专题02 力与曲线运动（1年汇编）（全国通用）2026年高考物理真题分类汇编

**基本信息** 本试卷为高中物理高考专题试题汇编，聚焦力与曲线运动，涵盖运动合成与分解、圆周运动、万有引力等6大考点，精选2026年多省市高考真题，以空间约束、科技情境（如离心分离、拉格朗日点）和观测数据建模为特色，体现高考命题创新趋势。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择（单选/多选）|约20题|运动合成与分解、抛体运动、圆周运动、万有引力应用等|空间多约束平抛（广东卷月面阴影坑）、三维投影分析（河南卷网球擦网）| |非选择（计算）|约5题|天体质量密度、卫星参量比较、变轨能量分析|科技情境建模（四川卷离心分离）、观测数据估算（湖南卷郭守敬望远镜）|

专题02 力与曲线运动 考点分类 2026年高考命题解读 创新考法 考点01 运动的合成与分解 抛体运动 从二维平抛走向三维空间抛体与约束运动。强调在复杂情境（如月面、山沟、球网）中对运动进行合成与分解，考查空间想象能力和几何关系处理能力。 空间多约束平抛： 结合月面阴影坑（广东卷）、山沟圆弧曲面（湖北卷）等几何约束，求解临界初速度或最优轨迹。 2. 三维抛体投影分析： 如网球擦网问题（河南卷），需将运动投影到不同平面分析速度与角度关系。 考点02 力与物体的圆周运动 从单一水平圆周走向多体连接体圆周与“非完整”圆周运动。强调对向心力来源的精准分析，并与前沿科技（如离心分离）结合。 1. 多体连接体圆周运动： 如四球通过轻绳连接绕中点转动（广东卷），对比分析不同半径、不同连接方式下各球的运动学参量。 2. 科技情境建模： 将铀浓缩离心机原理（四川卷）转化为物理模型，考查分子所受向心力差异导致分离的现象。 考点03 万有引力的理解与应用 从单一天体引力转向天体引潮力、多点引力合成等“引力差”问题。考查对万有引力定律的矢量性理解和数学近似计算能力。 1. 引潮力模型构建： 通过等效和近似（贵州卷），计算天体表面物体因位置不同而产生的引力差，考查对原始公式的深度理解而非死记结论。 2. 拉格朗日点模型： 分析L5点卫星（内蒙古辽宁卷）在太阳和地球引力合力作用下的圆周运动，强调同步性和向心力来源。 考点04 天体的质量和密度 从直接计算转向依托新型观测手段（如望远镜）的数据分析。计算本身无太大变化，但情境更贴近现代天文学研究 结合观测数据估算： 利用郭守敬望远镜（湖南卷）的观测数据（周期、轨道半径与星体半径关系）来求解恒星密度，体现了“从观测到理论”的科研流程。 考点05 卫星运行参量的比较 从简单的比例计算转向基于实际卫星系统（如北斗、空间站）的参量比较与估算。强调对开普勒定律的灵活运用和数量级估算能力。 1. 比例关系的深度理解： 考查两卫星线速度、角速度之比与半径之比的内在关系（山西陕西卷），而非简单的大小比较。 2. 基于生活现象的估算： 根据空间站每日日出次数（云南卷）推算相关卫星的周期，将物理问题与航天员的生活现象结合。 考点06 万有引力定律应用的热点问题 聚焦航天器变轨、能量变化等动态过程，特别是涉及沿径向的瞬时冲量、椭圆轨道分析等，要求学生具备清晰的能量观和动力学分析能力。 1. 径向变轨机制： 分析太空碎片（河北卷）在径向冲量作用下，从圆轨道到椭圆轨道的瞬间动能变化，突破常规的切向变轨模型。 2. 轨道衰减的能量分析： 比较空间站（上海卷）在不同高度自然衰减相同小高度时引力势能变化量的大小，深化对功能关系的理解。 考点01 运动的合成与分解 抛体运动 1. （2026·广东·高考真题）如图是月球上一圆柱形阴影坑竖直截面图。假定某飞行器在月面上空向坑中心方向以速度匀速水平飞行。在距坑边的点正上方关闭动力，此后只受月球重力，直至抵达着陆线。已知坑直径，月面至着陆线深度，月面重力加速度取，飞行器可视为质点。飞行器安全到达着陆线，则的大小可能是（ ） A. B. C. D. 2 （2026·江苏·高考真题）如图所示，小明跳起从同一高度将排球水平击出三次，排球分别落于a、b、c三点，不计空气阻力，关于该过程，下列说法正确的是（ ） A. 排球的飞行时间满足ta > tb > tc B. 排球的飞行时间满足ta < tb < tc C. 排球的初速度满足va < vb < vc D. 排球的初速度满足va = vb = vc 3. （2026·河南·高考真题）如图1，网球运动员将球沿水平方向击出，球运动轨迹所在平面与球网面的夹角为，球恰好擦过球网上沿的点，图2为球运动轨迹在球网所在平面的投影，轨迹投影在点的切线与球网上沿的夹角为。已知击出时球的速度大小为，，重力加速度大小取，不计阻力，则击球点到球网面的距离为（ ） A. 4 m B. 6 m C. 8 m D. 10 m 4. （2026·河北·高考真题）（多选）某千斤顶的结构如图所示，四根等长杆由铰链相连。摇动手柄竖直抬升重物过程中，两点的间距每秒均匀缩短，当时，下列说法正确的是（ ） A. 与两点速度大小相等，方向相反 B. 点速度方向竖直向上，大小为 C. 点速度方向沿向上，大小为 D. 点相对点的速度沿水平方向，大小为 5. （2026·湖北·高考真题）（多选）某山沟竖直截面图如图所示，山沟的一侧竖直，另一侧是以 点为圆心、 为半径的圆弧，圆弧最高点与 点等高。救援队从 点以大小为的初速度向该山沟投掷救援物资，其中 是重力加速度大小。