周测评(14)动能 动能定理 势能-【衡水真题密卷】2024-2025全学年高一物理学科素养周测评（粤教版）

2024一2025学年度学科素养周测评（十四） 物理·动能 动能定理势能 (考试时间40分钟，总分100分) 一、选择题：本题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题 只有一项符合题目要求，第5、6题有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不 全的得4分，有选错的得0分。 题号 1 2 3 4 5 6 答案 1.如图所示，用厚纸片做两个相同的圆锥，把它们对接粘在一起。在书脊上架两根筷子作 为轨道，使两根筷子间的距离在较高的一端比稍低的一端略大一些。把圆锥放在较低 一端的轨道上，你会发现圆锥会向“上”滚动。下列说法正确的是 A.圆锥向“上”滚动，重心在下降 B.圆锥向“上”滚动，重心在上升 C.圆锥必须有向上的初速度才会向“上”滚动 D.如果两根筷子平行放置，圆锥也会自动向“上”滚动 2.如图所示，质量均为m的A、B两物块用轻质弹簧相连，A放置在光 滑水平地面上，一轻绳通过光滑的定滑轮与物块B相连（连接物块B 的绳子恰好伸直但不绷紧)，弹簧的劲度系数为。现用一水平向右 B 的拉力F作用在轻绳上，使物块B缓慢向上运动，已知重力加速度 为g,当A物块恰好离开地面时，F所做的功为 () A.Fmg B.F2mg 7777777 k C.m'g? k na￥ 3.图甲是水上乐园里的“波浪滑梯”，图乙是它的简化模型。它由四段长度相同的光滑斜 面组合而成，其中ab平行于cd,bc平行于de,设一物体从a点由静止开始下滑，到达e 点，物体在经过各段连接处时速度大小不会突变。下列说法正确的是 () 甲 A.物体的重力在cd段做的功小于在ab段做的功 B.物体在cd段运动的时间大于在ab段运动的时间 C.物体在de段重力的平均功率等于在bc段重力的平均功率 D,物体在c点与e点的速度满足u,= 2v. 高一学科素养周测评（十四）物理第1页（共4页） 衡水真是 4.如图所示，一滑块（可视为质点）在水平力F的作用下由静止沿粗糙水平直轨道AB开 班级 始运动，该力的功率恒定，达到最大速度后，撤掉该力，滑块继续前进一段距离后进入竖 直光滑半圆轨道BCD,并恰好通过该轨道最高点D,然后进入光滑半圆管道DEF,最终 姓名 停在粗糙水平直轨道FG上。已知水平力的恒定功率为10W,滑块的质量为0.2kg,滑 块与轨道AB的动摩擦因数为0.5，半圆轨道BCD的半径R=0.5m,取g=10m/s2, ------------ 下列说法正确的是 得分 A.滑块在D点的速度大小为√10m/s B.半圆管道DEF的半径r可能为0.12m C.根据题意，可求出A、B之间的距离 D.在轨道AB上，滑块减速过程的距离为2.5m B 5.有一长为L、质量为且质量分布均匀的软绳，放在足够高的斜面上，斜面顶端是一个 很小的滑轮，大小可忽略不计，斜面倾角为30°，软绳一端通过一根轻质细线系着一质量 为2的物块。初始时，用手托住物块底部，使细线恰好拉直。然后由静止释放物块，忽 略空气阻力，不计软绳与滑轮之间的摩擦，重力加速度为g,软绳与斜面间动摩擦因数为 3 ,则在物块下落的过程中，下列说法正确的是 A.释放瞬间，物块的加速度为g 五释放瞬间，细线的拉力为2州g 30° C.当软绳全部滑出时物块的速度为√g工 D.当软绳全部滑出时物块的速度为5gL 2 6.传送带在工业生产中有着巨大的作用，例如可以利用传送带分拣鱼虾，其 原理如图所示。传送带倾角为0，长度为21，以速度，顺时针匀速转动。日 该装置工作时，将混合的鱼虾无初速度放到传送带中点。为研究方便，仅研究一只虾与 一条鱼，已知鱼和虾的质量分别为m1、m2,与传送带间的动摩擦因数分别为4142，且 鱼和虾均可视为质点。混合的鱼虾放到传送带上后，鱼会沿传送带往上运动，且到达传 送带最高点前已达到速度o;虾会沿传送带往下运动。重力加速度为g,鱼虾在传送带 上的整个过程中，下列说法正确的是 () A.