周测评(十)机械能(一)-【衡水真题密卷】2026年高三物理学科素养周测评（福建专版）

常力为锋，奋斗破竹 2025一2026学年度学科素养周测评（十） 擦因数均为0.75，“魔毯”始终匀速运行。“魔毯”质量不计，忽路“魔毯”与冰面的摩擦和 班级 其他机械摩擦。已知携带装备的成年人平均质量约为70kg,sin16°=0.28，cos16° 卺题 物理·机械能（一） 0.96,g取10m/s2,下列说法正确的是 姓名 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题8分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有 得分 一项是符合题目要求的。 题号 1 2 3 4 A.一个成年人上山过程中克服重力做功为7.0×10°J 答案 B.一个成年人上山过程中克服摩擦力做功为5.04×10J 1.如图甲所示，质量为m的物块与劲度系数为的轻弹簧连接，置于光滑水平面上，物块在 C.若同时承运100个戒年人，则其最大运行速度约为2m/s 水平向右的拉力F。与弹簧弹力F,=一kx(式中x如图乙所示)共同作用下，由弹簧原长 D.若“魔毯”以1m/s的速度运行，则最多可以同时承运50个成年人 位置O向右运动至伸长量x=2x1(未超过弹簧的弹性限度)处，则此运动过程中() 4.火箭竖直向上发射的初始阶段，重力加速度g不变，空气阻力忽略不计，认为火箭的质 量m保持不变，速度的倒数二与加速度a的关系图像如图所示，图像中a,b,均已知， m 7 下列说法正确的是 () A.火箭以恒定的加速度启动 A.物块的速度先增大后减小 B.物块的加速度一直减小 B火箭的最大动能为2m bi C.物块以O点为平衡位置做简谐运动 D.拉力F。与弹力F,的合力对物块做正功 C火箭以恒定的功率器启动 2.某同学观察到出水口竖直朝下的水龙头流出的水落在硬质水平瓷砖上时会溅起明显水 D.火箭发射的初始阶段，重力加速度大小为2a。 花。他对此进行研究：测得水龙头出口处圆管内径为d,水龙头出口处与瓷砖的高度差 二、多项选择题：本题共2小题，每小题10分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求， 为。调节水龙头旋钮，出现明显水花，极短时间：内从出口处流出水的体积是V,重力 全部选对的得10分，选对但不全的得5分，有选错的得0分。 加速度为g,水的密度为ρ，不考虑空气阻力。假定水在管道内做匀速直线运动，则 () 题号 5 6 答案 A.水从水龙头出口落至瓷砖，用时为 2h g 5.直升机在距地面15米处悬停后，从直升机侧舱扔下一根绳索，80kg的特战队员由静止沿 16V B.水落到瓷砖上时的速度是 widi+2gh 绳竖直向下迅速滑下。特战队员克服摩擦力做的功与位移关系如图所示，g取10m/s2 下列说法正确的是 () C.水刚要与瓷砖接触时的重力功率为V√2gh A.特战队员落地时速度为零 D.瓷砖对已溅起的水做负功 B.特战队员下落的总时间为5s 3.近几年具有健康、活力、激情标签的滑雪运动备受青睐，滑雪场地也成为了越来越多人 C.在下滑过程中，特战队员动量最大为400kg·m/s 的冬游之选。如图所示，某潜雪场打算在一坡度约为16°的滑道边上安装一条100m的 长直“毯”来运送滑雪者上山，“魔毯”的额定功率为40kW,其表面与其他物品的动摩 D.在x=10m处，特战队员重力做功的功率为2000，√2W 学科素养周测评（十）物理第1页（共4页） 真题密卷 学科素养周测评（十）物理第2页（共4页） 6.如图所示，球的质量是b球质量的，√3倍，两小球用一刚性轻杆连接，置于固定的光滑半 (1)改变光电门的位置，重复实验，每次物块均从B点由静止释放，记录多组1和对应的 球内，轻杆长度为半球半径的2倍，半球的直径水平。