(7)势能及其改变、机械能守恒定律、实验：验证机械能守恒定律-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习周测卷（M）

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (七)势能及其改变、机械能守恒定律、实验：验证机械能守恒定律 （考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18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) 1.如图所示，某乘客坐过山车（此时无动力）从A位置加速下滑到B位置，空气阻力和摩擦力不能 忽略，则在下滑过程中，该乘客的 。B A.动能减小 B.机械能增大 C.机械能守恒 D.重力势能减小 2.如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与物块相连。弹簧处于自然长度时物块位 于O点（图中未标出）。物块的质量为m,AB=α，物块与桌面间的动摩擦因数为μ。现用水平向 右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W。撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到 达B点时的速度为零，重力加速度为g,弹簧始终处于弹性限度内。下列说法正确的是 A.OA=OB B.OA<OB B C.物块经过O点时，速度最大 D.物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W一 3 >umga 3.如图所示，圆柱形容器内有若干个长度不同、粗糙程度相同的直轨道，它们的下端均固定在容器 底部的圆心O,上端固定在容器侧壁上。若相同的小球以同样的速率从O点沿各轨道同时向上 运动，则各小球向上运动的过程中，下列说法正确的是 A.各小球动能相等的位置在同一水平面上 B.各小球重力势能相等的位置不在同一水平面上 C.当摩擦产生的热量相等时，各小球处于同一圆柱面上 D.各小球机械能相等时处于同一球面上 二、双项选择题（本题共3小题，每小题8分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的 得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 4.人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实。设某次打夯符合以下模型：如图所示，两人同时 通过绳子对质量为m的重物分别施加大小均为g(重力加速度为g)、方向均与竖直方向成37° h 角的力，重物离开地面高度九后人停止施力，最后重物自由下落砸人地面的深度为0。©os37” =0.8,不计空气阻力，则下列说法正确的是 物理第1页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三 A.重物在空中上升的时间一定大于在空中下落的时间 B.重物克服地面阻力做的功等于人对重物做的功 C.重物刚落地时的速度大小为√2gh D.地面对重物的平均阻力大小为17mg 5.如图所示，竖直轨道PA与水平轨道BC,通过半径为R的四分之一圆弧轨道连接。长为R的竖 直轻杆两端分别固定质量均为m的小球a、b(均可视为质点)。开始时a球与A点接触且轻杆 竖直，由静止释放两球使其沿轨道下滑，不计小球与轨道间的摩擦，重力加速度为g。下列说法 正确的是 Ppb R A.a球下滑过程中机械能增大 Ba球刚治到水平轨道上时，6球的速度大小为侵R C.b球滑到水平轨道上时，b球的速度大小为√2gR D.从释放两球到两球均滑到水平轨道的过程中，轻杆对b球做的功为2gR 6.如图甲所示，可视为质点的α、b两球通过轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，α球在外力作用下静止 在地面，b球悬空。取地面为零势能面，从t=0时刻释放a球，到b球落地前的过程中，a、b两球 的重力势能E。随时间t的变化关系如图乙所示，球始终没有与定滑轮相碰，忽略空气阻力，重 力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是 E /J 18 7777777 0. A.a、b两球的质量之比为1：3 B.b球落地时的动能为3J C.t=0.3s时刻，a球离地面的高度为0.225m D.当b球的重力势能与动能相等时，b球离地面的高度为0.3m 班级 姓名 分数 题号 1 3 4 5 6 答案 ·轮复习40分钟周测卷七 物理第2页（共4页） M 三、非选择题（本题共5小题，共58分。请按要求完成下列各题） 7.(6分)如图所示，一质量为m、长为L的软绳（质量分布均匀），软绳长度的三部分放在光滑水平 桌面上（以桌面为零势能面且桌面离地高度大于L),另部分跨过光滑桌面的边缘下垂，现将软 绳由静止释放，重力加速度为g,则释放时软绳的机械能为 ,释放时软绳的加速度大小小 为 ,软绳离开桌面时的动能为 8.(6分)如图甲所示，将物块从倾角日=30°的斜面顶端由静止释放。取地面为零势能面，物块在下 滑过程中的动能Ek、重力势能E。