物资可视为质点，不计空气阻力。为避免损坏救援物资，要求物资落到圆弧上的速率最小，则物资（ ） A. 在空中运动的时间为 B. 与水平方向成 角斜上抛 C. 抛出点与落点的高度差为 D. 落到圆弧上的最小速率为 6. （2026·云南·高考真题）（多选）如图所示，运动员在空场上将排球从a点击出，a点与球网顶部b点的水平距离为x、竖直距离为h，排球被击出时速度大小为v、方向与重力方向之间的夹角为θ（）。将排球视为质点，其运动轨迹所在平面与球网平面垂直，不计空气阻力，不考虑擦网球。运动员某次以击球时，排球贴近b点越过球网后正好落到对方场地的底线上，相对于此次击球，下列说法正确的是（ ） A. 保持v、x、h不变，减小θ，排球一定下网 B. 保持v、x、h不变，增大θ，排球一定不会出界 C. 保持θ不变，增大x同时减小h，排球不下网就一定出界 D. 保持x、h不变，同时增大v和θ，排球从被击出到落地所需时间可能不变 7.（2026·上海·高考真题）五跳跃松鼠 松鼠是松鼠科物种的统称，有63属285种。松鼠的体形细长，后肢更长；前后肢间无皮翼，四肢强健；眼大而明亮，耳朵长，耳尖有一束毛，冬季尤其显著；夏毛一般为黑褐色或赤棕色，冬毛多呈灰色、烟灰色或灰褐色，腹毛为白色；指、趾端有尖锐的钩爪，尾毛多而且蓬松，常朝向背部反卷。松鼠雌性个体比雄性个体稍重一些。因为松鼠的样子像老鼠，而且大多数喜欢啃食松果之类的坚果，习惯生活在树木尤其是松树上，故名松鼠。 一只松鼠在树枝间跳跃，要从这个树枝节点以一定水平初速度跳到另外一个树枝节点上：已知两个节点的水平距离为，竖直方向的高度为，不考虑空气阻力，求松鼠要完成这次跳跃所需的最小初速度？ 考点02 力与物体的圆周运动 1.（2026·四川·高考真题）（多选） 分离铀238和铀235常采用离心分离技术，将含有铀238和铀235两种同位素的气态六氟化铀和在高速转动的气体离心机中进行分离，如图所示。则（ ） A. 图中a为分子 B. 图中a为分子 C. 铀238和铀235的中子数相同 D. 铀238和铀235的质子数相同 2. （2026·广东·高考真题）（多选）如图所示，在光滑的水平地面上，P、Q、M、N四个质量相等的小球通过两根不可伸长的轻绳相连，P、Q间的绳长为，M、N间的绳长为，两绳相交于各自的中点，四球以相同角速度ω绕固定的点做匀速圆周运动，已知，P、Q的向心加速度大小均为，M、N的向心加速度大小均为，四球均可视为质点，忽略空气阻力，下列说法正确的有（ ） A. B. C. P的线速度大小为 D. 轻绳对四球的拉力大小相等 3. （2026·江苏·高考真题）一质量的汽车经过一半径的拱形桥顶部时，速度。已知牵引力，阻力。求此时： （1）汽车的向心加速度大小； （2）汽车受到的合力大小。 4. （2026·山东·高考真题）如图甲所示，半径r = 1m的圆筒竖直放置，上下底面圆心分别为O和O′，筒内有三个互成120°角且可以绕OO′转动的竖直矩形叶片S1、S2和S3，叶片与圆筒上下齐平，宽度等于圆筒半径，N为圆筒上底边沿一点。圆筒上底面固定一半径的水平圆形轨道，轨道上有一长度可忽略的缺口位于O点，OM为轨道直径且OM⊥ON；在轨道的M点放置一小物体，某时刻该物体在内力作用下突然分成A、B两部分并弹开，其质量分别为mA、mB。A以vA = 1m/s的速率沿轨道运动至缺口进入圆筒，在筒内做平抛运动后恰好紧贴圆筒下底面沿边穿出。已知g = 10m/s2。忽略空气阻力及一切摩擦，轨道、圆筒和叶片的厚度均忽略不计。 （1）求A在轨道内运动的时间及圆筒高度； （2）若叶片以恒定角速度ω顺时针转动，且A运动至缺口时，S1恰好转过ON位置，如图乙所示，随后A未与叶片碰撞，从圆筒下底面沿边穿出时，S2恰好转至ON位置。 （ⅰ）求角速度的大小ω； （ⅱ）若B运动至缺口后能从任意两个叶片间的区域穿过圆筒，且未与叶片及筒壁碰撞，求。 考点03 万有引力的理解与应用 1.（2026·贵州·高考真题） 月球引潮力是引起海洋潮汐的主要原因，可等效为地表某点处质量为的海水所受月球引力减去地心处相同质量的物质所受月球引力。已知地球半径为，地心与月心间距为，月球质量为，引力常量为，地表点背对月球，P、O和在同一直线上，如图所示，则点处质量为的海水所受月球引潮力大小为（ ） A. B. C. D. 2. （2026·江苏·高考真题）发射一颗探月卫星，其先后在两个轨道上分别经过M、N两点，如图所示，关于卫星在M、N两点的情况，下列说法正确的是（ ） A. 在点所受地球引力比月球引力大 B. 在点所受地球引力和月球引力相等 C. 在点所受月球引力比地球引力大 D. 在点所受地球引力比月球引力大 3. （2026·河南·高考真题）“土星环”是由绕土星运动的颗粒组成的带状薄圆环，图为拍摄的真实照片。已知土星的平均密度约为，引力常量，由照片信息估算位于“土星环”上的中间颗粒绕土星做圆周运动的周期是（ ） A. B. C. D. 4. （2026·广东·高考真题）如图所示，某行星对单个卫星表面最远点与最近点的单位质量物体的“引力差值”可近似为，其中为常量，为行星质量，为卫星球体半径，为行星中心到卫星中心的距离。