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（鲁冀粤辽鄂湘黑赣桂吉晋豫陕青宁蒙新藏渝甘黔滇川皖A版）

2025一2026学年度学科素养周测评（十一） 题 物理·机械能（二） 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 一、单项选择题：本题共5小题，每小题6分，共30分。每小题只有一个选项符合题目 要求。 题号 1 2 3 4 5 答案 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 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 化为机械能的总转化率为90%。若汽车行驶过程中受到阻力f与车速v的关系符合 f=kv2,其中为未知常数，则该电动汽车以90km/h行驶的最大里程为 () A.350 km B.405 km C.450 km D.500 km 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 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 √3 的动摩擦因数μ=3，轮胎的质量为m,则运动员以加速度a匀加速运动位移x的过程 中，下列说法正确的是 ( A.当轻绳拉力方向与水平方向成60°角时所需拉力最小 B.调整轻绳拉力方向，绳上拉力做功的最小值可能为ma,x C.若轻绳拉力方向不同，则轮胎所受合力做的功也不同 D.即使轻绳拉力方向不同，但拉力的平均功率仍相同 3.如图甲所示，倾角为37°的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量 m=5kg的货物（可视为质点）轻放到传送带底端A,货物运动的速度v随时间t变化的 图像如图乙所示，t=10s时货物到达传送带顶端B,g取10m/s2,sin37°=0.6，cos37°= 0.8,货物从A端运动到B端的过程中，下列说法正确的是 ( A.货物受到的摩擦力大小始终为32N w/m·s 2 B.货物受到的摩擦力做的功为160J C.货物受到的合力做的功为460J A637」 10t D.因为传送货物，电动机对传送带多做功620J 甲 4.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 BD的夹角为0，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 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 () 学科素养周测评（十一）物理第1页（共4页） 真 7.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 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飞倍，重力加速度为 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() A.在最低点与最高点对轨道的压力大小之差为6mg B,通过P,Q两点时对轨道的压力大小之和为mw R C.由最低点到最高点克服摩擦力做功为kπmv2 D.由最低点到最高点电动机做功为2kπmv2+2mgR 三、非选择题：本题共3小题，共50分。 8.(12分)用如图甲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 的数字计时器显示的挡光时间为△t。已知重力加速度为g。 6-日 甲 (1)实验小组的同学用螺旋测微器测量小钢球的直径，如图乙所示，该小钢球的直径 d- cm (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38L= (用d、△t表示)时，即验证了机械能守恒定律。 (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 9.(18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=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μ=0.1，A、B之间 的距离x=1m,B点右侧地面光滑，g取10m/s2。 A 学科素养周测评（十一）物理第3页（共4页） 真·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 5m,x2=(2X5)m=10m,故货物从A端运动到B 1.B【解析】根据题意可知vm=180km/h=50m/s, 端的过程中，货物受到的摩擦力做的功W=∫潘X 1=90km/h=25m/s,车速最大时，牵引力Fm x1十f#Xx2,代入数据得W=460J,B错误；由图 P=2400N,则有F。