与下滑位移x间的关系图像如图乙所示，重力加速度g= 10m/s2,则物块的质量为 kg,物块受到的阻力大小为 No E/J 甲 12 x/m 9.(12分)某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽 略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计，重力加速度为g。 111121111122 光电☐ B 主尺 3 cm 造光地边 10游标尺20 乙 (1)实验时，某同学进行了如下操作： ①用天平测出物块A、B的质量分别为4o和3mo(物块A的质量含遮光片)。 ②用游标卡尺测得遮光片的宽度d如图乙所示，则遮光片的宽度d= cm。 ③将物块A、B用轻绳按图甲连接，跨放在轻质定滑轮上，一同学用手托住物块B,另一同学测量 出遮光片中心到光电门中心的竖直距离，之后释放物块B使其由静止开始下落。测得遮光片 经过光电门的时间为△，则此时物块B的速度大小vB= (用d、△t表示)。 (2)要验证系统（物块A、B)的机械能守恒，应满足的关系式为 (用题中所给字 母表示)。 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一 10.(14分)如图示，某升降电梯的轿厢A、配重B和电动机由轻质缆绳连接，电动机拉动B,使A 运动。某次运行时，A(含载重)的质量M=1000kg,t=0时刻，A从1楼由静止开始以 0.5m/s2的加速度加速运动，然后以v=1m/s的速度匀速运动，最后以大小为0.5m/s2的加 速度减速上升至3楼停止，A上升的高度h=7m。已知B的质量m=800kg,不计空气阻力和 摩擦阻力，重力加速度g=10m/s2,求： (1)此次电梯匀速运行的时间； (2)t=1s时刻，B下端缆绳的拉力大小； (3)A(含载重)从静止开始上升到5的过程，A(含载重)的机械能增加量。 定滑轮 定滑轮聊 配重B 轿厢A门 电动机定滑轮 11.(20分)如图所示，水平轨道BC的右端与高度h=0.45m的光滑固定斜面轨道AB在B点平 滑连接，左端与一倾角0=30°的光滑斜面轨道CE在C点平滑连接，E处固定一劲度系数k= 70N/m的轻质弹簧。一质量m=2kg的滑块从A点由静止释放，经水平轨道BC后滑上斜面 轨道CE并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至D点。已知水平轨道BC的长度s=O.8m,滑块 与水平轨道BC间的动摩擦因数4=0.1，C、D两点间的距离L=0.6,重力加速度g= 10m/s,弹簧的弹性势能E,=kx,其中为弹簧的劲度系数，x为形变量，求： (1)滑块第一次经过B点时的速率； (2)滑块运动到D点时的加速度大小； (3)滑块最终停在距B点多远的位置。 LlM D 轮复习40分钟周测卷七 物理第4页（共4页)】 ☑高三一轮复习M ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（七） 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力Ⅱ.推理能力 Ⅲ，分析综合能力Ⅳ，应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) I ⅡⅢ ①②③④ 档次 系数 1 单项选择题 6 势能与机械能 易 0.80 单项选择题 6 弹性势能、机械能 分 0.75 倾角不同的斜面上的机械能、摩 3单项选择题 6 中 0.65 擦生热 4 双项选择题 8 与功和能有关的物理量问题 中 0.60 5 双项选择题 8 系统的机械能守恒 中 0.60 6 双项选择题 8 与滑轮有关的能量问题 难 0.55 7 非选择题 6 与软绳有关的机械能问题 中 0.65 8 非选择题 6 与斜面下滑有关的机械能问题 中 0.60 非选择题 12 验证机械能守恒定律 中 0.70 10 非选择题 14 机械能在实际生活中的应用 中 0.65 非选择题 20 机械能守恒定律与功能关系 0.55 香考答案及解析 一、单项选择题 置，一定在O点的右侧速度最大，C项错误：因OA 1.D【解析】乘客坐过山车从A位置加速下滑到B位 置，动能增大，A项错误；空气阻力和摩擦力做负功， 号，故物块从开始运动到最终停在B点，路程>a十 机械能减小，机械能不守恒，B、C项错误：乘客坐过山 号，放整个过程物块克服阻力做的功W,=mg5> 车从A位置加速下滑到B位置，重力做正功，重力势 能减小，D项正确。 之mga,根据能量守恒定律可知，物块从0点运动 2.D【解析】如果没有摩擦力，向左运动的最左端为 到B点有，W-W=EB,故物块在B点时，弹簧的弹 B点，根据简谐运动的对称性可知OA=OB',现在由 于有摩擦力，物块从A点运动到B点的过程中有机 性势能E。<W-号ma,D项正确。 械能损失，故无法到达没有摩擦力时的B点，即O点 3.C【解析】设各小球到达同一水平面时，竖直高度为 靠近B点，故OA>OB,A、B项错误；物块在受力平 h,轨道的倾角为日，则由动能定理有一mgh一 衡位置处动能最大，即在弹簧弹力与摩擦力相等的位 ·25· ·物理· 参考答案及解析 mgc0s0· smE一E,因小球的初动能相同，质 h 2mgR,D项错误；结合D项分析可知，轻杆对b球 量相同，动摩擦因数相同，但是各轨道的倾角日不同， 做负功，对a球做正功，故下滑过程中a球机械能增 故末动能不相同，A项错误；小球的重力势能E。 