2027届高考物理二轮复习力学专题-专题三 曲线运动与万有引力

**基本信息** 2027届高考物理二轮力学专题卷，以“太空天梯”“神舟二十一号”等科技前沿及飞镖、无人机等生活情境为载体，聚焦曲线运动与万有引力，通过多维度问题设计考查物理观念与科学思维，适配二轮专题能力提升需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|8题|匀速圆周运动（摩天轮）、平抛运动（飞镖）|结合观光摩天轮情境考查速度与加速度矢量性，体现运动观念| |多选题|5题|万有引力（三星系统）、失重状态（空间站）|以神舟二十一号出舱活动为背景，辨析失重状态本质，强化科学推理| |解答题|3题|平抛运动（石块落水）、天体轨道（蓝焱发动机）|结合“蓝焱”发动机变轨问题，综合应用开普勒定律与机械能守恒，突出模型建构与综合应用|

2027届高考物理二轮复习第一部分力学专题 专题三曲线运动与万有引力同步练习 一、单选题 1．如图，观光摩天轮匀速转动，摩天轮边缘质点（　　） A．转动速度不变 B．受到的合力恒定不变 C．转动越快，向心加速度越小 D．每转完整一圈，平均速度为零 2．“太空天梯”是经典的航天科幻设想，天梯一端固定于地球赤道，其中轴线过地心，随地球一起绕地心转动，如下图所示。现利用天梯将货物从地球赤道基地运送至静止轨道空间站A，某时刻质量为m的货物到达离地心距离为r的位置P（未到达空间站A），且相对天梯静止。此时在空间站A外侧有卫星B同向绕地运行，且两者相距最近，经过时间t后，A、B第一次相距最远，已知地球质量为M，自转周期为T。下列说法正确的是（　　） A．到达位置P时，天梯内的货物处于完全失重状态 B．P位置天梯外部某物体脱落时，将沿距离地心为r的轨道做匀速圆周运动 C．到达位置P时，天梯对货物的作用力大小为，方向沿天梯指向地心 D．卫星B绕地球做圆周运动的周期为 3．如图所示，一水平放置的木板上放有一质量的砝码，现让木板在竖直平面内做半径,速度大小的匀速圆周运动，运动中木板始终保持水平，砝码相对木板始终保持静止，取，则下列说法正确的是（　　） A．砝码运动到最高点时受到木板的摩擦力为零 B．砝码运动到与圆心等高位置时受到木板的摩擦力大小为 C．砝码运动到最低点时对木板的压力大小为 D．砝码运动到最低点时对木板的摩擦力大小为 4．飞镖扎气球是一种民间娱乐游戏项目，其示意图如图甲所示，靶面竖直固定，点为镖靶中心，水平、竖直，靶面图如图乙所示。若每次都在空中同一位置点水平射出飞镖，且、、三点在同一竖直平面，忽略空气阻力。关于分别射中靶面、、三点的飞镖，下列说法正确的是（　　） A．射中点的飞镖空中飞行时间最短 B．射中点的飞镖射出时的速度最小 C．射中点的飞镖射出时的速度最小 D．射中、两点的飞镖空中飞行时间相等 5．一架无人机在江面上方沿水平直线匀速飞行进行物资投放测试。操作员控制无人机，沿无人机运动方向平行的方向弹出一个小包裹。站在岸边水平地面上的监测员观测该包裹在空中做直线运动落入海中。不计空气阻力，关于该过程的分析，正确的是（     ） A．监测员看到包裹的运动轨迹与地面垂直 B．包裹相对海面的初速度和加速度都不为零 C．操作员弹出包裹的方向与无人机飞行方向相同 D．包裹在下落过程中，相对无人机的水平距离保持不变 6．如图所示的光滑斜面，是边长为的正方形，倾角为，一物块（视为质点），沿斜面左上方顶点以平行于边的初速度水平射入，到达底边中点，重力加速度为。则（     ） A．初速度 B．初速度 C．物体由点运动到点所用的时间 D．物体由点运动到点所用的时间 7．如图所示，水平固定的细杆上P点正下方0.3m处有一定滑轮，质量1 kg的滑块A套在细杆上，滑块A通过不可伸长的轻质细绳连接着质量2kg的小球B。将滑块A由静止释放，此时细绳与竖直方向夹角。取，，，不计一切阻力，下列说法正确的是（     ） A．滑块A滑至P点时速度大小为 B．滑块A滑至P点时速度大小为 C．滑块A滑至P点过程中，小球B和滑块A的速度比变大 D．滑块A滑至P点过程中，小球B和滑块A的速度比变小 8．如图所示，半径为5m的四分之一圆弧固定在水平地面上，为圆心。在圆心右侧同一水平线上某点处，水平向左抛出一个小球1，在圆心下方竖直线上某点处，水平向左抛出小球2；小球可视为质点，均恰好垂直击中圆弧上的点，点到水平地面的高度为2m，取，不计空气阻力，则小球1、2抛出的速度之比为（     ） A． B． C． D． 二、多选题 9．2026年4月，神舟二十一号乘组的航天员在中国空间站进行了出舱活动，可认为航天员出舱后与空间站一同绕地球做圆周运动。下列说法正确的是（     ） A．出舱的航天员处于失重状态 B．出舱的航天员不处于失重状态 C．在舱内的航天员处于失重状态 D．在舱内的航天员不处于失重状态 10．在浩瀚宇宙中存在着很多稳定的天体系统，整个系统由两个以上的天体组成。