2025年高考物理试题分类汇编-力学计算

2025年高考试题分类汇编

专题19力学计算

L（2025・河南•高考试题）如图，在一段水平光滑直道上每间隔4=3m铺设有宽度为4=2.4m

的防滑带。在最左端防滑带的左边缘静止有质量为町=2kg的小物块P,另一质量为

生=4kg的小物块Q以%=7m/s的速度向右运动并与P发生正碰，且碰撞时间极短。己

知碰撞后瞬间P的速度大小为u=7m/s,P、Q与防滑带间的动摩擦因数均为4=0.5,重

⑴该碰撞过程中损失的机械能；

（2）P从开始运动到静止经历的时间。

【答案】⑴24.5J

⑵5s

【详解】（1）P、Q与发生正碰，由动量守恒定律加2%=牝％+”正

1,1V°+1WV）+A£

由能量守恒定律不加2说=-W2QZ1

乙乙乙

联立可得VQ=3.5m/s,AE=24.5J

（2）对物块P受力分析由牛顿第二定律〃叫g=〃2M

物决P在第一个防滑带上运动时，由运动学公式哈=2叱，出=”的

解得vPI=5m/s

则物块P在第一个防滑带上运动的时间为。=0.4s

物块P在光滑的直道上做匀速直线运动，贝I"=心"2

解得J=0.6s

物决P在第二个防滑带上运动时，由运动学公式啥-4=2叱，VP2=VPI-ah

解得vP2=lm/s

则物块P在第二个防滑带上运动的时间为，3=0-8s

物决P在光滑的直道上做匀速直线运动，贝匹=vP2/4

解得，4=3s

由以上条件可知，物块P最终停在第三个防滑带上，由运动学公式。=42-画5

可得物块P在第三个防滑带上运动的时间为4=0-2s

故物块P从开始运动到静止经历的时间为，+，2+，3+。+4=5s

2.(2025•安徽•高考试题)如图,M、N为固定在竖直平面内同一高度的两根细钉，间距L=0.5m。

一根长为3L的轻绳一端系在M上，另一端竖直悬挂质量m=Qlkg的小球，小球与水平地

面接触但无压力。，=0时，小球以水平向右的初速度%=10m/s开始在竖直平面内做圆周

运动。小球牵引着绳子绕过N、M,运动到M正下方与M相距L的位置时，绳子刚好被拉

断，小球开始做平抛运动。小球可视为质点，绳子不可伸长，不计空气阻力，重力加速度g

取10m/s2c

3L

⑴求绳子被拉断时小球的速度大小，及绳子所受的最大拉力大小；

(2)求小球做平抛运动时抛出点到落地点的水平距离；

⑶若在1=0时，只改变小球的初速度大小，使小球能通过N的正上方且绳子不松弛，求初速

度的最小值。

【答案】⑴酎=4行m/s，T=17N

(2)4m

⑶2/m/s

【详解】(1)小球从最下端以速度vo抛出到运动到ME下方距离为L的位置时，根据机械能

1.1.

守恒定律一〃?诏=mg-2L^—mv^

4^2

在咳位置时根据牛顿第二定律7-mg=机亍

解写v=46m/s，T=17N

1、

(2)小球做平抛运动时x=”，2L=-gt~

解得x=4m

，2

(3)若小球经过N点正上方绳子恰不松弛，则满足=另

从最低点到该位置由动能定理J之=〃吆.5乙+：fnv2

解得％=2JiGn/s

3.(2025・福建•高考试题)如图甲，水平地面上有A、B两个物块，两物块质量均为0.2kg,A

与地面动摩擦因数为4=0.25,B与地面无摩擦，两物块用弹簧置于外力F的作用下向右

前进，F与位移x的图如图乙所示，P为圆弧最低点，M为最高点，水平地面长度大于4m。

⑴求0-lm,F做的功；

(2)x=lm时，A与B之间的弹力；

⑶要保证B能到达M点，圆弧半径满足的条件。

【答案】(1)1.5J

(2J0.5N

(3)r<0.2m

【洋解】(1)求OTm,F做的功W=&=1.5xlJ=1.5J

（2）对AB整体，根据牛顿第二定律/一，=2〃也

其中f="mg

对B根据牛顿第二定律FAR=ma

联立解得%=0-5N

（3）当A、B之间的弹力为零时，A、B分离，根据（2）分析可知此时尸=0.5N

止匕时x=3m

过程中，对A、B根据动能定理唯一=

根据题图可得%=1.5J+°515x2J=3.5J

从。点到M点，根据动能定理-mg•2-=；"Rn-g"2廿

v2.

