2021-2025年湖北省高考物理试题分类汇编：功与能（原卷版）

五年真题（202L2025）

与兼03及星健

（五年考情•探规律）

考点五年考情（202L2025）命题趋势

考点1功和功命题逐渐强化能量守恒与动量守恒的

2021、2023交叉应用，如碰撞过程中动能损失与动量

率

变化的联立分析，或多物体系统在非弹性

考点2动能和碰撞中的能量分配问题。此外，功与能的

2023、2025

动能定理考查常与电磁学结合，如导体棒在磁场中

切割磁感线时的焦耳热计算，体现跨模块

综合。

能力要求上，突出数学工具的深度应

用与逻辑推理的严谨性。考生需熟练运用

微积分思想处理变力做功问题，如通过积

分计算弹簧弹力的非线性做功；或利用导

数求解能量极值问题，如确定物体在复杂

坑道上的最大动能位置。图像分析能力成

考点3机械能为关键，例如通过F-x图像面积计算功，

2022、2024或利用E-t图像判断能量转化趋势.实验

守恒定律

探究能力的考查力度加大，例如设计实验

验证动能定理时，需结合传感器数据处理

与误差分析，将控制变量法拓展至多变量

关系的研究。部分试题还引入跨学科思维，

如通过“能量密度”等工程概念分析新能

源效率，或利用热力学第一定律解释机械

能与内能的转化机制，全面检验考生对•物

理规律的迁移能力与创新应用水平。

（五年真题•分点精准练）

考点01功和功率

1.（2023・湖北・高考）如图所示，原长为/的轻质弹簧，一端固定在。点，另一端与一质量为小的小球相

连。小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与O点的距禽均为,,P

点到。点的距离为"，。。与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩

擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限

度内。下列说法正确的是（）

/M

/

/

、;/

:/

\\

M\

'、N

A.弹簧的劲度系数为平

B.小球在P点下方，处的加速度大小为（3a-4应

C.从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大

D.从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同

2.（2023•湖北•高考）两节动车的额定功率分别为片和尸2,在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为力和也。

现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最

大速度为（）

。1叫+22'-2心PjV+P2VC(P|+尸2)1'1'’2D(Pl+B)、'1v2

A.2

%+约B,BT%i'i+P2y2•々吟+尸21'1

3.（2021・湖北•高考）如图所示，一圆心为。、半径为R的光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内，其下端与

光滑水平面在。点相切。在水平面上，质量为小的小物块A以某一速度向质量也为m的静止小物块B运

动。A、B发生正碰后，B到达半圆弧轨道最高也时对轨道压力恰好为零，A沿半圆弧轨道运动到与。虫等

高的。点时速度为零。已知重力加速度大小为g,忽略空气阻力。

（1）求B从半圆弧轨道飞出后落到水平面的位置到Q点的距离；

（2）当A由C点沿半圆弧轨道下滑到。点时，。。与。。夹角为仇求此时A所受力对A做功的功率；

（3）求碰撞过程中A和B损失的总动能。

考点02动能和动能定理

4.（2025•湖北•高考真题）如图所示，一足够长的平直木板放置在水平地面上，木板上有3〃（〃是大于I

的正整数）个质量均为机的相同小滑块，从左向右依次编号为1、2....3〃，木板的质量为相邻滑

块间的距离均为L,木板与地面之间的动摩擦因数为小滑块与木板间的动摩擦因数为2,〃。初始时木板和所

有滑块均处于静止状态。现给第1个滑块一个水平向右的初速度，大小为廊L(«为足够大常数，g为重

力加速度大小)。滑块间的每次碰撞时间极短，碰后滑块均会粘在•一起继续运动。最大静摩擦力等于滑动

日m……而

摩擦力。------------------------------------------------

(I)求第1个滑块与第2个滑块碰撞前瞬间，第1个滑块的速度大小

(2)无木板滑动前第，个滑块开始滑动时的速度为小第7+1个滑块开始滑动时的速度为%用己知量和丫/表

小,+］。

(3)若木板开始滑动后，滑块间恰好不再相碰，求夕的值。(参考公式：1，22+口口口+好="(4+1)(2&+1))

5.(2023•湖北・高考)如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、

内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为/?的固定光滑圆弧轨道(力上在同一竖直平面内，过

C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60。。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从8点飞出桌面

后，在。点沿圆弧切线方向进入轨道8E内侧，并恰好能到达轨道的最高点。。小物块与桌面之间的动摩

擦因数为;，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。求：

2.K

(1)小物块到达。点的速度大小；

(2)8和。两点的高度差；

(3)小物块在A点的初速度大小。

考点03机械能守恒定律

6.(2024•湖北•高考)如图所示，水平传送带以5m/s的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离为3.6m。