-f。=o2,解得=0.96， 像可知货物到B端时速度v=5m/s,所以货物从 U A端运动到B端的过程中，由动能定理可知，货物受 当车速为90km/h时，则有F1=f1=kv好=600N, 由能量守恒定律有7w。=B,解得5=W- 到的合力做的功心。=m-0=(号×5×2力 F 10J,C错误；由图像可知传送带速度为2m/s,由 75×1000×3600×90% m=405000m=405km,B 能量守恒可知，因为传送货物，电动机对传送带多 600 正确。 做功W电骑机=f潘Xs1十f静Xs2,其中S1、S2分别为 2.B【解析】轮胎在轻绳的拉力、重力、支持力和摩 s1=2m/s×5s=10m,s2=2m/s×5s=10m,联 擦力的作用下做匀加速直线运动，设轻绳拉力F与 立得W电动机=620J,D正确。 水平方向成0角，根据牛顿第二定律有Fcos0 4.D【解析】沿BD和垂直BD方向建立直角坐标 μ(mg-Fsin)=ma,解得F=_mg+ma 系，可以知道从D点飞出后，az=gcos0,2R= cos0+usin9,其中 1 1 s043 3sin0=23 =3sin(6+60),当0=30°时，F有 2a:,a,=gsin0,0=0nt-2a,4,又因为小球 最小值，A错误；轻绳上拉力做的功W=Fcos日·x= 恰好通过D点，即FN=0,有mg©0s0=P,联 [ma十u(mg一Fsin0)]·x可知，当mg=Fsin0时， 立上式可得0=45°，t= 4√2R 2gR 轻绳拉力做功最小，解得Wm=max,B正确；根据牛 顿第二定律可得F令=ma,轮胎所受合外力大小 A、B、C错误：A到D过程中，由动能定理可得 只与轮胎加速度成正比，在轮胎移动距离x的过 程中，合力做功大小与轻绳拉力方向无关，C错误； mg (h-2Rcos 0)= 2m%,所以h=5v2R 1 D正确。 轻绳上拉力的方向不同，摩擦力做功不同，动能变 化相同，则拉力做功不同，轮胎匀加速运动位移x 所需时间相同，故拉力的平均功率不同，D错误。 3.D【解析】速度时间图像斜率表示加速度，由图 乙可知，前5s内货物加速运动，物体受到重力 mg、滑动摩擦力∫和支持力FN,由牛顿第二定 律得f0-mgsin0=ma,其中加速度a=A”- △t 5.A【解析】根据受力分析可知，小球在运动过程 (8)m/g=0.4m/,联立以上解得f: 中，只受重力和弹力，且弹力在竖直方向上的分力 32N,匀速后，由平衡条件可知，静摩擦力f#等于 等于重力，小球所受合力为水平方向，因此小球做 沿斜面向下的重量分力，即f静=mgsin0=30N,A 由N到M的直线运动，由于从N到M的过程中 错误；速度时间图像与横轴围成的面积表示位移， 只有弹力在水平方向的分力做功，且弹力和位移 故前5s和后5s位移分别为1=（合×2X5)m= 成线性关系，因此可得之d·d二1， 之mv,解得最 A 真题密卷 学科素养周测评 2 大速度v一√m ,A正确，B错误；小球的加速度 最大，即合力最大，为一开始释放的时候，此时合 力d=ma,解得a= m,CD错误。 mg 二、多项选择题 三、非选择题 6.AC【解析】由题图可知，当足球的位移x1=0.8m 时，下降到最低，点，根据功能关系可知，足球下落 8.(1)1.0500(3分)( 2g(是)'a分)(8cD 到最低点时减少的重力势能等于重力做的功，则 (6分) |△E,=Wc=mgx1=3.2J,A正确；足球下落全 【解析】(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,读 过程，根据能量守恒|△E。一fx1=E,解得f= 数为10mm+50.0X0.01mm=1.0500cm。 1N,B错误；当足球的位移x2=0.6m时，足球 (2)由于P、Q两球的角速度相等，圆周运动的半 刚接触弹簧，此过程根据动能定理mgx2一fx2= 径之比为2：1，根据v=rw可知，二者的线速度 Ek2一0，解得E2=1.8J,C正确；根据弹力做功与 之比为2：1，即p=20阳=公，系统重力势能的 d 弹性势能的变化关系知F△x=△E弹，其中F= 上a十0kx,所以E#n三号x品，由图可知，当 减少量△E,=子mgL,系统动能的增加量AE,= 2 xm=x1一x2=0.2m时△E弹=2.4J,所以k= 1 +-8m()，星可得 3 mgL= 120N/m,所以，最大的弹力Fm=xm=24N,D 错误。 