在M点的最小速度满足mg=

小

联立可得30.2m

即圆弧半径满足的条件-WO.2mo

4.（2025•福建・高考试题）某运动员训练为直线运动，其u-r图如图所示，各阶段组像均为直

⑴0—2s内的平均速度；

⑵44.2—46.2s内的加速度；

⑶44.2-46.2s内的位移。

【答案】⑴2.4m/s,方向与正方向相同

（2）O.lm/s2*方向与H7方向相同

（3）4.2m,方向与正方向相同

-28+20

【详解】（1）0—2s内的平均速度口=」——-m/s=2.4m/s

2

方向与正方向相同；

22—20

（2）44.2-46.2s内的加速度。=—:---:—m/s2=0.1m/s2

46.2-44.2

方向与正方向相同;

（3）44.2—46.2s内的位移R=6出处2m=4.2m

2

方向与正方向相同。

5.（2025•山东•高考试题）如图所示，内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上，P、Q

分别为轨道的两个端点且位于同一高度，P处轨道的切线沿水平方向，Q处轨道的切线沿竖

直方向。小物块a、b用轻弹簧连接置于光滑水平面上，b被锁定。一质量〃z二1kg的小球

自Q点正上方力=2m处自由下落，无能量损失地滑入轨道，并从P点水平抛出，恰好击中

a,与a粘在一起且不弹起。当弹簧拉力达到尸=15N时，b解除锁定开始运动。己知a的

39

质量=lkg,b的质量网,=akg，方形物体的质量用=,kg,重力加速度大小

^=10m/s2,弹簧的劲度系数攵=50N/m,整个过程弹簧均在弹性限度内，弹性势能表

1）

达式耳=7匕之（X为弹簧的形变最），所有过程不计空气阻力。求:

P2

⑴小球到达P点时，小球及方形物体相对于地面的速度大小匕、匕;

