周测评(十一)机械能(二)-【衡水真题密卷】2026年高三物理学科素养周测评（福建专版）

·物理· 参考答案及解析 参考答案及解析 2025一2026学年度学科素养周测评（十一）】 物理·机械能（二） 一、单项选择题 mg (h-2Rcos 0)=- 2m%,所以h=5V2R D正确。 1.B【解析】根据题意可知vm=180km/h=50m/s, 4 v1=90km/h=25m/s车速最大时，牵引力Fm= P。=2400N,则有F。=f。=如i,解得=0.96， D U 当车速为90km/h时，则有F1=f1=ku=600N, 由能量守恒定律有7w。-F5,解得=w F 75×1000×3600×90% m=405000m=405km, 4.A【解析】根据受力分析可知，小球在运动过程 600 B正确。 中，只受重力和弹力，且弹力在竖直方向上的分力 2.B【解析】轮胎在轻绳的拉力、重力、支持力和摩 等于重力，小球所受合力为水平方向，因此小球做 擦力的作用下做匀加速直线运动，设轻绳拉力F与 由N到M的直线运动，由于从N到M的过程中 水平方向成0角，根据牛顿第二定律有Fcos0 只有弹力在水平方向的分力做功，且弹力和位移 r(mg-Fsin)=ma,解得F=mg十ma cos0+asin9,其中 成线性关系，因此可得宁d·d一弓m心，解得最 3sin 0=213 os043 sin(0+60),当0=30°时，F有 大速度v= kd? ，A正确，B错误；小球的加速度 m 最大，即合力最大，为一开始释放的时候，此时合 最小值，A错误；轻绳上拉力做的功W=FcOs0·x= kd [ma十u(mg-Fsin)]·x可知，当mg=Fsin0时， 力kd=ma,解得a= ,C、D错误。 m 轻绳拉力做功最小，解得Wmn=max,B正确；根据牛 二、多项选择题 顿第二定律可得F合=ma轮胎所受合外力大小只 5.AC【解析】由题图可知，当足球的位移x1=0.8m 与轮胎加速度成正比，在轮胎移动距离x的过程 时，下降到最低点，根据功能关系可知，足球下落 中，合力做功大小与轻绳拉力方向无关，C错误；轻 到最低，点时减少的重力势能等于重力做的功，则 绳上拉力的方向不同，摩擦力做功不同，动能变化 |△E,=Wc=mgx1=3.2J,A正确；足球下落全 相同，则拉力做功不同，轮胎匀加速运动位移x所 过程，根据能量守恒|△E。|一fx1=E弹，解得f= 需时间相同，故拉力的平均功率不同，D错误。 1N,B错误；当足球的位移x2=0.6m时，足球 3.D【解析】沿BD和垂直BD方向建立直角坐标 刚接触弹簧，此过程根据动能定理mgx2一fx2= 系，可以知道从D点飞出后，ax=gcos0,2R= Eka一0，解得Ek2=1.8J,C正确；根据弹力做功跟 1 2a:t,ay=gsin0,0=unt-2a,t,又因为小球 弹性势能的变化关系知F△x=△E弹，其中F= 拾好通过D点，即Fy=0,有mg cos0=m3 ,联 B0经，所以B-弓如，南圆可，当 xm=x1一x2=0.2m时△E弹=2.4J,所以k= 立上式可得0=45°，t= 42R ZgR 120N/m,所以，最大的弹力Fm=kxm=24N,D 错误。 A、B、C错误；A到D过程中，由动能定理可得6.BC【解析】在最低点，玩具车在半径方向受到向 ·1 2 真题密卷 学科素养周测评 下的重力和向上的支持力，由向心力公式得F1 1 ② mg=尺，在最高点，玩具车在半径方向受到向下 mv 的动能Ea=2m0层=6mgL。 的重力和向下的支持力，由向心力公式得F2十 8.(1)1.0500(3分) 2)g(是)'a分)(3BcD mu (4分) mg=R,两式相减可得F1一F,=2mg,A错误； 【解析】(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,读 在PQ两点的受力如图所示，在Q点，由向心力公 数为10mm+50.0×0.01mm=1.0500cm. 