周测评(十五) 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-【衡水真题密卷】2025-2026学年高一下册物理学科素养周测评（粤教版）

密 2025一2026学年度高一学科素养周测评（十五） 题 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 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 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 2 3 5 6 答案 1.关于经典力学和狭义相对论，下列说法正确的是 A.研究神舟十六号飞船的发射速度，经典的牛顿力学已不再适用 B.研究绕氢原子核高速运动的电子，经典的牛顿力学已不再适用 C.在不同的惯性参考系中，测得的真空中的光速不相同 D.狭义相对论完全否定了经典力学 2.如图所示，竖直轨道MA与四分之一圆弧轨道ABC平滑对接且在同一竖直 B 面内，圆弧轨道圆心为O,OC连线竖直，OB连线与竖直方向夹角0=37°，紧 靠MA的一轻质弹簧下端固定在水平面上，弹簧上放有一质量m=2kg的 小球，现用外力将小球向下缓慢压至P点后无初速度释放，小球恰能运动到P 知PA两点高度差么=0.8m,圆斑轨道半径R2。防脆 摩擦和空气阻力，小球的半径远小于圆弧轨道的半径，弹簧与小球不栓接，取g=10/s2, sin37°=0.6，cos37°=0.8，则 ( ) A.小球离开弹簧时速度最大 B.刚释放小球时，弹簧弹性势能为36J C.若小球质量改为5.5kg,仍从P点释放小球后，小球能沿轨道返回P点 D.若小球质量改为2.3kg,仍从P点释放小球后，小球将从B点离开圆弧轨道 3.水平面内固定有半径为R的光滑圆环，质量为的光滑小球套在圆环上。一根原长为 R的轻弹簧一端固定在处于B点的静止小球上，另一端固定在圆环的A点，AB恰好为 高一学科素养周测评（十五）物理第1页（共4页）】 真题至 若你决定灿烂，山无遮，海无拦 圆环的一条直径，如图所示。现给小球微小扰动，小球从B由静止开始沿逆时针方向运 班级 动，运动过程中小球的最大动能为E,下列说法正确的是 () A.小球与弹簧构成的系统机械能不守恒 A 姓名 B.小球运动的弧长为2R 时，其机械能最大 ------------- 得分 动能最大时，小球所受的合 D.小球的动能最大时，其相对圆环圆心的角速度大小为，√R 2E 4.如图所示，木块放在光滑水平面上，一颗子弹水平射入木块。已知子弹受到的平均阻力 大小为∫，射入的深度为d,在此过程中木块位移的大小为s,关于此过程下列说法正确 的是 () 77777777777777777777777777777777 A.子弹克服阻力做的功为fs B.子弹的损失动能为f(s十d) C.木块动能的增加量为f(s+d) D.子弹和木块组成的系统机械能守恒 5.质量分别为2kg、3kg的物块A和B,系在一根不可伸长的轻绳两端，细绳跨过固定在 倾角为30°的斜面顶端的轻质定滑轮上，开始时把物体拉到斜面底端，此时物块A离地 面的高度为0.8，如图所示，从静止开始放手让它们运动，斜面光滑且足够长，始终保 持静止，不计一切摩擦，取g=10m/s2。下列说法正确的是 () 0.8m 77777777747 A.物块A落地的速度为4m/s B.物块A落地的速度为210 5m/s C.物块B沿斜面上滑的最大距离为0.96m D.物块B沿斜面上滑的最大距离为0.88m 密卷 高一学科素养周测评（十五）物理第2页（共4页） YJ 6.如图所示，竖直平面内固定一根竖直的光滑杆P和水平光滑杆Q,两杆在 p忠 同一平面内，不接触，水平杆延长线与竖直杆的交点为O。质量为2的 小球A套在竖直杆上，上端固定在杆上的轻质弹簧的另一端与小球A相 连。另一质量为m的小球B套在水平杆Q上，小球A、B用长为2L的轻 杆通过铰链分别连接。在外力作用下，当轻杆与水平杆Q成0=53°斜向 左上方时，轻质弹簧处于原长，系统处于静止状态。