2021-2025年北京市高考物理试题分类汇编：功与能（原卷版）

五年真题（202L2025）

与兼05Mg卷

（五年考情•探规律）

考点五年考情（2021・2025）命题趋势

考点1功与功知识考查层面，愈发重视功与能知识

2021、2022、2023

率和其他物理模块的深度融合。功与功率计

箕常与力学中的牛顿运动定律、物体的运

考点2动能与动相结合，分析物体在力的作用下的能量

2021、2022、2024、2025

动能定理转化与运动状态变化；能量守恒定律则与

电场、磁场、电磁感应等知识联动，如在

考点3机械能

2023、2024、

守恒定律电磁感应现象中，综合考查电能、机械能

之间的相互转化，全面考查考生对多模块

考点4功能关知识的综合运用能力。

2021、2024

系从能力要求来看，对逻辑推理和数理

结合能力的考查力度显著增强。试题常设

置多过程、多变量的复杂情境，要求考生

依据已知条件，通过严密的逻隹推导，建

立功与能的相关方程，运用代数运算、函

数图像等数学工具，求解能量变化量、做

功的大小等关键物理量。同时，注重考查

考生的科学思维，如通过类比、迁移等思

考点5能量守

2021、维方式，将常见的能量转化模型应用到新

恒定律

憎境中，像从熟悉的机械能守恒模型拓展

到复杂的能量系统守恒分析。部分试题还

会引入新的科技概念或能量转换机制，考

查考生在新情境下获取信息、分析问题、

运用知识的创新能力，以此全方位检验考

生对功与能知识的掌握程度以及物理学科

核心素养的发展水平。

（五年真题•分点精准练）

考点（）1功与功率

1.（2023•北京•高考）如图所示，一物体在力〃作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为利,