式有N一mgos9="贸，在P点，由向心力公式 (2)由于P、Q两球的角速度相等，圆周运动的半 径之比为2：1，根据v=rw可知，二者的线速度 有N,+mgos0-"g,两式相都可得N,十N, 之比为2：1，即p=2Q △，系统重力势能的 尺，因摩托车在不同位置与圆轨道间的压力不 2m 1 减少量△E,=3mgL,系统动能的增加量△E: 同，所以摩擦力是一个变力，将圆轨道分成N段，在 1 1 5 轨道上下关于水平直径对称的位置上取两小段A、 v+2m-8m(Ar) 整理可得 d2 3 mgL= B,年段的长度为A虹=2恋，则在AB两小夜的压力 可视为恒力，摩擦力做功之和W,=k(N1十N2)△x, (3)由于空气阻力的影响，重力势能一部分克服空 得W-6×× ,所以摩托车 气阻力做功，一部分转化为小球的动能，导致系统 的动能增量总是比重力势能减少量小，A错误；球 N 从最低点到最高点克服摩擦力做功W。=4W, 心间距离L的测量值偏小，会导致重力势能的变 kπu2,B、C正确；玩具车在竖直面内沿圆周轨道 化量偏小，B正确：小球P运动到最低点时，球心 内壁以恒定速率运动，由最低点到最高，点由动 位置地光电门略高，再根搭)=品计异共魂度，会 能定理可知Wr一Wi2一mg·2R=0,解得Wr= kπmv2十2mgR,D错误。 导致速度偏大，故动能的增量偏大，C正确；释放 时具有初速度，导致P到达最低，点时，速度偏大，D 正确。 9.1D0.15m(2w6m/s（3)3 10m 【解析】(1)设弹簧的弹性势能为E,物块从A到 mg B的过程由动能定理得 三、非选择题 1 E。一umgx=2mo6 (1分) 7.小于(4分) 6mgL(4分) 【解析】在小球A下滑的过程中，根据系统机械能 代入数据解得v=3m/s 守恒可知，小球A重力势能的减少量等于小球A、 物块和圆孤轨道相互作用的过程水平方向动量守 恒，机械能守恒则 B动能的增加量之和；设小球A下滑时杆与地面的 夹角为0、与斜面的夹角为a,则VACOS Q=UBCOS0, mo=(M+m)v共 (1分) VACOS Q (1分) 可得VB= c0s0,小球A刚到达C点还未与地面 2mu品=2(M+m)v+mgh 解得h=0.15m (1分) 接触时0=0°，a=45°，此时0B 2VA,由系统机械 (2)物块到达D点时在水平方向上与M共速 1 m1v6=(M+m1)v共 (1分) 能守恒定律可得mgLsin45°= 2 mvh+2 mvi, 解得v*=√5m/s 设物块到达D点时在竖直方向上的速度为？，由 联立解得VA= 22gL 2gL UB 3 ,小球B 3 机械能守恒定律得 ·2· ·物理· 参考答案及解析 2m:成=m1+M0o3+ 1 1 2mv+m gR 代入数据解得E。=4.2J (1分) (3)设物块B与右侧的小球第一次发生弹性碰撞 (1分) 后，碰后速度分别为01和2，由动量守恒可知 解得vy=√6m/s (1分) mv-mum+Mv2 (1分) (3)物块飞出后在竖直方向上做匀减速运动，设从 由机械能守恒定律可知 D点飞出到最高点所用时间 1 1 1 t=0,V6 2mu2=2npa+2Moi (1分) 810s 联立以上各式 当物块上升到D点时受到一个垂直于纸面的冲 v1=-1m/s;o2=2m/s 量，设获得的速度为⑦：，由 接下来物块B返回传送带向左匀减速，经过x I=miv (1分) 速度减到0，则 以物块飞出时D点所在的位置为坐标原点，以水 v品 (1分) 平向右为x轴，竖直向上为y轴，垂直于纸面向里 x3一2μg 为之轴，则在时间t内各方向的位移分别为 解得x3=0.25m x=)共t (1分) 物块B从第1次向左通过传送带的右端到第2 次通过传送带右端的时间为t3 y= (1分) g 一VB1=VB1十Hgt3 (1分) 之=0zt (1分) 代入数据t3=1s 则最高，点到D点的距离 同理可得物块B从第2次向左通过传送带的右 s=V2+y+2=3V7 端到第3次通过传送带右端的时间为t4 10m (1分) 1 1 1=313=3s 10.(1)v1=2m/s(2)4.2J(3)Q=11.4J 【解析】(I)假设物块B经过时间t1和传送带速 同理可得物块B从第3次向左通过传送带的右 度相同，这段时间内滑块B的位移x1,加速度为 端到第4次通过传送带右端的时间为t5 a。由牛顿第二定律知 1 1 to=31=gs umg =ma (1分) 物块与左侧水平地面产生的内能Q1 解得a=2m/s2 由运动学公式可知 Q1=mg△x+2mo2=2.2J (1分) 1 v=u1十at1,x1=u1t1+2at号 (1分) 物块B第一次从传送带的左端到右端产生的 内能 物块B和传送带共速后一起匀速运动，又经过时 Q2=umg(t1-x1)=0.5J (1分) 间t2到达传送带右端，则有 物块B从第1次向左通过传送带的右端到第2 L一x1=t2 (1分) 次通过传送带右端的内能为Q。 