两卫星P和Q的球体半径之比为，它们绕该行星做匀速圆周运动的周期之比为 ，该行星对卫星P、Q的“引力差值”分别为、，则为（ ） A. 1∶4 B. 1∶16 C. 1∶32 D. 1∶64 5. （2026·湖北·高考真题）已知某卫星绕地球做椭圆运动，在近地点所受的地球引力为其在地面附近的，在远地点所受的地球引力为其在地面附近的。地面附近的重力加速度大小为，地球半径为，该卫星的运动周期为（ ） A. B. C. D. 6. （2026·内蒙古辽宁·高考真题）（多选）我国计划将“羲和二号”太阳探测卫星部署至日地系统拉格朗日点L5。研究表明，太阳中心 、地球中心 和的连线构成稳定的等边三角形，太阳、地球和部署在的卫星以相同周期绕日地连线上的 点做圆周运动，如图所示，则（ ） A. 卫星的向心加速度比地球的大 B. 卫星与地球的线速度大小相等 C. 太阳和地球对卫星引力的合力指向 、 连线中点 D. 太阳和地球对卫星的引力大小之比等于太阳和地球的质量之比 考点04 天体的质量和密度 1. （2026·四川·高考真题）离地球280光年外有一恒星TOI-561。与TOI-561相距约0.01 AU（日地距离为1 AU）的行星绕其公转的周期约为地球公转周期的，该行星和地球的公转均视为匀速圆周运动。则TOI-561与太阳的质量的比值约为（ ） A. 0.16 B. 0.64 C. 1.6 D. 6.4 2. （2026·湖南·高考真题）郭守敬望远镜是我国首个天文领域大科学装置，积累了大量的观测数据。分析观测数据表明，某行星绕一恒星做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为该恒星半径的n倍。不考虑其他星体的影响，引力常量为G，则该恒星的平均密度为（ ） A. B. C. D. 3 （2026·浙江·高考真题）已知行星的平均密度为，靠近行星表面运行的卫星做圆周运动的周期为T。对于任何行星均为同一常量的是（ ） A. B. C. D. 考点05 卫星运行参量的比较 1. （2026·云南·高考真题）我国“天宫”空间站的轨道离地高度约为400km，空间站内的宇航员每24h能看到16次日出。“吉林一号”遥感卫星组网中的某颗卫星轨道离地高度约为535km。已知地球半径约为6400km，空间站与该卫星绕地球的运动均视为匀速圆周运动，则该卫星的周期约为（ ） A. 1.0h B. 1.5h C. 2.0h D. 2.4h 2.（2026·山西陕西·高考真题） 我国自主建设运行的北斗全球卫星导航系统空间段由多颗卫星组成。若轨道半径不同的两颗卫星绕地球做匀速圆周运动，角速度大小分别为，线速度大小分别为，则（ ） A. B. C. D. 3. （2026·山东·高考真题）海王星的卫星海卫二绕海王星的公转周期与地球公转周期近似相等。若太阳与海王星的质量比为 ，定义地球与太阳间的距离为1个天文单位（1 AU），则海卫二公转轨道的半长轴约为（ ） A. B. C. D. 考点06 万有引力定律应用的热点问题 1.（2026·河北·高考真题） 为清除太空碎片对航天器的潜在威胁，某兴趣小组提出一种设想。如图所示，一质量为的太空碎片绕地球做半径为的匀速圆周运动，在点受到一个与其速度方向垂直且背离地心向外的瞬时冲量作用、变轨到图中的椭圆轨道，最终进入大气层而烧毁，设地球质量为，引力常量为、则该太空碎片受到冲量作用后瞬间的动能为（ ） A. B. C. D. 2.（2026·上海·高考真题）空间科技 近年来，我国在空间科技领域取得了举世瞩目的成就，中国空间站全面建成并进入常态化运营，深空探测任务不断取得新突破。从航天器携带的核燃料电池，到空间站的轨道维持与调整，再到卫星在近地空间的电磁环境分析，无一不蕴含着丰富的物理学原理。 （1）假设在某段时间内，某空间站轨道高度先后进行了两次自然衰减，第一次下降了小高度，第二次也下降了小高度。若这两次下降过程中，空间站引力势能的变化量绝对值分别为、，则二者的大小关系为________。 A. B. C. （2）某空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动的轨道半径为 ，空间站自身质量为，则该空间站的动能为________。（已知地球质量为，引力常量为） 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $可学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题02力与曲线运动 答案版 考点01运动的合成与分解抛体运动 1.B 2.C 3.A 4.BD 5.AD 6.AC 1v-LY2h 9 考点02力与物体的圆周运动 1.BD 2.AB 3.【答案】(1) 5m/s2 (2)1000V101N 4.(1)t=3s,h=5m (2)i0 2n mA 6 =3ad/）,mmg7+2k(k=0,1,2,3,…) 考点03万有引力的理解与应用 1.D 2.D 3.B 4.C 112 函学科网 www.zxxk.com 让教与学更高效 5.B 6.AD 考点04天体的质量和密度 1.B 2.C 3.B 考点05卫星运行参量的比较 1.B 2.D 3.A 考点06万有引力定律应用的热点问题 1.B GMm 2.(1)C(2) 2r 212 专题02 力与曲线运动 考点分类 2026年高考命题解读 创新考法 考点01 运动的合成与分解 抛体运动 从二维平抛走向三维空间抛体与约束运动。