2026届高考物理一轮复习备考专题训练：动能与势能（真题演练）（含答案）

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2026届高考物理一轮复习备考专题训练：动能与势能（真题演练）
一、选择题
1．（2025·南京模拟）如图所示，圆筒固定在水平面上，圆筒底面上有一与内壁接触的小物块，现给物块沿内壁切向方向的水平初速度。若物块与所有接触面间的动摩擦因数处处相等。则物块滑动时动能Ek与通过的弧长s的图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．（2025·潍坊模拟）如图所示，一轻质刚性杆可在竖直平面内绕固定转轴O自由转动，杆长为2L。杆的中点M处固定一质量为2m的小球a，另一端N处固定一质量为m的小球b。现将杆从水平位置由静止释放，忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．杆转动至竖直位置时，OM段杆对小球a的作用力大小为
B．杆转动至竖直位置时，OM段杆对小球a的作用力大小为
C．从释放到转动至竖直位置过程中，杆对小球a做的功为
D．从释放到转动至竖直位置过程中，杆对小球a做的功为
3．（2025·潍坊模拟）某次训练投掷中，运动员将质量的铅球以初速度斜向上抛出，忽略空气阻力，重力加速度。已知铅球在时动能达到最小值。以抛出点所在水平面为零势能面，下列反映铅球在空中运动过程中动能、重力势能，随时间t或高度h变化关系的图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．（2025·温州模拟）如图所示，A、B小球带同种电荷，在外力作用下静止在光滑绝缘水平面上，相距为d。撤去外力的瞬间，A球加速度大小为a，两球运动一段时间，B球加速度大小为，速度大小为v。已知A球质量为3m，B球质量为m，两小球均可视为点电荷，不考虑带电小球运动产生的电磁效应。则在该段时间内（　　）
A．B球运动的距离为
B．库仑力对A球的冲量大小为
C．库仑力对A球做功为
D．两球组成的系统电势能减少了
5．（2025·南京模拟）如图甲所示，倾角为、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=2tan
B．小物块的最大速度为
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
6．（2025·内江模拟）在离地面高h处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为，物块落回地面时的速度为v，重力加速度为g。则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于（　　）
A． B．
C． D．
7．（2025·成华模拟）如图所示，质量为可看成质点的小球固定在一长为的轻杆上，轻杆另一端固定在底座的转轴上，底座的质量为，小球可绕转轴在竖直平面内自由转动。现在最低点给小球一个初速度，当小球通过最高点时，底座对地面的压力恰好为。在小球转动过程中，底座始终相对地面静止，不计转轴间摩擦阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（　　）
A．外界对小球做的功为
B．小球从最低点运动到最高点的过程中合外力的冲量大小为
C．小球运动到与转轴等高的位置时，地面对底座的静摩擦力大小为
D．小球在最低点时，底座对地面的压力大小为
8．（2025·南宁模拟）如图所示，质量相同的三个小物块a、b、c处在同一高度，现将小物块a和b由静止释放，则a沿光滑斜面下滑，b做自由落体运动；同时将小物块c沿水平方向抛出，不计空气阻力，关于三个物块的运动情况，下列判断正确的是（　　）
A．三个物块落地前瞬间的动量相同
B．三个物块落地前瞬间的动能相同
C．重力对三个物块做功相同
D．重力对三个物块的冲量相同
9．（2025·山东模拟）图甲所示“反向蹦极”区别于传统蹦极，让人们在欢笑与惊叹中体验到了别样的刺激。情境简化为图乙所示，弹性轻绳的上端固定在点，下端固定在体验者的身上，多名工作人员将人竖直下拉并与固定在地面上的力传感器相连，人静止时传感器示数为。打开扣环，人从点像火箭一样被“竖直发射”，经速度最大位置上升到最高点。已知，人（含装备）总质量（可视为质点）。忽略空气阻力，重力加速度。下列说法正确的是（　　）