传送带与鱼之间摩擦产生的热量小于以1m1 glcos0 1 B.传送带对鱼做功为2m16十m1 glsin0 C.传送带对虾做功为2m2 glcos0 D.传送带与虾之间摩擦产生的热量为μ2m2 glcos0 题密卷 高一学科素养周测评（十四）物理第2页（共4页） YJ 二、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)实验室提供如图所示的气垫导轨和光电门组合实验装置，并有天平、螺旋测微 器、细线、力传感器等辅助器材。某实验小组利用该装置及辅助器材来探究合外力做功 与物体动能变化之间的关系，已知实验时光电门1和光电门2测出遮光条通过它们的时 间分别为t1和t2。请回答下列问题： 光电门2 光电门1力传感器遮光条 ⊙ 滑块 25 接气源 0 20 气垫导轨 15 钩码 甲 乙 (1)用螺旋测微器测量遮光条宽度d时，其示数如图乙所示，则d= mm。 (2)实验过程中还需要测量的物理量有：两光电门之间的距离L、滑块的质量和 (请写出物理量及对应的字母)。 (3)实验得到滑块从光电门1位置运动到光电门2位置过程中合外力做功的表达式为 W= ,滑块动能变化量的表式为△Ek= (用题中所给物理量的字母表示)。 (4)以下操作步骤可以减小实验误差的有 (填正确答案标号)。 A.为平衡摩擦力适当垫高导轨右端 B.两个光电门之间的距离适当远一些 C.遮光条的宽度适当小一些 D.换用质量尽量大的滑块 8.(20分)如图所示，一自行车骑行者和自行车的总质量为=60kg,从距离水平路面高 为h=1.25的斜坡路上A点，由静止开始不蹬踏板让自行车自由运动，到达水平路面 上的B点时速度大小为o=4m/s,之后骑行者立即以恒定的功率蹬自行车，骑行者的 输出功率P=180W,从B点运动到C点所用时间t=25s,到达C点时速度恰好达到 最大。自行车在水平路面上行驶时受到阻力恒为总重力的 0运动过程可将骑行者和 自行车视为质点，取g=10m/s2,求： (1)从A点到B点过程中自行车克服阻力做的功。 (2)自行车的最大速度。 (3)B、C之间的距离。 C YJ 高一学科素养周测评（十四）物理第3页（共4页） 衡水真是 9.(20分)滑滑板是一项青少年酷爱的运动，依靠自身的体能，快速的运动艺术。一青少年 在一次训练中的运动可简化为以下运动：如图所示，青少年先在距地面高h=3.2m的 高台上加速滑跑，到达高台边缘D点时以vo=3/s的速度水平滑出高台，然后在空中 调整姿势，恰好落在光滑圆弧轨道ABC的A点并沿切线方向滑入轨道（圆弧轨道与地 面相切于B点)，离开C点滑入倾斜粗糙轨道CP(轨道CP与圆弧轨道相切)，滑到倾斜 轨道上N点（图中未画出）速度为零。已知将滑板和人整体视为质点，α=53°，β=37°， 不计空气阻力，滑板与倾斜轨道间的动摩擦因数4=0.25，取g=10m/s2,sin37°= 0.6,cos37°=0.8。求： (1)圆弧轨道ABC的半径。 (2)N点离地面的高度H(结果保留两位小数)。 Vo B h=3.2m 题密卷 高一学科素养周测评（十四）物理第4页（共4页）·物理· 参考答案及解析 牛顿第二定律有 解得t=5s F-f=ma (3)当速度为v2=16m/s,此时牵引力为F2,则 解得F1=8000N P。=F2v2 设保持匀加速的时间为t,匀加速达到的最大速 解得F2=5000N 度为V1,则有 根据牛顿第二定律有 P。=F11 F2-f=maz 解得1=10m/s 解得a2=0.5m/s2。 根据v1=a1t 2024一2025学年度学科素养周测评（十四） 物理·动能动能定理势能 一、选择题 g=m,解得n=5m/s,A错误；设从D 1.A【解析】从倾斜轨道看，圆锥会向“上”滚动， 从水平的角度看，圆锥的重心在下降，A正确，B 点刚好到达F点，根据动能定理有一mg·2r= 错误；圆锥在重力的作用下，圆锥的重力势能转 1 0-2m品，解得，=0.125m,根据题意滑块最终 化为圆锥的动能，圆锥会向“上”滚动，圆锥不需 要有向上的初速度，C错误；根据能量守恒定律可 停在粗糙水平直轨道FG上，所以半圆管道DEF 知，如果两根筷子平行放置，圆锥不会自动向 的半径r应小于0.125m,B正确；在轨道AB “上”滚动，D错误。 