大题精练-01 动力学与能量综合问题-备考2025年高考物理题型突破讲练

1. 如图，初速度为v₀的滑块从粗糙程度相同且足够长的斜面顶端滑下，直至速度为零。对于该运动过程，若用x、v、a分别表示滑块的位移、速度和加速度的大小，t表示时间，则下列图像最能正确描述这一运动规律的是（　　）

A . B . C . D .

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2. 如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时（　　）

A . 小车只受重力、支持力作用 B . 木板对小车的作用力方向水平向左 C . 木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力 D . 木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等

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3. 如图，倾角为 $\text{[math]}$ 的斜面与水平面相连，有一质量 $\text{[math]}$ 的物块，从斜面上A点由静止开始下滑后恰好停在水平面上的C点，已知AB长 $\text{[math]}$ ， BC长 $\text{[math]}$ 。物块与各接触面之间的动摩擦因数相同，且不计物块在B点的能量损失。g取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求：

（1）物块与接触面之间的动摩擦因数；

（2）若从A点开始对物体施加 $\text{[math]}$ 竖直向下的恒力作用，到达斜面底端时立即撤去F ，求物块运动的总时间；

（3）若改变（2）中竖直向下恒力F的大小，求物块运动的最短时间。

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4. 如图甲是风洞示意图，风洞可以人工产生可控制的气流，用以模拟飞行器或物体周围气体的流动。在某次风洞飞行表演中，质量为50kg的表演者静卧于出风口，打开气流控制开关，表演者与风力作用的正对面积不变，所受风力大小F=0.05v²（采用国际单位制），v为风速。控制v可以改变表演者的上升高度h，其v²与h的变化规律如乙图所示，g取10m/s²。表演者上升10m的运动过程中，下列说法正确的是（　　）

A . 表演者做匀变速直线运动，加速度大小为0.02m/s² B . 表演者一直处于失重状态 C . 表演者上升5m时获得最大速度 D . 表演者的加速度大小不变

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5. 如图所示，倾角为 $\text{[math]}$ 的斜面体ABC固定，质量为m的滑块a由斜面体上的A点以 $\text{[math]}$ 的初速度沿斜面体下滑，质量为m、长为 $\text{[math]}$ 的长木板b放在水平面上，左端与斜面体的
底端C点平滑衔接，长木板的上表面与斜面体的底端相平齐已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，滑块a与AB、BC以及长木板上表面的动摩擦因数分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，长木板与水平面间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ，假设滑块a经过C点时的速度大小不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：

（1）滑块a滑上长木板时的速度大小；

（2）整个过程中长木板b的位移．

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6. 我国高铁技术全球领先，乘高铁极大节省了出行时间。假设两火车站W和G间的铁路里程为1080 km，W和G之间还均匀分布了4个车站。列车从W站始发，经停4站后到达终点站G。设普通列车的最高速度为108 km/h，高铁列车的最高速度为324 km/h。若普通列车和高铁列车在进站和出站过程中，加速度大小均为0.5 m/s² ，其余行驶时间内保持各自的最高速度匀速运动，两种列车在每个车站停车时间相同，则从W到G乘高铁列车出行比乘普通列车节省的时间为（）

A . 6小时25分钟 B . 6小时30分钟 C . 6小时35分钟 D . 6小时40分钟

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7. 不久前，万众瞩目的北京冬奥会已圆满落幕。如图，在高山滑雪训练中，运动员从斜坡上A点由静止匀加速下滑，到最底端B后，在水平面做匀减速最后停止在C点。已知 $\text{[math]}$ 。忽略运动员在B点的速度损失，则运动员在 $\text{[math]}$ 段和BC段的加速度大小之比为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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8. 某新能源汽车公司为检测新型汽车的性能，在平直公路上做实验。设运动时间为t，位移为x，电脑绘制出汽车运动的 $\text{[math]}$ 图像如图所示，则由图像可知（）