撤去外力，小球A在 竖直杆上做往复运动，下降的最大距离为2L。已知轻质弹簧的弹性势能E,一2x,x 为弹簧的形变量，k为轻质弹簧的劲度系数，整个过程轻质弹簧始终处在弹性限度内，不 计一切摩擦，重力加速度大小为g,sin53°=0.8，cos53°=0.6，则下列说法正确的是（) A轻质弹簧的劲度系数及为咒 B.小球A运动到0点时的速度大小为gL C.从撤去外力到轻杆与水平杆Q成0=30°斜向左上方的过程，轻杆对小球B做的功为 21 175mgL D.小球A从最高点运动到O点的过程，轻杆对小球B一直做正功 二、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)阿特伍德机是著名的力学实验装置。如图甲所示，绕过定滑轮的细线上悬挂质 量均为M的重球A和B,在B下面再挂质量为m的重物C,由静止开始释放，验证机械 能守恒定律。已知重力加速度为g。 t2 光电门 B 吓 0cm12345 甲 丙 (1)如图乙所示，实验中使用直尺与三角板测得重球A的直径d= mm。 (2)某次实验中测得重球A经过光电门的时间为t,则重球A上升h时的瞬时速度为 ,系统重力势能的减少量△E。= (用m、M、h、d、t、g表示)。 (3)甲同学在实验中发现：重力势能减少量△E。略小于动能增加量△Es,你认为原因是 A.有空气阻力、滑轮有摩擦 B.光电门不在重球A的正上方 C.高度测量有偏差 D.定滑轮质量不可忽略 (4)乙同学在实验中保持h不变，改变重物C的质量，测得多组m和对应通过光电门的 YJ 高一学科素养周测评（十五）物理第3页（共4页） 真题名 时间t,绘制出图丙所示的t2-二图像，图线纵轴截距为b,斜率为，则重球A的质量 M= (用b、k表示)。 8.(20分)在一长为3L的轻杆上离杆的O端L处固定小球A,在杆的另一端固定小球B, 两小球与轻杆组成一个系统。如图甲所示，对轻杆系统的一端施加竖直向上的恒定拉 力F=60N,使系统加速向上运动，当系统上升的位移h=19m时，系统动能的增加量 △Ek=57J;如图乙所示，轻杆系统可绕O端自由转动，将轻杆拉到水平位置由静止释 放。已知小球A的质量mA=1.9kg,L=1m,g取10m/s2。求： (1)小球B的质量； (2)在图乙中，轻杆从水平位置摆到竖直位置的过程中对小球B所做的功； (3)在图乙中，当轻杆摆到竖直位置时，轻杆OA段拉力与AB段拉力大小之比。 个F 00 B 乙 9.(20分)如图所示，弹簧的一端与挡板O相连接，弹簧的自然长度为OA,现用质量m= 0.5kg的小球压缩弹簧由静止释放，小球离开弹簧后在水平面上运动由B点进入半径 R=0.4m的光滑半圆弧轨道，C为半圆弧轨道的最高点，已知水平面OA段光滑，AB 段粗糙且长度L=3m,小球与水平面AB段的动摩擦因数μ=0.2，小球通过最高点C 时对轨道的压力恰好为零，不计空气阻力，取g=10m/s2。 (1)求弹簧压缩后具有的弹性势能及小球落地点到A点的距离。 (2)若弹簧压缩的形变量相同，要使每次小球都能够进入半圆弧轨道且能沿着轨道返回 水平面，则小球质量应该满足什么条件？ (3)在(2)问中若取质量M=1kg的小球压缩弹簧，则小球被弹开后最终停在何处？ twwmm 777777 A B L 密卷 高一学科素养周测评（十五）物理第4页（共4页）·物理· 参考答案及解析 2025一2026学年度高一学科素养周测评（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 2 小球的动能最大时，小球所受合力F=mR 1.B【解析】牛顿运动定律属于经典力学的研究范 2E 畴，适用于宏观、低速运动的物体，要注意到低速 ，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 v√m12E 错误；经典力学对微观、高速的绕氢原子核高速 的角速度w=R=R=R√m ,D错误。 