加速度大小为小物体和桌面之间的动摩擦因数为〃，重力加速度为g,在物体移动距离为x的过程中（）

A.摩擦力做功大小与F方向无关B.合力做功大小与产方向有关

C.产为水平方向时，F做功为pmgxD./做功的最小值为?nax

2.（2022・北京・高考）我国航天员在“天宫课堂〃中演示了多种有趣的实验，提高了青少年科学探索的兴趣。

某同学设计了如下实验：细绳一端固定，另一端系一小球，给小球一初速度使其在竖直平面内做圆周运动。

无论在“天宫”还是在地面做此实验（）

<----

%

A.小球的速度大小均发生变化B.小球的向心加速度大小均发生变化

C.细绳的拉力对小球均不做功D.细绳的拉力大小均发生变化

3.（2021•北京•高考）如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面必cd,其

中曲段为平直上坡路面，曲段为水平路面，〃段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力

的大小变化。下列说法正确的是（）

A.在仍段汽车的输出功率逐渐减小B.汽车在必段的输出功率比加•段的大

C.在cd段汽车的输出功率逐渐减小D.汽车在cd段的输出功率比反段的大

考点02动能与动能定理

4.（2025•北京•高考）某小山坡的等高线如图，M表示山顶，力、8是同一等高线上两点，MA,M8分别是沿

左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下，不考虑阻力，则（）

A.小球沿M力运动的加速度比沿MB的大

B.小球分别运动到4、8点时速度大小不同

C.若把等高线看成某静电场的等势线，则4点电场强度比B点大

D.若把等高线看成某静电场的等势线，则右侧电势比左侧降落得快

5.12025•北京•高考）关于飞机的运动，研究下列问题。

⑴质量为，〃的飞机在水平跑道上由静止开始做加速直线运动，当位移为x时速度为V。在此过程中，飞机受

到的平均阻力为了,求牵引力对飞机做的功W。

⑵飞机准备起飞，在跑道起点由静止开始做匀加速直线运动。跑道上存在这样一个位置，飞机一旦超过该

位置就不能放弃起9否则将会冲出跑道。已知跑道的长度为乙长机加速时加速度大小为由,减速时最大

加速度大小为求该位置距起点的距离小

⑶无风时，飞机以速率〃水平向前匀速飞行，相当于气流以速率〃相对飞机向后运动。气流掠过飞机机翼，

方向改变，沿机翼向后下方运动，如图所示。请建立合理的物理模型，论证气流对机翼竖直向上的作用力

大小产与〃的关系满足"oc"％并确定。的值。

6.（2024・北京•高考）水平传送芍匀速运动，将一物体无初速度地放置在传送带上，最终物体随传送带一

起匀速运动。下列说法正确的是（）

A.刚开始物体相对传送带向前运动

B.物体匀速运动过程中，受到静摩擦力

C.物体加速运动过程中，摩擦力对物体做负功

D.传送带运动速度越大，物体加速运动的时间越长

7.（2022・北京・高考）利用物理模型对问题进行分析.是重要的科学思维方法。

考点04功能关系

10.（2024・北京•高考）将小球竖直向.卜.抛出，小球从抛出到落回原处的过程中，若所受空气阻力大小与速

度大小成正比，则下列说法正确的是（）

A.上升和下落两过程的时间相等

B.上升和下落两过程损失的机械能相等

C.上升过程合力的冲量大于下落过程合力的冲量

D.，升过程的加速度始终小于下落过程的加速度

11.（2021・北京・高考）类比是研究问题的常用方法。

（1）情境1：物体从静止开始卜落，除受到重力作用外，还受到一个与运动方向相反的空气阻力/=kua

为常量）的作用。其速率u随时间/的变化规律可用方程G-ku=根号（①式）描述，其中根为物体质量，

G为其重力。求物体下落的最大速率玲|。

（2）情境2：如图1所示，电源电动势为E,线圈自感系数为，电路中的总电阻为R。闭合开关S,发现

电路中电流/随时间/的变化规律与情境1中物体速率-随时间f的变化规律类似。类比①式，写出电流/

随时间，变化的方程；并在图2中定性画出/T图线。

L

}Y

E

।O

图1图2

（3）类比情境1和情境2中的能量转化情况，完成下表。

情境1情境2

物体重力势能的减少量

物体动能的增加量

电阻R上消耗的电能

情境1情境2

电源提供的电能

线圈磁场能的增加量

克服阻力做功消耗的机械能

考点05能量守恒定律

12.（2021・北京・高考）秋千由踏板和绳构成，人在秋千上的摆动过程可以简化为单摆的摆动，等效〃摆球"

的质最为机，人蹲在踏板上时摆长为Zi，人站立时摆长为"。不计空气阻力，重力加速度大小为g。

（1）如果摆长为。，"摆球"通过最低点时的速度为打求此时“摆球”受到拉力丁的大小。

（2）在没有别人帮助的情况下，人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球〃摆得越米越高。

a.人蹲在踏板上从最大摆角％开始运动，到最低点时突然站起，此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为

%。假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变，通过订算证明%

b.实际上人在最低点快速站起后“摆球〃摆动速度的大小会增大。随着摆动越来越高，达到某个最大摆角。后，

如果再次经过最低点时，通过一次站起并保持站立姿势就能实现在竖直平面内做完整的圆周运动，求在最

低点“摆球”增加的动能应满足的条件。

1年模拟•精选模考题

1.（2025•北京朝阳•二模）如图所示，某同学以大小为火的初速度将铅球从〃点斜向上抛出，到达。点时

铅球速度沿水平方向。已知P、。连线与水平方向的夹角为30。，P、。间的距离为L不计空气阻力，铅球

可视为质点，质量为小，重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A.铅球从尸点运动到。点所用的时间为后

