专题6 机械能守恒定律-2025-2026两年高考物理分类解析

**基本信息** 汇编2025-2026年多省市高考物理真题，聚焦机械能守恒定律，融合外骨骼机器人、钢架雪车等科技与春秋战国马车文化情境，适配一轮复习真题演练需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择|10题（约40分）|功率计算、机械能守恒条件、作用力与反作用力|河北卷以马车恒定功率运动考功率与速度关系，浙江卷钢架雪车情境辨析机械能守恒| |非选择|3题（约35分）|动能定理、弹簧弹性势能、多体系统机械能综合|2025黑吉辽蒙卷雪块下滑综合动能定理与平抛运动，福建卷结合弹簧与外力做功考查能量转化|

2025-2026两年高考物理真题分类解析 专题6 机械能守恒定律 2026年高考物理真题 1. （2026高考物理河北卷第4题）我国科技爱好者复原了春秋战国时期带有刃车軎（wéi）的马车；并对其性能进行了测试。在时间内，若马车以恒定功率在水平路面上沿直线运动，速度从加速到，假定马车所受阻力不变，则马车运动的 图像可能是（ ） A. B. C. D. 答案 C 解析 马车以恒定功率在水平路面上沿直线运动，所受阻力f不变，由功率公式，P=Fv， 结合牛顿第二定律 F-f=ma 解得加速度a= 由此可知 ，随着速度v增大，恒定功率P不变，因此加速度a逐渐减小。 根据马车运动的 图像斜率表示加速度，可知马车运动的 图像可能正确的是C。 2. （2026年1月高考物理浙江卷第3题）如图所示，钢架雪车运动员在具有阻力的倾斜赛道上滑行，则（ ） A. 运动员在转弯时加速度为0 B. 运动员和钢架雪车整体机械能守恒 C. 钢架雪车所受重力和赛道对钢架雪车的支持力是一对平衡力 D. 钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力 【答案】D 【解析】．运动员在转弯时一定有向心加速度，加速度不可能为零，故A错误； 倾斜赛道有阻力，阻力对运动员和钢架雪车做负功，运动员和钢架雪车整体机械能不守恒，故B错误； 钢架雪车所受重力竖直向下，赛道对钢架雪车的支持力垂直赛道向上，不在同一条直线上，不是一对平衡力，故C错误；钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力，故D正确。 3. （2026高考物理山东卷第6题）“外骨骼机器人”是一种能增强运动能力的可穿戴装置。如图所示，在倾角为的斜坡上，某同学最多能拉着质量为 的物体以恒定速度沿斜坡向上运动；穿戴“外骨骼机器人”后，最多能拉着质量为的物体仍以相同的速度沿斜坡向上运动，绳子始终平行于斜坡，物体与斜坡之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，则该同学穿戴装置后，拉力的功率增加了（ ） A. 0.4mgv(sinθ+μcosθ) B. 1.4mgv(sinθ+μcosθ) C. 0.4mgv(sinθ-μcosθ) D. 1.4mgv(cosθ-μsinθ) 答案 A 解析 拉着物体沿斜坡向上匀速运动，拉力功率等于克服重力与摩擦力做功的功率。 穿戴“外骨骼机器人”前，=(mgsinθ+μ·mgcosθ)v， 穿戴“外骨骼机器人”后，=(1.4mgsinθ+μ·1.4mgcosθ)v， 拉力的功率增加了△P==0.4mgv(sinθ+μcosθ)，A正确。 4. （2026高考陕晋青宁卷）如图，物块的质量分别为、、，通过不可伸长的轻绳绕过两个固定轻质光滑定滑轮与连接，与位于正下方的用劲度系数为的轻弹簧相连。初始时托住和，使弹簧处于原长，三个物块均静止。现同时无初速度释放和，运动中，物块均视为质点且不与滑轮相碰，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，弹性势能（为形变量），重力加速度大小为。则（ ） A. 释放后瞬间的加速度大小为 B. 释放后瞬间轻绳上的拉力大小为 C. 释放后下降的最大距离为 D. 释放后的速度最大值为 【答案】AD 【解析】 根据题意可知，初始时弹簧处于原长，释放后瞬间，弹簧形变量不变，设释放后瞬间轻绳上的拉力大小为，对、整体，由牛顿第二定律有 对，由牛顿第二定律有 联立解得，，故A正确，B错误； 根据题意，把物块看成整体，左边受向下的，右边也受向下的，整体合力为零，由动量守恒定律有 则有 可得 解得， 设释放后下降的最大距离为，则，此时弹簧形变量为 由能量守恒定律有 解得 释放后的速度最大时为，则有 又有 解得 则有， 由能量守恒定律有 解得，故C错误，D正确。 