运动的电子，已不再适用，B正确：根据光速不变 4.B【解析】子弹克服阻力做功W:=f(s十d),A 原理，在任何惯性参考系中，测得的真空中的光 错误；根据动能定理可知，子弹损失的动能△Ek= 速不变，C错误；相对论并没有否定经典力学，经典 f(s十d),B正确；根据动能定理可知，木块动能 力学是相对论在低速运动下的特殊形式，D错误。 的增加量△Ek=fs,C错误；子弹射入木块时要 2.D【解析】小球上升到弹簧弹力大小等于重力 有内能产生，可知子弹和木块组成的系统机械能 时，小球速度最大，A错误；小球恰能过C点，则 不守恒，D错误。 5.BC【解析】根据动能定理有mAgh一neghsin30°= 有mg=m尺，可得uc=√gR=√10m/s,所 以弹簧的最大弹性势能为E,=mg(h十R)十 mA十ms)u2,解得0=20 1 5 m/s,A错误，B 正确；A物体落地前B物体滑行的距离x1= 2m0呢=46J,B错误；小球质量为m1=5.5kg> 0.8m,A物体落地后B物体受的合力为mg sin 2kg时，小球肯定到不了C点，而最大弹性势能 30°，加速度为gsin30°，根据运动学公式有A物 E,=46J>1gh=44J,小球到达A点时还有速 体落地后B物体滑行的距离x? 02 度，即能进入圆孤轨道，所以小球将在圆孤轨道A、 2gsin30°，解 C之间某，点离开圆孤轨道做斜上抛运动，不能沿轨 得x2=0.16m,物体B沿斜面上滑的最大距离x= 道返回P,点，C错误；设小球质量为m2时恰好从 x1十x2=0.8m十0.16m=0.96m,C正确，D错误。 6.BC【解析】小球A、弹簧和小球B组成的系统 B点离开，则在B点有m2gc0s37°=m2R,解得 能量守恒，小球A下降到最大距离时，根据能量 vB=2√2m/s,根据机械能守恒定律可得E,= 守恒定律有2(2L)2=2mg×2L,解得k= 1 m2gh+Rcos37)+2m2,解得m,=2.3kg,D T,A错误；小球A运动到O点时，AB沿杆方 正确。 向的速度相等，此时B的速度为零，根据能量守 3.B【解析】小球与弹簧构成的系统，除重力和弹 簧弹力外，没有其他力做功，机械能守恒，A错 恒定律有2mg×2Lsin53°-号A(2Lsin530y:- 误小球运动的孤长为2时，弹簧的长度为原 4 2X2mu,解得u=5√工，B正确；轻杆与水平杆 长，弹性势能减为零，小球的机械能最大，B正确； Q成0=30°角斜向左上时，设B的速度为'，A的速 ·5 YJ 真题密卷 学科素养周测评 度为vA,根据关联问题可知Acos60°=vc0s30°， d 2gh,解得M= 由能量守恒定律有2mg×2L(sin53°-sin30) 2b· .155 2t(2Lsin53°-2Lsin30y2=号×8m暖十 1 8.(1)3.8kg (2)12J (3)122 【解析】(1)根据动能定理有 m03,解得。-√号1，根括动能定理可 1 42 Fh-(mA十mB)gh=△Ek (2分) 2mo'2,解得w= 解得小球B的质量 知轻杆对小球B做的功W= mB=3.8 kg (2分) 175mgL,C正确；小球A从最高点运动到0点 21 (2)轻杆从水平位置摆到竖直位置的过程中根据 机械能守恒有 的过程，小球B先加速后减速，所以轻杆对小球B 1 2mA(oL)2+ 1 先做正功后做负功，D错误。 mAgL十mBg·3L= 2m(w·3L)2 二、非选择题 (3分) 7.1)9.0(2分)(2)(2分) mgh(2分) /140 解得w=、√19 rad/s (2分) 3)BC分)（易8分 轻杆从水平位置摆到竖直位置的过程中根据动 能定理有 【解析】(1)刻度尺的分度值为1mm,读数时估 读到分度值的下一位，则A的直径d=9.0mm。 mBg·3L十W= 2ms(w·3L)2 (3分) (2)重球A上升h时经过光电门，由于通过光电 解得W=12J (2分) 门的时间极短，可用平均速度代替瞬时速度= (3)根据牛顿第二定律有 :由于AB球的质量相等，重球A上升的距离 d FOA-FAc-mAg =mAWL (2分) FAc-mBg=mBw2·3L (2分) 等于B下降的距离，A、B的重力势能之和不变， 轻杆OA段拉力与AB段拉力大小之比 A、B、C系统重力势能的减少量等于重物C减少 FoA 155 的重力势能△E,=mgh。 