B.铅球从。点运动到Q点重力做的功为

C.铅球从P点运动到Q点动量的变化为m监

D.铅球到达Q点的速度大小为J诏-gL

2.（2025•北京昌平•二模）如图所示，运动员将质量为加的足球从水平地面上位置1以速度为踢出，足球

经过最高点（位置2）,落在地面上位置3,位置2距离地面的高度为儿1与2和2与3间的水平距离不

等。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）

———千2、

〃3

*IN"\1

,77777777777777777777777777777777/7777777777777777/

A.从1到2,足球动能的减少量大于mgh

B.从1到2,足球动能的减少量小于mgh

C.从1到2,足球的加速度保持不变

D.在位置2,足球的动能等诏-mgh

3.（2025•北京昌平•二模）如图所示，重物M放在长木板OP上，将长木板绕。端缓慢转过一个小角度的

过程中，重物M相对长木板始终保持静止。关于长木板对重物M的支持力和摩擦力，下列说法正确的是（）

A.支持力和摩擦力均逐渐增大

B.支持力和摩擦力的合力逐渐增大

C.支持力和摩擦力均对重物做正功

D.支持力对重物做正功，摩擦力不做功

4.（2025・北京大兴•练习）一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为2X喷水速度约为10m/s,水

的密度为1x103kg/m3,则该喷头（）

A.单位时间的喷水晟约为2xIO-m3

B.单位时间的喷水量约为2xICT，由？

C.喷水的功率约为20W

D.喷水的功率约为100W

5.（2025・北京•一模）物体〃、。质量分别为〃心和〃加，且它们的初动能相同。若♦和6分别只受

到恒岸阻力板和凡的作川，经过相同的时间停下来，匕们的位移分别为M和工瓦下列说法正确的是（）

A.Fa>Fb,xa<xbB,Fa>Fbtxa>xb

C.Fa〈Fb,xa>xbD.Fa<Fb,xa<xb

6.（24-25高三下•北京海淀•二模）如图1所示，“冰坑挑战”需要挑战者先进入一个坡面与水平面夹角为

半径为R的倒圆锥型冰坑，然后尝试从其中离开。方式甲一一挑战者沿着如图2甲所示坡面向上走或爬的方

式，很难离开冰坑，通常还是会滑回坑底。方式乙一一挑战者沿着如图2乙所示的螺旋线方式跑动多圈后,

最终可以成功离开冰坑。已知挑战者的质量为，力其与冰面的动摩擦因数为〃，重力加速度为g。为了讨论

方便，假定滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等；方式乙中人的跑动半径「缓慢增大，每圈的轨迹都可近

似为与水平地面平行的圆。下列说法正确的是（）

图1图2

A.在方式甲中，一定满足关系式mgsin。＜卬zigcos。

B.在方式甲和方式乙中，挑战者受到的最大静摩擦力大小不同

C.在方式乙中，可利用mgtan6=m?求得每圈的最小速度

D.在方式乙中，挑战者离开冰坑做的功至少为mgRtan。

7.（2025•北京西城•一模）如图所示，光滑斜面高度一定，斜面倾角。可调节。物体从斜面顶端由静止释

放，沿斜面下滑到斜面底端，下列物理量与斜面倾角无关的是（）

A.物体受到支持力的大小

B.物体加速度的大小

C.合力对物体做的功

D.物体重力的冲量

8.（2025•北京丰台•二模）如图所示，一物体在恒力尸作用下沿斜面向上加速运动，已知物体质量为陆

加速度大小为物体和斜面之间的动摩擦因数为〃，斜面倾角为〃，重力加速度为g,在物体移动距离工

的过程中，下列说法正确的是（）

〃/〃//〃〃/〃/〃〃//〃〃〃〃〃〃〃,

A.斜面对物体的摩擦力大小为mgsin。

B.斜面对物体作用力的大小为mgcos。

C.斜面对物体的摩擦力做功为-/mgx

D.物体动能增加了max

9.（2025•北京西城・二模）如图1所示，小球悬挂在轻弹簧的下端，弹簧上端连接传感器。小球上下振动

时，传感器记录弹力随时间变化的规律如图2所示。已知重力加速度g=lOm/s?。下列说法正确的是（）

薄0

>

i

i

?