1 5d)2 7.BC【解析】在最低点，玩具车在半径方向受到向 (3)由于空气阻力的影响，重力势能一部分克服空 下的重力和向上的支持力，由向心力公式得F1一 气阻力做功，一部分转化为小球的动能，导致系统 ”g=,在最高点，玩具车在半径方向受到向下 的动能增量总是比重力势能减少量小，A错误；球 心间距离L的测量值偏小，会导致重力势能的变 的重力和向下的支持力，由向心力公式得F2十 化量偏小，B正确；小球P运动到最低点时，球心 mg=R,两式相减可得F,-F,=2mg,A错误； d 位置比光电门略高，再根据0一△计算其速度，会 在PQ两，点的受力如图所示，在Q点，由向心力公 导致速度偏大，故动能的增量偏大，C正确；释放 式有N,-mgos0="g,在P点，由向心力公式 时具有初速度，导致P到达最低，点时，速度偏大，D 正确。 有N:+mgos目-"尽，两式相加可得N,十N, 9.(1)0.15m(2)W6m/s(3)70m 2mv2 ，因摩托车在不同位置与圆轨道间的压力不 【解析】(1)设弹簧的弹性势能为E。,物块从A到 同，所以摩擦力是一个变力，将圆轨道分成N段，在 B的过程由动能定理得 轨道上下关于水平直径对称的位置上取两小段A、 1 (2分) B,每段的长度为△则在A,B两小段的压力 E。-mgx=2mu6 代入数据，解得vo=3m/s (1分) 可视为恒力，摩擦力做功之和W,=(N1十N2)△x, 物块和圆孤轨道相互作用的过程水平方向动量守 解得用=6×2震×-，所以摩托车 恒，机械能守恒则 moo=(M+m)v共 (1分) 从最低点到最高点克服摩擦力做功W,=4 N 1 1 W,= M+m)v+mgh (1分) kmo2,B、C正确；玩具车在竖直面内沿圆周轨道 解得h=0.15m (1分) 内壁以恒定速率？运动，由最低点到最高，点由动 (2)物块到达D点时在水平方向上与M共速 能定理可知Wr一Wf2一mg·2R=0,解得Wr= m10=(M+m1)共 (2分) kπmu2十2mgR,D错误。 解得o*=√5m/s (1分) A ·2 ·物理· 参考答案及解析 设物块到达D点时在竖直方向上的速度为？，，由 代入数据解得E。=4.2J (1分) 机械能守恒定律得 (3)设物块B与右侧的小球第一次发生弹性碰撞 2m=m+M)i+m时+m,sk 1 1 后，碰后速度分别为V1和⑦2，由动量守恒可知 mv-mum+Mv2 (1分) (2分) 由机械能守恒定律可知 解得v,=√6m/s (1分) gmw2-号mwi+Mwi 1 1 (1分) (3)物块飞出后在竖直方向上做匀减速运动，设从 D点飞出到最高点所用时间 联立以上各式 t=心6 UB=-1 m/s;v2=2 m/s 810s (1分) 接下来物块B返回传送带向左匀减速，经过x3 当物块上升到D点时受到一个垂直于纸面的冲 速度减到0，则 量，设获得的速度为⑦：，由 v (1分) I=m1vz (1分) 以物块飞出时D点所在的位置为坐标原点，以水 解得x3=0.25m 平向右为x轴，竖直向上为y轴，垂直于纸面向里 物块B从第1次向左通过传送带的右端到第2 为之轴，则在时间t内各方向的位移分别为 次通过传送带右端的时间为t? x=V共t (1分) 一VB1=Bm十gt3 (1分) 代入数据t3=1s (1分) 同理可得物块B从第2次向左通过传送带的右 之=Ut (1分) 端到第3次通过传送带右端的时间为t4 则最高，点到D点的距离 1 1 t4=3t=3s s=V2+y2+z2=37 10m。 (1分) 同理可得物块B从第3次向左通过传送带的右 10.(1)2m/s(2)4.2J(3)11.4J 端到第4次通过传送带右端的时间为t5 【解析】(1)假设物块B经过时间t1和传送带速 1 1 t6=34=9s 度相同，这段时间内滑块B的位移1，加速度为 物块与左侧水平地面产生的内能Q1 a。由牛顿第二定律知 umg=ma (1分) Q1=mg△x+2mu2=2.2J (1分) 解得a=2m/s2 (1分) 物块B第一次从传送带的左端到右端产生的 由运动学公式可知 内能 1 v=vtali,x=vti+2al (1分) Q2=mg(t1-x1)=0.5J (1分) 物块B从第1次向左通过传送带的右端到第2 物块B和传送带共速后一起匀速运动，又经过时 次通过传送带右端的内能为Q3 间t2到达传送带右端，则有 Q:-umgul3-6 J (1分) L一x1=0t2 (1分) 物块B从第2次向左通过传送带的右端到第3 由题可知通过传送带的总时间 次通过传送带右端的内能为Q t=t1+t2=0.75s (1分) Q-umgut=2 J (1分) 联立以上各式解得v1=2m/s,v1=4m/s(舍) 物块B从第3次向左通过传送带的右端到第4 (1分) 次通过传送带右端的内能为Q (2)物块A脱离弹簧的速度⑦2，由动量守恒定律 、2 可知 Q。=mgt,=3J (1分) 0-mv1-mv2 (1分) 综上整个过程摩擦产生的内能Q 解得v2=2m/s (1分) Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q=11.4J。(1分) 由能量守恒可知 E.-2mui+ 1 2mo2+g△x (1分) ·3 A