⑵弹簧弹性势能最大时，b的速度大小心及弹性势能的最大值Epmo

2

【答案】（l）6m/s,水平向左，.m/s,水平向右

25

⑵弓m/s,水平向左,Epin=-J

【详解】（1）根据题意可知，小球从开始下落到。处过程中，水平方向上动量守恒，则有

mv}=MV2

由能量守恒定律有mgh=；机片+gMv1

2

联立解得片=6m/s,v2=-m/s

2

即小球速度为6m/s,方向水平向左，大物块速度为§m/s,方向水平向右。

（2）由于小球落在物块a正上方，并与其粘连，小球竖直方向速度变为0,小球和物块。水

平方向上动量守恒，则有〃=（〃?+〃％）匕

解得匕=2m/s

设当弹簧形变量为肛时物块A的固定解除，此时小球和物块。的速度为也，根据胡克定律

F=kX\

系统机械能守恒叫）舌=g（"?+〃2“）y：+g22

联立解得V4=1m/s,%=0.3m

固定解除之后，小球、物块。和物块匕组成的系统动量守恒，当三者共速时，弹簧的弹性势能

最大，由动量守恒定律有（〃?+“,）匕=（帆+〃2“+州,）以

2

解得以=4m/s，方向水平向左。

由能量守恒定律可得，最大弹性势能为综”=：（〃?+〃和旧+；处2-；（〃2+a+/%）*=[1

6.（2025•广西•高考试题）图甲为某智能分装系统工作原理示意图，每个散货经倾斜传送带由

底端A运动到顶端B后水平抛出，撞击冲量式传感器使其输出一个脉冲信号，随后竖直掉

入以与水平传送带共速度的货箱中，此系统利用传感器探测散货的质量，自动调节水平传

送带的速度，实现按规格分装。倾斜传送带与水平地面夹角为30。，以速度%匀速运行。

若以相同的时间间隔△，将散货以几乎为0的速度放置在倾斜传送带底端A,从放置某个散

货时开始计数，当放置第10个散货时，第1个散货恰好被水平抛出。散货与倾斜传送带问

的动摩擦因数〃二手，到达顶端前己与传送带共速。设散货与传感器撞击时间极短，撞击

后竖直方向速度不变，水平速度变为0。每个长度为d的货箱装总质为M的一批散货。若

货箱之间无间隔，重力加速度为g。分装系统稳定运行后，连续装货，某段时间传感器输出

的每个脉冲信号与横轴所围面积为I如图乙,求这段时间内:

⑴单个散货的质量。

⑵水平传送带的平均传送速度大小。

⑶倾斜传送带的平均输出功率。

【答案】⑴,

%

di

（2）

42%+9曲）

2加

【详解】（1）对单个散货水平方向由动量定理-1=。-加%

解得单个散货的质量为机=,

（2）落入货箱中散货的个数为N="=华

mI

_ddi

则水平传送带的平均传送速度大小为v=--=——

（3）设倾斜传送带的长度为L,其中散货在加速阶段，由牛顿第二定律

"mgcos30°—mgsin30°=ma

解得，g

加速时间八=—=—

ag

।2

加速位移X]=_=-

2g

设匀速时间为G

其中t}+，2=9△/

则匀速位移为工2=%=%(9加—机)

g

故传送带的长度为L=xt+x2=9%△”迎

g

在加速阶段散货与传送带发生的相对位移为Ar=-%=出

g

在△，时间内传送带额外多做的功为W=J，欣+mgLsin30°+Q

/?v2-W

其中加=—,L=9v0Ar----,Q=pimgcos30°Ar,P=—

%gAr

联立可得倾斜传送带的平均输出功率为A*%：9g4)

7.(2025・海南•高考试题)足够长的传送带固定在竖直平面内，半径R=0.5m,圆心角6=53。

的圆弧轨道与平台平滑连接，平台与顺时针匀速转动的水平传送带平滑连接，工件A从圆

弧顶点无初速度下滑，在平台与B碰成一整体，B随后滑上传送带，已知〃久=4kg,

〃％=lkg,A、B可视为质点，AB与传送带间的动摩擦因数恒定，在传送带上运动的过程

中，因摩擦生热Q=2.5J,忽略轨道及平台的摩擦，g=10m/s2

(1)A滑到圆弧最低点时受的支持力；

(2)A与B整个碰撞过程中损失的机械能;

⑶传送带的速度大小。

【答案】（1）72N,方向竖直向上；

（2J1.6J

⑶0.6m/s或2.6m/s

【详解】（1）A从开始到滑到圆弧最低点间，根据机械能守恒久屋氏-宠8553。）=3呵%2

解得％=2m/s

2

在最低点根据牛顿第二定律&2Ag=mA,

解得&二72N,方向竖直向上；

（2）根据题意AB碰后成一整体，根据动量守恒%%=（〃么+〃%）U共

解得u共=L6m/s

故A与B整个碰撞过程中损失的机械能为=1纵%2一：（切人+为）42=1.6J

（3）第一种情况，当传送带速度-小于“时，AB滑上传送带后先减速后匀速运动，设AB与

传送带间的动摩擦因数为〃，对AB根据牛顿第二定津〃（根人+为）g=（叫+〃％”