现将a球从半球右边最高点由静 时间，作出1图像如图乙所示，若要验证轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒， 止释放（如图所示），已知两球在运动过程中均没有离开半球内表面，不计空气阻力，两 则在误差允许的范围内，需要验证正确的关系式是 球均可视为质点，则a球到达半球最低点前，下列说法正确的是 () 名+ 1 A,同一时刻两球的向心加速度大小相等 B+ 2g B.同一时刻球重力做功的功率是b球重力做功的功率的3倍 (2)在(1)中的条件下，1=11和1=1时，物块通过光电门时弹簧具有的弹性势能分别为 C.当轻杆与水平方向成15角时a球速度最大 El和Ea,则El一Em= (用l1,m,l1,g表示)。 (3)在(1)中的条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值 D.当轻杆与水平方向成30角时b球速度最大 为 (用m,g,k表示)。 三、非选择题：共48分，其中7为填空题，8为实验题，9、10为计算题。 9.(12分)某固定装置的竖直截面如图所示，由倾角0=37°的直轨道AB,半径R=1m 7.(8分)如图甲所示，某地滑草场，从山顶到山底的滑道可看成平直斜面，沿滑道安装了多 圆心角为20的圆弧BCD,半径为R,圆心角为0的圆弧DE组成，轨道末端的E点为圆 个“位置十速度”传感器，游客滑行中经过传感器时，传感器会自动记录游客对应的位置 弧的最高点，轨道间平滑连接。质量m=0.5kg的物块a从轨道AB上高度h=0.3m处 与速度，对传感器记录的数据进行分析后，得到游客和滑具的动能Ek、重力势能E。(以 以初速度v。下滑，经圆弧轨道BCD滞上轨道DE。物块a与轨道AB间的动摩擦因数 山底为重力势能零势能面)关于游客下滑位移x间的关系图像，如图乙中的两条直线所 u=0.5,其余轨道光滑。（不计空气阻力，物块a可视为质点，g取10m/s,sin37°=0.6， c0s37°=0.8) 示。已知该游客和滑其的总质量为M,游客滑行过程中滑具与倾斜滑道和水平滑道间 (1)若初速度v0=0,求物块a第一次通过D点时速度大小vp。 的动摩擦因数均相等，游客和滑具可视为质点，不考虑从倾斜滑道进入水平滑道时的能 (2)若初速度t0=0,求物块a在轨道AB上运动的总路程s。 量损失，g取10m/s2,不计空气阻力，水平滑道足够长。则倾斜滑道与水平方向的夹角 (3)若物块a沿轨道DE从E点滑出，应满足什么条件。 多 ,滑具与滑道间的动摩擦因数为 ,游客（含滑具）的动能与重力 势能相等时，距水平滑道的高度为 m 200./ E 150g s0 00240m 甲 10.(18分)如图所示，长L=4m的水平传送带以v。=4m/s的速度顺时针匀速转动。倾 乙 角8=37的斜面固定在水平地面上，轻弹簧一端固定在斜面底端，另一端拴接质量 8.(10分)某同学用如图甲所示的装置验证轻弹簧和物块（带有遮光条）组成的系统机械能 m,=1kg的物块A,开始时弹簧处于压缩状态并锁定，此时A与斜面顶端的距离x= 守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的拴 12.5m。将质量m2=2kg的物块B从水平传送带的最左端无初速度释放，物块B恰 接点A、B在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量和一切摩擦均不计，细线始终 好从斜面的最高点无碰撞地滑上斜面，当物块B沿斜面减速到零时，解除弹簧锁定，一 段时间后，物块B恰好能到达传送带最左端。已知物块A、B与斜面间的动摩擦因数均 伸直。