备战2026年高考近五年(2021-2025)高考物理真题分类汇编(江苏专用)专题06功与能(学生版+解析)

这是一份备战2026年高考近五年(2021-2025)高考物理真题分类汇编(江苏专用)专题06功与能(学生版+解析)，共37页。

考点01 功与功率
1．（2023·江苏·高考）滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑，到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比，图甲中滑块（ ）

A．受到的合力较小B．经过A点的动能较小
C．在A、B之间的运动时间较短D．在A、B之间克服摩擦力做的功较小
2．（2022·江苏·高考）在轨空间站中物体处于完全失重状态，对空间站的影响可忽略，空间站上操控货物的机械臂可简化为两根相连的等长轻质臂杆，每根臂杆长为L，如题图1所示，机械臂一端固定在空间站上的O点，另一端抓住质量为m的货物，在机械臂的操控下，货物先绕O点做半径为2L、角速度为ω的匀速圆周运动，运动到A点停下，然后在机械臂操控下，货物从A点由静止开始做匀加速直线运动，经时间t到达B点，A、B间的距离为L。
（1）求货物做匀速圆周运动时受到合力提供的向心力大小Fn；
（2）求货物运动到B点时机械臂对其做功的瞬时功率P。
（3）在机械臂作用下，货物、空间站和地球的位置如题图2所示，它们在同一直线上，货物与空间站同步做匀速圆周运动，已知空间站轨道半径为r，货物与空间站中心的距离为d，忽略空间站对货物的引力，求货物所受的机械臂作用力与所受的地球引力之比F1:F2。
考点02 动能与动能定理
3．（2022·江苏·高考）某滑雪赛道如图所示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点，不计摩擦力及空气阻力，此过程中，运动员的动能Ek与水平位移x的关系图像正确的是（ ）
A．B．
C．D．
4．（2023·江苏·高考）如图所示，滑雪道AB由坡道和水平道组成，且平滑连接，坡道倾角均为45°。平台BC与缓冲坡CD相连。若滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点。滑雪者现从A点由静止开始下滑，从B点飞出。已知A、P间的距离为d，滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，不计空气阻力。
（1）求滑雪者运动到P点的时间t；
（2）求滑雪者从B点飞出的速度大小v；
（3）若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度L。

考点03 机械能守恒定律
5．（2024·江苏·高考）如图所示，物块B分别通过轻弹簧、细线与水平面上的物体A左右端相连，整个系统保持静止。已知所有接触面均光滑，弹簧处于伸长状态。剪断细线后（ ）
A．弹簧恢复原长时，A的动能达到最大
B．弹簧压缩最大时，A的动量达到最大
C．弹簧恢复原长过程中，系统的动量增加
D．弹簧恢复原长过程中，系统的机械能增加
6．（2022·江苏·高考）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与物块A连接在一起，处于压缩状态，A由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时，立即将物块B轻放在A右侧，A、B由静止开始一起沿斜面向下运动，下滑过程中A、B始终不分离，当A回到初始位置时速度为零，A、B与斜面间的动摩擦因数相同、弹簧未超过弹性限度，则（ ）
A．当上滑到最大位移的一半时，A的加速度方向沿斜面向下
B．A上滑时、弹簧的弹力方向不发生变化
C．下滑时，B对A的压力先减小后增大
D．整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功大于B的重力势能减小量
考点04 能量守恒定律
7．（2021·江苏·高考）如图所示的离心装置中，光滑水平轻杆固定在竖直转轴的O点，小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，长为2L的细线和弹簧两端分别固定于O和A，质量为m的小球B固定在细线的中点，装置静止时，细线与竖直方向的夹角为37°，现将装置由静止缓慢加速转动，当细线与竖直方向的夹角增大到53°时，A、B间细线的拉力恰好减小到零，弹簧弹力与静止时大小相等、方向相反，重力加速度为g，取sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）装置静止时，弹簧弹力的大小F；
（2）环A的质量M；
（3）上述过程中装置对A、B所做的总功W。
1．（2025·江苏苏州·三模）将一小球(可视为质点)悬挂于O点，拉开一个小角度(θa2，由于位移相等，根据x=12at2可知，上升的时间小于下降的时间，根据I=Gt，可知，重力在上升过程中的冲量小于下降过程中的冲量，故B错误；
C．根据动量定理可知F合=ΔpΔt，结合B项分析可知，上升过程中小球动量的变化率比下降过程中的大，故C正确；
D．整个过程中空气阻力的冲量和重力的冲量之和等于小球动量的变化量，故D错误。
故选C。
13．（2025·江苏连云港·一模）如图所示，两根相同弹性轻绳一端分别固定在A、A'点，自然伸长时另一端恰好处于图中光滑定滑轮上的B、B'，将轻绳自由端跨过定滑轮连接质量为m的小球，A、B、C、B'、A'在同一水平线上，且CB=CB'。现将小球从C点由静止释放，沿竖直方向运动到E点时速度恰好为零。已知C、E两点间距离为ℎ,D为CE的中点，重力加速度为g，轻绳形变遵循胡克定律且始终处于弹性限度内，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）