由题可知通过传送带的总时间 Q:-umgut3-6 J (1分) t=t1+t2=0.75s (1分) 物块B从第2次向左通过传送带的右端到第3 联立以上各式解得o1=2m/s,o1=4m/s(舍) 次通过传送带右端的内能为Q4 (1分) Q=umgut=2 J (1分) (2)物块A脱离弹簧的速度⑦2，由动量守恒定律 物块B从第3次向左通过传送带的右端到第4 可知 次通过传送带右端的内能为Q 0-mv1-mv2 (1分) 2 解得v2=2m/s Q。=mgt=3J (1分) 由能量守恒可知 综上整个过程摩擦产生的内能Q 1 Ep=2 m+mv+umg Ax (1分) Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=11.4J (1分) ·3· 2强烈的决心和勇气是迈向成功的关键 2025一2026学年度学科素养周测评（十一） A.0=30 班级 卺题 物理·机械能（二） 22R B.从D点落到B点的时间t= 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 C.过D点的速度为√2√2R 姓名 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 一项是符合题目要求的。 DAB的长度为R 得分 题号 4.一遵从胡克定律、劲度系数为k的弹性轻绳，绕过固定于平台边缘的小滑轮A,将其一 1 端固定于O点，另一端系一质量为m的小球，静止于M处。已知OA的距离恰为弹性 答案 绳原长，现将小球拉至与M等高的N处静止释放，MN的距离为d,则小球从释放到与 1.某品牌电动汽车电动机最大输出功率为120kW,最高车速可达180km/h,车载电池最 平台右侧面碰撞前的过程中（不计空气阻力及绳子和滑轮间的摩擦，小球视为质点，弹 大输出电能为75kW·h。已知该车以90km/h速度在平直公路上匀速行驶时，电能转 性绳始终在弹性限度内，重力加速度为g) ( ) 化为机械能的，总转化率为90%。若汽车行驶过程中受到阻力∫与车速v的关系符合 kd A.小球的最大速度为 f=k2,其中k为未知常数，则该电动汽车以90km/h行驶的最大里程为 () m A.350 km B.405 km C.450 km D.500 km 2kd B.小球的最大速度为 m 2.为提高运动员的腿部力量和耐力，拖轮胎跑是常用的一种训练方式。如图所示，一运动 C,小球的最大加速度为2m kd 员在一段时间内通过轻绳拖动轮胎沿水平地面做匀加速直线运动。已知轮胎与地面间 的动摩擦因数以一，轮胎的质量为m,则运动员以加速度。匀加速运动位移工的过程 D小球的最大加速度为，（一+。 中，下列说法正确的是 () 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， 全部选对的得10分，选对但不全的得5分，有选错的得0分。 题号 答案 A,当轻绳拉力方向与水平方向成60°角时所需拉力最小 5.如图甲所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于水平地面上，质量m=0.4kg的足球在轻弹 B.调整轻绳拉力方向，绳上拉力做功的最小值可能为max 簧正上方某处由静止下落。以足球开始下落的位置为原点，竖直向下为正方向，取地面 C.若轻绳拉力方向不同，则轮胎所受合力做的功也不同 为零势能参考面，假设足球受的空气阻力恒定，在足球下落的全过程中，足球重力势能 D.即使轻绳拉力方向不同，但拉力的平均功率仍相同 随足球位移变化关系如图乙中的线段所示，弹簧弹性势能随足球位移变化关系如图 3.如图所示，竖直平面内有半径为R的光滑半圆环BCD,AB在同一竖直线上且与直径 乙中的曲线b所示，弹簧始终在弹性限度范围内，g取10m/s,则 () BD的夹角为日，现有一质量为m的小球（大小忽略不计）从A点静止释放，落到B点时 E/ 可通过一大小忽略不计的拐角与半圆BCD平滑相接，小球通过拐角时无能量损失，小 球恰好能通过半圆轨道最高点D,在空中运动一段时间后又恰好落在B点。