物块连同遮光条的总质量为m,弹簧的劲度系数为k,弹性势能E,=2kx(红为 弹簧的形变量)，弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度为g,遮光条的宽度为d,物块释 为，一8，物块B与传送带间的动摩擦因数：=0.2，si血37”=0.6，c0s37”=0.8,g 放点与光电门之间的距离为1(d远远小于)。现将物块由静止释放，记录物块通过光 取10m/s2,弹簧的原长l。<10m,弹簧始终在弹性限度内。求： (1)物块B从开始运动到第一次到达传送带最右端的时间： 电门的时间t。 (2)传送带最右端与斜面顶端的高度差h: (3)解除锁定前弹簧的弹性势能。 2 学科素养周测评（十）物理第3页（共4页） 真题密卷 学科素养周测评（十）物理第4页（共4页】真题密卷 学科素养周测评 GM M 解得v=√2R (1分) p= (2分) 4 (2)设卫星在B点的速度为V2,B离地面的高度 3xRa 为7R,从A到B,由开普勒第二定律有 3w2 可得p=4xG (1分) v1(R+R)=V2(R+7R) (1分) 根据机械能守恒定律有 小球在A点时的竖直速度 wi-g-g…d-0 1 GMm (1分) (2分) vA=otan37=号 小球在C点时的竖直速度 4GM 解得01=5R (1分) 6an53-0 (1分) (3)卫星在圆轨道I运行，由万有引力定律得 G 取向上为正方向，则从A到C由运动公式有 4π2 2R)-m(2R) (1分) -Vcy=VAy一gt (2分) 25v 32πR3 (2分) 解得T= GM (1分) 解得g=12t .Mm 由开普勒第三定律知 (2)根据GR =mg=mo2R (2分) (2R)3(5R)3 T T名 (2分) 可得R=S (1分) 宇宙飞船绕月球表面做匀速圆周运动的线速度 解得T2=10 5π2R3 N GM (1分) 00=wR=8=25u (2分) 1 5πR3 w 12wt 故t=2T2=5√GM (1分) 月球的质量 3w2 10.(1)4rG 25v 25v (2)12wt 15625v3 M=ER:g 156253 12t 1728Gt3w4 G Go 1 728Gtw (2分) m 【解析】(1)根据GR =ma2R (2分) 2025一2026学年度学科素养周测评（十） 物理·机械能（一） 一、单项选择题 1.D【解析】对弹簧弹力，由题图可知有F:=kX 2.B【解析】水龙头出口处的圆管面积S=d , 2x1=2kx1,对水平拉力F。,由题图可知有F1= 'x1,则k'=2k,由弹簧原长位置O向右运动至 短时间t内流水的速度00= S 4V 伸长量x=2x1(未超过弹簧的弹性限度)处，水平 tπd2,根据匀变 拉力始终大于弹簧弹力，加速度方向始终向右，物 逵直线运动规律可知人=0 ,解得水落到瓷 块的速度一直增大，A错误；物块所受的合力 2g F合=F。一F=2k△x一k△x=k△x,可知合力一 16V2 砖上时的速度)= Nπ2td4 十2gh,所用时间t= 直增大，由牛顿第二定律可知物块的加速度一直 增大，B错误；物块离开O点时合力的方向与位移 16V 4V 的方向相同，所以物块不是以O点为平衡位置做 0-w=√πd+2gh πd2t ,A错误，B正确； 简谐运动，C错误；物块由弹簧原长位置O向右运 g 动至伸长量x=2x1(未超过弹簧的弹性限度)处， 水落到瓷砖上时的重力功率Pc=mgv=pVgv= 拉力F。与弹力Fx的合力方向与物块的运动方向 16V2 相同，所以拉力F。与弹力F:的合力对物块做正 pVg√d+2gh,C错误；瓷砖对已藏起的水 功，D正确。 花不做功，D错误。 