大，b球机械能减小，A项正确。 mgh,可知各小球重力势能相等的位置在同一水平面 6.AC【解析】由图乙可知从释放a球，到b球落地，有 上，B项错误；小球初始位置的机械能相等，当机械能 相等时小球克服摩擦力做的功相等，而摩擦力做的功 发瓷批-会-是=宁A项正确：根据系 △E W,=nglcos9=-mgx,即此时各小球处于同一圆柱 统的机械能守恒有号(m:十心)=gH。一mgH。 面上，因摩擦产生的热量Q=W:,当摩擦产生的热量 相等时，各小球处于同一圆柱面上，C项正确，D项 =12J小，故6球落地时的动能Ew=子m心=9J.B项 错误。 错误；对系统由牛顿第二定律有m6g一mg=(6十 二、双项选择题 4.AD【解析】设停止施力的瞬间重物的速度大小为 m.)a,解得a=是，当t=0.3s时刻，a球离地面的高 u,根据动能定理有(2Fcos37-mg)h=子m,解 度H,=2a=0.25m,C项正确：由图乙可知1 0.3s时刻，有Em=Eh,即mgH1=mhg(H。-H), ,设重物刚落地时的速度大小为，根 得=N5 解得释放时b球离地面的高度H。=0.3m,当Ew= 据动能定理有2Fc0s37°·h=之m5,解得= E时，有mgH:=立m,对b球由动能定理有 6g,C项错误；重物在空中运动的过程，开始在 m6a(H。-H2)= 合m8,解得H,=号H。=0,1m, 拉力作用下做匀加速运动，速度大小达到后做匀 D项错误。 减速运动直至速度为零，之后再做匀加速运动直至速 三、非选择题 度大小为，由此可知上升过程中的平均速度大小 7.2mgL(2分) 子g(2分) 32mgL(2分) 15 =号，下落过程中的平均速度大小西=艺，又重物 【解析】因为以桌面为零势能面，故释放时软绳的机 在空中上升、下落的位移大小相等，故重物在空中上 被能E=E十E,=0-子mgX名L= 32mgL:释放 升的时间一定大于在空中下落的时间，A项正确：重 物在整个运动过程中，根据动能定理有W人十W。一 时根据牛顿第二定律有子mg=m,解得a=子g:软 W=0,则重物克服地面阻力做的功大于人对重物 做的功，B项错误；根据动能定理有2Fcos37°·h十 绳离开桌面时的重力势能E,'=一mg乞，由机械能 mg品-F品=0，解得F=17mg,D项正确。 守恒定律得E=E+E,解得E以'-品mgL。 5.AB【解析】a球刚滑到水平轨道上时，根据机械能 8.0.2(3分) 专3分) 守恒定律有mgR十g号R=立md十子m,又 【解析】由图乙可知，物块下滑的最大位移xo=12m, 5 在最高点时，物块的重力势能Ew=gxosin0=12J, c0s30°=cos30,解得%=√乞gR,B项正确：b 解得=0.2kg;根据除重力以外其他力做的功 球滑到水平轨道上时，根据机械能守恒定律有gR W其他=△E,可知∫xo=E有一E低，由图乙可知，最高 十mg·2R=号×2md,解得=√gR,即两球滑到 点的机械能E=12J,最低点的机械能E低=8J,又 水平轨道上时速度大小均为v=√3gR,C项错误；b x6=12m,解得f=3N。 球在下滑过程中，设轻杆对b球做的功为W,根据动 9.(1)②1.020(4分) 能定理可得w十mg·2R=之m心，联立解得W= ③244分) △t ·26· 高三一轮复习M ·物理· (2)gh=4(只)(4分) 机械能增加量 △t1 【解析】(1)②游标尺的分度值为0.05mm,读数d △E-2Md+MgM (2分) 1cm十4×0.05mm=1.020cm。 解得△E=50500J (2分) ③极短时间内，可以用平均速度代替瞬时速度，则物 11.【解析】(1)滑块从A点运动到B点的过程中，根据 块B的速度大小=20=2是 机械能守恒定律可得 1 (2)若系统满足机械能守恒定律，则有3g·2h 2 mvn-mgh (2分) 4h=X4m十艺 1 ×36%,解得gh 解得vg=3m/s (2分) (2)设滑块在D点时弹簧的压缩量为x,从A点运 动到D点的过程中，根据功能关系可得 10.【解析】(1)A加速运行的时间t1=” =2s(1分) nsA=mgs+mglasin9+之r (2分) 解得x=0.2m (2分) 位移h=之t1=1m (1分) 滑块在D点时，根据牛顿第二定律可得mgsin0十 减速运行的时间专=巴=2s kx=ma (2分) (1分) a 解得a=12m/s2 (2分) 位移h:=之=1m (1分) (3)设滑块最终停止时在水平轨道上运动的路程为 s',与B点的距离为L,根据功能关系可得 匀速运行的时间有=h一h一血=5s (2分) mgh=umgs (2分) (2)由(1)可知t=1s时，A匀加速上升，B匀加速下 解得s=4.5m (2分) 降，设B下端缆绳的拉力大小为F,B上端缆绳的拉 由于--5+号 (2分) s0.8 力大小为T,对A、B由牛顿第二定律可得 T-Mg=Ma (1分) E=0.8m-号×0.8m=0.3m (2分) F+mg-T=ma (1分) 所以滑块最终停在与B点的距离为0.3m的位置 解得F=2900N (2分) (3)由(1)可知A上升到5m时，速度大小为1m/s, ·27·