强调在复杂情境（如月面、山沟、球网）中对运动进行合成与分解，考查空间想象能力和几何关系处理能力。 空间多约束平抛： 结合月面阴影坑（广东卷）、山沟圆弧曲面（湖北卷）等几何约束，求解临界初速度或最优轨迹。 2. 三维抛体投影分析： 如网球擦网问题（河南卷），需将运动投影到不同平面分析速度与角度关系。 考点02 力与物体的圆周运动 从单一水平圆周走向多体连接体圆周与“非完整”圆周运动。强调对向心力来源的精准分析，并与前沿科技（如离心分离）结合。 1. 多体连接体圆周运动： 如四球通过轻绳连接绕中点转动（广东卷），对比分析不同半径、不同连接方式下各球的运动学参量。 2. 科技情境建模： 将铀浓缩离心机原理（四川卷）转化为物理模型，考查分子所受向心力差异导致分离的现象。 考点03 万有引力的理解与应用 从单一天体引力转向天体引潮力、多点引力合成等“引力差”问题。考查对万有引力定律的矢量性理解和数学近似计算能力。 1. 引潮力模型构建： 通过等效和近似（贵州卷），计算天体表面物体因位置不同而产生的引力差，考查对原始公式的深度理解而非死记结论。 2. 拉格朗日点模型： 分析L5点卫星（内蒙古辽宁卷）在太阳和地球引力合力作用下的圆周运动，强调同步性和向心力来源。 考点04 天体的质量和密度 从直接计算转向依托新型观测手段（如望远镜）的数据分析。计算本身无太大变化，但情境更贴近现代天文学研究 结合观测数据估算： 利用郭守敬望远镜（湖南卷）的观测数据（周期、轨道半径与星体半径关系）来求解恒星密度，体现了“从观测到理论”的科研流程。 考点05 卫星运行参量的比较 从简单的比例计算转向基于实际卫星系统（如北斗、空间站）的参量比较与估算。强调对开普勒定律的灵活运用和数量级估算能力。 1. 比例关系的深度理解： 考查两卫星线速度、角速度之比与半径之比的内在关系（山西陕西卷），而非简单的大小比较。 2. 基于生活现象的估算： 根据空间站每日日出次数（云南卷）推算相关卫星的周期，将物理问题与航天员的生活现象结合。 考点06 万有引力定律应用的热点问题 聚焦航天器变轨、能量变化等动态过程，特别是涉及沿径向的瞬时冲量、椭圆轨道分析等，要求学生具备清晰的能量观和动力学分析能力。 1. 径向变轨机制： 分析太空碎片（河北卷）在径向冲量作用下，从圆轨道到椭圆轨道的瞬间动能变化，突破常规的切向变轨模型。 2. 轨道衰减的能量分析： 比较空间站（上海卷）在不同高度自然衰减相同小高度时引力势能变化量的大小，深化对功能关系的理解。 考点01 运动的合成与分解 抛体运动 1. （2026·广东·高考真题）如图是月球上一圆柱形阴影坑竖直截面图。假定某飞行器在月面上空向坑中心方向以速度匀速水平飞行。在距坑边的点正上方关闭动力，此后只受月球重力，直至抵达着陆线。已知坑直径，月面至着陆线深度，月面重力加速度取，飞行器可视为质点。飞行器安全到达着陆线，则的大小可能是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【详解】根据题意可知飞行器安全到达着陆线，速度最小时会刚好通过月面坑边到达着陆线，此时根据平抛运动规律在竖直方向有，代入数据解得 在水平方向有，代入数据可得； 飞行器安全到达着陆线，速度最大时会到达着陆线最右端的坑边缘，此时根据平抛运动规律在竖直方向有，代入数据解得 在水平方向有，代入数据可得 所以飞行器安全到达着陆线需满足 故选B。 2 （2026·江苏·高考真题）如图所示，小明跳起从同一高度将排球水平击出三次，排球分别落于a、b、c三点，不计空气阻力，关于该过程，下列说法正确的是（ ） A. 排球的飞行时间满足ta > tb > tc B. 排球的飞行时间满足ta < tb < tc C. 排球的初速度满足va < vb < vc D. 排球的初速度满足va = vb = vc 【答案】C 【详解】AB．竖直方向上，根据自由落体运动公式，可得飞行时间 因为排球从同一高度抛出，且落在同一水平面上，所以下落高度h相同，故三次飞行的时间相等，即ta = tb = tc，故A错误，B错误； CD．水平方向上，根据匀速直线运动公式，可得初速度 由图可知，排球的水平位移关系为，且已知飞行时间t相等，所以初速度满足，故C正确，D错误。 故选C。 3. （2026·河南·高考真题）如图1，网球运动员将球沿水平方向击出，球运动轨迹所在平面与球网面的夹角为，球恰好擦过球网上沿的点，图2为球运动轨迹在球网所在平面的投影，轨迹投影在点的切线与球网上沿的夹角为。已知击出时球的速度大小为，，重力加速度大小取，不计阻力，则击球点到球网面的距离为（ ） A. 4 m B. 6 m C. 8 m D. 10 m 【答案】A 【详解】网球被水平击出后做平抛运动，初速度大小为​，轨迹平面与球网面夹角为，将初速度分解，垂直于球网面的速度 平行于球网面的速度 网球在竖直方向做自由落体运动，设从击球点到点的运动时间为，网球在点的竖直速度 点的切线与球网上沿夹角为，切线斜率满足 代入，，得 网球在垂直于球网方向匀速运动，位移 代入和的表达式，得 解得 因此击球点到球网面的距离为4 m。 故选A。 4. （2026·河北·高考真题）（多选）某千斤顶的结构如图所示，四根等长杆由铰链相连。摇动手柄竖直抬升重物过程中，两点的间距每秒均匀缩短，当时，下列说法正确的是（ ） A. 与两点速度大小相等，方向相反 B. 