设经过时间4后AB与传送带共速，可得坎-

该段时间内AB运动的位移为％=2詈乙

传送带运动的位移为々=Vt\

故可得Q=〃（明\+%）8,（办一赴）

联立解得u=0.6m/s,另一解大于u共舍去；

第二种情况，当传送带速度-大于以时，AB滑上传送带后先加速后匀速运动，设经过时间U后

AB与传送带共速，同理可得u=u共+32

该段时间内AB运动的位移为X'=上生心

'22

传送带运动的位移为/'=印2

故可得Q=M利A+%）g,（&-xJ

解得y=2.6m/s,另一解小于丫共舍去。

8.（2025・广东•高考试题）用开瓶器拔出瓶中的木塞，初始时软木塞的上截面与玻璃瓶口平齐，

木塞质量为〃?，高为h,过程中做匀加速直线运动，加速度为a、过程中木塞受到的摩擦力

（\

为f=Ax，其中人为参数，h为木塞高，x为木塞运动的距离。开瓶器齿轮的半径

为r,重力加速度为g。

把手

⑴求拔出时，齿轮的角速度3；

⑵求初始到拔出，开瓶器对木塞做的功W；

⑶设经过时间为t,求开瓶器的功率P与t的关系式。

【答案】（1）G=也巫

（2）W=mah+mgh+—foh

⑶P=magi+meet+x『

【详解】（1）木塞的末速度等于齿轮线速度，对木塞，艰据运动学公式1/=2附

根据角速度和线速度的关系v=<yr

联立可得①=叵%

（2）根据题意画出木塞摩擦力与运动距离的关系图如图所示

可得摩擦力所做的功为叱=_;小

对木塞，根据动能定理W+吗—〃2g/?=gm，-0

解得W=mah+mgh+-fh

2o

(3)设开瓶器对木塞的作用力为尸，对木塞，根据牛顿第二定律/一机g-7=〃也

速度u="