上，滑块的拉力等于摩擦力时，速度最大，有v'= 2.D【解析】根据平衡条件和胡克定律可知，开始 =10m/s,滑块从A开始运动，到速度达到 umg 时弹簧的压缩量工1爱，当物块A恰好离开地 最大的过程中所用时间为t,位移为x1,根据动能 面时弹簧伸长量为x:=",由于=x,弹簧 1 定理可得P1一mg1=2mU,由于不知道时间 的弹性势能的变化量△E。=0,将整个系统看作 t,所以无法计算这段过程中的位移，故A、B之 一个整体，设拉力F做功为W,根据动能定理得 间的距离无法算出，C错误；在轨道AB上，滑块 一mg(x1+x2)十△E。十W=0-0,解得W= 减速过程的距离为x,从撤去外力到D,点，根据 兰，D压 动能定理有-mgg-吸·2R=号ma6-名m, 3.D【解析】根据重力做功表达式Wc=mgh,可 解得x=7.5m,D错误。 知物体的重力在cd段做的功等于在ab段做的 5.BD【解析】释放瞬间，对物块受力分析有2g 功，A错误；由于物体运动的速度越来越大，cd段 T=2ma,对绳子受力分析有T-umg cos0 的长度等于ab段的长度，所以物体在cd段运动 的时间小于在ab段运动的时间，B错误；物体在 mgn0=a,联a可得T=2mg,8=音8，A de段重力做的功等于在bc段重力做的功，在de 错误，B正确；软绳与斜面间动摩擦因数为，软 段运动的时间比bc段的时间短，所以物体在de 段重力的平均功率大于在bc段重力的平均功率， 绳滑出过程中所受摩擦力为变力，且与位移成线性 1 关系，如图所示，所以整个过程摩擦力做功W,= C错误；根据动能定理可知mgh,=2mu,mgh, 3 1 2 8mgL,由动能定理可知2mgL+4mgL+W:= 2mu,又h,=2h1,解得o:=20:D正确。 4.B【解析】滑块恰好通过该轨道最高点D,则有 多m02,解得U=5g,C蜡误，D正确。 3 2 ·25· YJ 衡水真题密卷 学科素养周测评 f 8.(1)270J(2)6m/s(3)130m 【解析】(1)由动能定理，从A点到B点过程中 自行车克服阻力做的功 0 L 1 Ww:=mgh2m02=60X10X1.257×60 6.AB【解析】由于鱼到达传送带最高点前速度已 42J=270J。 达到。，则鱼与传送带间的相对位移小于1，所以传 送带与鱼之间摩擦产生的热量Q1<1m1 glcos0, (2)达到最大速度时牵引力等于阻力，则根据 1 P=FUm-fvm A正确；传送带对鱼做功为W=之m16十 P P 解得自行车的最大速度vm=了一0.05mg =6 m1 glsin0,B正确；虾沿传送带往下运动，摩擦力 方向向上，则传送带对虾做功为W'= m/s。 一42m2 glcos0,C错误；传送带与虾相向运动，虾 (3)从B点到C点由动能定理得 运动的位移为1，则传送带与虾的相对位移大于 1 1 PL-fs-2mvn-2mvb l,所以传送带与虾之间摩擦产生的热量Q2> 解得B、C两，点之间的距离s=130m。 H2m2 glcos0,D错误。 9.(1)6m(2)3.04m 二、非选择题 【解析】(1)滑板进入圆孤轨道A,点时的速度方 7.(1)0.730(0.729或0.730均可)(2)力传感器 向如图所示 的示数F(3)FL合n()》'-za() 1 (4)BC 【解析】(1)螺旋测微器的精度为0.01mm,转动 7777777777777 刻度估读到0.1格，则遮光条宽度为 d=0.5mm+23.0×0.01mm=0.730mm 根据几何关系可知，速度的偏向角大小等于α， (0.7290.730)。 vy=tan 53% (2)滑块的前端连接有力传感器，故还需要用力 )0 传感器读出绳的拉力F。 解得滑板少年进入圆孤轨道A点时竖直方向的 (3)滑块从光电门1位置运动到光电门2位置过 速度v,=4m/s 程中合外力做功的表达式为W=FL。