2 ·22· ·物理· 参考答案及解析 3.C【解析】一个成年人上山过程中克服重力做功 1 Wc=mgh=mglsin16°=70×10×100×0.28J= 理有mgXx-We=2mui,其中We=7500J, 1.96×10J,A错误；一个成年人上山过程中，摩擦 5W x=10m,解得1= 力做正功，不是克服摩擦力做功，则静摩擦力做的 2m/s,所以重力的功率 功W=f#l=mglsin16°=1.96×104J,B错误； P=mgU1=2000√2W,D正确。 当“魔毯”上同时承运100个人时，有f= 6.AC【解析】设半球半径为R,则轻杆长度L= mg sin16°，f总=nf,由牛顿第三定律，对“魔毯” √2R,可知任意时刻两球与半球球心O的连线与 有F=f总，“魔毯”正常工作时，有P=Fm,可 轻杆的夹角均为45°，两球的速度0a、0b分别与两 40×103 得om=nf-100×70X10X0.28m/s≈2m/s,C 球所在位置的半径垂直，。、b的方向与轻杆的夹 角均为45°，同一时刻两球沿杆方向的分速度相 正确；同理可得，若“魔毯”以1m/s速度运行，由 等，即U.COS45°=vbc0s45°，故同一时刻两球的 Pa=F',可得F'=Pa=mf,代入数据解得 0 速度大小，=u,=u,由a=R可知同一时刻两球 n'=200,则最多可以同时承运200个成年人，D 的向心加速度大小相等，A正确；重力的功率P= 错误。 mgucos B,同一时刻两球速度方向与竖直向下方 4.C【解析】由题意可知P=F,根据牛顿第二定律 向的夹角B不一定相等，故a球重力的功率不一 F-mg=a,联立部得-日+，根据题因 定等于b球重力功率的√3倍，B错误；两球及轻杆 组成的系统在运动过程中机械能守恒，如图所示， 像可知，发动机功率不变，所以速度增大，动力减 设轻杆与水平方向的夹角为0时a球所在位置的 小，加速度减小，不是匀变速运动，A错误；根据题 半径与水平方向的夹角为α，此时系统的总动能 图像可知，最大速度上=。，所以火箭的最大动能 Ek=-△E。=mgRsin a-mbgR(1-cosa),整 Um 理可得Ek=2 nbgRsin(a十30)-mbgR,可知当 1 m m bo E=豆mu=6B错误；由题图可知p一a0, α=60°时Ek最大，此时两球的速度同时达到最 大，根据几何关系可得0=60°一45°=15°，C正确， 所以火箭以恒定的功率启动，C正确；根据】 b。 D错误。 boP 日+学将点0,6，)R入解得台 m =ao,D 错误。 二、多项选择题 5.ACD【解标】根据动能定理mgh一W;=)m2, 三、非选择题 其中m=80kg,落地时h=15m,由题图像可知此 7.30(2分) e分)号u分) 时克服摩擦力做功W=12000J,解得v=0,A正 【解析】游客和滑具下滑时，重力势能减小，动能增 确；由题图像可知，前5m做匀加速直线运动，后 大，位移为40m,重力势能减为0，则有E= 10m做匀减速直线运动，根据动能定理，下落5m gxsin0=200M,解得0=30°；游客和滑具沿倾 1 过程有mgx1-Wa=2mu6,其中Wa=300J,x1- 斜滑道运动过程中，根据动能定理有gxsin0一 5m,解得v0=5m/s,前5m位移用时为t1,有x1= 2 Mgxcos0=E=175M,解得以=；由题图可 21,解得4=2s,后10m位移用时为t2,有x2= V 知动能与重力势能的表达式为E。=200M一 212,其中x2=10m,解得t2-4s,故特战队员下 5M,E4=175M 40x,动能与重力势能相等时，有 64 落的总时间t总=t1十t2=6S,B错误；以上分析可 Ek=E。,解得x= 3m,此时距水平滑道的高 知，下落5m时速度最大，故动量也最大，P=mwo= 32 度h=x·sin30°= 400kg·m/s,C正确；0到10m过程，根据动能定 3 m。 ·23· 2 真题密卷 学科素养周测评 m 1 8.