FAB 122 (2分) (3)有空气阻力、滑轮有摩擦，导致系统机械能减 9.(1)8J2.2m 小，则△E。大于△Ek,A错误；光电门不在重球A (20.8kg≤m<号kg 的正上方，可能造成测量的速度偏大，从而△E。 (3)距B点1m处 小于△Ek,B正确；高度测量有偏差，可能造成h 【解析】(1)小球通过最高点C时对轨道的压力 的测量值偏小，从而使△E。小于△Ek,C正确；定 恰好为零，则在C点，由牛顿第二定律得 滑轮质量大小对测量无影响，D错误。 2 mg=m R (2分) （④)根指机枝能守恒有mgh=号(m+2M002 解得vc=2m/s (1分) 平抛后竖直方向有 2(m+2M)( 八，形可得=M.1 gh m 2R=28号 (2分) 2gh,则2.1 d2 图线的斜率6=M gh,纵轴截距6 水平方向有 ·6 YJ ·物理· 参考答案及解析 x1=vcti (2分) 处，则 小球落地点到A点的距离 Ep=um'gL+m'gR (2分) △x=L-x1=2.2m (1分) 解得m'=0.8kg (1分) 从A点到C,点根据能量守恒定律得 所以小球质量0.8kg≤m<3kg。 (1分) 1 E,-=umgL+2mgR+mv-8J. (2分) (3)质量M=1kg的小球压缩弹簧，全过程根据 (2)弹簧压缩的形变量相同，则弹性势能相同，每 能量守恒得 次小球都能够进入半圆孤轨道，则 Ep=uMgs (1分) E。=m"gL (2分) 解得在AB上的总路程s=4m (1分) 部得m-音kg 所以小球被弹开后最终停在距B点1m处。 (1分) (1分) 且能沿着轨道返回水平面，则最高到达圆心等高 2025一2026学年度高一学科素养周测评（十六）物理·阶段检测（四） 一、选择题 大小之比，为(mg cos a):(mg)=cosa:1,D 1.B【解析】题图甲中，物块在光滑水平面上压缩 错误。 弹簧的过程中，弹簧的弹力对物块做负功，则物 3.B【解析】篮球做斜抛运动，在竖直方向上做加 块的机械能减小，A错误；题图乙中，小朋友抓住 速度为g的匀变速直线运动，上升阶段速度V,= 秋千杆从A点摆到B点的过程中，只有重力做 vo一gt,下落阶段速度口，=gt,由关系式可知， 功，小朋友的机械能守恒，B正确；题图丙中，运动 速度与时间成一次函数关系。根据P=mg℃y, 员从A至最低点C过程中，蹦床弹力对运动员做 可知重力的瞬时功率与时间成一次函数关系，且 功，运动员的机械能不守恒，C错误；题图丁中，运 在最高点重力的瞬时功率为零，A错误，B正确； 动员上升过程中杆的弹力对运动员做功，运动员 篮球在水平方向上一直有速度，则篮球的动能不 的机械能不守恒，D错误。 能为零，C错误；不考虑空气阻力，篮球只受重力 2.C【解析】根据动能定理有mgh一mg· 作用，机械能守恒，E不变，D错误 (h十csa 4.A【解析】刚释放A时，A只受重力，所以加速 h =0,解得μ= sin a =tan- sin a sin a/ 1+cos a 2 度为g,A正确；初始时弹簧被压缩，弹簧的弹力 A错误；根据运动学公式知，小孩运动过程中的 大小等于mg,当A沿竖直杆滑至最低点时，弹簧 a 被拉伸，弹簧的弹力大小仍等于mg,所以初、末 h 2ghtan 2 最大速度Vmx 2g· ,B 两状态弹簧形变量相等，弹簧的弹性势能相等， sin a sin a A、B和弹簧组成的系统中，从初态到末态只有重 2h 错误；小孩在倾斜部分运动的时间t= 力做功，系统机械能守恒，有mAgh A=meghe,由 ugsin a 2h 几何关系知k-音，ha-号d,所以m-受，B ,C正确；小孩在倾斜部分和水平 (1-cos a)g 2 部分运动时产生的热量之比等于对应的摩擦力 错误；从初态到末态，物块B上升的高度B=3 7 YJ