点速度方向竖直向上，大小为 C. 点速度方向沿向上，大小为 D. 点相对点的速度沿水平方向，大小为 【答案】BD 【详解】ABC．由题意可知，四边形ABCD是菱形，摇动手柄竖直抬升重物过程中，B点的速度方向竖直向上，A、C两点的速度方向分别垂直AD、CD方向，大小相等，A、C两点的间距每秒均匀缩短2mm，可知A、C两点速度的水平分量大小相等为 当时，B点和C点沿BC方向的分速度大小相等，即 又 可得， A、C两点的速度大小相等，方向相互垂直，故AC错误，B正确； D．A、C两点竖直方向的速度大小相等，方向相同，水平方向速度大小相等，方向相反，所以A点相对C点的速度沿水平方向，大小为，故D正确。 故选BD。 5. （2026·湖北·高考真题）（多选）某山沟竖直截面图如图所示，山沟的一侧竖直，另一侧是以 点为圆心、 为半径的圆弧，圆弧最高点与 点等高。救援队从 点以大小为的初速度向该山沟投掷救援物资，其中 是重力加速度大小。物资可视为质点，不计空气阻力。为避免损坏救援物资，要求物资落到圆弧上的速率最小，则物资（ ） A. 在空中运动的时间为 B. 与水平方向成 角斜上抛 C. 抛出点与落点的高度差为 D. 落到圆弧上的最小速率为 【答案】AD 【详解】ACD．设落点与O点的竖直高度为h，水平位移为，初速度与水平方向的夹角为，将初速度沿水平和竖直方向分解，可得， 同时有 联立可得 设落到圆弧上的速度为，根据机械能守恒 解得 故可知越小，v越小，故当时，h取最小值，落到圆弧上的速度最小； 解得，，，故AD正确，C错误； B．根据前面分析，当，时， 代入解得，，故B错误。 故选AD。 6. （2026·云南·高考真题）（多选）如图所示，运动员在空场上将排球从a点击出，a点与球网顶部b点的水平距离为x、竖直距离为h，排球被击出时速度大小为v、方向与重力方向之间的夹角为θ（）。将排球视为质点，其运动轨迹所在平面与球网平面垂直，不计空气阻力，不考虑擦网球。运动员某次以击球时，排球贴近b点越过球网后正好落到对方场地的底线上，相对于此次击球，下列说法正确的是（ ） A. 保持v、x、h不变，减小θ，排球一定下网 B. 保持v、x、h不变，增大θ，排球一定不会出界 C. 保持θ不变，增大x同时减小h，排球不下网就一定出界 D. 保持x、h不变，同时增大v和θ，排球从被击出到落地所需时间可能不变 【答案】AC 【详解】方法一 根据题意可知，运动员某次以击球时，即初速度方向为水平，排球贴近b点越过球网，则有 解得 竖直方向上有 可得 A．保持v、x、h不变，减小θ，则球竖直向下的初速度大于零，水平方向的分速度小于，竖直方向根据 可知 水平方向 可知排球一定下网，故A正确； B．设球抛出时与水平方向的夹角为（），落地时速度为，画出速度的矢量三角形，如图所示 在矢量三角形ABC中，面积 水平位移 联立可得 即三角形面积最大时，水平位移最大，又 根据动能定理可知落地时速度为定值，也为定值，当即时，有最大值，即末速度方向与初速度方向垂直时，水平位移有最大值，显然当球水平抛出时，末速度方向与初速度方向夹角为小于90°，根据数学知识可知，保持v、x、h不变，增大θ，排球的水平射程先增大后减小，可知排球可能会出界，故B错误； C．保持θ不变，增大x同时减小h，根据可知球抛出到网顶点的时间变小，要能过网，则需要增大初速度，设恰好能过网的初速度为，设网高为，球到网顶点竖直方向的速度变小，过网后，竖直方向根据可知球运动的时间比增大x同时减小h前长，水平方向的位移比增大x同时减小h前大，故一定会出界，故C正确； D．保持x、h不变，同时增大v和θ，则球竖直向上向的初速度不为零，根据可知时间变大，故D错误。 故选AC。 方法二 根据题意可知，运动员某次以θ = 90°击球时，即初速度方向为水平，排球贴近b点越过球网，则有 解得 竖直方向上有 以击球点a为原点建立直角坐标系，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向则排球轨迹方程为 排球贴近网顶飞过，则 解得 设对方底线位于（L，－H）处排球恰好落在对方底线上，则 解得 A．保持v、x、h不变，减小θ，即θ<90°，此时初速度有向下的分量。将速度分解有vx=vsinθ，vy=－vcosθ 在网顶x = x处，排球的高度为 利用，可得 θ = 90°击球时网顶高度为－h。有 因此y <－h排球在网顶处的高度低于网顶，一定下网，故A正确； B．保持v、x、h不变，增大θ，即θ>90°此时，初速度有向上的分量。令α = θ－90°（0° < α < 90°），则vx = vcosα，vy = vsinα 落地时间t满足 解得 水平射程 θ = 90°击球时射程 对S在α = 0°处求导 说明从θ = 90°开始增大，射程最初会增加，落点将超出底线。因此增大θ并非“一定不会出界”，而是可能出界，故B错误； C．保持θ不变（即仍为90°平抛），增大x同时减小h，平抛轨迹仍为 改变后的网的水平距离为x′ > x，竖直高度差为h′ < h，若排球不下网，需满足在x′处y′ ≥－h′即 解得 根据，且x′ > x，则有 因此不可能成立。即在增大x、减小h′的条件下，排球必定下网，“不下网”的情况根本不会发生，故C正确； D．保持x、h不变，同时增大v和θ，则θ>90°，初速度有竖直向上的分量 设增大后的速度为，竖直初速度。