A．打开扣环前，人在点处于超重状态
B．体验者在、间做简谐运动
C．、两点间的距离为
D．人在点的加速度大小为
10．（2025·遂宁模拟）如图所示，一滑块（可视为质点）从斜面轨道AB的A点由静止滑下后，进入与斜面轨道在B点相切的、半径R=0.5m的光滑圆弧轨道，且O为圆弧轨道的圆心，C点为圆弧轨道的最低点，滑块运动到D点时对轨道的压力为28N。已知OD与OC、OB与OC的夹角分别为53°和37°，滑块质量m=0.5kg，与轨道AB间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则轨道AB的长度为（　　）
A．6.75m B．6.25m C．6.5m D．6.0m
11．（2025·靖远模拟）2024年8月6号，“千帆星座”的首批组网卫星以“一箭18星”的配置成功升空入轨，标志着我国向组建全球卫星互联网迈出了重要一步。如图所示，航天器携带卫星A从地面发射到成功将其送入离地面高度为h的圆形轨道，整个过程中航天器对卫星A做功的大小为W。已知卫星A的质量为m，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，卫星A从地面到入轨过程中，不计空气阻力，重力势能的改变量为（　　）
A． B． C． D．
12．（2025·岳麓模拟）北京举办冬奥会以后，人们参与滑雪运动的热情高涨。如图所示，滑雪滑道由弯曲滑道和斜面雪道组成。滑雪爱好者从弯曲滑道顶端静止滑下，从弯曲滑道末端A点飞出，飞出后将落到斜面雪道上的C点，斜面雪道的倾角为，B点为从A到C运动过程的最高点。运动过程空气阻力的方向总是与速度方向相反，关于滑雪爱好者从A运动到C的过程，下列判断正确的是（　　）
A．滑雪爱好者做匀变速曲线运动
B．滑雪爱好者在B点时的动能最小
C．滑雪爱好者可能在B、C之间的某个位置动能最小
D．滑雪爱好者在B点时到斜面的距离最远
13．（2025·遂宁模拟）如图所示，一半径为R的竖直光滑圆轨道固定在倾角为37°的斜面上，圆轨道与斜面相切于N点，MN为圆轨道的一条直径，整个装置始终保持静止。一个质量为m的小球恰能在圆轨道内侧做圆周运动，重力加速度为g，，则（　　）
A．小球通过M点时速度大小为
B．小球在N点对轨道的压力大小为
C．小球从M点顺时针运动到N点的过程中，重力的功率先增大后减小
D．小球从M点顺时针运动到N点的过程中，轨道对小球的弹力先增大后减小
14．（2025·禅城模拟）如图甲所示，一名消防员在演习训练中，沿着竖直固定钢管往下滑。图乙所示的速度-时间图像记录了他两次从同一位置下滑的运动情况。则消防员在（　　）
A．过程，两次下滑的高度相同
B．过程，克服摩擦力做功相等
C．过程，所受摩擦力的冲量相等
D．过程所受摩擦力的冲量大小均为mgT
15．（2025·青岛模拟）随着低空经济的发展，小型电动飞机将成为人们的通勤选择。现有某款新型号电动飞机，工程技术人员通过研究空气阻力对飞机运动的影响，验证飞机气动布局性能。如图所示，在平直跑道上，技术人员调整飞机动力输出单元，使飞机在大小为的恒定牵引力作用下由静止开始加速运动，发现经时间飞机的速度不再增加。已知飞机的质量为，飞机所受阻力大小，其中为常数，不计飞机轮胎与地面间的滚动摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．时间内飞机滑行的距离
B．驱动飞机的电机输出功率随时间线性增大
C．若时刻飞机刚好达到额定功率，则
D．时间内飞机克服阻力所做的功
二、非选择题
16．（2025·南充模拟）用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶（内有砂子），滑轮质量、摩擦不计，
(1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是　 　．
(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d＝　 　cm.