传送带右端的正上方有一悬点”用长为0.3m.不可伸长的轻绳悬挂一质量为0.2kg的小球，小球与传送带

上表面平齐但不接触。在。点右例的P点固定一钉子，P点与。点等高。将质量为0.1kg的小物块无初速

轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间小物块的速度大小为lm/s、

方向水平向左。小球碰后绕。点做圆周运动，当轻绳被钉子挡住后，小球继续绕P点向上运动。已知小物

块与传送带间的动摩擦因数为0.5,重力加速度大小g=l()m/s2。

(I)求小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度大小；

(2)求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能；

(3)若小球运动到P点止.1：方，绳子小松弛，求P点到。点的最小距离。

1年模拟•精选模考题

I.（24-25高三•湖北襄阳随州八校联考•三模）如图所示，三个相同的小物块a、b、c,质量均为〃?，。放

在水平地面上，。和c在竖直方向上通过劲度系数为k的轻弹簧相连，〃在。的正上方，开始时〃、〃、c•均

静止。现让〃自由下落，人力碰后一起向下运动。已知弹簧的弹性势能可表示为厮=：后，A为弹簧的劲度

系数，x为弹簧的形变量，重力加速度为若〃向上运动到最高点时，。恰好离开地面，则。开始下落时

距方的高度为（）

2.（2025•湖北武汉二中・5月模考）如图所示，可视为质点的光滑定滑轮P与竖直墙面上的。点等高，O为PQ

的中点，尸。距离为2d。一根轻质不可伸长的细绳一端系在。点，穿过质量为〃?的光滑圆环A再绕过定滑轮

P,另一端吊着质量也为，〃的重物B。将圆环A由。点静止释放，设。4与水平方向夹角为仇已知重力加速

度为&，整个过程中B未与滑轮P相撞，不计空气阻力和一切摩擦。下列说法中正确的是（）

A.A和B的速度关系为咋=%sin。

B.A可以下降的最大高度为/

C.A和B总动能最大时，Q60。

D.A和B总动能最大时，B的动能为"7gd

3.（2025・湖北黄石二中•高三下适应性（二））将一个小球从地面竖直上抛，过程中小球受到的阻力与速

率成正比，设向上为正方向，小球的速度、位移、动能和机械能分别为£、腔纵和£，以地面为零势能面，

则下列描述小球运动过程的图像可能正确的是（）

4.（2025・湖北黄冈中学•二模）地球和哈雷彗星绕太阳运行的软迹如图所示，彗星从。运行到从从c运行

到d的过程中，与太阳连线扫过的面枳分别为Si和S2,且$>S2,彗星在近Fl点与太阳中心的距离约为地球

公转轨道半径的0.5倍，则彗星（）

哈雷彗星

A.在近日点的速度小于地球公转的速度

B.在近日点加速度约为地球公转加速度的4倍

C.从。运行到〃的时间等于从c运行到d的时间

D.从》运行到c的过程中动能先减小后增大

5.（2025・湖北•高三下学期考前信息卷一）如图甲所示，足够长的传送带与水平面的夹角为公37。，以尸3m/s

的速度顺时针转动。现将一个质量小=2kg的煤块以速率％=4m/s放上传送带，煤块在传送带上的速率随时间

变化如图乙所示，sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（）

B

A.煤块初速度方向沿传送带向上

B.若煤块与传送带之间的动摩擦因数"=0.875,则留下的划痕长度为24.5m

C.0心时间内，系统产生的热量小于煤块重力势能的变化量

D.煤块到达B端时重力的瞬时功率大小为60W

6.（2025•湖北武汉二小•高三卜二模）如图甲，某轻弹簧两端系着质量均为小的小球A、Bo小球A用细线

悬挂于天花板上，系统处于静止状态。将细线烧断，并以此为计时起点，A、B两小球运动的图线如图

乙所示（。为小球的加速度，/为时间），两图线对应纵轴最小值均为a=0,S表示0到“时间内A的a-/图线与

横轴所围面积大小，当地重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.从0到日时刻，弹簧对A球的冲量为0