下列说法 正确的是 () 0.60.8xm O 甲 A,足球下落到最低点时减少的重力势能是3.2J B.足球受的空气阻力大小是2N 0 C.足球刚接触弹簧时的动能是1.8J D,此过程中弹簧的最大弹力是12N 学科素养周测评（十一）物理第1页（共4页） 真题密卷 学科素养周测评（十一）物理第2页（共4页） 6.如图，质量为m的电动遥控玩具车在竖直面内沿圆周轨道内壁以恒定速率v运动，已知 9.(12分)如图所示，轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，右侧有一质量M=0.10kg、半径R 圆轨道的半径为R,玩具车所受的摩擦阻力为玩具车对轨道压力的k倍，重力加速度为 =0.20m的四分之一光滑圆弧轨道CED(厚度不计)静置于水平地面上。圆弧轨道底 g,P、Q为圆轨道上同一竖直方向上的两点，不计空气阻力，运动过程中，玩具车() 端C与水平面上的B点平滑相接，O为圆弧轨道圆心。用质量m=0.20kg的物块把 弹簧的右端压缩到A点由静止释放（物块与弹簧不拴接），此时弹簧的弹性势能为E。= 1.1J。已知B点左侧地面粗糙，物块与地面之间的动摩擦因数4=0.1，A、B之何的距 离x=1m,B点右侧地面光滑，g取10m/s2。 (1)求释放后，物块在圆弧轨道能上升的最大高度 A.在最低点与最高点对轨道的压力大小之差为6mg (2)若该物块质量变为m1=0.1kg,物块到达B点时以2√5m/s的速度冲向圆弧轨道， B通过P,Q两点时对轨道的压力大小之和为 求滑块在D点竖直速度，。 C.由最低点到最高点克服摩擦力做功为km (3)在第(2)问基础上，当物块离开轨道D点时施加一垂直向里的瞬时冲量I=0.20N·s,同 时锁定轨道让其瞬间停下，求物块运动到最高点到D点的距离（提示：立体空间问 D.由最低点到最高点电动机做功为2kπm四2十2mgR 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。 题)。 7.(8分)如图所示，倾角为45的光滑斜面与光滑的水平地面在C点连接，质量均为m的 9 --10 小球A、B(均可视为质点)用长为L的轻质硬杆连接，现把小球B放置在水平面上的C 点，小球A由静止释放，在小球A下潜的过程中，小球B始终在水平地面上运动，重力 加速度为g,则小球A下潜的过程中，小球B动能的增加量 (填“大于”“小于” 或“等于”)小球A重力势能的减少量：小球A刚到达C点前瞬间，小球B的动 能为 10.(18分)如图所示，一条水平传送带的左，右两端均与水平地面平滑连接，左侧地面粗 糙，右侧地面光滑，传送带左、右两轴距离L=2m,传送带以=3m/s的速度顺时针 月95 方向运动。质量均为m=1kg的A、B两物块中间有一根压缩的轻弹簧（弹簧与两物 块没有连接)，且弹簧的压缩量△x=10cm,两物块与左侧地面、传送带间的动摩擦因 8.(10分)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。轻杆两端固定两个完全相同的小 数均为：=0,2，右侧地面排放着3个质量均为M=2kg的弹性小球。现由静止同时 球P、Q,杆可以绕固定于O点且垂直于纸面的水平轴在竖直面内自由转动。O点正下 释放A,B两物块，当弹簧恢复原长时B物块恰好滑到传送带的左端，紧接着物块B经 方有一光电门，当小球P经过最低点时，激光恰好照在球心所在位置，与光电门连接的 过t=0.75s第一次运动到传送带右端，g取10m/s2。求： 数字计时器显示的挡光时间为△：。已知重力加速度为g。 (1)物块B刚离开轻弹簧的速度大小1： (2)轻弹簧储存的弹性势能E。￥ (3)整个过程摩擦产生的内能Q(计算结果保留3位有效数字)， 45 0 (1)实验小组的同学用螺旋测微器测量小钢球的直径d,如上图所示，该小钢球的直径 d= cma (2)两小球P、Q球心间的距离为L,P、Q两球球心到转轴O点的距离之比为2：1，当满 足3L= (用d,△：表示)时，即验证了机被能守恒定律 (3)若实验中发现系统的动能增量总是比重力势能减少量大，以下可能的影响因素 有 (填选项序号)。 A.小球运动过程受到空气阻力的影响 B.球心间距离L的测量值偏小 C.小球P运动到最低点时，球心位置比光电门略高 D.释放时具有初速度 学科素养周测评（十一）物理第3页（共4页） 真题密卷 学科素养周测评（十一）物理第4页（共4页）