A . 该车处于匀加速直线运动状态 B . 该车的加速度大小为 $\text{[math]}$ C . 该车的初速度为0 D . 该车前2秒内位移是30m

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9. 一质量为m=20g的烟花弹获得E=9J动能后，从地面竖直升空。当烟花弹上升的速度为零时，弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为E=9J，且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小g取10m/s² ，不计空气阻力和火药的质量。求：

（1）烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间；

（2）爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。

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10. 哈尔滨工业大学计算学部设计了一款能够与人协作、共同完成冰壶比赛的机器人。当机器人与冰壶之间的距离保持在8m之内时，机器人可以实时追踪冰壶的运动信息。如图甲所示，在某次投掷练习中机器人夹取冰壶，由静止开始做匀加速运动，之后释放冰壶，二者均作匀减速直线运动，冰壶准确命中目标，二者在整个运动过程中的 $\text{[math]}$ 图像如图乙所示。此次投掷中，下列说法中正确的是（）

A . 冰壶减速运动的加速度大小为 $\text{[math]}$ B . 9s末，冰壶的速度大小为5.75m/s C . 7s末，冰壶、机器人二者间距为7m D . 机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息

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11.
某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度．

（1）可判断出固定重锤的是纸带的端（填左右）

（2）该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，取连续的六个点，测得h1、h2、h3、h4、h5．若打点的频率为f，则打E点时速度为v_E=；

（3）若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出v2与h的关系图线，如图丙所示，则重力加速度 g=m/s² ．

（4）若当地的重力加速度为9.8m/s² ，你认为该同学存在误差的主要原因是．

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12. 如图所示，物体N静置在水平地面上，物体Q和N用轻质弹簧拴接，Q压在弹簧上，物体P和Q通过定滑轮用轻质细绳相连。开始时用手托住P，轻绳刚好被拉直而不张紧。已知Q和N的质量相等，P的质量是N质量的2倍，弹簧在弹性限度内，重力加速度为g，不计一切摩擦。现由静止释放物体P，则下列说法正确的是（　　）

A . 由静止释放P的瞬间，Q的加速度大小为 $\text{[math]}$ B . N刚要离开地面时，P的动能达到最大 C . 从释放P到N刚要离开地面的过程，Q的加速度先减小后增大 D . 从释放P到N刚要离开地面的过程，P和Q组成的系统机械能守恒

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13. 如图，一带正电小球甲固定在光滑绝缘斜面上，另一带正电小球乙在斜面上由静止释放。以释放点为原点，沿斜面向下为正方向建立x轴。在乙沿x轴加速下滑过程中，其动能 $\text{[math]}$ 和机械能E随位置x变化图像，可能正确的是（　　）

A . B . C . D .

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14. 质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则（　　）

A . 重力对A物体做的功大于重力对B物体做的功 B . 重力的平均功率相同 C . 到达水平面时重力的瞬时功率P_A<P_B D . 到达水平面时两物体的动能相同，速度相同

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15. 如图，光滑小球a、b的质量均为m，a、b均可视为质点，a、b用刚性轻杆连接，竖直地紧靠光滑墙壁放置，轻杆长为l，b位于光滑水平地面上，a、b处于静止状态，重力加速度大小为g。现对b施加轻微扰动，使b开始沿水平面向右做直线运动，直到a着地的过程中，则（）

A . a落地前会离开竖直墙壁 B . a落地时的速度大小为 $\text{[math]}$ C . b的速度最大时，a离地面的高度为 $\text{[math]}$ D . a开始下滑至着地过程中，轻杆对b做功为 $\text{[math]}$

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16.
如图，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体．现A以初速度v₀沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．已知离开弹簧后C的速度恰好为v₀ ．求弹簧释放的势能．

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17. 如图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球A和B，已知A球的质量为 $\text{[math]}$ ，用手托住B球，当轻绳刚好被拉紧时，B球离地面的高度是 $\text{[math]}$ ， A球静止于地面。释放B球，B球通过轻绳带动A球上升，A球上升至 $\text{[math]}$ 时速度恰为零，A、 $\text{[math]}$ 两球可视为质点，不计定滑轮的质量及一切摩擦，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。则从释放B球到A球达到最高点的过程中，下列说法正确的是（　　）