5. (2026高考物理黑吉辽蒙卷第7题）如图（a），水平面上一质量为 的物块在拉力F作用下，以初速度由原点O出发，沿轴依次经过M、N、Q三点。已知，物块与水平面间的动摩擦因数为 ，重力加速度为，，随位置的变化如图（b）所示。设物块经过N、Q两点时F的瞬时功率分别为、，经过 、、段的平均功率分别为、、，则（ ） A. >，> B. <，> C. >，< D. <，< 答案 C 解析 质量为 的物块在拉力F作用下，从O到N的过程中，由动能定理， -μmg=m—m 解得 = 从N到Q的过程中，由动能定理，-μmg=m—m 解得 = 则有物块经过N点时F的瞬时功率为=· 物块经过Q点时F的瞬时功率为=，显然>.。 设物块经过OM、MN、NQ段的时间分别为、、， 物块在OM阶段，拉力小于滑动摩擦力，随着拉力的逐渐增大，物块做加速度逐渐减小的减速运动，速度由减小到。 物块在MN阶段，拉力大于滑动摩擦力，随着拉力的逐渐增大，物块做加速度逐渐增大的加速运动，速度由。 物块在O点的加速度大小 ==μg； 物块在N点的加速度大小 ==μg； 由对称性可知，物块在OM段和MN段运动时间相等，即。 物块在NQ阶段做加速度减小的加速运动，则在NQ段的平均速度大于MN段的平均速度，则有。 根据F—x图像与横轴所围面积表示功，可知， 物块在OM段F做功 μmg ， 物块在MN段F做功 μmg ， 物块在NQ段F做功 μmg ， 由=，==，可得 ，C正确。 6. （2026高考物理湖北卷第9题）如图所示，半径为R、内壁光滑的圆环轨道固定在竖直平面内。初始时刻，质量为m 的小球甲从圆环内表面最高处以大小为（g为重力加速度大小）的水平初速度向右运动，同时质量为2m的小球乙从圆环内表面最低处以某一水平初速度向左运动。当甲第一次运动到圆环最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 乙的初速度大小为 B. 甲、乙两小球运动的周期相等 C. 任意时刻两小球的连线均过圆环圆心 D. 任意时刻两小球对圆环作用力的合力均不为零 答案 BD 解析 当甲第一次运动到圆环最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点，由对称性可知，乙的初速度大小等于甲到达最低点时的速度大小，故乙在最高点时的速度大小等于，设乙球在最低点处时的速度为，由机械能守恒定律，- 4mgR=·2m- ·2m，解得 ，A错误； 当甲第一次运动到圆环最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点，由对称性可知，球从最高点运动到最低点和从最低点运动到最高点的时间相等，故 甲、乙两小球运动的周期相等，B正确； 分析可知，甲球从最高点运动到最低点，速度大小从增大到；乙球从最低点运动到最高点，速度大小从；在初始时刻取一段很短时间，甲经过的弧长小于乙经过的弧长，故任意时刻两小球的连线不一定过圆环圆心，C错误； 根据前面分析可知，除两球分别在最高点和最低点时两球连线经过圆心，其他位置均不满足两小球的连线过圆心，乙球在最高点和最低点时，分别有 +2mg=2m，-2mg=2m， 解得 =14mg， =2mg。 甲球在最高点和最低点时，分别有 +mg=m，-mg=m， 解得 =mg， =7mg， 根据牛顿第三定律，可知乙球在最高点时对圆环的作用力大小为2mg，方向向上，此时甲球在最低点对圆环的作用力大小为7mg，方向竖直向下，两球对圆环作用力的合力为5mg，方向向下；乙球在最低点时对圆环的作用力大小为14mg，方向向下，此时甲球在最高点对圆环的作用力大小为mg，方向竖直向上，两球对圆环作用力的合力为13mg，方向向下；其他位置均不满足两小球的连线过圆心，合力不可能为零，所以任意时刻两小球对圆环作用力的合力均不为零，D正确。 2025年高考物理真题 1．（2025年高考云南卷）如图所示，中老铁路国际旅客列车从云南某车站由静止出发，沿水平直轨道逐渐加速到144km/h，在此过程中列车对座椅上的一高中生所做的功最接近（   ） A．4×105J B．4×104J C．4×103J D．4×102J 【答案】B 【解析】高中生的质量约为50kg，根据动能定理有，B正确。 2．（2025年高考云南卷）如图所示，倾角为的固定斜面，其顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧处于原长时下端位于O点。质量为m的滑块Q（视为质点）与斜面间的动摩擦因数。