滑块通过 则可知此时滑板少年距地面的高度 两光电门的醉时速度为1=，0= 一，则滑块 =2.4m t 。=h一2g 动能变化量的泉达式为△E。-mi一名mi 而根据几何关系可得 R-Rcos53°=ho 解得R=6m。 (2)设到达C,点时的速度为v。,而到达A点时的 (4)因为滑块与气垫导轨之间的摩擦力非常小， 速度为 可近似认为摩擦力为零，所以不需要把气垫导轨 的右端适当垫高来平衡摩擦力，A错误；两光电 cos 53=5 m/s VA- 门之间的距离L适当大一些，这样可以使测量L 从A,点到C,点由动能定理有 的相对误差小些，B正确；遮光条的宽度适当小一 点，滑块通过光电门的时间更短，其平均速度更 mgh:-mgR (1-c0s 37)m 接近通过光电门的瞬时速度，有利于减小误差，C 解得c=7m/s 正确；换用质量尽量大的滑块对动能的变化的测 设从C点到N点的竖直高度为h1,则从C点到 量没有影响，不能减小实验误差，D错误。 N点由动能定理有 ·26· ·物理· 参考答案及解析 h 则可得N点离地面的高度 img cos37°·sin37-mgh,=0 2mv H=h1+R(1-cos37)≈3.04m。 解得h1=1.8375m 2024一2025学年度学科素养周测评（十五）物理·机械能守恒定律 验证机械能守恒定律生产和生活中的机械能守恒 牛顿力学的局限性与相对论初步 一、选择题 小球的动能最大时，小球所受合力为F=m v2 1.B【解析】牛顿运动定律属于经典力学的研究范 畴，适用于宏观、低速运动的物体，要注意到低速 2E ，C错误；小球的动能最大时，其相对圆环圆心 和高速的标准是相对于光速而言的，可知研究神 2E 舟十六号飞船的发射速度时，经典力学适用，A 的角速度为ω= m 12E RR ,D错误。 错误；经典力学对微观、高速的绕氢原子核高速 R m 运动的电子，已不再适用，B正确；根据光速不变 4.A【解析】由题意可知，对飞船，由地球的万有 原理，在任何惯性参考系中，测得的真空中的光 Mmo 引力提供向心力，可得G 速不变，C错误；相对论并没有否定经典力学，经典 R+h)》=mR+h,解 力学是相对论在低速运动下的特殊形式，D错误。 得v2= GM R十h,飞船的动能为E=2moo2= 2.D【解析】小球上升到弹簧弹力大小等于重力 GMmo 时，小球速度最大，A错误；小球恰能过C点，则 2(R十h),飞船在地面时的势能为E= 有mg=m股，可得e=√gR=而m/s,所以 GMmo R 在距地面的高度为h处的势能为E助= 弹簧的最大弹性势能为E。=mg(h十R)十 GMmo 2m6=46J,B错误；小球质量为m1=5.5kg> 尺十方，飞船势能的增加量为△E。=Ew一Em= GMm GMmo GMmoh 2kg时，小球肯定到不了C点，而最大弹性势能 R+h R(R+h)。 由功能关 R E。=46J>1gh=44J,小球到达A点时还有速 系可得，“长征二号F”遥十五运载火箭对飞船做 度，即能进入圆孤轨道，所以小球将在圆孤轨道 GMmoL GMmoh A、C之间某，点离开圆孤轨道做斜上抛运动，不能 的功为W=Ek十△E。=2R+h)十R(R+h) 沿轨道返回P点，C错误；设小球质量为2时恰 GMm。(R+2h) ，A正确；由题意可知，对组合体， 2R(R+h) 好从B点离开，则在B点有m2gcos37°= Mm 由地球的万有引力提供向心力，可得G m,解得B=22m/s,根据机械能守恒定律 (R+h)2 mR十A,解得=%，组合体在轨道上的动 v2 GM 可得E,=m:g(h十Rc0s37+2m:2,解得 m2=2.3kg,D正确。 能为E= 2m2 2(R+h),B错误；由题意可 GMm 3.B【解析】小球与弹簧构成的系统，除重力和弹 GMm,C 簧弹力外，没有其他力做功，机械能守恒，A错 知，组合体在轨道上的势能为Em=一R十h, 误；小球运动的孤长为2时，弹簧的长度为原 错误；组合体在轨道上的机械能为E=Ek十E。1= GMm GMm GMm 长，弹性势能减为零，小球的机械能最大，B正确： 2(R+h) R+h 2(R+)D错误。 ·27· YJ