A . B球的质量为 $\text{[math]}$ B . A、B球组成的系统机械能守恒 C . B球刚落地时，速度大小为 $\text{[math]}$ D . 轻绳对A球的拉力做的功为 $\text{[math]}$

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18. 我国科技创新规划提出要加强“深海”领域的探测和研究。如图是某大学科研小组在深海探测结束后，利用牵引汽车将探测器从海面起吊上岸的示意图，若不计滑轮摩擦和牵引绳质量。在牵引汽车以速率 v匀速向右运动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A . 探测器处于超重状态 B . 探测器上升的速率大于 v C . 牵引绳拉力等于探测器重力 D . 牵引绳拉力做的功等于探测器重力势能的增加量

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19. 如图所示，质量为m的小球穿过竖直杆，与一自然长度为L轻质弹性绳相连。弹性绳跨过M处的光滑小滑轮，右端固定在N点，O、M、N处于同一水平线上且 $\text{[math]}$ 。从O点静止释放小球，小球可以到达最低点P ，其中 $\text{[math]}$ 。已知小球与竖直杆之间的摩擦因数为μ ，弹性绳劲度系数为k始终在弹性限度内，弹性势能 $\text{[math]}$ （x为形变量），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ，空气阻力不计。求：

（1）小球从O点释放时的加速度大小a；

（2）小球从O点运动到P点过程中弹性绳做的功W；

（3）若O点下方有一Q点且 $\text{[math]}$ ，则小球第一次经过Q点时的动能 $\text{[math]}$ 。

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20. 如图所示，光滑斜面倾角θ=30°，另一边与地面垂直，斜面顶点有一光滑定滑轮，物块A和B通过不可伸长的轻绳连接并跨过定滑轮，轻绳与斜面平行，A的质量为m，开始时两物块均静止于距地面高度为H处，B与定滑轮之间的距离足够大，现将A、B位置互换并静止释放，重力加速度为g，求：

（1） B物块的质量；

（2）交换位置释放后，B着地的速度大小．

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21. 如图，质量均为m的小球A、B用一根长为l的轻杆相连，竖直放置在光滑水平地面上，质量也为m的小球C挨着小球B放置在地面上。微微扰动轻杆使小球A向左倾倒，小球B、C在同一竖直面内向右运动。当杆与地面有一定夹角时小球B和C分离，已知C球的最大速度为v，小球A落地后不反弹，重力加速度为g，下面说法正确的是（　　）

A . 球B，C分离前，A，B两球组成的系统机械能逐渐减小 B . 球B，C分离时，球B对地面的压力大小为 $\text{[math]}$ C . 从开始到A球落地的过程中，杆对球B做的功为 $\text{[math]}$ D . 小球A落地时的动能为 $\text{[math]}$

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22. 一辆货车和一辆小轿车以相同的速度在同一条平直公路上运动，货车在小轿车前方 $\text{[math]}$ 处。货车遇紧急情况突然刹车，小轿车司机经1.5s的反应时间开始刹车，两车的 $\text{[math]}$ 图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A . 若两车未相撞，则从 $\text{[math]}$ 时刻到停止运动，货车和小轿车的位移大小之比为 $\text{[math]}$ B . 货车和小轿车刹车的加速度大小之比为 $\text{[math]}$ C . 若两车未相撞，则 $\text{[math]}$ 时两车的速度相同 D . 若两车刚好不相撞，则 $\text{[math]}$

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23. 如图所示，甲、乙两倾斜传送带以相同的速率ν逆时针运动，两传送带粗糙程度不同，但长度、倾角均相同。将一物体分别从两传送带顶端的A点无初速度释放，物体在甲传送带上B点和乙传送带中部C点速度都恰好达到v，且以速度v运动到乙传送带B点。则在物体从A运动到B的过程中，下列说法正确的是（　　）