过程I：Q以速度从斜面底端P点沿斜面向上运动恰好能滑至O点；过程Ⅱ：将Q连接在弹簧的下端并拉至P点由静止释放，Q通过M点（图中未画出）时速度最大，过O点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限度内，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度为g。则（　　） A．P、M两点之间的距离为 B．过程Ⅱ中，Q在从P点单向运动到O点的过程中损失的机械能为 C．过程Ⅱ中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移为 D．连接在弹簧下端的Q无论从斜面上何处释放，最终一定静止在OM（含O、M点）之间 【答案】BCD 【解析】．设的距离为，过程I，根据动能定理有 设的距离为，过程Ⅱ中，当Q速度最大时，根据平衡条件 P、M两点之间的距离 联立可得，故A错误； 根据功能关系，可知过程Ⅱ中，Q在从P点单向运动到O点的过程中损失的机械能 结合 可得，故B正确； 设过程Ⅱ中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移，根据能量守恒定律 结合 解得，C正确； 无论Q从何处释放，Q在斜面上运动过程中，弹簧与Q初始时的势能变为摩擦热，当在点时，满足 当在点时，满足 所以在OM（含O、M点）之间速度为零时，Q将静止，故D正确。 3．（2025年高考云南卷）如图所示，质量为m的滑块（视为质点）与水平面上MN段的动摩擦因数为，与其余部分的动摩擦因数为，且。第一次，滑块从I位置以速度向右滑动，通过MN段后停在水平面上的某一位置，整个运动过程中，滑块的位移大小为，所用时间为；第二次，滑块从Ⅱ位置以相同速度向右滑动，通过MN段后停在水平面上的另一位置，整个运动过程中，滑块的位移大小为，所用时间为。忽略空气阻力，则（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】对两种运动的整个过程根据能量守恒有， 可得，故CD错误； 根据牛顿第二定律，可得 由于，故滑块在MN上时的加速度大，根据前面分析可知两次运动的总位移相等，即两次运动过程中图像与横轴围成的面积相等，由于第二次时滑块距离M点的距离较近，根据公式可知第二次到达M点时速度较大，作出整个过程中两种运动状态的图像 可得，故A正确，B错误； 4. （2025高考四川卷） 如图所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，安装在其顶端的电动机通过不可伸长轻绳与小车相连，小车上静置一物块。小车与物块质量均为m，两者之间动摩擦因数为。电动机以恒定功率P拉动小车由静止开始沿斜面向上运动。经过一段时间，小车与物块的速度刚好相同，大小为。运动过程中轻绳与斜面始终平行，小车和斜面均足够长，重力加速度大小为g，忽略其他摩擦。则这段时间内（ ） A. 物块的位移大小为 B. 物块机械能增量为 C. 小车的位移大小为 D. 小车机械能增量为 【答案】C 【解析】对物块根据牛顿第二定律， 解得 a=g/4. 根据运动学公式，v02=2ax1，解得物块的位移大小为，A错误； 物块机械能增量，B错误； 对小车，由动能定理， 其中t=v0/a，联立解得x=，C正确； 小车机械能增量 ，D错误。 5. （2025高考黑吉辽蒙卷）如图，一雪块从倾角的屋顶上的点由静止开始下滑，滑到A点后离开屋顶。O、A间距离，A点距地面的高度，雪块与屋顶的动摩擦因数。不计空气阻力，雪块质量不变，取，重力加速度大小。求： （1）雪块从A点离开屋顶时的速度大小； （2）雪块落地时的速度大小，及其速度方向与水平方向的夹角。 【答案】（1）5m/s （2）8m/s，60° 【解析】（1）雪块在屋顶上运动过程中，由动能定理， 代入数据解得雪块到A点速度大小为。 （2）雪块离开屋顶后，做斜下抛运动，由动能定理 代入数据解得雪块到地面速度大小 速度与水平方向夹角，满足，解得。 6．（2025高考福建卷）（12分）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，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。 (1)求，F做的功； (2)时，A与B之间的弹力； (3)要保证B能到达M点，圆弧半径满足的条件。 【答案】(1)1.5J (2)0.5N (3) 【解析】（1）求，F做的功（2分） （2）对AB整体，根据牛顿第二定律 其中 对B根据牛顿第二定律 联立解得（4分） （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 此时 过程中，对A、B根据动能定理 根据题图可得 从点到点，根据动能定理 在点的最小速度满足 联立可得 即圆弧半径满足的条件。