间为0,4 几见璃枪销存的单性劳能为0.12J 三，非选择置：共锅分，其中了为填空题，8为实验题，9、10为计算题。 7(8分)面量为1k知的物块以某初速度沿算面从底端上滑，其重力势能和功佳随上滑 距离x的变化如图中直线了，Ⅱ所示，以斜面底端所在水平面为重力劳能的零势能面，重 力加速度：取]0m/:,则物块上滑过程中机候能 填“增大“减小“或不 通密餐 学科素养周测停十二》物理第2页（共4页」 然 空)：物块运问到鲜而底端时的动能为 50 0 03456m 8《10分》某同学用图甲所示的装置验正轻面弹簧和小物块带有建光条组成的系统机铺 能守恒。图中光电门安装在横果台上且位置可调。小物块释成前，指投与轻质弹簧和小 物块的栓接点(A,)在司一术平线上，且轻通弹簧处于草上。滑轮质量不计且滑轮四情 中涂有制滑油，以保证线与滑轮之日的摩擦可以复降不什，细线终伸直。小物块连月 意光条的总质量为m,轻质弹簧的动度系数为女，重力加违度大小为以，意尤条的宽度为 山，小物块释枚点与光电门之到的鲜南为《d运诺小干)，现将小物块由静止释放，记录 小物块通过光电门的时间1：〔轻疑弹簧的弹性势能E一一，江为弹簧的形变量) 口电门 1)改变光电门的位置，重复实验，每次小物块均从B点由静止释放，记录多组/和对定 的时间，作出，图修知阁乙所示。者要验证轻质弹簧和小物块组戒的系统机城 能守恒，则在误整允许的总围内，需要验证正确的关系式是 d (2)在1》中的条件下，1取某个值时，可以使小物块薄过光电门时的速度量大，谢速度最 大植为（用2世表示）. 《》在1》中的条件下，当1，和2一：时，小物块通过光电门时轻质弹簧具有的弹性 婷能分湖为E:,Ea-划E一Ea= (用，红3，虑表不)。 2X 学料素养周测学（十二）物理第3页（共4翼》 衡水真司 从，(12分)如所示，一个可视为质点、质量网三1k翠的小物块，从平台上的A点以队三 启m/~的初违度木平抛出，恰好无硅撞地从C点进人周定光滑属煎轨道，最日小物块滑 上紧紫轨道末跨D点的质量对一2g的长木级，并恰好能到达长木舰修左墙，已知长 木板的上表断与弧销道末瑞的时战相平.汇统道的半径及一号…月流抗道对应的 周心角为，小物块与长木板可的动摩擦因数“1一0.5，长木板与地图闻的功摩擦因置 共一山，1，不计室气办，取重力加速度大小g一1m×,面一化8.求， (1)小物块滑上长术板时恰速度大小 (2影小物块与长木板何园厚擦产生的热量Q。 10,(18分)科技节上某中学科技社超设计了一个竖直面轨道模塑，1图所示，该模雪由一 个半径R=0.5m的光滑四分之一阅城轨道和一个周定半径r=06m的“s“影光滑 管道以及一个颅角可西的斜直轨道构成。观从闲翼轨道的璃A点由静止释敛一个 置量m=0.5kg的小球，小球从B点水平进人“s“彩管道，废管道B.C两管口切线水 平，0,0为南活管道翼心.))，连线与竖直线可的夹角：=1心。在尤带水平轨道 CD中间静止敏置一个质量也为总5g的小滑块，小滑块与小球发生弹性碰撞冲上与 水平面平滑连接的足够长顿斜直轨道：不计小滑块经过D点处的乩城能飘失，直轨道 DE的领角0可以作0到到调节，小滑块与直轨道DE间的动摩振因数一0,76， 已卸sn53”=08.m%53”■06.重力加速度g取10m/,求： 《1)小球运动刊：点时对管道作用力的大小称方向。 (2)若9一5，小带块在直轨道DE上整过的总路程s (3)写出0取不同值到，小静块在纯道DE上克服摩力质做的功W与9的关系 +0 小 密卷 学料素养周测停十二》物理第4页（共4页·物理· 2024一2025学年度学科素养周 一、单项选择题 1.A【解析】树枝对毛毛虫的力为摩擦力与弹力 的合力，由平衡条件知，树枝对毛毛虫的力与其 重力大小相等，方向相反，竖直向上，但树枝对毛 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 确：毛毛虫所受重力方向竖直向下，所以毛毛虫 沿着树枝向上爬行一段距离的过程中重力对毛 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 误；毛毛虫受树枝的摩擦力为静摩擦力，则摩擦 力对毛毛虫不做功，D错误。 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Wx=△Ek,摩擦 力做功W,=一8J,重力做功W。=24J,解得电 场力做功W=一4J,电场力做负功，金属块带正 电荷，电势能增加了4J,A、B、C错误；由功能关系 可知机械能的变化量△E=W,十W。=一12J,即 机械能减少了12J,D正确。 3.B【解析】每秒吹到叶片上的空气的质量为 m=S=ol,动能E,=m=ml, 发电机每小时平均输出的电能为E=36007Ek 180070uπL2,B正确。 4.B【解析】由图像可知，当0=乏时，5=1.8m, 此时小物块做竖直上抛运动，初速度o=√2gs= √/2X10X1.8m/s=6m/s,A错误；当木板与水 平方向夹角为0时，由动能定理得0-2mu6 -7 mgssin0-1mngs60s0,解得5=2g(n0+uos0) z6c0s30° 令4=tam30,根据数学知识可知5一2gn0+30' 所以当小物块沿木板上滑距离最短时，木板与水 平面的夹角为60°，且最小距离g=6cos30 2g 0.9√5m,B正确，C、D错误。 