A . 物体在甲传送带上运动的时间比乙短 B . 重力的平均功率相等 C . 到达B点时，重力的瞬时功率不相等 D . 两传送带对物体做的功相等

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24. 如图所示，光滑斜面与水平方向的夹角为45°，劲度系数为 $\text{[math]}$ 、原长为 $\text{[math]}$ 的轻质弹簧一端固定在天花板上的 $\text{[math]}$ 点，另一端与质量为 $\text{[math]}$ 的物块（视为质点）相连，物块静置在斜面上的A点时，弹簧正好处于水平状态。现使物块获得一个沿斜面向下的初速度，物块经过 $\text{[math]}$ 点运动到 $\text{[math]}$ 点，已知OB与斜面垂直，OC沿竖直方向，重力加速度大小为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（　　）

A . O、C两点间的距离为 $\text{[math]}$ B . 物块从A点运动到 $\text{[math]}$ 点的过程中机械能增大 C . 物块在 $\text{[math]}$ 点时，弹簧的弹力大小为 $\text{[math]}$ D . 物块在 $\text{[math]}$ 点时的动能比在A点时的动能大 $\text{[math]}$

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25. 机场利用传送带将行李送入飞机货舱。如图所示，传送带与水平面间的夹角 $\text{[math]}$ ，转轴间距 $\text{[math]}$ 。传送带静止，工作人员将一件小包裹（可视为质点）放在传送带的最下端，然后传动带以 $\text{[math]}$ 的加速度匀加速启动，2s后保持匀速，当包裹通过传送带后工作人员发现包裹在传送带上留下一段痕迹。已知小包裹与传送带间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，取重力加速度 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。则痕迹的长度为（　　）

A . 1.2m B . 2.95m C . 3.95m D . 7m

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26. 如图所示，质量均为m的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻木板上，木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接，连接点等高且间距为 $\text{[math]}$ 。两木板与地面间动摩擦因数均为μ，弹性绳劲度系数为k，被拉伸时弹性势能 $\text{[math]}$ （x为绳的伸长量）。现用水平力F缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板刚要离开原位置，此过程中两人与所坐木板保持相对静止，k保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则F所做的功等于( )

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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27. 长为l的高速列车在平直轨道上正常行驶，速率为 $\text{[math]}$ ，要通过前方一长为L的隧道，当列车的任一部分处于隧道内时，列车速率都不允许超过 $\text{[math]}$ 。已知列车加速和减速时加速度的大小分别为a和 $\text{[math]}$ ，则列车从减速开始至回到正常行驶速率 $\text{[math]}$ 所用时间至少为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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28. 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

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29. 如图所示，光滑斜坡上，可视为质点的甲、乙两个相同滑块，分别从H_甲、H_乙高度同时由静止开始下滑。斜坡与水平面在O处平滑相接，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，乙在水平面上追上甲时发生弹性碰撞，忽略空气阻力。下列说法正确的有

A . 甲在斜坡上运动时与乙相对静止 B . 碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度 C . 乙的运动时间与 $\text{[math]}$ 无关 D . 甲最终停止位置与 $\text{[math]}$ 处相距 $\text{[math]}$

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30. 如图所示，在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L的木块，质量为m的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力不变，其大小f与射入初速度大小 $\text{[math]}$ 成正比，即 $\text{[math]}$ （k为已知常数）。改变子弹的初速度大小 $\text{[math]}$ ，若木块获得的速度最大，则（　　）

A . 子弹的初速度大小为 $\text{[math]}$ B . 子弹在木块中运动的时间为 $\text{[math]}$ C . 木块和子弹损失的总动能为 $\text{[math]}$ D . 木块在加速过程中运动的距离为 $\text{[math]}$

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大题精练-01 动力学与能量综合问题-备考2025年高考物理题型突破讲练

一、动力学专项

二、运动学专项

三、功和能专项

四、连接体的机械能守恒问题

五、破鼎提升

六、直击高考

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