（6分） 7．（2025高考广东卷）（13分）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，其中为参数，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。 (1)求拔出时，齿轮的角速度ω； (2)求初始到拔出，开瓶器对木塞做的功W； (3)设经过时间为t，求开瓶器的功率P与t的关系式。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）木塞的末速度等于齿轮线速度，对木塞，根据运动学公式 根据角速度和线速度的关系 联立可得（3分） （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 对木塞，根据动能定理 解得（4分） （3）设开瓶器对木塞的作用力为，对木塞，根据牛顿第二定律 速度 位移 开瓶器的功率 联立可得 （6分） 1 学科网（北京）股份有限公司 $2025-2026两年高考物理真题分类解析 专题6机械能守恒定律 2026年高考物理真题 1.(2026高考物理河北卷第4题)我国科技爱好者复原了春秋战国时期带有刃车軎 (wi)的马车；并对其性能进行了测试。在t1一t2时间内，若马车以恒定功率在水平路面 上沿直线运动，速度从”加速到片，假定马车所受阻力不变，则马车运动的v-t图像可 能是( v个 A B. 1 t 1,t C t t t 0t, L t 2.(2026年1月高考物理浙江卷第3题)如图所示，钢架雪车运动员在具有阻力的倾斜赛 道上滑行，则() A.运动员在转弯时加速度为0 B.运动员和钢架雪车整体机械能守恒 C.钢架雪车所受重力和赛道对钢架雪车的支持力是一对平衡力 D.钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力 3.(2026高考物理山东卷第6题)“外骨骼机器人”是一种能增强运动能力的可穿戴装置。 如图所示，在倾角为日的斜坡上，某同学最多能拉着质量为的物体以恒定速度V沿斜坡 向上运动；穿戴“外骨骼机器人”后，最多能拉着质量为1.4m的物体仍以相同的速度沿斜 坡向上运动，绳子始终平行于斜坡，物体与斜坡之间的动摩擦因数为“，重力加速度大小 为8，则该同学穿戴装置后，拉力的功率增加了() A.0.4mgv(sine+ucos0) B.1.4mgv(sin0+ucos0) C.0.4 mgv(sin8-μcos) D.1.4mgv(cos0-usine) N、P、Q 4.(2026高考陕晋青宁卷)如图，物块 的质量分别为m、m、2mQ 通过不 可伸长的轻绳绕过两个固定轻质光滑定滑轮与P连接，P与位于正下方的N用劲度系数为 的轻弹簧相连。初始时托住N和Q,使弹处于原长，三个物块均静止。现同时无初速 度释放、和Q,运动中，物块均视为质点且不与滑轮相碰，不计空气阻力，弹簧始终在弹 1 性限度内，弹性势能， (x为形变量)，重力加速度大小为g。则() wltttllilllatia & A.释放后瞬间Q的加速度大小为3 B.释放后瞬间轻绳上的拉力大小为mg 3mg C.释放后N下降的最大距离为4k g 3m D.释放后N的速度最大值为2Vk 5.(2026高考物理黑吉辽蒙卷第7题)如图(a),水平面上一质量为m的物块在拉力F作 用下，以初速度Vo由原点0出发，沿x轴依次经过M、N、Q三点。已知 ON=派=0=，物块与水平面间的动摩擦因数为H，重力加速度为8， %=V24g%,下随位置x的变化如图(b)所示。设物块经过N、Q两点时F的瞬时功率 分别为P、P,.经过OM、MN、N2段F的平均功率分别为P、P、P0,则《 F 2umg umg O M N x x2x3x 图(a) 图b) 3 A.PNzPo:PMN>PNQ B.PN<PQ:PoM-PMN C.Px>-Po,FMN<PNQ D.Pw<Po:PMN<PxQ 6.(2026高考物理湖北卷第9题)如图所示，半径为R、内壁光滑的圆环轨道固定在竖直 平面内。初始时刻，质量为m的小球甲从圆环内表面最高处以大小为V。=2gR(g为重 力加速度大小)的水平初速度向右运动，同时质量为2m的小球乙从圆环内表面最低处以某 一水平初速度向左运动。当甲第一次运动到圆环最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高 点。