B.2时刻，弹簧弹性势能最大

C.与时刻，A、B两小球的速度差最小

D.八时刻，B物体的速度大小为\，B=2g/「S

7.（2025・湖北襄阳五中•三模）下列物理表述正确的是：（）

A.做竖直上抛运动的物体，在上升过程中，速度的变化量的方向是竖直向下的

B.作用力与反作用力做功的代数和一定为零

C.带电粒子在电场中，只受电场力时，也可以做匀速圆周运动

D.带电粒子仅在静电力作用下运动时，动能一定增加

8.（24-25高三•湖北黄冈中学•四模）如图所示，一倾角夕的光滑斜面固定于水平面上，斜面底端固定一挡

板，原长为/。的轻弹簧沿斜面放置，一端固定于斜面底端的挡板上，另一端连接一质量为皿的物块A,将

质量为，〃?的物块B放在物块A上，沿斜面向下压物块B,使A离挡板沿斜面距离为/,此时弹簧的弹性势

能为耳，将物块A和B由静止释放，所有物体沿斜面方向运动。重力加速度为g,不计空气阻力。则下列说

法正确的是（）

A.若A、B物块恰能分离,则£p=（〃7]+〃?2）g（/oT）sinO

B.若A、B物块恰能分离，则Ep=（〃ii+〃i2）g/sin0

C.若A、B物块能分离，则B沿斜面向上运动的最大位移为1与一,

D.若A、B物块能分离，则B沿斜面向上运动的最大位移为17

9.（2025・湖北黄石二中•高三下适应性（二））如下左图所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平面

上，质量为m的小球从A点自由下落，至3点时开始压缩弹簧，下落的最低位置为。点。以A点为坐标原

点。。沿竖直向下建立x轴，定性画出小球从A到C过程中加速度。与位移.1的关系，如下右图所示，重

力加速度为g。对于小球、弹簧和地球组成的系统，下列说法正确的是（）

A.小球在8点时的速度最大

B.小球从B到C的运动为简谐运动的一部分，振幅为等

C.小球从4到C,系统的动能与弹性势能之和增大

D.图中阴影部分1和2的面积关系为：ST

10.（24-25高三・湖北S月模拟）如图为某同学在学校操场练习投铅球。已知铅球出手时离地面高度为九

初速度大小为“，方向斜向上，与水平方向的夹角为*0。＜以90。），不计空气阻力，重力加速度为g。下列说

法正确的是（）

A.铅球在空中运动过程中，相等时间内速度的变化不相同

B.在0。〜90。范围内，。越大，铅球在空中运动过程中重力的平均功率越小

C.当M5。时，铅球的水平射程最大

D.铅球的最大水平射程为如RI

g

11.（2025•湖北黄冈中学•二模）如图所示，质量为，〃的小球乙固定在长度为上的轻质细杆上端，杆的下端

通过光滑的转轴与质量为m的物块甲相连，物块甲紧靠右侧竖直固定挡板，放置在光滑水平面上，开始时

轻杆保持竖直状态，系统静止。现轻扰小球乙，使小球乙无初速度的向左倒下，物块甲和小球乙均视为质

点，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

乙

o

_________巾】

A.当轻杆与竖直方向夹角为60度时，轻杆的作用力为零

B.甲刚要离开挡板时，乙的速度大小为屈

C.小球乙落地前瞬间，乙的速度大小为最

D.小球乙从开始运动到落地过程中，轻杆对小球乙做的功力-二用gL

12.(2025•湖北•高三下学期考前信息卷D宣绩高铁于2024年10月11日正式运营，安徽再添一条高铁

大动脉，改变了皖南地区的交通格局，让安徽南部地区真止拥有了"高铁大环线如图是列车在水平长直轨

道上的模拟运行图，列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车。假设该动车组各车

厢的质量均为机，动车的额定功率都为P，动车组在水平直轨道」.运行过程中阻力与车重成正比，比例系数

为院则该动车组()

8

/〃〃/，〃H〃〃〃〃H〃/〃/〃2〃7〃〃H〃2〃/〃〃〃〃/

A.运行的最大速率为二

4Amg

B.列车配置如果改成4节动车和4节拖车，最大速度将提高到原来的1.5倍

C.不管是做匀速运动还是匀加速运动，第4、5节车厢间的作用力一定都为0

D.动车组做匀加速运动时，第2、3节车厢与第5、6节车厢间的作用力之比为3:2

13.(2025・湖北襄阳五中•三模)三个完全相同的小球，质量均为〃7,其中小球A、B固定在竖直轻杆的两端，

A球靠在竖直光滑墙面，B球C球均位于足够大的光滑水平地面上，小球C紧贴小球B,如图所示，三小球均

保持静止。某时，小球A受到轻微扰动开始下滑，直至小球A落地前瞬间的运动过程中，三小球始终在同一

竖直面上。已知小球C在上述过程中的最大速度为v,轻杆长为，重力加速度为g。求：

⑴此过程中竖直墙对小球A的冲量大小；

(2)小球A落地前瞬间，A的动能大小；

(3)质量为m的光滑圆槽乙也放在足够大的光滑水平面上，C球与B球分离后，C球运动一段时间后沿着光

滑圆槽乙水平切线由C点进入圆槽，圆槽8段为圆心角53」的圆弧，已知v=3病，小球上升到圆槽的。点

时，圆槽的速度为】它-序，则圆槽半径r是R的多少倍？(已知cos53=0.6)