落地时间为t，由 解得 基准平抛时 因为，显然有 解得t > t0 故飞行时间一定增大，不可能与基准时间相同，故D错误。 故选AC。 7.（2026·上海·高考真题）五跳跃松鼠 松鼠是松鼠科物种的统称，有63属285种。松鼠的体形细长，后肢更长；前后肢间无皮翼，四肢强健；眼大而明亮，耳朵长，耳尖有一束毛，冬季尤其显著；夏毛一般为黑褐色或赤棕色，冬毛多呈灰色、烟灰色或灰褐色，腹毛为白色；指、趾端有尖锐的钩爪，尾毛多而且蓬松，常朝向背部反卷。松鼠雌性个体比雄性个体稍重一些。因为松鼠的样子像老鼠，而且大多数喜欢啃食松果之类的坚果，习惯生活在树木尤其是松树上，故名松鼠。 一只松鼠在树枝间跳跃，要从这个树枝节点以一定水平初速度跳到另外一个树枝节点上：已知两个节点的水平距离为，竖直方向的高度为，不考虑空气阻力，求松鼠要完成这次跳跃所需的最小初速度？ 【答案】 【详解】 松鼠做平抛运动，将运动分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动。水平方向，有 竖直方向，有 联立消去时间，得到刚好落到目标点的最小初速度 考点02 力与物体的圆周运动 1.（2026·四川·高考真题）（多选） 分离铀238和铀235常采用离心分离技术，将含有铀238和铀235两种同位素的气态六氟化铀和在高速转动的气体离心机中进行分离，如图所示。则（ ） A. 图中a为分子 B. 图中a为分子 C. 铀238和铀235的中子数相同 D. 铀238和铀235的质子数相同 【答案】BD 【详解】AB．离心机高速转动时，所有分子转动的角速度ω相同，分子做圆周运动所需向心力F=mω2r。的分子质量大于，质量更大的分子需要的向心力更大，更容易发生离心运动，向半径更大的外侧（筒壁附近）聚集，因此： 外侧的a处聚集质量更大的​，内侧b处聚集质量更小的，故A错误，B正确。 CD．铀238和铀235是铀元素的同位素，同位素的定义是质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素，故C错误，D正确。 故选BD。 2. （2026·广东·高考真题）（多选）如图所示，在光滑的水平地面上，P、Q、M、N四个质量相等的小球通过两根不可伸长的轻绳相连，P、Q间的绳长为，M、N间的绳长为，两绳相交于各自的中点，四球以相同角速度ω绕固定的点做匀速圆周运动，已知，P、Q的向心加速度大小均为，M、N的向心加速度大小均为，四球均可视为质点，忽略空气阻力，下列说法正确的有（ ） A. B. C. P的线速度大小为 D. 轻绳对四球的拉力大小相等 【答案】AB 【详解】A．根据题意可知P、Q做圆周运动的半径 对P、Q根据可得，故A正确； B．因为四个球角速度相同，对球M、N有 所以，故B正确； C．对于P有，故C错误； D．绳子拉力提供向心力，根据可知由于四球质量相等，角速度相等，但半径不同，故拉力大小不相等，故D错误。 故选AB。 3. （2026·江苏·高考真题）一质量的汽车经过一半径的拱形桥顶部时，速度。已知牵引力，阻力。求此时： （1）汽车的向心加速度大小； （2）汽车受到的合力大小。 【答案】（1） （2） 【小问1详解】 根据题意，由向心加速度公式可得 【小问2详解】 汽车在最高点时，水平方向上有 竖直方向有 则汽车在最高点受到的合力大小为 4. （2026·山东·高考真题）如图甲所示，半径r = 1m的圆筒竖直放置，上下底面圆心分别为O和O′，筒内有三个互成120°角且可以绕OO′转动的竖直矩形叶片S1、S2和S3，叶片与圆筒上下齐平，宽度等于圆筒半径，N为圆筒上底边沿一点。圆筒上底面固定一半径的水平圆形轨道，轨道上有一长度可忽略的缺口位于O点，OM为轨道直径且OM⊥ON；在轨道的M点放置一小物体，某时刻该物体在内力作用下突然分成A、B两部分并弹开，其质量分别为mA、mB。A以vA = 1m/s的速率沿轨道运动至缺口进入圆筒，在筒内做平抛运动后恰好紧贴圆筒下底面沿边穿出。已知g = 10m/s2。忽略空气阻力及一切摩擦，轨道、圆筒和叶片的厚度均忽略不计。 （1）求A在轨道内运动的时间及圆筒高度； （2）若叶片以恒定角速度ω顺时针转动，且A运动至缺口时，S1恰好转过ON位置，如图乙所示，随后A未与叶片碰撞，从圆筒下底面沿边穿出时，S2恰好转至ON位置。 （ⅰ）求角速度的大小ω； （ⅱ）若B运动至缺口后能从任意两个叶片间的区域穿过圆筒，且未与叶片及筒壁碰撞，求。 【答案】（1）t0 = 3s，h = 5m （2）（ⅰ），（ⅱ）（k = 0，1，2，3，…） 【小问1详解】 A在轨道内做匀速圆周运动，运动时间 由题知，A以vA = 1m/s的速率沿轨道运动至缺口进入圆筒，在筒内做平抛运动后恰好紧贴圆筒下底面沿边穿出，则在水平方向有r = vAt 解得t = 1s 竖直方向有 【小问2详解】 （ⅰ）由于A未与叶片碰撞，从圆筒下底面沿边穿出时，叶片转动了，则叶片角速度 （ⅱ）物体在内力作用下突然分成A、B两部分并弹开有mAvA = mBvB 则 由于B未与筒壁碰撞则有 且A运动至缺口时，S1恰好转过ON位置，则以此时为时间基准，则B从M到O所用的时间 要使B运动至缺口后能从任意两个叶片间的区域穿过圆筒，则B运动到O时S1或S2或S3要运动到ON反向的位置，则叶片转过的角度（k = 0，1，2，3，…） B不与叶片碰撞必须满足 解得（k = 0，1，2，3，…） 则（k = 0，1，2，3，…） 考点03 万有引力的理解与应用 1.