1、

位移工=一。厂

2

开瓶器的功率

23

联立可得P=magt+mat+foat-xr

2h

9.(2025•黑吉辽蒙卷•高考试题)如图，一雪块从倾角，=37。的屋顶上的。点由静止开始下

滑，滑到A点后离开屋顶,0、A间距离x=2.5m,A点距地面的高度〃=1.95m,雪块与

屋顶的动摩擦因数4=0.125。不计空气阻力，雪块质量不变，取sin370=0.6,重力加速

2

度大小g=10m/so求：

⑴雪块从A点离开屋顶时的速度大小%；

⑵雪块落地时的速度大小匕，及其速度方向与水平方向的夹角ao

【答案】(l)5m/s

(2)8m/s,60°

【详解】(1)雪块在屋顶上运动过程中，由动能定理机=-0

代入数据解得雪块到A点速度大小为%=5m/s

(2)雪块离开屋顶后，做斜下抛运动，由动能定理帆=L阴2一;加说

代入数据解得雪块到地面速度大小匕=8m/s

vcos05x0.81

速度与水平方向夹角“，满足cosa=」n-----=-!—=-

匕82

解得a=60°

2025年高考模拟试题分类汇编

1.(2025河南模拟)在清洁外墙玻璃时可以用磁力刷。如图所示，厚度。=3cm的玻璃左右

表面平整且竖直，两个相同特制磁力刷A、B均可视为质点)之间的吸引力始终沿AB连

k

线方向，吸引力尸的大小与间距离x成反比，即尸二一。已知A的质量为加，与玻璃

x

间的动摩擦因数〃=0.5,滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，当A、B吸附在玻璃两侧

表面且水平正对时，A、B间的吸引力尸=4mg。

/玻璃侧截面

A||B

⑴控制B从图中位置水平向右缓慢移动，要A不下滑，求的最远距离；

⑵控制B从图中位置竖直向上缓慢移动，当A也恰能从图中位置竖直向上运动时，求A3连

线与竖直方向夹角。。

【答案】⑴&=6cm

⑵6=45

【详解】（1）设最远距离为A恰好不下滑有=

对A,由平衡条件得mg=凡=吗

解得d2=6cm

（2）设A8距离为《时，A也恰能竖直向上运动时，有4mgd=F3d3

对。A,由平衡条件得mg+=居cos6,M=玛sin0

联立解得：8=45

2.（2025河南模拟）如图所示，半径为R=的四分之一光滑圆弧轨道BC固定在竖直面

内，圆弧轨道的最低点与水平面相切于3点。质量为〃?=1kg的小物块从水平面上的A点

开始始终受斜向右上方、与水平面夹角为，=3（r的恒力产，使物块从静止开始运动。己知

F=mg,物块与水平面间的动摩擦因数为在，A点到8点间的距离为2R，重力加速度

2

g大小取lOm/sz,物块大小不计，求（结果可带根号）：

⑴物块在水平面上运动的加速度大小；

（2）物块从A运动到B的时间；

⑶物块在圆弧面上运动的最大动能及相应位置。

【答案】（1）。=述m/s2

2

⑵「巫

5

⑶当物块运动到圆弧面上，与圆心。的连线与竖直方向夹角为60。时，物块的动能星大

%=15+5®）

【详解】（1）物块在水平面上运动时，对物块研究代os。-/，Fsin6>+7^=mg

其中/

解得a-g=m/s2

42

(2)设物块从A运动到B的时间为乙则2R='a『

2

解得f悟工鸣

7氐g5

(3)当物块运动到圆弧面上时，由于拉力厂与重力的合力大小等于，阳，方向斜向右下，与

竖直方向成60。，因此当物块运动到圆弧面上，与圆心。的连线与竖直方向夹角为60。时，

物块的动能最大；

根据动能定理Fcos^-2/?-/FxR-mgx—R=Ekm

解得Ekm=15+5g(J)

3.(2025河南模拟)如图所示，光滑水平地面上一个质量为机c=lkg的木板C紧靠平台静置，

C的上表面与光滑平台相平。质量为町3=1kg、倾角为30。的光滑斜面体B静止在平台上。

质量为，M=3kg的物块D静置在木板C上。斜面体B固定在平台上，将质量为"?A=2kg

的物块A从斜面上距平台高度为方=处由静止释放，物块A脱离斜面休B后，与平台

3

发生相互作用，物块A垂直于平台方向的速度分量瞬间变为零，沿平台方向的速度分量不

变。已知物块A和D均视为质点，与木板C上表面的动摩擦因数均为4=01，重力加速

度g=1()m/s?,求

⑴物块A在平台上运动时的速率；

⑵若物块A和物块D不能发生碰撞，物块D到木板C左端的最小距离；

⑶若斜面体B不固定，A从斜面上高度为L5m处静止释放，开始时物块D到木板C左侧的

距离为干m,物块A与物块D的碰撞为弹性碰撞，求物块D与木板C第一次共速时，物

16

块A与物块D之间的距离。

【答案】（1）石m/s

5

（2）-m

・'

3

（3）—m

40

【详解】（1）根据题意，设物块A滑到斜面B底端时的速度为匕，由机械能守恒定律有

怎加=|*

解得匕、=——-m/s

物决A在平台上运动时的速率为=vAcos30°=75m/s

（2）根据题意，对A、C、D系统,由动量守恒定律和能量守恒定律有/%%=（%+在+恤）口共，

7Ags=।mAV0-1（mA+mC+利口）噬

解得s=-m

3

（3）根据题意，对A、B系统，由机械能守恒定律有心的'=；〃入四+；"%说

水平方向由动量守恒定律有=mBVB

由几何关系有tan0=Vav

队+K

又有或二必二笈

联立解得以,=x/5m/s

物决A滑上木板C后，物块A的加速度为4=〃g=lm/s2

物决D和木板C整体加速度为4=W=0-5m/s2

mQ+mD

2

则有S]=以卬2~a2t

解得"亚s

2

物决A与物块D碰撞前，物块A的速度vAI=以一"=?m/s

木板C和物块D的速度vC]=vD1=a2t=•^•m/s

物决A和物块D发生弹性碰撞，由动量守恒定律和能量守恒定律有

12121212

,Z7V

AAI+机制“=mAvA2+/wDvD2,-mAvA1+-^DvDI=-mAvA2+-/wDvD2

乙乙乙乙

解得％=.m/s,vD2=^m/s

碰潼后物块A以加速度4==1m/s2

向右做匀加速直线运动，碰撞后物块D以加速度q=〃g=lm/s2

向右做匀减速直线运动，木板C以加速度〃5="叫、g=]m/s2

mc

向右做匀加速直线运动，物块D与木板c第一次共速有％2-。J'=vcl+cy'