(3)实验主要步骤如下：
①测量木板（含遮光条）的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图甲所示正确连接器材；
②将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk＝　 　，合外力对木板做功W＝　 　.（以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示）
③在小桶中增加砂子，重复②的操作，比较W、ΔEk的大小，可得出实验结论．
17．（2025·广州模拟）光电门是一种可精确记录物体运动时间的装置。
（1）工作原理
光电门的光照孔面积有一定大小，遮光片经过光照孔，当遮光面积增大到某一阈值时，光电门开始计时；反之，当遮光面积减小到同一阈值时，光电门停止计时，从而得到遮光时间。在遮光时间内，遮光片移动的距离称为有效遮光宽度。
如图（a），宽为L的遮光片经过圆形光照孔，若遮光面积的阈值为光照孔面积的一半，则该遮光片的有效遮光宽度　 　L（选填“大于”“小于”或“等于”）。
（2）实际测量
如图（b），细线一端系住小铅柱，另一端固定在O点，O点的正下方h（远大于小铅柱的直径）处固定一光电门。将铅柱拉离竖直位置，测量细线偏离竖直方向的夹角θ，由静止释放铅柱，测得遮光时间为t，已知重力加速度为g，不计摩擦与空气阻力，铅柱中轴线始终沿细线方向，则铅柱经过光电门的有效遮光宽度L0=　 　（用h、g、θ、t表示）。
某次实验，小铅柱直径D=5.10mm，θ=60°，h=0.25m；g取9.80m/s2，多次测量得平均遮光时间t=3.02ms，取，则铅柱经过光电门的有效遮光宽度L0=　 　mm（结果保留3位有效数字）。
（3）误差分析
结合（1）工作原理，对比L0与D可知，此光电门的光照孔遮光面积的阈值　 　（选填“大于”“小于”或“等于”）光照孔面积的一半。
由此可知，该阈值会导致遮光片的有效遮光宽度与其实际宽度有差异。当使用一块宽度为L1（L1>D）的遮光片时，其有效遮光宽度应为　 　（用D、L0、L1表示）。
18．（2025·广东模拟）如图所示，质量m=1kg的木块静止在高h=1.2m的平台上，木块与平台间的动摩擦因数，用水平推力F=20N，使木块产生位移l1=3m时撤去，木块又滑行l2=1m时飞出平台，不计空气阻力，（ g取10m/s2）求：
（1）撤去推力时木块的速度；
（2）木块飞出平台时速度的大小；
（3）木块落地时速度的大小。
19．（2025·湛江模拟）如图，一质量m=0.4kg的滑块（可视为质点）静止于动摩擦因数的水平轨道上的A点。对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P=10W。经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器，当滑块到达传感器上方时，传感器的示数为25.6N。已知轨道AB的长度L=2.0m，半径OC和竖直方向的夹角，圆形轨道的半径R=0.5m。（空气阻力可忽略，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）滑块运动到C点时速度vc的大小；
（2）B、C两点的高度差h及水平距离x；
（3）水平外力作用在滑块上的时间t。
答案解析部分
1．【答案】C
2．【答案】A
3．【答案】C
4．【答案】D
5．【答案】B
6．【答案】A
7．【答案】B
8．【答案】C
9．【答案】C
10．【答案】A
11．【答案】C
12．【答案】C
13．【答案】D
14．【答案】C
15．【答案】D
16．【答案】平衡摩擦力；0.560cm；；
17．【答案】（1）等于
（2）；4.73
（3）大于；L1+L0-D
18．【答案】（1），方向水平向右
（2）
（3）
19．【答案】（1）滑块运动到D点时，由牛顿第二定律得
滑块由C点运动到D点的过程，由机械能守恒定律得
联立解得
（2）滑块在C点时，速度的竖直分量为
B、C两点的高度差为
滑块由B运动到C所用的时间为
滑块运动到B点时的速度为
B、C间的水平距离为
（3）滑块由A点运动到B点的过程，由动能定理得
解得
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