o

图1图2

A.小球的质量为0.2kg,振动的周期为4s

B.0~2s内，小球始终处于超重状态

C.0~2s内，小球受弹力的冲量大小为2N・s

D.0~2s内，弹力对小球做的功等于小球动能的变化量

10.（2025•北京东城•二模）如图所示，水平传送带以速度u匀速运动，将质量为m的小物块无初速度放在

传送带的左端，传送带足够长，物块到达右端之前已经与传送带共速。卜列说法正确的是（）

>V

A.物块与传送带共速后，物块受到向右的静摩擦力

B.传送带运动速度越大，物块加速运动的时间越短

C.物块与传送带共速前，摩擦力对物块做负功

D.物块与传送带之间因摩擦产生的热量等于

11.（2025•北京朝阳♦二模）水平桌面上的甲、乙两物体在水平拉力作用下由静止开始沿直线运动，其加速

度•与所受拉力尸的关系如图所示。甲、乙两物体的质量分别为叫、m2,与桌面间的动摩擦因数分别为生、

的。下列说法正确的是（）

A.7%>m2

B.%>也

C.若拉力相同，经过相同时间拉力对甲做功少

D.若拉力相同，通过相同位移甲获得的动能小

12.（2025•北京昌平•二模）荡秋千是孩子们喜欢的一项运动。如图所示，秋千由两根长度均为L的细绳悬

挂于固定横梁上，质量为机的小孩坐在秋千座椅上，初始时，大人用一水平外力使秋千静止，此时两绳与

竖直方向夹角均为不计秋千的质量，小孩可视为质点。重力加速度为g。

⑴当秋千静止时，求水平外力的大小入

⑵将秋千从静止释放，秋千自由摆动，若不计空气阻力，求秋千摆到最低点时每根绳子的拉力大小兀

⑶若考虑空气阻力，求秋千从静止释放到停下的过程中空气阻力所做的功傍。

13.（2025•北京朝阳•二模）单摆装置如图所示，摆球始终在竖直面内运动，摆球可视为质点。不计空气阻

力，请完成卜列问题:

⑴若摆长为L,简谐运动周期为厂求重力加速度的大小g;

⑵若摆长为L摆起最大角度为仇求摆球通过最低点时速度的大小％;

⑶若摆球质量为〃?，摆动周期为r,重力加速度大小为g,通过最低点时的速度大小为V,摆球从左侧最高

点第一次摆到最低点的过程中，求细线对摆球拉力的冲量大小/。

14.（2025•北京丰台•二模）如图所示，光滑水平面/W与竖直面内的粗糙半圆形导轨AC在B点相接，导

轨半径为R。一个质量为〃?的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，脱离弹簧时速度为巧，沿半圆形导轨

到达。点时速度为“2,此后平抛落地（落地点未画出）。不计空气阻力，重力加速度为g。求：

⑴弹簧压缩至A点时的弹性势能昂：

⑵物体在C点时受到的导轨给它的弹力风；

⑶物体从C点平抛落地过程中重力的冲量大小/。

15.（2025•北京西城•二模）如图所不，小物块的质量m=0.10<g,以速度%=2m/s开始运列，运动至水

平桌面右端抛出。物块的抛出点距水平地面的高度力=0.80m,落地点与桌面右端的水平距离s=0.40m,

重力加速度g=10m/s2o不计空气阻力。求：

一%

n

⑴物块在空中运动的时间/：

⑵物块离开桌面右端时速度的大小v；

⑶桌面摩擦力对物块做的功卬。

16.（2025•北京西城••模）半径为R的光滑半圆轨道处于竖直平面内，轨道与水平地面相切于轨道的端点

儿一质量为小的小球从4点冲上半圆轨道，沿轨道运动到8点飞出，最后落在水平地面上，重力加速度

为g。若恰好能实现上述运动，求：

⑴小球在B点时速度的大小I.

⑵小球的落地点与A点间的距离.r；

⑶小球刚进入圆弧轨道时，轨道对小球弹力的大小PA.

17.（24-25高三下•北京海淀•二模）如图所示，光滑水平面48与粗糙的竖直半圆轨道BCD在8点相切，半

圆轨道BCD的半径R=0.4m,。是半圆轨道的最高点。将-质量m=0.1kg的物体（可视为质点）向左压缩

轻弹簧至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得一向右速度，并脱离弹簧在水平面上做直线运动，

2

其经过8点时的速度%=5m/s,之后物体沿半圆轨道运动，恰好能通过。点。取重力加速度