14.(2025・湖北缪阳五中•三模)如图所示，内壁光滑的木槽A质量为「町=lkg,木槽与水平桌面间的动摩擦

因数为4=0.3,木槽内有两个可视为质点的滑块B、C,质量分别为〃?B=lkg和mc=2kg.两滑块通过细线将很短

的轻弹簧压缩，弹簧与B固连，与C不固连，B滑块距木槽左端为/=lm,C滑块距木槽右端为"1,初始时弹

簧的弹性势能为3J,现烧断细线，滑块B与木槽碰撞后粘合，滑块C与木槽碰撞无机械能损失，碰撞时间极

短，可忽略不计，重力加速度为g,求：

2/

A

(1)滑块B、C与木槽A碰前的速度珀和气大小；

(2)从烧断细线到C与A碰撞前，A与水平桌面间摩擦产生的热量0；

(3)最终C与槽A右端的距离。

15.(2025・湖北襄阳五中.适应考)如图所示，长为3.5L的不可伸长的轻绳，穿过一长为L的竖直轻质细

管，两端拴着质量分别为，小学的小球A和小物块B。开始时B先放在细管正下方的水平地面上，A在管

子下端，绳处于拉直状态，手握细管，保持细管高度不变.现水平轻轻摇动细管，保持细绳相对于管子不

上下滑动的情况卜，一段时间后，使A在水平面内做匀速圆周运动，B对地面的压力恰好为零。已知重力

加速度为g，sin37°=0.6,不计一切摩擦阻力。试求:

\.5L

(1)A做匀速圆周运动时，绳马竖直方向的夹角仇

(2)摇动细管过程中，手所做的功；

(3)水平轻摇细管，使B上升至管口下2L处平衡，此时管内一触发装置使绳断开，A做平抛运动的落地点到

16

管口的水平距离为多少？

16.(2025•湖北荆州沙市中学•高三下模)如图所示，一长木板B质量〃?=1.0kg,长L=9.2m,静止放置于光

滑水平面上，其左端紧靠一半径R=5.5m的光滑圆弧轨道，但不粘连。圆弧轨道左端点。与圆心。的连线

PO与竖直方向夹角为53。，其右端最低点处与长木板B上表面相切。距离木板B右端d=6.0m处有一与木

板等高的固定平台，平台上表面光滑，其上放置有质量〃尸1.0kg的滑块D。平台上方有一水平光滑固定滑

轨，其上穿有一质量M=2.0kg的滑块C,滑块C与D通过一轻弹簧连接，开始时弹簧处于竖直方向。一质

量///=1.0kg的滑块A被无初速地经放在沿顺时针转动的水平传送带左端。••段时间后A从传送带右侧水平

飞出，恰好能沿切线方向从尸点滑入圆弧轨道。A下滑至圆弧轨道最低点并滑上木板B,带动B向右运动，

B与平台碰撞后即粘在一起不再运动。A随后继续向右运动，滑上平台，与滑块D碰撞并粘在一起向右运

动。A、D组合体随后运动过程中一直没有离开水平面，且C没有滑离滑轨。若传送带长s=6.0m,转动速

度大小恒为vo=6.0m/s,A与传送带和木板B间动摩擦因数均为产0.5。忽略所有滑块大小及空气阻力对问

题的影响。sin53°=0.8,cos53°=0.6,重力加速度g=10nVs2

⑴求滑块A到达P点的速度大小“

(2)求滑块A与滑块D碰撞前的速度大小-

(3)若弹簧第一次恢复原长时，C的速度大小为l.Om/so则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能是多大？

17.(2025•湖北武汉武昌区・5月质检)如图所示，一质量为m的长板A静置于光滑水平面上，距其右

端d=1m处有一与A等高的固定立台，一质量为小的滑块B静置于这个光滑平台上。B的正上方有一质量

为3m的滑块C套在固定的光滑水平细杆上,B和C通过一轻质弹簧连接。一质量为2m的小滑块D以“=3m/s

的初速