（2026·贵州·高考真题） 月球引潮力是引起海洋潮汐的主要原因，可等效为地表某点处质量为的海水所受月球引力减去地心处相同质量的物质所受月球引力。已知地球半径为，地心与月心间距为，月球质量为，引力常量为，地表点背对月球，P、O和在同一直线上，如图所示，则点处质量为的海水所受月球引潮力大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【详解】根据题图可知P点距月心的距离为，地心与月心间距为，月球质量为，根据万有引力公式结合月球引潮力的定义可得点处质量为的海水所受月球引潮力大小为 故选D。 2. （2026·江苏·高考真题）发射一颗探月卫星，其先后在两个轨道上分别经过M、N两点，如图所示，关于卫星在M、N两点的情况，下列说法正确的是（ ） A. 在点所受地球引力比月球引力大 B. 在点所受地球引力和月球引力相等 C. 在点所受月球引力比地球引力大 D. 在点所受地球引力比月球引力大 【答案】D 【详解】根据万有引力公式 ，结合位置和轨道性质分析： M点分析：M点距离地球更近、距离月球更远，且地球质量远大于月球质量，因此卫星在M点受到的地球引力大于月球引力； N点分析：N点距离月球更近、距离地球更远，轨道向月球一侧弯曲，说明合力指向月球，即卫星在N点受到的月球引力大于地球引力。 故选D。 3. （2026·河南·高考真题）“土星环”是由绕土星运动的颗粒组成的带状薄圆环，图为拍摄的真实照片。已知土星的平均密度约为，引力常量，由照片信息估算位于“土星环”上的中间颗粒绕土星做圆周运动的周期是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【详解】设土星半径为 ，质量为 ，土星环上颗粒的轨道半径为，周期为 。颗粒绕土星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有 其中土星质量 联立解得周期 的表达式 由照片信息可得 代入数据解得 故选B。 4. （2026·广东·高考真题）如图所示，某行星对单个卫星表面最远点与最近点的单位质量物体的“引力差值”可近似为，其中为常量，为行星质量，为卫星球体半径，为行星中心到卫星中心的距离。两卫星P和Q的球体半径之比为，它们绕该行星做匀速圆周运动的周期之比为 ，该行星对卫星P、Q的“引力差值”分别为、，则为（ ） A. 1∶4 B. 1∶16 C. 1∶32 D. 1∶64 【答案】C 【详解】根据可得 又因为两卫星绕该行星做匀速圆周运动的周期之比为8：1，可得 根据“引力差值”公式，其中M和k相同，所以 故选C。 5. （2026·湖北·高考真题）已知某卫星绕地球做椭圆运动，在近地点所受的地球引力为其在地面附近的，在远地点所受的地球引力为其在地面附近的。地面附近的重力加速度大小为，地球半径为，该卫星的运动周期为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【详解】根据题意可知，对于地球表面的物体，由万有引力等于重力有 可得 由万有引力公式有 可知，近地点到焦点的距离为，远地点到焦点的距离为，则卫星椭圆轨道的半长轴为 设卫星在轨道半径为的圆周上做圆周运动的周期为，在椭圆轨道上的运动周期为，由开普勒第三定律有 由万有引力提供向心力有 联立解得 故选B。 6. （2026·内蒙古辽宁·高考真题）（多选）我国计划将“羲和二号”太阳探测卫星部署至日地系统拉格朗日点L5。研究表明，太阳中心 、地球中心 和的连线构成稳定的等边三角形，太阳、地球和部署在的卫星以相同周期绕日地连线上的 点做圆周运动，如图所示，则（ ） A. 卫星的向心加速度比地球的大 B. 卫星与地球的线速度大小相等 C. 太阳和地球对卫星引力的合力指向 、 连线中点 D. 太阳和地球对卫星的引力大小之比等于太阳和地球的质量之比 【答案】AD 【详解】A．根据题图可知卫星的运动半径大于地球的运动半径，卫星、太阳和地球周期相等，根据可知三者角速度相等，根据可知卫星的向心加速度比地球的大，故A正确； B．根据 结合A选项分析可知卫星线速度大于地球的线速度，故B错误； C．根据题意可知太阳和地球对卫星引力的合力提供卫星做圆周运动的向心力，向心力一定指向圆心，即向心力一定指向 点，故C错误； D．根据题意可知太阳和卫星的距离等于地球和卫星的距离，根据万有引力的表达式可知太阳和地球对卫星的引力大小之比等于太阳和地球的质量之比，故D正确。 故选AD。 考点04 天体的质量和密度 1. （2026·四川·高考真题）离地球280光年外有一恒星TOI-561。与TOI-561相距约0.01 AU（日地距离为1 AU）的行星绕其公转的周期约为地球公转周期的，该行星和地球的公转均视为匀速圆周运动。则TOI-561与太阳的质量的比值约为（ ） A. 0.16 B. 0.64 C. 1.6 D. 6.4 【答案】B 【详解】根据题意，由万有引力提供向心力有 可得 则有 故选B。 2. （2026·湖南·高考真题）郭守敬望远镜是我国首个天文领域大科学装置，积累了大量的观测数据。分析观测数据表明，某行星绕一恒星做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为该恒星半径的n倍。