A．小球在E点的加速度为2g
B．小球在CD段减少的机械能等于在DE段减少的机械能
C．小球从C运动到D的时间小于从D运动到E的时间
D．若仅将小球质量变为2m，则小球到达E点时的速度为gℎ
【答案】D
【详解】A．根据题意分析知，小球在C、E两点间做简谐运动，根据对称性知，E点的加速度大小等于C点的加速度，C点小球所受合力等于重力，故加速度大小为g，故A错误；
C．根据A项分析知，小球在C、E两点间做简谐运动，根据运动的对称性知，小球从C运动到D的时间等于从D运动到E的时间，故C错误；
B．根据功能关系知小球减少的机械能等于弹力对小球做的负功，设小球在C点时伸长量为x，则小球在CD段克服弹力做功W1=2×12kx2+ℎ22−2×12kx2，在DE段克服弹力做功W2=2×12kx2+ℎ2−2×12kx2+ℎ22，联立知W1≠W2，故小球在CD段减少的机械能不等于在DE段减少的机械能，故B错误；
D．小球从C、E过程，根据系统机械能守恒2×12kx2+ℎ2−2×12kx2=mgℎ，若仅将小球质量变为2m，则根据系统机械能守恒2×12kx2+ℎ2−2×12kx2+12×2mv2=2mgℎ，联立解得小球到达E点时的速度为v=gℎ，故D正确。
故选D。
14．（24-25高一·江苏南京六校联合体·3月调研）如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，滑块用轻绳系着绕过光滑的定滑轮O（滑轮大小可忽略）。现以大小不变的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升，滑块运动到C点时速度最大。已知滑块质量为m，滑轮O到竖直杆的距离为d，∠OAO′＝37°， ∠OCO′＝53°，重力加速度为g，sin 37°＝0.6。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F的大小为54mg
B．滑块由A到C做匀加速运动
C．滑块由A到C过程中拉力F做的功为56mgd
D．滑块在C点的动能为19mgd
【答案】D
【详解】A．当滑块的合力为零，加速度为零时，速度最大，则在C点，滑块的合力为零，则有Fcs53°=mg
解得拉力F的大小为F=mgcs53°=53mg，故A错误；
B．对滑块受力分析，竖直方向有Fcsθ−mg=ma，滑块向上滑动时，细绳与竖直方向夹角变大，而拉力不变，则滑块的加速度a变小，故B错误；
C．滑块由A到C过程中拉力F做的功为W=F⋅(dsin37°−dsin53°)=2536mgd，故C错误；
D．滑块从A运动到C过程，由动能定理得W−mgℎ=Ek−0，又由几何关系ℎ=dtan37°−dtan53°=712d
联立解得Ek=19mgd，故D正确。
故选D。
15．（2025·江苏南京·二模）如图甲所示，倾角为θ、长为2l的斜面AC，AB段光滑，BC段粗糙，且AB=BC=l。质量为m的小物体由A处静止释放，到C点恰好停下，BC段动摩擦因数自上而下逐渐增大，具体变化如图乙所示，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．动摩擦因数最大值μm=2tanθ
B．小物块的最大速度为32glsinθ
C．重力在AB、BC两段路面上做功不相等
D．重力在AB段中间时刻瞬时功率等于在BC段中间时刻瞬时功率
【答案】B
【详解】A．从A处静止释放，到C点恰好停下，根据动能定理可得mg⋅2lsinθ−Wf=0，由图乙可知Wf=12μmmgcsθ⋅l，联立解得μm=4tanθ故A错误；
B．当摩擦力等于重力沿斜面向下的分力时，小物块的速度达到最大，此时有μmgcsθ=mgsinθ，解得μ=tanθ=14μm，由图乙可知，此时小物块在BC段下滑的距离为14l，则从从A处静止释放到最大速度过程，根据动能定理可得mg⋅(l+14l)sinθ−W'f=12mvm2−0，其中W'f=12μmgcsθ⋅l4=18mglsinθ，解得最大速度为vm=32glsinθ，故B正确；
C．由于AB、BC两段路面的长度相同，对应的高度相同，根据WG=mgℎ，可知重力在AB、BC两段路面上做功相等，故C错误；
D．设小物块在B点的速度为vB，小物块在AB段做匀加速直线运动，则AB中间时刻速度为v1=0+vB2=vB2
则重力在AB段中间时刻瞬时功率P=mgv1sinθ=mgvB2sinθ，小物块在BC段不是做匀变速直线运动，所以BC段中间时刻速度v2≠vB+02=vB2，则重力在BC段中间时刻瞬时功率P'=mgv2sinθ≠mgvB2sinθ，故D错误。
故选B。
16．（2024·江苏泰州·一模）如图所示，水平面OA段粗糙，AB段光滑，OA=AB=l2。一原长为25l、劲度系数为k（k>10μmgl）的轻弹簧右端固定，左端连接一质量为m的物块。物块从O点由静止释放。已知物块与OA段间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则物块在向右运动过程中，其加速度大小a、动能Ek、弹簧的弹性势能Ep、系统的机械能E随位移x变化的图像可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】A．由题意可知，A点处，物块受到的弹力大小为FA=k(l2−2l5)=110kl>μmg，可知物块从O到A过程，一直做加速运动，动能一直增加，根据牛顿第二定律可得a=kx−μmgm=kxm−μg（0≤x≤0.5l）
可知物块从O到A过程，a−x图像应为一条斜率为负的倾斜直线，故A错误；
B．物块从O到A过程（0≤x≤0.5l），由于弹簧弹力一直大于滑动摩擦力，物块一直做加速运动，动能一直增加，但随着弹力的减小，物块受到的合力逐渐减小，根据动能定理可知，Ek−x图像的切线斜率逐渐减小；物块到A点瞬间，合力突变等于弹簧弹力，则Ek−x图像的切线斜率突变变大，接着物块从A到弹簧恢复原长过程（0.5l