不计空气阻力，下列说法正确的是() 甲 Vo A.乙的初速度大小为3VgR B.甲、乙两小球运动的周期相等 C.任意时刻两小球的连线均过圆环圆心 D.任意时刻两小球对圆环作用力的合力均不为零 2025年高考物理真题 1.(2025年高考云南卷)如图所示，中老铁路国际旅客列车从云南某车站由静止出发， 沿水平直轨道逐渐加速到144km/h,在此过程中列车对座椅上的一高中生所做的功最接近 () A.4×105j B.4×104J C.4×10J D.4×102J 2.(2025年高考云南卷)如图所示，倾角为日的固定斜面，其顶端固定一劲度系数为k的 轻质弹簧，弹簧处于原长时下端位于O点。质量为m的滑块Q(视为质点)与斜面间的动 摩擦因数M=tan Vo 。过程：Q以速度从斜面底端P点沿斜面向上运动恰好能滑至O点； 过程Ⅱ：将Q连接在弹簧的下端并拉至P点由静止释放，Q通过M点（图中未画出）时速 度最大，过O点后能继续上滑。弹簧始终在弹性限度内，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦 力，忽略空气阻力，重力加速度为9。则() M 0 kvo-4mg2 sin20 A.P、M两点之间的距离为4 kg sin0 B.过程Ⅱ中，Q在从P点单向运动到0点的过程中损失的机械能为4m kvo-8mg2 sin20 C.过程Ⅱ中，Q从P点沿斜面向上运动的最大位移为 2kg sin0 D.连接在弹簧下端的Q无论从斜面上何处释放，最终一定静止在OM(含O、M点) 之间 3.(2025年高考云南卷)如图所示，质量为m的滑块（视为质点）与水平面上MW段的 动摩擦因数为“，与其余部分的动摩擦因数为“，且4>“。第一次，滑块从1位置以速 度”向右滑动，通过MN段后停在水平面上的某一位置，整个运动过程中，滑块的位移大 小为文，所用时间为，第二次，滑块从Ⅱ位置以相同速度”向右滑动，通过MN段后停 X 在水平面上的另一位置，整个运动过程中，滑块的位移大小为，所用时间为？。忽略空 气阻力，则() Vo M A4 B.5>6 C.>6 D.<x 4.(2025高考四川卷)如图所示，倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上，安装在其 顶端的电动机通过不可伸长轻绳与小车相连，小车上静置一物块。小车与物块质量均为 5 m,两者之间动摩擦因数为2。电动机以恒定功率P拉动小车由静止开始沿斜面向上运 动。经过一段时间，小车与物块的速度刚好相同，大小为。运动过程中轻绳与斜面始终 平行，小车和斜面均足够长，重力加速度大小为9，忽略其他摩擦。则这段时间内() 电动机 30° fiimmnmmmmmmn 2 A.物块的位移大小为3g 6 5mv喝 B.物块机械能增量为2 16P62 c.小车的位移大小为5mg25g 8Py。+m D.小车机械能增量为5g 2 5.(2025高考黑吉辽蒙卷)如图，一雪块从倾角8=37°的屋顶上的0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h=1.95m,雪块与 4=0.12 屋顶的动摩擦因数 25.不计空气阻力，雪块质量不变，取51n37°=0.6，重力加 速度大小8=10m/s 。求： 入X h (1)雪块从4点离开屋顶时的速度大小， (2)雪块落地时的速度大小，及其速度方向与水平方向的夹角。 6.(2025高考福建卷)(12分)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1=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。 F/N M 1.5 1.0 0.5 x/m 77777777777777 0 甲 (1)求0-lm,F做的功： (2)x=lm时，A与B之间的弹力： (3)要保证B能到达M点，圆弧半径满足的条件。 7.(2025高考广东卷)(13分)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m,高为h,过程中做匀加速直线运动，加速度为a、过程中木塞 f=f1- 受到的摩擦力为 h). 其中0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「，重力加速度为8。 把手 齿轮 塞子 △x (1)求拔出时，齿轮的角速度ω； P (2)求初始到拔出，开瓶器对木塞做的功W: (3)设经过时间为t,求开瓶器的功率P与t的关系式。 9 OL 台 EI EL 台 9L