二、多项选择题 5.AC【解析】小物块运动的位移为L十x,对于小 物块根据动能定理可得E=(F一f)(L十x), 参考答案及解析 则评（十二）物理·机械能（三） A正确；小物块克服摩擦力做的功为W=f(L十 x),B错误；小物块到达小车最右端时，小车运动 的距离为x,对小车根据动能定理得Ew=fx,C 正确；小车和小物块增加的动能为Ek=Em十 Ew=(F-f)(L十x)+fx=F(L十x)-fL,系 统重力势能不变，则小物块和小车增加的机械能 为F(L十x)一fL,D错误。 6.ABC【解析】小钢珠从N点飞出后做平抛运 动，坚直方向有=√四-046u,2双 4m/s,水平方向有，-2级=4m/s,小锅珠在N t 点，根据牛顿第二定律有mg十N=m爱，解得 N=0.05N,由牛顿第三定律可知，小钢珠到达 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口，= 0.2W,A、B、C正确：根据机械能守恒定律得弹 1 簧枪储存的弹性势能为E,=2m0:十mgR= 0.08J,D错误。 三、非选择题 7.减小10 【解析】由图像可知重力势能和动能之和一直在 减小，则机械能减小：由图像发现，上滑5m过程 中，机械能共减小了20J,机械能减少量等于克服 阻力做功，故△E-f,解得f=4N,物块返回到斜 面底端时，克服阻力做功W=2fs=40J,返回到斜 面底端时的动能Ek=Ew一W一10J。 8.(1)C(2)gl2(3)kl2(l3-l1) 【解析】(1)小物块通过光电门时的速度为口= ,若系统机械能守恒，则有mg1=。2中 名心，参理得时=点+华1，中园像若能 1 在误差允许的范国内满足上式，即可验证弹簧和 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 通过光电门所用时间越短，故由(1)可知，当L一 2时，小物块通过光电门时的速度最大，且此时 小物块的加速度为零。对其进行受力分析有 2X 衡水真题密卷 灿2=mg,解得是-，即此时小物块通过光电 门时的速度最大，代入(1)中可得最大速度为 vm=√gl2e (3)当1=11和1=L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，故 动能也相等，根据机械能守恒定律有mg(1= E十Ek,mgl3=E十Ek,又l2=mg,整理可 得Es一Em=lz(13-l1)。 9.(1)6m/s(2)15J 【解析】()小物块在C点的速度为心= COS 5 m/s 小物块从C点运动至D点，根据动能定理有 mgR1-eos0）=2mi-2mn呢 解得小物块滑上长木板时的速度大小为vD= 6 m/s (2)对小物块，根据牛顿第二定律有41mg=ma1 对长木板，根据牛顿第二定律有以1mg一以2(M十 m)g-Maz 解得a1=5m/s2,a2=1m/s2 设经历时间t小物块与长木板共速，速度为1， 则t1=p一a1t=azl 解得t=1s 、小物块与长木板间的相对位移为△虹。 2=3n 小物块与长木板间因摩擦产生的热量为Q= 1mg△x=5X3J=15J。 10.(1)2.5N方向竖直向上(2)5m (3)见解析 【解析】(1)小球从A点运动到B点，根据机械 能守恒定律有 2024一2025学年度学科素养周测评 一、单项选择题 1.C【解析】在小球向左摆动到最低，点过程中，细 线对小车的拉力沿右下方，由于有挡板，则小车 2X 学科素养周测评 1 mgR=2mu员 小球在B点时，根据牛顿第二定律有 R十s=n 联立解得FN=2.5N 根据牛颜第三定律可知小球运动到B点时对管道 作用力的大小为F%=F、=25N,方向竖直向上 (2)因小球和小滑块的质量相等，发生弹性碰 撞，故碰撞后两者的速度交换，所以两者在轨道 间的运动其实可以只考虑其一。对小滑块分 析，则有 mgsin53>mgcos53° 所以小滑块不能停在直轨道DE上，最后停在 水平轨道上的D点，全过程根据动能定理有 mg[R+2x+2rsin(a-90)]-mg cos53°·s=0 解得s=5m (3)当mg sin0=mg cos0时，即 tan0=μ=0.75 解得0=37 当0≤0≤37°时，小滑块能停在直轨道OE上， 由动能定理得 mg[R+2r+2rsin (a-90)]-pmgcos 0.x:- mgx2 sin 0=0 9 解得x?一3cos0+4sin0 则小滑块在直轨道DE上克膜摩擦力所做的功 W=tmg cos0·x2 33.75c0s0 解得W=3cos0十4sin0 当37°<0≤60°时，小滑块最后停在D点，由动 能定理得 mg[R+2r+2rsin (a-90)]-W=0 解得W=11.25J. 十三)物理·碰撞与动量守恒（一）】 不动，此过程中小球和小车组成的系统在水平方 向动量不守恒：在小球向左摆动经过最低点继续 向左运动过程中，细线对小车的拉力沿左下方，