(1)B(3分)(2)mgl1-mgl3(3分) (3)g mghromngan mg 1cos (4分) (1分) (1分) 【解析】(1)小球经过光电门的速度v= ,若系 解得oo>√2m/s 综上√2m/s<vo≤√6m/s。 (1分) 统机械能守恒，则有mgl= 21+ 1 2mv2,整理 10.(1)2s(2)0.45m(3)525J 【解析】(1)分析可知，物体B先在传送带上做初 十L,B正确。 速度为零的匀加速直线运动，加速度 (2)当l=l1和1=l3时，物块通过光电门的时间 a=H2mag =2m/s2 (1分) m2 相等，即物块经过光电门的速度相等，故动能也相 物体B加速到与传送带共速时，其位移 等，根据机械能守恒定律分别有mgl1=Em1十Ek, vo mgl3=E十Ek,整理可得Ep1一Es=mgl1一mgl3。 xB一2a1 4m (1分) (3)物块经过光电门的速度最大时，物块的加速度 其位移刚好等于传送带长度L,故物块B从开始 为零，所以弹簧的拉力等于物块的重力，设此时禅 运动到第一次到达传送带最右端有 簧伸长量为L4。对其进行受力分析有kL,=mg, L-go (1分) 解得，=，代入(1)中可得最大逸度 解得t=2s。 (1分) (2)分析可知，物块B从传送带右端以v0=4m/s g√R 的初速度做平抛运动到斜面，物块B恰好从斜面 9.(1)W2m/s(2)0.75m(3)W2m/s<o≤6m/s 的最高点无碰撞地滑上斜面，由平抛规律可知， 【解析】(I)物块从开始至运动到D点过程，根据 物块B在斜面顶端时竖直方向速度 动能定理有 v,=Votan37°=3m/s (1分) 故传送带最右端与斜面顶端的高度差 h 1 mgh-umgcos 0.sin -2m (1分) =0.45m. (1分) 解得p=√2m/s。 (1分) (3)分析可知，物块B滑上斜面时的速度 (2)设过D点后冲上曲面高度为h',根据机械能 守恒定律有 01=c0s37=5m/s (1分) 2 mvb=mgh (1分) 物块B从沿斜面做匀减速直线运动，由牛顿第二 定律有 解得h'=0.1m μ1m2gcos37°-m2gsin37°=m2a2 (1分) hDE=R(1-cos 0)=0.2 m (1分) 物体B由滑上斜面到减速为零，运动的位移 因为h'<hDE (1分) 故物块不会冲上E点，会原路返回。物块运动全 = (1分) 程由能量守恒定律有 联立解得xB=12.5m=x (1分) mgh=umg cos日·s 故物块B刚好减到速度为零时恰与A接触，解除 解得s=0.75m。 (1分) 弹簧锁定后，A、B一起沿斜面向上运动，弹簧恢 (3)物块在D点不脱离轨道，则全程不会脱离轨 复原长时A、B分离，从解除弹簧锁定到弹簧恢 道，此时初速度最大，根据动能定理有 复原长的过程中，由能量守恒可得 h 1 1 mgh-uimg cos 0.sin m (1分) Ep=(m1+m2)gsin37°·△x+h1(m1+m2) 1 mwD gcos37°·△z+2(m1+m2)号 (2分) 还需要满足ng cos0≥ R (1分) 因解除弹簧锁定，一段时间后，物块B恰好能到 解得o≤√6m/s (1分) 达传送带最左端，则物块B返回斜面顶端时的速 同理，物块能从E,点滑出，满足 度应仍为1，对物块B,从刚滑上斜面到返回斜 2 ·24· ·物理· 参考答案及解析 面顶端过程中，由动能定理得 1 2m203-0 (2分) 1 WA时B-2μ1m2gcos37°·x= m:听- 2m2v 又因为m2=2m1=2kg (1分) (2分) 联立以上解得 对物块B,从解除弹簧锁定到弹簧恢复原长过程 中，由动能定理得 E,m+mWA=341m2g60s37,x=525J WA对B-(m2gsin37°+h1m2gcos37)·△x= (1分) ·25· 2