例如三星系统，质量相等的三个天体分别位于等边三角形的三个顶点，且绕同一个点做匀速圆周运动，已知相邻两星体的距离为r，整个系统的运行周期为T，不考虑系统外星体的作用力，引力常量为G，下列分析正确的是（　　） A．三个星体的质量均为 B．相邻两个星体之间的万有引力大小为 C．星体运行的线速度大小为 D．若三个星体质量增大，系统稳定存在且周期不变，则相邻两星体距离r变大 11．2025年发射的“天问二号”探测器绕彗星做匀速圆周运动，半径为，周期为；地球绕太阳做匀速圆周运动，半径为，周期为；绕太阳做椭圆轨道运动，半长轴为，周期为。下列选项正确的是（　　） A． B．在近日点的加速度小于地球运行的加速度 C．在远日点的线速度小于地球运行的线速度 D．从近日点到远日点的过程中，机械能减小 12．如图所示，在光滑的水平地面上放有一带光滑圆弧形槽的小车，圆弧半径为R。一小滑块以大小为v0的速度沿水平槽口滑上小车，不计空气阻力，且小车与小滑块的质量相同。下列判断正确的是（     ） A．若小滑块从圆弧上端滑离，则滑离后小滑块做竖直上抛运动（以地面为参考系） B．若小滑块从圆弧上端滑离，则滑离后小滑块向左上方做斜上抛运动（以地面为参考系） C．若小滑块从圆弧下端滑离，则滑离后小滑块做自由落体运动 D．若小滑块从圆弧下端滑离，则滑离时的速度大小为v0 13．如图所示，山坡可视为倾角为α=30°的斜面，炮弹从山坡上的O点以初速度大小v斜向上发射。发现当初速度与斜面的夹角为θ=30°时炮弹射程最远，落于山坡上的P点。忽略炮弹的体积和空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．炮弹在山坡的运动时间为 B．炮弹的初速度方向与末速度方向垂直 C．炮弹的初速度方向与末速度方向不可能垂直 D．O、P间距离为 三、解答题 14．某同学从湖边山顶以的速度向湖中水平抛出一石块，经过4s石块落到水面，再经过石块撞击水面的声音传回到抛出点。若不计空气阻力，重力加速度大小取，求 (1)石块抛出点距湖面的高度； (2)石块落水点与抛出点之间的距离； (3)声速的大小。 15．2026年3月，我国“蓝焱”220吨级液氧甲烷发动机完成长程试车，将助力载人登月等任务。假设搭载“蓝焱”发动机的火箭将一艘飞船先送入圆轨道Ⅰ运行，飞船经多次变轨进入地月转移轨道，如图所示。已知a是圆轨道Ⅰ上的点，b是椭圆轨道Ⅱ上的远地点，c是转移轨道上的点，d是椭圆轨道Ⅱ上的近地点且与圆轨道Ⅰ相切。a、b两点到地球球心的距离分别为R和3R。 (1)求飞船在圆轨道Ⅰ与椭圆轨道Ⅱ上的运行周期之比； (2)求飞船在椭圆轨道Ⅱ上d、b的速率之比； (3)比较飞船在b、c点的机械能大小并说明理由。 16．如图所示，在光滑的水平地面上有质量为的小球和质量为的小球，两球用一细线连接在一起，两球之间还有一根压缩的轻弹簧，弹性势能为，弹簧与两球不相连接。在球的右边有质量为的静止滑块C，滑块上有光滑的、半径为的四分之一圆弧形轨道，轨道底端与水平地面相切，已知重力加速度为。现剪断细线，求： (1)小球与弹簧分离时的动能； (2)小球第一次滑至圆弧轨道底端时，受到圆轨道的支持力大小； (3)小球能上升的最大高度和滑块的最终速度。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D A D A B D A AC CD 题号 11 12 13 答案 BC BC ABD 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）设石块从抛出到落水所需时间为，抛出点距湖面的高度为，由运动学公式有 代入题给数据得 （2）设石块落水点到抛出点的距离为，石块的水平位移为，根据运动学公式和几何关系有 联立数据可得 （3）设声速的大小为，石块落水声传到石块抛出点所需的时间为，则 联立解得 15．(1) (2) (3)飞船在b点的机械能小于在c点时的机械能 【详解】（1）由开普勒第三定律，轨道Ⅰ半径R，轨道Ⅱ半长轴2R，结合 代入数据可得 （2）根据开普勒第二定律可知 可得 （3）在轨道Ⅱ上运行时机械能守恒，则在b点的机械能等于在d点的机械能；而从轨道Ⅱ到转移轨道需要在d点加速，可知在转移轨道上的d点的机械能大于在轨道Ⅱ上d点时的机械能；而在转移轨道上机械能守恒，即在d点的机械能等于在c点的机械能，可知飞船在b点的机械能小于在c点时的机械能。 16．(1) (2) (3)， 【详解】（1）根据题意，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 联立解得， 小球与弹簧分离时的动能 （2）小球第一次滑至圆弧轨道底端时，由牛顿第二定律有 解得 （3）小球上升到最大高度时，由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 联立解得 B、C分开时，动量守恒定律有 由能量守恒定律有 联立解得 学科网（北京）股份有限公司 $