解得r=

10

此时物块D和物块A速度分别为h3=%，—〃/=m/s，VA3=VA2+a3（，=m/s

此时物块A与物块D之间的距离为“=%；"D3/，_队；匕\3/=总m

4.一长度为L、质量为M的木板静止放置在光滑水平地面上，一质量为m的青蛙郭止蹲在木

板的左端。观察者发现：青蛙竖直向上起跳时，能上升的最大高度为h。青蛙向右上方起

跳时，恰好能落至长木板右端。设青蛙（看作质点）每次起跳做功相同，忽略空气阻力，

重力加速度为g。求：

///////////////////////////////

⑴每次青蛙起跳做的功W；

⑵青蛙向右上方起跳恰好落在木板右端时的水平位移大小（用木板长度L表示）；

⑶若青蛙在水平地面上起跳，则其落地时的最大水平位移大小（用h表示）；

【答案】（l）W=mgh

M

⑵_Lr

M-\-m

⑶工3=2〃

【详解】（1）对青蛙竖直起跳过程列动能定理W-mg力=0

解得每次青蚌起跳做的功卬=mgh

（2）对青蛙在木板上向右上方起跳过程7加|=用电

由几何关系无।+々=心

M

联立解得办=------L

M+m

（3）青蛙在地面上起跳时，女青蛙起跳初速度大小为%，方向与水平方向夹角为。，运动时

间为Z,则竖直方向％sinJ=g5

水平方向用=匕）/cos。

联立解得马二幽5”

g

则当。=45。时，/二%

g

对青蛙起跳W=g加说

解得青蛙水平方向_L最大位移为汇3-2〃

5.某创新小组研究遥控汽车的性能，他们让一辆遥控汽车甲在水平地面上由静止开始运动，

利用传感器测量出小车运动的全过程，得到如图所示的v-t图像。已知小车甲的质量为2kg,

t=0时刻小车甲由静止匀加速启动,t=6s小车甲的功率达到了额定功率，之后保持不变,t=12s

时碰上了在水平面静止的遥控汽车乙（一直未打开动力），碰撞时间极短，碰撞过程中甲小

车失去动力，t=14s时甲小车停止，t=16s时小车乙停止。已知g=10m/s2,整个运动过程中

两车在同一直线上，两车与地面间的摩擦力均视为滑动摩擦力，两车与地面间的动摩擦因

数相同。求：

(1)小车甲碰撞前瞬间的速度大小；

⑵小车甲初始位置与小车乙初始位置之间的距离；

⑶小车乙的质量。

【答案】(l)4.5m/s

(2)30.375m

⑶L25kg

【详解】(1)0~6s内，小车做匀加速直线运动，则/一/a.=-^=-m/s2=0.5m/s2,

G。

P=F%

12pL4s内，根据图线可得g=7-=-m/s2=lm/s2

所以/=〃而。2=2N

则尸=3N,P=9W

所以小车甲碰撞前瞬间的速度大小为%=7=4.5m/s

3

(2)0~6s内，小车的位移大小为％=]x6m=9m

6~12s内，根据动能定理可得尸4—八2=不加甲匕一3以产；

代入数据解得々=21.375m

所以小车甲初始位置与小车乙初始位置之间的距离为x=X+%=3().375m

(3)两车碰撞过程,根据动量守恒定律可得呵/皿=如产2匕，

匕=a2h=1x(16-12)m/s=4m/s

联立解得加乙=1.25kg

6.（24-25高三下•湖南怀化多校联考•三模汝I图所示，初始时，一滑块（可视为质点）以

%=6m/s的速度滑上一静止在光滑水平面上的小车，已知小车质量M=2