不考虑其他星体的影响，引力常量为G，则该恒星的平均密度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【详解】设恒星半径为R，由题意得行星轨道半径r = nR 行星绕恒星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 整理得恒星质量 恒星为均匀球体，体积，平均密度，将r = nR代入得 故选C。 3 （2026·浙江·高考真题）已知行星的平均密度为，靠近行星表面运行的卫星做圆周运动的周期为T。对于任何行星均为同一常量的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【详解】根据万有引力定律和圆周运动规律，卫星在行星表面附近运行时，万有引力提供向心力 行星平均密度 联立解得 A．，与 有关，非常量，故A错误； B． ，为常量，故B正确； C．，与 有关，非常量，故C错误； D．，与 有关，非常量，故D错误。 故选B。 考点05 卫星运行参量的比较 1. （2026·云南·高考真题）我国“天宫”空间站的轨道离地高度约为400km，空间站内的宇航员每24h能看到16次日出。“吉林一号”遥感卫星组网中的某颗卫星轨道离地高度约为535km。已知地球半径约为6400km，空间站与该卫星绕地球的运动均视为匀速圆周运动，则该卫星的周期约为（ ） A. 1.0h B. 1.5h C. 2.0h D. 2.4h 【答案】B 【详解】由题知“天宫”空间站周期，运行半径r1 = 6800km “吉林一号”遥感卫星运行半径r2 = 6935km，根据开普勒第三定律有 解得T2 ≈ T1 = 1.5h 故选B。 2.（2026·山西陕西·高考真题） 我国自主建设运行的北斗全球卫星导航系统空间段由多颗卫星组成。若轨道半径不同的两颗卫星绕地球做匀速圆周运动，角速度大小分别为，线速度大小分别为，则（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力   其中为引力常量， 为地球质量，为轨道半径，为角速度，为线速度。 推导得  A．由，由于轨道半径不同，则，故A错误； B．由以上分析可知，​，与有关，，故B错误； C．由以上分析可知，，与有关，，故C错误； D．由以上分析可知，，与无关，故D正确。 故选D。 3. （2026·山东·高考真题）海王星的卫星海卫二绕海王星的公转周期与地球公转周期近似相等。若太阳与海王星的质量比为 ，定义地球与太阳间的距离为1个天文单位（1 AU），则海卫二公转轨道的半长轴约为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【详解】地球绕太阳公转：设地球公转周期为​，日地距离，太阳质量为​，则 海卫二绕海王星公转：设海卫二公转周期为​，轨道半长轴为​，海王星质量为，则 已知，且则  整理得  故 故选A。 考点06 万有引力定律应用的热点问题 1.（2026·河北·高考真题） 为清除太空碎片对航天器的潜在威胁，某兴趣小组提出一种设想。如图所示，一质量为的太空碎片绕地球做半径为的匀速圆周运动，在点受到一个与其速度方向垂直且背离地心向外的瞬时冲量作用、变轨到图中的椭圆轨道，最终进入大气层而烧毁，设地球质量为，引力常量为、则该太空碎片受到冲量作用后瞬间的动能为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【详解】设太空碎片做匀速圆周运动的速度为，根据万有引力提供向心力有 解得 则碎片受到冲量前的初始动能为 碎片在Q点受到瞬时冲量I作用，获得一个垂直于原速度方向的分速度，根据动量定理 可得其大小为 由于冲量方向（背离地心向外，即径向）与原速度方向垂直，根据矢量合成法则（勾股定理），作用后的合速度v的平方为 则该太空碎片受到冲量作用后瞬间的动能为 故选B。 2.（2026·上海·高考真题）空间科技 近年来，我国在空间科技领域取得了举世瞩目的成就，中国空间站全面建成并进入常态化运营，深空探测任务不断取得新突破。从航天器携带的核燃料电池，到空间站的轨道维持与调整，再到卫星在近地空间的电磁环境分析，无一不蕴含着丰富的物理学原理。 （1）假设在某段时间内，某空间站轨道高度先后进行了两次自然衰减，第一次下降了小高度，第二次也下降了小高度。若这两次下降过程中，空间站引力势能的变化量绝对值分别为、，则二者的大小关系为________。 A. B. C. （2）某空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动的轨道半径为 ，空间站自身质量为，则该空间站的动能为________。（已知地球质量为，引力常量为） 【答案】（1）C （2） 【1题详解】 轨道越低，离地心越近，引力越大。所以下降相同高度时，轨道越低，引力越大。根据功能关系可知，引力势能的变化量的绝对值等于引力做功的绝对值，因此第二次下降（轨道更低）的势能变化更大，即 故选C。 【2题详解】 根据万有引力提供向心力可得 解得 则该空间站的动能为 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $