专题02 曲线运动 万有引力(3年汇编)(江西专用)2024-2026年高考物理真题分类汇编
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内容正文:
专题04 曲线运动 万有引力
3年真题1年模拟
考点分类
江西考情
命题规律
考点1 曲线运动、运动的合成与分解
2025江西(1题)、2024江西(1题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:平抛运动中追及相遇问题、斜抛运动。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,固定以单项选择题形式考查。
考点2 圆周运动
2024江西(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:向心力的计算。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点3 圆周运动的临界问题
2025江西(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:火车和飞机转弯模型。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,固定以单项选择题形式考查。
考点4 开普勒三大定律
2026江西(1题)、2024江西(1题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:计算卫星的各个物理量。
·趋势:情境化命题逐步加深,固定以单项选择题形式考查。
考点5 卫星变轨 天体的追及相遇问题、双星与多星模型
2025江西(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:天体运动中机械能的变化。
·趋势:整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点1 曲线运动、运动的合成与分解
1.(2025·江西·高考真题)如图所示,人形机器人陪伴小孩玩接球游戏。机器人在高度为H的固定点以速率水平向右抛球,小孩以速率水平向左匀速运动,接球时手掌离地面高度为h。当小孩与机器人水平距离为时,机器人将小球抛出。忽略空气阻力,重力加速度为g。若小孩能接到球,则为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】若小孩能接到球,则有,联立解得故选B。
2.(2024·江西·高考真题)(多选)一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处.如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x轴沿水平方向,建立坐标系,小鱼的初速度为,末速度v沿x轴正方向.在此过程中,小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AD
【详解】AC.小鱼在运动过程中只受重力作用,则小鱼在水平方向上做匀速直线运动,即为定值,则有水平位移故A正确,C错误;BD.小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动,则,且最高点时竖直方向的速度为0,故B错误,D正确。故选AD。
考点2 圆周运动
1.(2024·江西·高考真题)雪地转椅是一种游乐项目,其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动。如图(a)、(b)所示,传动装置有一高度可调的水平圆盘,可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。圆盘边缘A处固定连接一轻绳,轻绳另一端B连接转椅(视为质点)。转椅运动稳定后,其角速度与圆盘角速度相等。转椅与雪地之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)在图(a)中,若圆盘在水平雪地上以角速度匀速转动,转椅运动稳定后在水平雪地上绕O点做半径为的匀速圆周运动。求与之间夹角的正切值。
(2)将圆盘升高,如图(b)所示。圆盘匀速转动,转椅运动稳定后在水平雪地上绕点做半径为的匀速圆周运动,绳子与竖直方向的夹角为,绳子在水平雪地上的投影与的夹角为。求此时圆盘的角速度。
【答案】(1);(2)
【详解】
(1)转椅做匀速圆周运动,设此时轻绳拉力为T,转椅质量为m,受力分析可知轻绳拉力沿切线方向的分量与转椅受到地面的滑动摩擦力平衡,沿径向方向的分量提供圆周运动的向心力,故可得 联立解得(2)设此时轻绳拉力为,沿和垂直竖直向上的分力分别为,对转椅根据牛顿第二定律得沿切线方向竖直方向联立解得
考点3 圆周运动的临界问题
1.(2025·江西·高考真题)为避免火车在水平面上过弯时因内外轨道半径不同致使轮子打滑造成危险(不考虑离心问题),把固定连接为一体的两轮设计成锥顶角很小的圆台形,如图所示。设铁轨间距为L,正常直线行驶时两轮与铁轨接触处的直径均为D,过弯时内外轨间中点位置到轨道圆心的距离为过弯半径R。在很小时,。若在水平轨道过弯时要求轮子不打滑且横向偏移量不超过,则最小过弯半径R为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】根据题意可知,转弯时车轮向外偏移量的最大值为,这样导致轮子与外铁轨接触的位置半径增大为,轮子与内铁轨接触的位置半径减小为,车身略有侧倾,由于侧倾角度很小,故沿车轴方向的偏移量根据几何关系有同理设一段时间内,外轨道轮子与铁轨接触的位置向前运动的弧长为,内轨道轮子与铁轨接触的位置向前运动的弧长为,由于两轮固定连接为一体,且轮子不打滑,故两轮转动的周期相同、转动的时间相同。又知,所以又知外轨的弧长、内轨的弧长所对应的圆心角相同,故,如图所示 由于很小时,故所以联立解得故选C。
考点4 开普勒三大定律
1.(2026·江西·高考真题)我国长征八号运载火箭以“一箭十八星”的方式将千帆星座组网卫星成功送入预定轨道。已知地球质量,地球半径,引力常量,不考虑地球自转的影响,则某颗卫星在高度约为的绕地圆形轨道上运行时的速度约为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,由可得线速度表达式代入数据计算:轨道半径,代入可得故选C。
2.(2024·江西·高考真题)两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动,半径分别为、,则动能和周期的比值为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动,则月球对卫星的万有引力提供向心力,设月球的质量为M,卫星的质量为m,则半径为r1的卫星有半径为r2的卫星有再根据动能,可得两卫星动能和周期的比值分别为,故选A。
考点5 卫星变轨 天体的追及相遇问题、双星与多星模型
1.(2025·江西·高考真题)如图所示,Ⅰ和Ⅱ分别为神舟二十号飞船的近地圆轨道、椭圆变轨轨道,Ⅲ为天和核心舱运行圆轨道,P、Q为变轨点。不计阻力,飞船在轨道Ⅱ上从P点到Q点运动过程中,下列选项正确的是( )
A. 速率增大,机械能增大
B. 速率减小,机械能减小
C. 速率增大,机械能不变
D. 速率减小,机械能不变
【答案】D
【详解】根据题意可知,飞船在轨道Ⅱ上从P点到Q点运动过程中,只有万有引力做负功,则机械能不变,动能减小,即速率减小。故选D。
模拟题精选
1.(2026·江西师范大学附中·学情自测)2025年11月4日,原定次日返回地球的神舟二十号乘组在例行巡检中发现返回舱舷窗的边缘有一个局部的异常现象。经地面指挥中心通过拍照判读与数据分析确认,这个地方出现了裂纹,该损伤由微小空间碎片高速撞击所致。从险情发现到最终实施救援,地面团队经历了严谨评估,决定采取超快速撤离与返回,2025年11月14日11时14分,神舟二十一号脱离空间站组合体,仅用5小时26分便完成天地往返,较此前神舟十九号的9小时快速返回再缩短3.5小时以上,于16时40分,返回舱在东风着陆场精准着陆,上演了一次惊心动魄的太空救援。其返回过程可简化如图所示,飞船与空间站组合体在低轨道③(离地高度约为400km)上做匀速圆周运动,飞船在Q点脱离后变轨进入轨道②(近地点100km)运行,后在P点变轨进入近地轨道①运行,后继续变轨进入大气层以“打水漂”的方式落回地面。(飞船质量变化忽略不计)下列说法正确的是( )
A. 神舟二十一号飞船从Q点脱离空间站后进入轨道②应加速
B. 神舟二十一号飞船从P点进入轨道①的速度大于轨道②上Q点的速度
C. 神舟二十一号飞船在轨道②上的机械能比在轨道①上的机械能小
D. 神舟二十一号飞船在轨道③上的运行周期等于轨道②上的运行周期
【答案】B
【详解】A.从高轨道进入低轨道,需要减速,故A错误;B.飞船在轨道①上的线速度大于轨道③上的线速度,飞船在轨道③上的线速度比轨道②上Q点的线速度大,故B正确;C.卫星在P点点火减速,卫星的机械能减小,卫星在轨道②上的机械能比在轨道①上的机械能大,故C错误;D.根据开普勒第三定律可知卫星在轨道②上的运行周期小于在轨道③上的运行周期,故D错误。故选B。
2.(2026·江西丰城中学·一模)神舟十九号载人飞船与中国空间站在2024年10月顺利实现第五次“太空会师”,飞船太空舱与空间站对接成为整体,对接后的空间站整体仍在原轨道稳定运行,则对接后的空间站整体相对于对接前的空间站( )
A. 所受地球的万有引力变大
B. 在轨飞行速度变大
C. 在轨飞行周期变大
D. 在轨飞行加速度变大
【答案】A
【详解】A.对接后,空间站的质量变大,轨道半径不变,根据万有引力表达式可知空间站所受地球的万有引力变大,故A正确;BCD.根据万有引力提供向心力可得,,轨道半径不变,则在轨飞行速度不变,在轨飞行周期不变,在轨飞行加速度不变,故BCD错误。故选A。
3.(2026·江西南昌·一模)超重耐力与适应性训练,是大部分航天员最深刻的记忆。如图所示,超重耐力与适应性训练的主要设备是载人离心机。在高速旋转的离心机中航天员要承受8倍重力加速度(即向心加速度为),若训练用离心机的旋转臂长为,重力加速度取,为达到训练要求,离心机匀速旋转的角速度大小约为( )
A. 2rad/s
B. 3rad/s
C.
D. 5rad/s
【答案】B
【详解】根据可得故选B。
4.(2026·江西萍乡·二模)“长征七号A”运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞,托举“实践二十三号”卫星直冲云霄,随后卫星进入预定轨道,发射取得圆满成功。已知地球表面的重力加速度大小为g,地球的半径为R,“实践二十三号”卫星距地面的高度为h,入轨后绕地球做匀速圆周运动,该卫星的( )
A. 线速度大小为
B. 角速度大小为
C. 向心加速度大小为g
D. 周期为
【答案】A
【详解】地球表面物体万有引力等于重力,可得卫星绕地球做匀速圆周运动,轨道半径,万有引力提供向心力,满足A.联立上述公式得线速度,故A正确;B.联立得角速度,故B错误;C.联立得向心加速度,故C错误;D.联立得周期,故D错误。故选A。
5.(2026·江西·模拟预测)传说中黄河鲤鱼跳过龙门,就会变化成龙,这就是“鲤鱼跳龙门”。某鲤鱼(视为质点)在跳龙门时,以速率沿与水面夹角为θ的方向斜向上跃出水面,若鲤鱼恰好跳过龙门顶端,重力加速度大小为g,不计空气阻力,则龙门顶端距水面的高度为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】将鲤鱼的斜抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动,初速度的竖直分量为 鲤鱼恰好跳过龙门顶端时,竖直方向速度减为0,此时龙门高度等于斜抛运动的最大高度。对竖直分运动,由匀变速直线运动速度位移公式 整理可得最大高度故选A。
6.(2026·江西新余·二模)2025年7月15日,天舟九号货运飞船成功对接空间站天和核心舱,交会对接的示意图如图所示,飞船首先进入预定圆轨道I,之后经椭圆轨道II与在圆轨道III运行的空间站在点完成交会对接,对接后空间站仍在圆轨道III运行。已知轨道I、III的半径分别为、,轨道I、II相切于点,轨道II、III相切于点。下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道I上的周期小于在轨道II上的周期
B. 飞船在轨道I上的机械能大于在轨道II上的机械能
C. 飞船与空间站完成对接后,空间站的运行加速度变小
D. 飞船在轨道II上运行时,在、两点的速度之比为
【答案】A
【详解】A.由开普勒第三定律可得,轨道I半径小于轨道II的半长轴,故飞船在轨道I上的周期小于在轨道II上的周期,故A正确;B.飞船从轨道I变轨到轨道II需加速,机械能增大,故B错误;C.对接后空间站质量增大但轨道不变,根据可得加速度不变,故C错误;D.由开普勒第二定律可得得 ,故D错误。故选A。
7.(2026·江西南昌·一模)(多选)2025年,天文学家发现了一颗来自太阳系边缘奥尔特云的彗星C/2025D1.观测分析表明,其轨道是一个极其扁长的椭圆。已知其近日点距离太阳为,速度大小为;远日点距离为,速度大小为。若将彗星的运动近似认为仅受太阳引力的椭圆轨道运动,则下列关于其运动的判断中,正确的是( )
A. 彗星从近日点运动到远日点的过程中,太阳对它的万有引力做负功
B. 彗星从近日点运动到远日点的过程中,太阳对它的万有引力做正功
C. 彗星在近日点与远日点的速度大小之比为
D. 彗星在近日点与远日点的速度大小之比为
【答案】AD
【详解】AB.彗星从近日点运动到远日点时,位移方向远离太阳,万有引力方向指向太阳,力与位移的夹角大于90°,因此万有引力做负功,故A正确,B错误;C D.根据开普勒第二定律,彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。取极短时间, 可得,故C错误,D正确。故选AD。
8.(2026·江西·联考)2026年3月22日,我国在山东海阳附近海域使用捷龙三号运载火箭,以“一箭十星”方式将“微厘空间”02组卫星送入轨道高度约为500公里的预定轨道。假设其中一颗卫星绕地球做匀速圆周运动,地球表面重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A. 该卫星的运行速度大于第一宇宙速度
B. 该卫星的发射速度大于7.9 km/s
C. 该卫星绕地球运行的周期约为24 h
D. 该卫星的向心加速度约为5 m/s2
【答案】B
【详解】A.由得环绕速度,轨道半径越大,越小。该卫星,故运行速度小于第一宇宙速度,A错误;B.7.9km/s是第一宇宙速度,即卫星发射的最小速度,轨道越高所需发射速度越大,该卫星轨道高于近地轨道,故发射速度大于7.9km/s,B正确;C.由得周期越小周期越小。周期为24h的同步卫星轨道高度大于该卫星轨道高度,故该卫星周期远小于24h,C错误;D.卫星向心加速度结合黄金代换关系代入数据得,D错误。故选B。
9.(2026·江西宜春·模拟考试)2025年8月6日,揽月月面着陆器(首次载人月球探测器)着陆起飞综合验证试验在位于河北省怀来县的地外天体着陆试验场圆满完成。现已知地球表面重力加速度,地球半径,月球环绕地球运行的周期,忽略地球自转,求月球离地球表面的高度( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】忽略地球自转时,地球表面物体重力等于万有引力,即整理得月球绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,月球轨道半径为,故有消去后解得故选B。
10.(2026·江西南昌·一模)一直升机低空低速水平向左匀速飞行,每隔相同的时间间隔释放一个货包,若货包出舱后空气阻力可忽略,货包与直升机在空中排列的图像合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】CD.直升机低空低速水平向左匀速飞行,每隔相同的时间间隔释放一个货包,货包做平抛运动,水平速度不变,与直升机相同,可知货包与直升机的水平位移相同,可知货包与直升机在同一条竖直线上,故CD错误;AB.货包在竖直方向上做自由落体运动,每隔相同的时间间隔释放一个货包,根据可知相邻抛出的货包速度差不变,但是货包之间的距离会越来越大,而不是间隔均匀,故A错误,B正确。故选B。
11.(2026·江西九江·二模)由中国科学院云南天文台牵头的研究团队,在一颗类似太阳的恒星周围发现了一颗位于宜居带的“超级地球”开普勒,轨道如图所示。该行星绕恒星运行周期为,行星从A到B(A、B两点关于椭圆长轴对称)、从C到D的时间均为;从B到C、从D到A行星与恒星的连线扫过面积之比为3∶1,万有引力做功的绝对值分别为和,经历的时间分别为和;A和C处的速度分别为和、加速度分别为和下面判断正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】A.从B到C、从D到A行星与恒星的连线扫过面积之比为3∶1,根据开普勒第二定律可知,,而可得,A错误;B.因AB两点动能相同,由功的概念结合对称性可知,B正确;C.根据,因,可得,C错误;D.根据开普勒第二定律可知因,可知,D错误。故选B。
12.(2026·吉安市第一中学·二模)在浩瀚深邃的夜空,我们看到的一颗颗耀眼的星星其实有复杂的结构,最明亮的天狼星就是由一颗蓝白色主序星(天狼A)和一颗白矮星(天狼B)组成的双星系统,它们相互绕转,平均相距20AU(1AU等于地球到太阳中心的距离,称为1个天文单位),公转周期为50年(1年是地球公转周期),其中天狼星A质量为太阳质量的2倍,根据以上信息可以求出天狼星B的质量是太阳质量的( )倍。
A. 2.0
B. 1.8
C. 1.2
D. 0.6
【答案】C
【详解】设主序星(天狼A)的质量和白矮星(天狼B)的质量,它们之间的距离为L,周期为T,彼此之间的万有引力提供向心力,则有其中解得,其中,年对太阳与地球组成的系统,设太阳质量为,距离为r=1AU,周期为=1年,则有结合题意,解得故选C。
13.(2026·江西·全真模拟)如图甲,“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点,卫星A、B匀速圆周运动的绕行方向与地球自转方向一致。图乙是航天控制中心大屏幕上显示卫星A和B的“星下点”在地球表面的部分轨迹。下列说法正确的是( )
A. A、B的角速度之比为
B. A、B的角速度之比为
C. A、B的轨道半径之比为
D. A、B的轨道半径之比为
【答案】D
【详解】AB.由图乙可知,星下点在地球上由转到的过程中,A转了半圈,比地球自转多转了,地球转动了,则有B转了一圈,比地球多转了,地球转动了,则有所以A、B的周期之比为由,可知A、B的角速度之比为,故AB错误;CD.由万有引力提供向心力可得可得可知A、B的轨道半径之比为,故C错误,D正确。故选D。
14.(2026·江西·联考)(多选)鹰潭方特东方神话中的旋风飞椅项目因可体验高空旋转离心快感和飞一般的感觉,广受游客喜爱。旋风飞椅简化示意图如图所示:一根长度为L的轻绳,一端固定在半径为r0的圆盘上的P点,另一端系着一个质量为m的小球(可视为质点)。小球随圆盘绕其竖直中心轴OO'在水平面内做角速度为ω的匀速圆周运动,绳子张紧并与竖直方向保持一个稳定的夹角θ。已知重力加速度为g,忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球受到重力、绳子拉力和向心力三个力的作用
B. 小球做圆周运动的角速度
C. 绳子张力
D. 若增大小球的质量,夹角θ变小
【答案】BC
【详解】A.小球受重力、绳子拉力两个力作用,向心力是这两个力的合力,效果是改变速度方向,不是物体实际受到的力,故A错误;B.小球做圆周运动的半径根据牛顿第二定律,合外力提供向心力,有解得,故B正确;C.在竖直方向上,小球受力平衡,有解得绳子张力,故C正确;D.由可知,等式两边质量消去,夹角与小球的质量无关,若增大小球的质量,夹角不变,故D错误。故选BC。
15.(2026·江西·临门一练)近几年,随着人工智能等科技领域的发展,深圳市积极拓展科技应用场景,无人观光车、环卫机器人等服务纷纷出现,特别是无人机送餐,使“天上掉馅饼”成为现实。无人机送餐时,可通过机载传感器描绘出无人机运动的轨迹。如图所示,为机载传感器描绘出的无人机某次飞行中在竖直平面内运动的轨迹,其中x轴表示水平方向,y轴表示竖直方向。若x=0~x1和x=x1~x2的两段曲线均为抛物线,则该无人机沿水平方向的x-t(位移-时间)图像和沿竖直方向的v-t(速度-时间)图像可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】【详解】由于和~的两段曲线均为抛物线,结合图像可知:无人机可能在水平方向做匀速直线运动;竖直方向先向上匀加速再向上匀减速,结合x-t图像和v-t图像知识,故C正确。故选C。【点睛】
16.(2026·江西·临门一练)(多选)如图甲所示,光滑斜面与水平面间的夹角,斜面内固定一半径为的光滑圆轨道,为圆轨道的圆心,为与平行的水平直径,分别为轨道最高和最低点。置于圆轨道最低点的小球(可视为质点)获得大小不同的水平初速度后,小球沿轨道运动至某一位置时速度大小为,小球与轨道间恰无作用力,设此位置小球与点的连线与的夹角为,已知重力加速度为,若得到的与的关系图像如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. 小球恰好能到点时的速度大小为
B. 小球恰好能到点时,加速度大小为
C. 该图线的斜率等于
D. 若小球脱离圆轨道,则此后做变加速曲线运动(与圆轨道再次接触前)
【答案】BC
【详解】A.如图所示 该装置的等效重力加速度小球恰好能到达点,则有解得,故A错误;B.恰好能到点时,小球速度为0,此时向心力为0,故合外力大小为可得,故B正确;C.由可得则图线斜率为,故C正确;D.小球脱离圆轨道再次与圆轨道接触前所受合外力为恒力,故为匀变速曲线运动,故D错误。故选BC。
17.(2026·江西·联考)研究平抛运动的实验装置示意如图。某同学设想小球先后三次做平抛,小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放,将水平板依次放在如图1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3,机械能的变化量分别为∆E1、∆E2、∆E3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是( )
A. ,∆E1=∆E2=∆E3
B. ,∆E1=∆E2=∆E3
C. ,∆E1<∆E2<∆E3
D. ,∆E1>∆E2>∆E3
【答案】A
【详解】由平抛运动的特点可知,小球在竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动,由于水平板竖直方向上的间距相等,故小球经过板1-2的时间大于经过板2-3的时间,故由于小球做平抛运动的过程中只有重力做功,机械能守恒,故故选A。
18.(2026·江西新余·一模)兴趣小组想对低轨卫星和同步卫星作比较,假设地球同步卫星和低轨卫星都围绕地球做匀速圆周运动的轨道共面且绕行地球的运动方向相同,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 低轨卫星的向心加速度小于同步卫星的向心加速度
B. 低轨卫星的向心加速度可以大于地球表面的重力加速度
C. 同步卫星的机械能一定大于低轨卫星的机械能
D. 受到稀薄空气阻力的作用,若不对低轨卫星补充能量,则该低轨卫星的线速度会逐渐增大
【答案】D
【详解】A.万有引力提供向心力,轨道越低,所受万有引力越大,向心加速度越大,故A错误;B.近地轨道的向心加速度等于,轨道越高,向心加速度越小,所以低轨卫星的向心加速度一定小于,B错误;C.卫星的机械能与轨道半径和卫星的质量均有关,故C错误;D.由于阻力作用,低轨卫星的机械能逐渐减小,轨道半径越来越低,由得线速度反而会增大,故D正确。故选D。
19.(2026·江西九江·一模)我国计划在2028年前后实施两次火星探测任务。某兴趣小组根据下表提供的信息,据此提出了一些说法,其中正确的是( )
到太阳的距离
质量
直径
自转周期
地球
L
M
d
T
火星
1.5L
0.11M
0.5d
T
A. 可以计算出太阳质量
B. 地球表面重力加速度和火星表面重力加速度大小之比为
C. 火星第一宇宙速度和地球第一宇宙速度之比为
D. 地球绕太阳的周期和火星绕太阳的周期之比为1
【答案】B
【详解】A.要计算太阳质量,需利用万有引力定律,但题目仅提供行星到太阳的距离,未给出绕太阳运动周期、线速度、角速度、频率、转速这些物理量的其中一个,因此无法计算太阳质量,故A错误;B.计算表面重力加速度,在行星表面,忽略行星自转影响,物体受到的万有引力等于其重力,得化简得其中为行星半径,地球半径,火星半径所以,故B正确;C.第一宇宙速度可看作卫星贴近中心天体表面绕中心天体做圆周运动时的速度,此时圆周运动的半径为中心天体的半径,万有引力充当向心力得化简得所以,故C错误;D.根据开普勒第三定律,火星与地球轨道半径之比,则周期之比为,故D错误。故选B。
20.(2026·江西上饶·一模)(多选)嫦娥六号探测器的发射成功,开启了人类首次从月球背面采样返回先河。探测器着陆月球表面的过程示意图如图所示,探测器先在半径为r轨道I做匀速圆周运动,周期为T。从A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达近月点B点再次变轨到近月圆轨道Ⅲ,最后安全落在月球上。已知月球半径为R,引力常量为G,忽略近月点离月球表面高度,下列说法正确的是( )
A. 探测器在轨道Ⅱ上A和B两点加速度大小之比为
B. 探测器在轨道Ⅱ上A和B两点线速度大小之比为
C. 探测器在轨道Ⅱ上从A到B的最短时间为
D. 月球的平均密度为
【答案】BC
【详解】A.根据牛顿第二定律有可得则探测器在轨道Ⅱ上A和B两点加速度大小之比为,A错误;B.设探测器在轨道Ⅱ上A和B两点线速度大小分别为、,取一小段时间,根据开普勒第三定律有可得,B正确;C.根据开普勒第三定律有解得探测器在轨道Ⅱ上运行的周期故探测器在轨道Ⅱ上从A到B的最短时间,C正确;D.探测器在半径为r轨道I做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有可得月球的体积则月球的平均密度,D错误。故选BC。
21.(2026·江西上饶·二模)(多选)“嫦娥七号”探测器计划于2026年8月发射,开启人类对月球南极区域勘查任务。“嫦娥七号”探测器被月球捕获进入月球轨道的部分过程如图所示,探测器在椭圆轨道1运行经过点时变轨进入椭圆轨道2,在轨道2上经过点时再次变轨进入圆轨道3(忽略变轨时质量变化)。三个轨道相切于点,点是轨道2上离月球最远的点(选项中速度、机械能以及引力势能中出现的1、2、3分别对应轨道1、2、3上的物理量)。则探测器( )
A. 在轨道2上、点的速度大小关系:
B. 在轨道2上点的速度与在轨道3上点的速度大小关系:
C. 在三个轨道上机械能大小关系:
D. 在三个轨道上点的引力势能大小关系:
【答案】AC
【详解】A.根据开普勒第二定律可知,探测器在轨道2的近月点(点)的速度大于在远月点(点)的速度,即,故A正确;B.探测器在轨道2上经过点时,需减速做向心运动才能进入圆轨道3,即,故B错误;C.探测器在轨道1上经过点时减速做向心运动进入轨道2,在轨道2上经过点时再次减速做向心运动进入轨道3,因减速变轨过程发动机做负功,探测器的机械能减小,所以三个轨道上机械能大小关系为,故C正确;D.引力势能仅与探测器到月球中心的距离有关,因三个轨道在点距月球中心的距离相同,故在三个轨道上点的引力势能大小相等,即,故D错误。故选AC。
22.(2026·江西·模拟预测)大约每隔26个月就会发生一次火星冲日,这时地球与火星间的距离达到极近值,可以用较小花费将探测器送往火星,因此人类的火星探测活动通常每隔26个月出现一次高潮。火星冲日是指火星、地球和太阳排列成一线,地球位于太阳与火星之间,如图所示,若将地球和火星绕太阳的公转轨道均视为圆轨道,则火星绕太阳公转的周期最接近于( )
A. 18个月
B. 22个月
C. 26个月
D. 30个月
【答案】B
【详解】设地球公转周期为,火星公转周期为,火星冲日的时间间隔为。地球公转周期个月,题目已知个月。根据圆周运动规律,地球角速度火星角速度火星冲日时,地球、太阳、火星排列成一线且地球在中间,意味着在时间内地球比火星多转一圈,即代入公式得化简得解得即个月故选B。
23.(2026·江西·物理测试)某天文爱好者观测绕地球做匀速圆周运动的卫星,测出各个卫星的周期T及其对应的轨道半径r,作出图像如图所示,已知地球的半径为R,引力常量G为已知,则下列说法正确的是( )
A. 地球的质量为
B. 地球的第一宇宙速度为
C. 地球表面的重力加速度为
D. 若月球绕地球做匀速圆周运动的周期为,则其轨道半径为
【答案】C
【详解】A.卫星绕地球做匀速圆周运动,则有解得结合图像可得解得,地球的质量为,故A错误;B.万有引力提供卫星圆周运动的向心力,则有结合上述结论解得,第一宇宙速度为,故B错误;C.在地球表面,万有引力与重力大小相等,则有结合上述结论解得,地球表面的重力加速度为,故C正确;D.月球也是地球的一颗卫星,根据开普勒第三定律可得解得,月球绕地球的轨道半径,故D错误。故选C。
24.(2026·江西宜春·模拟考试)(多选)某实验小组利用硬纸壳制作了一个鞘套,在边缘平行于边界处开有狭缝,实验中将白纸套入其内,Y同学沿狭缝向下划线,C同学沿鞘套孔径方向将白纸抽出,过程如甲所示。分别在白纸上得到乙、丙、丁三种笔迹。以下说法正确的是( )
A. 出现乙可能是Y同学匀速划线,C同学加速抽纸
B. 出现丙可能是Y同学匀速划线,C同学加速抽纸
C. 若Y、C同学划线和抽纸均为加速也可能出现丁图
D. 因过程信息不足,无论是哪种笔迹都可能存在同学运动特点的多种组合
【答案】ACD
【详解】AB.若Y同学匀速划线,C同学加速抽纸,笔尖相对纸张会出现向下的匀速运动和向右的加速运动,与轨迹凹侧为加速度的方向相符,故A正确,B错误;C.若Y、C同学相对纸张的加速度方向不变,则笔尖相对白纸做初速度为0,加速度方向不变的加速运动可能出现丁图,故C正确;D.以乙图为例,可能Y同学减速划线,C同学匀速拉出,故无论是哪种笔迹,因信息不足,都存在多种运动特点组合,故D正确。故选ACD。
25.(2026·江西·临门一练)商业航天已经成为我国十四五规划建设重点发展项目之一,“南粤二号”就是民营商业科学实验卫星。“南粤二号”卫星绕地球做匀速圆周运动,已知地球质量为M,引力常量为G,卫星轨道半径为r,忽略地球自转影响,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 卫星的向心加速度恒定,大小为
B. 卫星的线速度大小为,一定小于地球的第一宇宙速度
C. 若将卫星轨道半径增大,需要至少经过两次点火减速实现
D. 利用题中所给的已知条件可以求出地球的密度及“南粤二号”卫星的公转周期
【答案】B
【详解】由万有引力提供向心力得则“南粤二号”卫星的向心加速度大小为但向心加速度方向不断变化,因此向心加速度不恒定,故A错误;由万有引力提供向心力得则“南粤二号”卫星的线速度大小为由于卫星的轨道半径大于地球半径,所以“南粤二号”卫星的线速度小于地球的第一宇宙速度,故B正确;C.若将卫星从半径小的圆形轨道变轨到半径大的圆形轨道,至少要在椭圆形转移轨道的近地点和远地点各进行一次点火加速才能实现,故C错误;D.由万有引力提供向心力得可求出“南粤二号”卫星的公转周期,但还需知道地球半径才能求地球的密度,故D错误。故选B。
26.(2026·江西南昌·二模)在2025年南昌国际体育科技展上,江西本土企业展示了一款AI辅助投篮训练系统。该系统通过高速摄像机捕捉篮球运动轨迹,并利用算法实时分析投篮参数。某同学在使用该系统进行训练时,篮球出手时的初速度为,方向与水平方向的夹角为60°。经时间,篮球空心入筐,系统检测到篮球的出手点到篮筐的距离为。不考虑空气阻力。该AI系统计算出篮球入筐时的速度与出手初速度的夹角为( )
A. 75°
B. 90°
C. 105°
D. 120°
【答案】B
【详解】篮球做斜抛运动,水平方向做匀速直线运动,水平分速度水平位移由题意知出手点到篮筐的距离根据几何关系,竖直位移竖直方向做匀变速直线运动,平均速度又其中初速度竖直分量解得末速度竖直分量末速度与水平方向夹角正切为所以所以篮球入筐时的速度与出手初速度的夹角为90°。故选B。
27.(2026·江西·阶段性训练)已知地球质量为,月球质量为,地月中心距离为。以地心作为坐标原点,沿地月连线建立轴,在轴上有一个探测器。由于地球和月球对探测器的引力做功与路径无关,探测器具有与其位置相关的引力势能。仅考虑地球和月球对探测器的作用,可得探测器引力势能随位置变化关系如图所示。在处引力势能最大,已知,下列选项正确的是( )
A. 地球与月球的质量之比
B. 地球与月球的质量之比
C. 地球与月球的质量之比
D. 地球与月球的质量之比
【答案】C
【详解】引力做的正功等于引力势能的减少量,关系满足即引力大小等于图像斜率的负值。在处引力势能最大,图像斜率为0,说明此处探测器所受合引力为0,地球对探测器的引力与月球对探测器的引力大小相等。设探测器质量为,探测器距离地心为,距离月心为根据万有引力大小相等,可得约去公共项和,整理得故选C。
28.(2026·江西·联考)我国北斗卫星导航系统(BDS)已经开始提供全球服务,具有定位、导航、授时、5 G传输等功能,A、B为北斗系统中的两颗工作卫星.如图所示,A、B两颗卫星绕地球做匀速圆周运动,O为地心,在两卫星运行过程中,A、B连线和O、A连线的夹角最大为θ,则A、B两卫星( )
A. 做圆周运动的线速度的比值为
B. 做圆周运动的周期的比值为
C. 与地心O的连线在相等时间内扫过的面积的比值为
D. 做圆周运动的加速度的比值为sin2θ
【答案】D
【详解】A.A、B连线与O、A连线的夹角最大时,OB与AB垂直,根据几何关系有由万有引力提供向心力,有解得则做圆周运动的线速度的比值为,故A错误;B.由开普勒第三定律可得可得,故B错误;C.t时间内,卫星与地心的连线扫过的面积则,故C错误;D.由万有引力提供向心力,有解得则做圆周运动的加速度的比值为,故D正确。故选D。
29.(2026·江西·质量检测)2025年11月25日,我国成功发射神舟二十二号飞船并完成与空间站的自主快速交会对接,之后安全接回神舟二十号的宇航员,这是我国载人航天工程首次应急发射,取得圆满成功。已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,空间站天和核心舱绕地球做匀速圆周运动的轨道离地面高度为h,引力常量为G,不计地球自转影响,下列说法正确的是( )
A. 神舟二十二号飞船从低轨道变轨到空间站轨道时,在变轨点需减速做近心运动
B. 天和核心舱绕地球运行的线速度大于第一宇宙速度
C. 神舟二十二号与空间站对接后,组合体的运行周期与空间站单独运行时相比变大
D. 天和核心舱绕地球运行的向心加速度大小
【答案】D
【详解】A.飞船从低轨道变轨到空间站的高轨道时,变轨点需加速,使所需向心力大于万有引力,做离心运动才能升高轨道,故A错误;B.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度,由环绕速度公式可知,轨道半径越大线速度越小,核心舱轨道半径,线速度小于第一宇宙速度,故B错误;C.由万有引力提供向心力有解得周期仅与轨道半径和地球质量有关,与环绕天体质量无关,对接后轨道半径不变,周期不变,故C错误;D.不计地球自转时,地球表面物体满足得核心舱处万有引力提供向心力可得,故D正确。故选D。
30.(2026·江西·阶段性训练)某种窗户支架如图甲所示,其工作原理简化图如图乙所示。ad杆的a点通过铰链固定在滑槽导轨中,d点通过铰链固定在窗户底面,滑块可在滑槽导轨中自由滑动,bc杆的c点通过铰链固定在滑块上,b点通过铰链固定在ad杆上。某次关闭窗户的过程中,ad杆绕a点匀速转动,则下列说法正确的是( )
A. 点和点的速度大小可能相等
B. 点的速度大小始终小于点的速度大小
C. 点和点的加速度大小可能相等
D. 点的加速度大小始终大于点的加速度大小
【答案】A
【详解】AB.b在ad杆上,速度方向垂直于ad杆;c在滑块上,速度沿水平滑槽方向。对杆bc,两端点沿杆方向的分速度大小相等。设ad与水平方向夹角为,bc与水平方向夹角为,由沿杆分速度相等,可得关闭窗户过程中,、逐渐减小,当时,即时,有说明b、c两点速度大小可能相等,不是点的速度大小始终小于点的速度大小。故A正确,B错误;CD.ad杆绕a点匀速转动,b、d都在ad杆上,二者角速度相同。匀速圆周运动的加速度为向心加速度,满足转动半径的关系满足因此恒成立,即点的加速度大小始终小于点的加速度大小,故CD错误。故选A。
31.(2026·江西南昌·二模)为了让天问三号航天器在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳(近似)做匀速圆周运动,有人建议先将天问三号航天器发射到拉格朗日点附近(如图所示)。设地心到太阳中心的距离为,到拉格朗日点的距离为(),当时,。已知太阳的质量约是地球质量的33万倍,则的值约为( )
A. 70
B. 100
C. 140
D. 200
【答案】B
【详解】设地球质量为,太阳质量为,航天器质量为。地球绕太阳做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力得解得航天器在拉格朗日点与地球同步绕太阳运动,角速度相同。由图可知点位于地球外侧,航天器受到太阳和地球的引力方向均指向太阳,合力提供向心力,有消去并代入得变形为利用题给近似条件代入得整理得即解得故选B。
32.(2026·吉安市第一中学·二模)(多选)菱形ABCD边长为L,∠A=60o,四位同学站在四个顶点上踢毽子,按照A→D→C→B→A的顺序传递,毽子不落地,它的运动轨迹所在平面始终都与地面垂直,每次触地前瞬间被救起,每次落地瞬间和离地前瞬间速度的大小为v0,方向与水平方向成60o,不考虑空气阻力,g=10m/s2。则( )
A. 毽子离地最大高度H为
B. 菱形的边长L为
C. 在点C处,毽子在被踢前后瞬间动量变化了mv0
D. 在点D处,毽子在被踢前后瞬间动量变化了
【答案】AD
【详解】AB.毽子作斜抛物体运动,竖直方向解得根据速度-位移公式有水平方向有菱形的边长为,故A正确,B错误;C.在点C处,毽子在被踢前后瞬间,水平方向的速度变化为竖直方向速度变化为在点C处,毽子在被踢前后瞬间动量变化了,故C错误;D.同理在点D处,毽子在被踢前后瞬间,水平方向的速度变化为竖直方向速度变化为在点D处,毽子在被踢前后瞬间动量变化了,故D正确;故选AD。
33.(2026·江西上饶·一模)如图(a)所示,一可视为质点的滑块放在水平转台上,滑块恰好能随转台绕O点做半径为r的匀速圆周运动,图(b)为俯视图。某学校物理兴趣小组利用位移传感器采集滑块的位置和时刻信息,画出某时刻起滑块沿x轴上的分速度vx随时间t的变化关系如图(c)所示。取水平向右为正方向,滑块所受最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小,不计空气阻力。则滑块与转台间动摩擦因数μ和图(c)中阴影部分面积S大小分别为( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】D
【详解】根据最大静摩擦力提供向心力有由图(c)可知解得图(c)中阴影部分面积S大小等于沿x轴方向的位移大小,对应滑块匀速圆周运动的圆心角为阴影部分面积S大小故选D。
34.(2026·江西·物理测试)(多选)如图所示,光滑水平面内有一平面直角坐标系,物体在该平面内始终受到沿轴负方向、大小未知的恒力,物体在区域还受到沿轴正方向、大小为的恒力作用,现将一质量为m的小球从坐标原点O沿轴正方向掷出,小球的运动轨迹交直线于两点,小球通过点P时距离轴最远,小球从N点返回轴的过程中做直线运动,回到轴时的速度方向与x轴正方向的夹角为37°。已知,。则下列说法正确的是( )
A. 小球在O、P两点的加速度大小之比为5:4
B. 小球在P点的速率是O点速率的倍
C. P点到轴的距离为
D. 若小球初速度为,则小球在N点时合外力的功率为
【答案】BC
【详解】A.设小球受到的沿y轴负方向恒力为F,小球从N点返回x轴的过程中做直线运动,合力方向与速度方向在同一条直线上,有,根据牛顿第二定律在O点有在P点有解得,故A错误;B.经分析可知,小球通过M,N两点时沿x轴方向的速度大小与小球通过P点时的速度大小相同,设小球从O点运动到M点所用的时间为t,小球通过P点时的速度大小小球回到x轴时,沿x轴方向的速度大小解得设小球从O点掷出时的速度大小为,根据对称性可知,小球回到x轴时,沿y轴方向的速度大小为,方向沿y轴负方向,有解得,故B正确;C.经分析可知,小球通过M,N两点时沿y轴方向的速度大小(设为)相同,小球从N点返回x轴的过程中做直线运动,有可得设小球从P点运动到N点所用的时间为,有小球从N点返回x轴的过程中沿y轴方向的分运动为匀加速直线运动,有可得小球从P点运动到N点的过程中沿y轴方向的位移大小小球从N点返回x轴的过程中沿y轴方向的分运动为匀加速直线运动,有可得经分析可知,故C正确;D.小球在N点时的速度为而所以,故D错误。故选BC。
35.(2026·江西·联考)用如图甲所示装置研究平抛运动的特点。将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球A沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q水平飞出,落在水平挡板MN上,由于挡板靠近硬板一侧较低,球落在挡板上时,会在坐标纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,依次重复上述操作,坐标纸上将留下一系列痕迹点。
(1)作图时应以 为原点O建立平面直角坐标系。
(2)小球在平抛运动过程中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示,已知小方格的边长为L,位置a (填“是”或“不是”)小球的抛出点,小球的初速度大小v0= (用L、g表示)。
(3)若在实验中,斜槽末端切线不水平,仅从这一影响因素分析,第(2)问中求得小球的初速度大小v0 (选填“大于”、“小于”或“等于”)小球离开斜槽末端时的速度大小。
【答案】(1)小球在斜槽末端Q点处球心在坐标纸上的投影点 (2)① 不是 ② (3)小于
【讲解】(1) 研究平抛运动时,坐标原点应建立在抛出点,即小球飞出斜槽的位置,即小球在斜槽末端Q点处球心在坐标纸上的投影点。
(2) [1]由图乙可知,、、、四点在水平方向上的间距相等,均为,说明相邻两点间的时间间隔相等。在竖直方向上,,,竖直位移之比为,不符合初速度为零的匀加速直线运动在连续相等时间内的位移之比的规律,故点不是抛出点。[2]根据匀变速直线运动推论由得解得水平方向做匀速直线运动,有解得
(3) 若斜槽末端切线不水平,小球离开斜槽时具有竖直分速度,实际速度实验中利用计算时间是准确的,因为竖直方向加速度始终为。利用计算出的速度实际上是水平分速度。由于则,即求得的初速度小于小球离开斜槽末端时的速度大小。
36.(2026·江西师范大学附中·学情自测)某实验小组探究平抛运动的特点,实验时使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个小方格的边长为1 cm。在实验中测得的小球影像的高度差已经在如图中标出。
(1)小球运动到上图中位置A时,其速度的水平分量大小为 m/s,当地的重力加速度大小为 m/s2;(结果均保留2位有效数字)
(2)利用手机和计算机可以方便地记录小球做平抛运动的轨迹并分析其运动规律。该实验小组利用视频处理软件分析小球某次平抛运动的录制视频,得到的水平位移和竖直位移随时间变化的图像如图所示,此次小球做平抛运动的初速度为 m/s。(结果保留2位有效数字)
【答案】(1)① 1.0 ② 9.7 (2)2.0
【详解】
(1)[1]因小球水平方向做匀速直线运动,因此速度为[2]由竖直方向的自由落体运动可得
(2)[3]小球做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,故对应的图像应为一条倾斜的直线,故图线甲为水平位移随时间变化的图线;根据图像中甲的斜率表示物体的初速度,故初速度大小为
37.(2026·江西·临门一练)某同学用如图所示的装置做“探究向心力与角速度关系”的实验。力传感器固定在竖直杆上的A点,质量为m的磁性小球用轻质细线a、b连接,细线a的一端连接在力传感器上,细线b的另一端连接在竖直杆上的B点,测得细线a的长为L,细线b的长为1.25L,A、B间距离为0.75L,磁性小球的直径远小于L,重力加速度为g,力传感器的大小忽略不计。
(1)让杆绕其竖直轴线匀速转动,增大杆匀速转动的角速度,使细线a、b均绷紧伸直,细线a水平,小球经过磁传感器时,磁传感器中会产生一个磁脉冲,小球某次经磁传感器开始计时,并计数为0,若记下第n个磁脉冲的时间为t,则小球做匀速圆周运动的角速度 。
(2)多次改变杆转动的角速度(保证每次细线a、b均伸直),记录每次力传感器的示数F及对应的角速度ω,作出图像,如果图像是倾斜的直线,且斜率等于 ,图像与纵轴的交点等于 ,则表明半径、质量一定时,向心力与 成正比。
(3)要保证实验成功,小球做圆周运动的角速度至少等于 。
【答案】(1) (2)① ② ③ 角速度平方 (3)
【讲解】(1) 根据题意可知,小球做匀速圆周运动的周期为则小球做匀速圆周运动的角速度
(2) [1][2][3]根据几何关系可知,两线的夹角,由于线上的拉力始终满足得到则小球做圆周运动的向心力若向心力与角速度平方成正比,则即得到如果图像是倾斜的直线,且图像的斜率等于,图像与纵轴的交点等于,则表明半径、质量一定时,向心力与角速度平方成正比。
(3) 当细线刚好伸直时,线的拉力,设角速度为,则有即即要使实验成功,小球做圆周运动的角速度至少等于。
38.(2026·江西丰城中学·一模)在“研究平抛运动”实验中,以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O,建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放,使其水平抛出,通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹,如图所示。在轨迹上取一点A,读取其坐标(x0,y0)。
①下列说法正确的是 。
A.实验所用斜槽应尽量光滑
B.画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来
C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据
②根据题目所给信息,小球做平抛运动的初速度大小v0= 。
A. B. C. D.
③在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是 。
【答案】① C ② D ③ 确保多次运动的轨迹相同
【详解】①[1]A.只要保证小球每次从同一位置静止释放,到达斜槽末端的速度大小都相同,与实验所用斜槽是否光滑无关,故A错误;B.画轨迹时应应舍去误差较大的点,把误差小的点用平滑的曲线连接起来,故B错误;C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离远点较远的点的数据,便于减小读数产生的偶然误差,故C正确;故选C。②[2] 坐标原点O为抛出点,由平抛规律有联立解得平抛的初速度为故选D。③[3] 小球多次从斜槽上同一位置由静止释放是为了保证到达斜槽末端的速度大小都相同,从而能确保多次运动的轨迹相同。
39.(2026·江西萍乡·二模)某兴趣小组设计了如图甲所示的探究物体做匀速圆周运动时向心力大小与角速度大小的关系的实验装置。磁性滑块(形状为小正方体,可视为质点)放置在转台上,长为L的绝缘细线一端连接磁性滑块内侧,另一端连到固定在转轴上的力传感器上,细线与转台平行,力传感器显示细线上拉力F的大小。磁性滑块静止时,力传感器示数为零。转台左侧固定磁传感器能实时记录附近磁场的强弱,磁体越靠近磁传感器记录下的磁感应强度越大。
(1)当转台绕竖直轴匀速转动时,磁传感器每隔时间能记录一次强磁信号,则滑块做匀速圆周运动的角速度大小 。
(2)改变转台的转速,测出不同转速下的力F,以力传感器的示数F为纵轴,对应的角速度平方为横轴,建立直角坐标系,描点后拟合为一条直线,如图乙所示,试分析图像不过原点的原因: 。
(3)该小组通过分析发现由乙图可计算出滑块的质量m,则 (用a、b、L表示)。
【答案】(1) (2)滑块与转台有摩擦力 (3)
【讲解】(1) 磁体越靠近磁传感器记录下的磁感应强度越大,当转台绕竖直轴匀速转动时,磁传感器每隔时间能记录一次强磁信号,则周期根据解得
(2) 滑块随转台做匀速圆周运动,角速度较小时,由静摩擦力提供向心力,当摩擦力达到最大值时,细线开始有弹力作用,对滑块进行分析有变形得可知,图像不过原点的原因是滑块与转台有摩擦力。
(3) 结合图乙与上述有解得
40.(2026·江西上饶·一模)某山地救援队进行“斜面绳球投放”训练,简化模型如图所示。在倾角为的光滑矩形斜面EFMN上(FM为斜面与水平地面的交线),有一根长为L=0.5m的细线,细线的一端固定在O点,另一端连接着一个可视为质点的小球。小球质量为m=1kg,过O点平行于EF的直线交FM于C点,FC的长度为。现使小球恰好能在斜面上做完整的顺时针圆周运动。某次小球过B点时细线被割断(割断前后不影响小球速度),小球沿着轨迹BG运动,在小球刚要离开斜面G点时,给小球施加一个沿vB(小球在B点时的速度)方向、大小为的恒力。从B点割断细线瞬间开始计时,小球经t=2s落到水平地面上的D点(图中未画出D点),G点是小球离开斜面的位置,H点为G点在水平面上的投影点。不考虑小球反弹,忽略空气阻力,sinθ=0.2,cosθ=1,重力加速度g取10m/s2。
(1)小球经过A点时速率vA;
(2)小球到达B点细线被割断前,小球对细线的拉力FT的大小;
(3)求落地时D点到H点的距离L1。
【答案】(1)1m/s (2)12N (3)
【讲解】(1) 因为小球恰好能在斜面上做完整的顺时针圆周运动,所以在A点由牛顿第二定律有解得小球经过A点时的速率为
(2) 从A点到B点的过程中,由机械能守恒定律有解得小球经过B点时的速率为对小球在B点进行受力分析,列牛顿第二定律方程有解得在B点小球受到绳的拉力为则由牛顿第三定律可知,小球对细线的拉力大小为
(3) 小球在BG间做类平抛运动,其水平方向为匀速直线运动,则有解得小球从B点到G点的运动时间为小球沿GF方向做从静止开始的匀加速直线运动,则G点沿GF方向的分速度为将小球沿GF方向的分速度沿水平方向和竖直方向进行正交分解,如图所示: 则在G点沿竖直方向的分速度为沿水平方向的分速度为离开G点后,小球水平方向速度的矢量图如图所示: 设小球离开斜面后,从G点到D点沿方向的位移为x2,沿方向运动的位移为x3,小球从G点飞出后,从上往下俯视,小球沿着方向做匀加速直线运动,则根据牛顿第二定律可得其加速度为根据匀变速直线运动的规律有小球沿着方向做匀速直线运动,则有所以落地时D点到H点的距离为
试卷第1页,共3页
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专题04曲线运动万有引力
考点1曲线运动、运动的合成与分解
1.【答案】B
2.【答案】AD
考点2圆周运动
1.【答案】(1)9:(2)口
@jri
考点3圆周运动的临界问题
1.【答案】c
考点4开普勒三大定律
1.【答案】C
2.【答案】A
考点5卫星变轨天体的追及相遇问题、双星与多星模型
1.【答案】D
1/4
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V一年模拟练测园
模拟题精选
1.【答案】B
2.【答案】A
3.【答案】B
4.【答案】A
5.【答案】A
6.【答案】A
7.【答案】AD
8.【答案】B
9.【答案】B
10.【答案】B
11.【答案】B
12.【答案】C
13.【答案】D
14.【答案】BC
15.【答案】C
2/4
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16.【答案】BC
17.【答案】A
18.【答案】D
19.【答案】B
20.【答案】BC
21.【答案】AC
22.【答案】B
23.【答案】C
24.【答案】ACD
25.【答案】B
26.【答案】B
27.【答案】C
28.【答案】D
29.【答案】D
30.【答案】A
31.【答案】B
32.【答案】AD
33.【答案】D
3/4
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34.【答案】BC
35.【答案】(1)小球在斜槽末端Q点处球心在坐标纸上的投影点
(2)①不是
②
2V▣
(3)小于
36.【答案】(1)①1.0
②9.7
(2)2.0
37【答案】(1)
2nπ
(2)①mL
②
③角速度平
t
3mg
方
(3)2V▣
38.【答案】①C
②D
③确保多次运动的轨迹相同
39.【答案】(1)
2π
a
to
(2)滑块与转台有摩擦力
(3)b1
40.【答案】(1)1m/s
(2)12N
(3)2y▣
4/4
专题04 曲线运动 万有引力
3年真题1年模拟
考点分类
江西考情
命题规律
考点1 曲线运动、运动的合成与分解
2025江西(1题)、2024江西(1题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:平抛运动中追及相遇问题、斜抛运动。
·趋势:情境化命题逐步加深,考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,固定以单项选择题形式考查。
考点2 圆周运动
2024江西(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:向心力的计算。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,以实验探究和过程分析为主要考查形式。
考点3 圆周运动的临界问题
2025江西(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:火车和飞机转弯模型。
·趋势:考查深度逐步提升,由浅层识记过渡到分析推理,固定以单项选择题形式考查。
考点4 开普勒三大定律
2026江西(1题)、2024江西(1题)
·情境:倾向于融入前沿科技与工程应用情境。
·重点:计算卫星的各个物理量。
·趋势:情境化命题逐步加深,固定以单项选择题形式考查。
考点5 卫星变轨 天体的追及相遇问题、双星与多星模型
2025江西(1题)
·情境:贴近日常生活与生产实际创设命题情境。
·重点:天体运动中机械能的变化。
·趋势:整体难度偏易,侧重基本概念的清晰掌握,固定以单项选择题形式考查。
考点1 曲线运动、运动的合成与分解
1.(2025·江西·高考真题)如图所示,人形机器人陪伴小孩玩接球游戏。机器人在高度为H的固定点以速率水平向右抛球,小孩以速率水平向左匀速运动,接球时手掌离地面高度为h。当小孩与机器人水平距离为时,机器人将小球抛出。忽略空气阻力,重力加速度为g。若小孩能接到球,则为( )
A.
B.
C.
D.
2.(2024·江西·高考真题)(多选)一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处.如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x轴沿水平方向,建立坐标系,小鱼的初速度为,末速度v沿x轴正方向.在此过程中,小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
考点2 圆周运动
1.(2024·江西·高考真题)雪地转椅是一种游乐项目,其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动。如图(a)、(b)所示,传动装置有一高度可调的水平圆盘,可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。圆盘边缘A处固定连接一轻绳,轻绳另一端B连接转椅(视为质点)。转椅运动稳定后,其角速度与圆盘角速度相等。转椅与雪地之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)在图(a)中,若圆盘在水平雪地上以角速度匀速转动,转椅运动稳定后在水平雪地上绕O点做半径为的匀速圆周运动。求与之间夹角的正切值。
(2)将圆盘升高,如图(b)所示。圆盘匀速转动,转椅运动稳定后在水平雪地上绕点做半径为的匀速圆周运动,绳子与竖直方向的夹角为,绳子在水平雪地上的投影与的夹角为。求此时圆盘的角速度。
考点3 圆周运动的临界问题
1.(2025·江西·高考真题)为避免火车在水平面上过弯时因内外轨道半径不同致使轮子打滑造成危险(不考虑离心问题),把固定连接为一体的两轮设计成锥顶角很小的圆台形,如图所示。设铁轨间距为L,正常直线行驶时两轮与铁轨接触处的直径均为D,过弯时内外轨间中点位置到轨道圆心的距离为过弯半径R。在很小时,。若在水平轨道过弯时要求轮子不打滑且横向偏移量不超过,则最小过弯半径R为( )
A.
B.
C.
D.
考点4 开普勒三大定律
1.(2026·江西·高考真题)我国长征八号运载火箭以“一箭十八星”的方式将千帆星座组网卫星成功送入预定轨道。已知地球质量,地球半径,引力常量,不考虑地球自转的影响,则某颗卫星在高度约为的绕地圆形轨道上运行时的速度约为( )
A.
B.
C.
D.
2.(2024·江西·高考真题)两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动,半径分别为、,则动能和周期的比值为( )
A.
B.
C.
D.
考点5 卫星变轨 天体的追及相遇问题、双星与多星模型
1.(2025·江西·高考真题)如图所示,Ⅰ和Ⅱ分别为神舟二十号飞船的近地圆轨道、椭圆变轨轨道,Ⅲ为天和核心舱运行圆轨道,P、Q为变轨点。不计阻力,飞船在轨道Ⅱ上从P点到Q点运动过程中,下列选项正确的是( )
A. 速率增大,机械能增大
B. 速率减小,机械能减小
C. 速率增大,机械能不变
D. 速率减小,机械能不变
模拟题精选
1.(2026·江西师范大学附中·学情自测)2025年11月4日,原定次日返回地球的神舟二十号乘组在例行巡检中发现返回舱舷窗的边缘有一个局部的异常现象。经地面指挥中心通过拍照判读与数据分析确认,这个地方出现了裂纹,该损伤由微小空间碎片高速撞击所致。从险情发现到最终实施救援,地面团队经历了严谨评估,决定采取超快速撤离与返回,2025年11月14日11时14分,神舟二十一号脱离空间站组合体,仅用5小时26分便完成天地往返,较此前神舟十九号的9小时快速返回再缩短3.5小时以上,于16时40分,返回舱在东风着陆场精准着陆,上演了一次惊心动魄的太空救援。其返回过程可简化如图所示,飞船与空间站组合体在低轨道③(离地高度约为400km)上做匀速圆周运动,飞船在Q点脱离后变轨进入轨道②(近地点100km)运行,后在P点变轨进入近地轨道①运行,后继续变轨进入大气层以“打水漂”的方式落回地面。(飞船质量变化忽略不计)下列说法正确的是( )
A. 神舟二十一号飞船从Q点脱离空间站后进入轨道②应加速
B. 神舟二十一号飞船从P点进入轨道①的速度大于轨道②上Q点的速度
C. 神舟二十一号飞船在轨道②上的机械能比在轨道①上的机械能小
D. 神舟二十一号飞船在轨道③上的运行周期等于轨道②上的运行周期
2.(2026·江西丰城中学·一模)神舟十九号载人飞船与中国空间站在2024年10月顺利实现第五次“太空会师”,飞船太空舱与空间站对接成为整体,对接后的空间站整体仍在原轨道稳定运行,则对接后的空间站整体相对于对接前的空间站( )
A. 所受地球的万有引力变大
B. 在轨飞行速度变大
C. 在轨飞行周期变大
D. 在轨飞行加速度变大
3.(2026·江西南昌·一模)超重耐力与适应性训练,是大部分航天员最深刻的记忆。如图所示,超重耐力与适应性训练的主要设备是载人离心机。在高速旋转的离心机中航天员要承受8倍重力加速度(即向心加速度为),若训练用离心机的旋转臂长为,重力加速度取,为达到训练要求,离心机匀速旋转的角速度大小约为( )
A. 2rad/s
B. 3rad/s
C.
D. 5rad/s
4.(2026·江西萍乡·二模)“长征七号A”运载火箭在中国文昌航天发射场点火起飞,托举“实践二十三号”卫星直冲云霄,随后卫星进入预定轨道,发射取得圆满成功。已知地球表面的重力加速度大小为g,地球的半径为R,“实践二十三号”卫星距地面的高度为h,入轨后绕地球做匀速圆周运动,该卫星的( )
A. 线速度大小为
B. 角速度大小为
C. 向心加速度大小为g
D. 周期为
5.(2026·江西·模拟预测)传说中黄河鲤鱼跳过龙门,就会变化成龙,这就是“鲤鱼跳龙门”。某鲤鱼(视为质点)在跳龙门时,以速率沿与水面夹角为θ的方向斜向上跃出水面,若鲤鱼恰好跳过龙门顶端,重力加速度大小为g,不计空气阻力,则龙门顶端距水面的高度为( )
A.
B.
C.
D.
6.(2026·江西新余·二模)2025年7月15日,天舟九号货运飞船成功对接空间站天和核心舱,交会对接的示意图如图所示,飞船首先进入预定圆轨道I,之后经椭圆轨道II与在圆轨道III运行的空间站在点完成交会对接,对接后空间站仍在圆轨道III运行。已知轨道I、III的半径分别为、,轨道I、II相切于点,轨道II、III相切于点。下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道I上的周期小于在轨道II上的周期
B. 飞船在轨道I上的机械能大于在轨道II上的机械能
C. 飞船与空间站完成对接后,空间站的运行加速度变小
D. 飞船在轨道II上运行时,在、两点的速度之比为
7.(2026·江西南昌·一模)(多选)2025年,天文学家发现了一颗来自太阳系边缘奥尔特云的彗星C/2025D1.观测分析表明,其轨道是一个极其扁长的椭圆。已知其近日点距离太阳为,速度大小为;远日点距离为,速度大小为。若将彗星的运动近似认为仅受太阳引力的椭圆轨道运动,则下列关于其运动的判断中,正确的是( )
A. 彗星从近日点运动到远日点的过程中,太阳对它的万有引力做负功
B. 彗星从近日点运动到远日点的过程中,太阳对它的万有引力做正功
C. 彗星在近日点与远日点的速度大小之比为
D. 彗星在近日点与远日点的速度大小之比为
8.(2026·江西·联考)2026年3月22日,我国在山东海阳附近海域使用捷龙三号运载火箭,以“一箭十星”方式将“微厘空间”02组卫星送入轨道高度约为500公里的预定轨道。假设其中一颗卫星绕地球做匀速圆周运动,地球表面重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A. 该卫星的运行速度大于第一宇宙速度
B. 该卫星的发射速度大于7.9 km/s
C. 该卫星绕地球运行的周期约为24 h
D. 该卫星的向心加速度约为5 m/s2
9.(2026·江西宜春·模拟考试)2025年8月6日,揽月月面着陆器(首次载人月球探测器)着陆起飞综合验证试验在位于河北省怀来县的地外天体着陆试验场圆满完成。现已知地球表面重力加速度,地球半径,月球环绕地球运行的周期,忽略地球自转,求月球离地球表面的高度( )
A.
B.
C.
D.
10.(2026·江西南昌·一模)一直升机低空低速水平向左匀速飞行,每隔相同的时间间隔释放一个货包,若货包出舱后空气阻力可忽略,货包与直升机在空中排列的图像合理的是( )
A. B.
C. D.
11.(2026·江西九江·二模)由中国科学院云南天文台牵头的研究团队,在一颗类似太阳的恒星周围发现了一颗位于宜居带的“超级地球”开普勒,轨道如图所示。该行星绕恒星运行周期为,行星从A到B(A、B两点关于椭圆长轴对称)、从C到D的时间均为;从B到C、从D到A行星与恒星的连线扫过面积之比为3∶1,万有引力做功的绝对值分别为和,经历的时间分别为和;A和C处的速度分别为和、加速度分别为和下面判断正确的是( )
A.
B.
C.
D.
12.(2026·吉安市第一中学·二模)在浩瀚深邃的夜空,我们看到的一颗颗耀眼的星星其实有复杂的结构,最明亮的天狼星就是由一颗蓝白色主序星(天狼A)和一颗白矮星(天狼B)组成的双星系统,它们相互绕转,平均相距20AU(1AU等于地球到太阳中心的距离,称为1个天文单位),公转周期为50年(1年是地球公转周期),其中天狼星A质量为太阳质量的2倍,根据以上信息可以求出天狼星B的质量是太阳质量的( )倍。
A. 2.0
B. 1.8
C. 1.2
D. 0.6
13.(2026·江西·全真模拟)如图甲,“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点,卫星A、B匀速圆周运动的绕行方向与地球自转方向一致。图乙是航天控制中心大屏幕上显示卫星A和B的“星下点”在地球表面的部分轨迹。下列说法正确的是( )
A. A、B的角速度之比为
B. A、B的角速度之比为
C. A、B的轨道半径之比为
D. A、B的轨道半径之比为
14.(2026·江西·联考)(多选)鹰潭方特东方神话中的旋风飞椅项目因可体验高空旋转离心快感和飞一般的感觉,广受游客喜爱。旋风飞椅简化示意图如图所示:一根长度为L的轻绳,一端固定在半径为r0的圆盘上的P点,另一端系着一个质量为m的小球(可视为质点)。小球随圆盘绕其竖直中心轴OO'在水平面内做角速度为ω的匀速圆周运动,绳子张紧并与竖直方向保持一个稳定的夹角θ。已知重力加速度为g,忽略空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 小球受到重力、绳子拉力和向心力三个力的作用
B. 小球做圆周运动的角速度
C. 绳子张力
D. 若增大小球的质量,夹角θ变小
15.(2026·江西·临门一练)近几年,随着人工智能等科技领域的发展,深圳市积极拓展科技应用场景,无人观光车、环卫机器人等服务纷纷出现,特别是无人机送餐,使“天上掉馅饼”成为现实。无人机送餐时,可通过机载传感器描绘出无人机运动的轨迹。如图所示,为机载传感器描绘出的无人机某次飞行中在竖直平面内运动的轨迹,其中x轴表示水平方向,y轴表示竖直方向。若x=0~x1和x=x1~x2的两段曲线均为抛物线,则该无人机沿水平方向的x-t(位移-时间)图像和沿竖直方向的v-t(速度-时间)图像可能为( )
A. B.
C. D.
16.(2026·江西·临门一练)(多选)如图甲所示,光滑斜面与水平面间的夹角,斜面内固定一半径为的光滑圆轨道,为圆轨道的圆心,为与平行的水平直径,分别为轨道最高和最低点。置于圆轨道最低点的小球(可视为质点)获得大小不同的水平初速度后,小球沿轨道运动至某一位置时速度大小为,小球与轨道间恰无作用力,设此位置小球与点的连线与的夹角为,已知重力加速度为,若得到的与的关系图像如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
A. 小球恰好能到点时的速度大小为
B. 小球恰好能到点时,加速度大小为
C. 该图线的斜率等于
D. 若小球脱离圆轨道,则此后做变加速曲线运动(与圆轨道再次接触前)
17.(2026·江西·联考)研究平抛运动的实验装置示意如图。某同学设想小球先后三次做平抛,小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放,将水平板依次放在如图1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3,机械能的变化量分别为∆E1、∆E2、∆E3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是( )
A. ,∆E1=∆E2=∆E3
B. ,∆E1=∆E2=∆E3
C. ,∆E1<∆E2<∆E3
D. ,∆E1>∆E2>∆E3
18.(2026·江西新余·一模)兴趣小组想对低轨卫星和同步卫星作比较,假设地球同步卫星和低轨卫星都围绕地球做匀速圆周运动的轨道共面且绕行地球的运动方向相同,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 低轨卫星的向心加速度小于同步卫星的向心加速度
B. 低轨卫星的向心加速度可以大于地球表面的重力加速度
C. 同步卫星的机械能一定大于低轨卫星的机械能
D. 受到稀薄空气阻力的作用,若不对低轨卫星补充能量,则该低轨卫星的线速度会逐渐增大
19.(2026·江西九江·一模)我国计划在2028年前后实施两次火星探测任务。某兴趣小组根据下表提供的信息,据此提出了一些说法,其中正确的是( )
到太阳的距离
质量
直径
自转周期
地球
L
M
d
T
火星
1.5L
0.11M
0.5d
T
A. 可以计算出太阳质量
B. 地球表面重力加速度和火星表面重力加速度大小之比为
C. 火星第一宇宙速度和地球第一宇宙速度之比为
D. 地球绕太阳的周期和火星绕太阳的周期之比为1
20.(2026·江西上饶·一模)(多选)嫦娥六号探测器的发射成功,开启了人类首次从月球背面采样返回先河。探测器着陆月球表面的过程示意图如图所示,探测器先在半径为r轨道I做匀速圆周运动,周期为T。从A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达近月点B点再次变轨到近月圆轨道Ⅲ,最后安全落在月球上。已知月球半径为R,引力常量为G,忽略近月点离月球表面高度,下列说法正确的是( )
A. 探测器在轨道Ⅱ上A和B两点加速度大小之比为
B. 探测器在轨道Ⅱ上A和B两点线速度大小之比为
C. 探测器在轨道Ⅱ上从A到B的最短时间为
D. 月球的平均密度为
21.(2026·江西上饶·二模)(多选)“嫦娥七号”探测器计划于2026年8月发射,开启人类对月球南极区域勘查任务。“嫦娥七号”探测器被月球捕获进入月球轨道的部分过程如图所示,探测器在椭圆轨道1运行经过点时变轨进入椭圆轨道2,在轨道2上经过点时再次变轨进入圆轨道3(忽略变轨时质量变化)。三个轨道相切于点,点是轨道2上离月球最远的点(选项中速度、机械能以及引力势能中出现的1、2、3分别对应轨道1、2、3上的物理量)。则探测器( )
A. 在轨道2上、点的速度大小关系:
B. 在轨道2上点的速度与在轨道3上点的速度大小关系:
C. 在三个轨道上机械能大小关系:
D. 在三个轨道上点的引力势能大小关系:
22.(2026·江西·模拟预测)大约每隔26个月就会发生一次火星冲日,这时地球与火星间的距离达到极近值,可以用较小花费将探测器送往火星,因此人类的火星探测活动通常每隔26个月出现一次高潮。火星冲日是指火星、地球和太阳排列成一线,地球位于太阳与火星之间,如图所示,若将地球和火星绕太阳的公转轨道均视为圆轨道,则火星绕太阳公转的周期最接近于( )
A. 18个月
B. 22个月
C. 26个月
D. 30个月
23.(2026·江西·物理测试)某天文爱好者观测绕地球做匀速圆周运动的卫星,测出各个卫星的周期T及其对应的轨道半径r,作出图像如图所示,已知地球的半径为R,引力常量G为已知,则下列说法正确的是( )
A. 地球的质量为
B. 地球的第一宇宙速度为
C. 地球表面的重力加速度为
D. 若月球绕地球做匀速圆周运动的周期为,则其轨道半径为
24.(2026·江西宜春·模拟考试)(多选)某实验小组利用硬纸壳制作了一个鞘套,在边缘平行于边界处开有狭缝,实验中将白纸套入其内,Y同学沿狭缝向下划线,C同学沿鞘套孔径方向将白纸抽出,过程如甲所示。分别在白纸上得到乙、丙、丁三种笔迹。以下说法正确的是( )
A. 出现乙可能是Y同学匀速划线,C同学加速抽纸
B. 出现丙可能是Y同学匀速划线,C同学加速抽纸
C. 若Y、C同学划线和抽纸均为加速也可能出现丁图
D. 因过程信息不足,无论是哪种笔迹都可能存在同学运动特点的多种组合
25.(2026·江西·临门一练)商业航天已经成为我国十四五规划建设重点发展项目之一,“南粤二号”就是民营商业科学实验卫星。“南粤二号”卫星绕地球做匀速圆周运动,已知地球质量为M,引力常量为G,卫星轨道半径为r,忽略地球自转影响,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 卫星的向心加速度恒定,大小为
B. 卫星的线速度大小为,一定小于地球的第一宇宙速度
C. 若将卫星轨道半径增大,需要至少经过两次点火减速实现
D. 利用题中所给的已知条件可以求出地球的密度及“南粤二号”卫星的公转周期
26.(2026·江西南昌·二模)在2025年南昌国际体育科技展上,江西本土企业展示了一款AI辅助投篮训练系统。该系统通过高速摄像机捕捉篮球运动轨迹,并利用算法实时分析投篮参数。某同学在使用该系统进行训练时,篮球出手时的初速度为,方向与水平方向的夹角为60°。经时间,篮球空心入筐,系统检测到篮球的出手点到篮筐的距离为。不考虑空气阻力。该AI系统计算出篮球入筐时的速度与出手初速度的夹角为( )
A. 75°
B. 90°
C. 105°
D. 120°
27.(2026·江西·阶段性训练)已知地球质量为,月球质量为,地月中心距离为。以地心作为坐标原点,沿地月连线建立轴,在轴上有一个探测器。由于地球和月球对探测器的引力做功与路径无关,探测器具有与其位置相关的引力势能。仅考虑地球和月球对探测器的作用,可得探测器引力势能随位置变化关系如图所示。在处引力势能最大,已知,下列选项正确的是( )
A. 地球与月球的质量之比
B. 地球与月球的质量之比
C. 地球与月球的质量之比
D. 地球与月球的质量之比
28.(2026·江西·联考)我国北斗卫星导航系统(BDS)已经开始提供全球服务,具有定位、导航、授时、5 G传输等功能,A、B为北斗系统中的两颗工作卫星.如图所示,A、B两颗卫星绕地球做匀速圆周运动,O为地心,在两卫星运行过程中,A、B连线和O、A连线的夹角最大为θ,则A、B两卫星( )
A. 做圆周运动的线速度的比值为
B. 做圆周运动的周期的比值为
C. 与地心O的连线在相等时间内扫过的面积的比值为
D. 做圆周运动的加速度的比值为sin2θ
29.(2026·江西·质量检测)2025年11月25日,我国成功发射神舟二十二号飞船并完成与空间站的自主快速交会对接,之后安全接回神舟二十号的宇航员,这是我国载人航天工程首次应急发射,取得圆满成功。已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,空间站天和核心舱绕地球做匀速圆周运动的轨道离地面高度为h,引力常量为G,不计地球自转影响,下列说法正确的是( )
A. 神舟二十二号飞船从低轨道变轨到空间站轨道时,在变轨点需减速做近心运动
B. 天和核心舱绕地球运行的线速度大于第一宇宙速度
C. 神舟二十二号与空间站对接后,组合体的运行周期与空间站单独运行时相比变大
D. 天和核心舱绕地球运行的向心加速度大小
30.(2026·江西·阶段性训练)某种窗户支架如图甲所示,其工作原理简化图如图乙所示。ad杆的a点通过铰链固定在滑槽导轨中,d点通过铰链固定在窗户底面,滑块可在滑槽导轨中自由滑动,bc杆的c点通过铰链固定在滑块上,b点通过铰链固定在ad杆上。某次关闭窗户的过程中,ad杆绕a点匀速转动,则下列说法正确的是( )
A. 点和点的速度大小可能相等
B. 点的速度大小始终小于点的速度大小
C. 点和点的加速度大小可能相等
D. 点的加速度大小始终大于点的加速度大小
31.(2026·江西南昌·二模)为了让天问三号航天器在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳(近似)做匀速圆周运动,有人建议先将天问三号航天器发射到拉格朗日点附近(如图所示)。设地心到太阳中心的距离为,到拉格朗日点的距离为(),当时,。已知太阳的质量约是地球质量的33万倍,则的值约为( )
A. 70
B. 100
C. 140
D. 200
32.(2026·吉安市第一中学·二模)(多选)菱形ABCD边长为L,∠A=60o,四位同学站在四个顶点上踢毽子,按照A→D→C→B→A的顺序传递,毽子不落地,它的运动轨迹所在平面始终都与地面垂直,每次触地前瞬间被救起,每次落地瞬间和离地前瞬间速度的大小为v0,方向与水平方向成60o,不考虑空气阻力,g=10m/s2。则( )
A. 毽子离地最大高度H为
B. 菱形的边长L为
C. 在点C处,毽子在被踢前后瞬间动量变化了mv0
D. 在点D处,毽子在被踢前后瞬间动量变化了
33.(2026·江西上饶·一模)如图(a)所示,一可视为质点的滑块放在水平转台上,滑块恰好能随转台绕O点做半径为r的匀速圆周运动,图(b)为俯视图。某学校物理兴趣小组利用位移传感器采集滑块的位置和时刻信息,画出某时刻起滑块沿x轴上的分速度vx随时间t的变化关系如图(c)所示。取水平向右为正方向,滑块所受最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小,不计空气阻力。则滑块与转台间动摩擦因数μ和图(c)中阴影部分面积S大小分别为( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
34.(2026·江西·物理测试)(多选)如图所示,光滑水平面内有一平面直角坐标系,物体在该平面内始终受到沿轴负方向、大小未知的恒力,物体在区域还受到沿轴正方向、大小为的恒力作用,现将一质量为m的小球从坐标原点O沿轴正方向掷出,小球的运动轨迹交直线于两点,小球通过点P时距离轴最远,小球从N点返回轴的过程中做直线运动,回到轴时的速度方向与x轴正方向的夹角为37°。已知,。则下列说法正确的是( )
A. 小球在O、P两点的加速度大小之比为5:4
B. 小球在P点的速率是O点速率的倍
C. P点到轴的距离为
D. 若小球初速度为,则小球在N点时合外力的功率为
35.(2026·江西·联考)用如图甲所示装置研究平抛运动的特点。将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。钢球A沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q水平飞出,落在水平挡板MN上,由于挡板靠近硬板一侧较低,球落在挡板上时,会在坐标纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,依次重复上述操作,坐标纸上将留下一系列痕迹点。
(1)作图时应以 为原点O建立平面直角坐标系。
(2)小球在平抛运动过程中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示,已知小方格的边长为L,位置a (填“是”或“不是”)小球的抛出点,小球的初速度大小v0= (用L、g表示)。
(3)若在实验中,斜槽末端切线不水平,仅从这一影响因素分析,第(2)问中求得小球的初速度大小v0 (选填“大于”、“小于”或“等于”)小球离开斜槽末端时的速度大小。
36.(2026·江西师范大学附中·学情自测)某实验小组探究平抛运动的特点,实验时使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个小方格的边长为1 cm。在实验中测得的小球影像的高度差已经在如图中标出。
(1)小球运动到上图中位置A时,其速度的水平分量大小为 m/s,当地的重力加速度大小为 m/s2;(结果均保留2位有效数字)
(2)利用手机和计算机可以方便地记录小球做平抛运动的轨迹并分析其运动规律。该实验小组利用视频处理软件分析小球某次平抛运动的录制视频,得到的水平位移和竖直位移随时间变化的图像如图所示,此次小球做平抛运动的初速度为 m/s。(结果保留2位有效数字)
37.(2026·江西·临门一练)某同学用如图所示的装置做“探究向心力与角速度关系”的实验。力传感器固定在竖直杆上的A点,质量为m的磁性小球用轻质细线a、b连接,细线a的一端连接在力传感器上,细线b的另一端连接在竖直杆上的B点,测得细线a的长为L,细线b的长为1.25L,A、B间距离为0.75L,磁性小球的直径远小于L,重力加速度为g,力传感器的大小忽略不计。
(1)让杆绕其竖直轴线匀速转动,增大杆匀速转动的角速度,使细线a、b均绷紧伸直,细线a水平,小球经过磁传感器时,磁传感器中会产生一个磁脉冲,小球某次经磁传感器开始计时,并计数为0,若记下第n个磁脉冲的时间为t,则小球做匀速圆周运动的角速度 。
(2)多次改变杆转动的角速度(保证每次细线a、b均伸直),记录每次力传感器的示数F及对应的角速度ω,作出图像,如果图像是倾斜的直线,且斜率等于 ,图像与纵轴的交点等于 ,则表明半径、质量一定时,向心力与 成正比。
(3)要保证实验成功,小球做圆周运动的角速度至少等于 。
38.(2026·江西丰城中学·一模)在“研究平抛运动”实验中,以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O,建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放,使其水平抛出,通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹,如图所示。在轨迹上取一点A,读取其坐标(x0,y0)。
①下列说法正确的是 。
A.实验所用斜槽应尽量光滑
B.画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来
C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据
②根据题目所给信息,小球做平抛运动的初速度大小v0= 。
A. B. C. D.
③在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是 。
39.(2026·江西萍乡·二模)某兴趣小组设计了如图甲所示的探究物体做匀速圆周运动时向心力大小与角速度大小的关系的实验装置。磁性滑块(形状为小正方体,可视为质点)放置在转台上,长为L的绝缘细线一端连接磁性滑块内侧,另一端连到固定在转轴上的力传感器上,细线与转台平行,力传感器显示细线上拉力F的大小。磁性滑块静止时,力传感器示数为零。转台左侧固定磁传感器能实时记录附近磁场的强弱,磁体越靠近磁传感器记录下的磁感应强度越大。
(1)当转台绕竖直轴匀速转动时,磁传感器每隔时间能记录一次强磁信号,则滑块做匀速圆周运动的角速度大小 。
(2)改变转台的转速,测出不同转速下的力F,以力传感器的示数F为纵轴,对应的角速度平方为横轴,建立直角坐标系,描点后拟合为一条直线,如图乙所示,试分析图像不过原点的原因: 。
(3)该小组通过分析发现由乙图可计算出滑块的质量m,则 (用a、b、L表示)。
40.(2026·江西上饶·一模)某山地救援队进行“斜面绳球投放”训练,简化模型如图所示。在倾角为的光滑矩形斜面EFMN上(FM为斜面与水平地面的交线),有一根长为L=0.5m的细线,细线的一端固定在O点,另一端连接着一个可视为质点的小球。小球质量为m=1kg,过O点平行于EF的直线交FM于C点,FC的长度为。现使小球恰好能在斜面上做完整的顺时针圆周运动。某次小球过B点时细线被割断(割断前后不影响小球速度),小球沿着轨迹BG运动,在小球刚要离开斜面G点时,给小球施加一个沿vB(小球在B点时的速度)方向、大小为的恒力。从B点割断细线瞬间开始计时,小球经t=2s落到水平地面上的D点(图中未画出D点),G点是小球离开斜面的位置,H点为G点在水平面上的投影点。不考虑小球反弹,忽略空气阻力,sinθ=0.2,cosθ=1,重力加速度g取10m/s2。
(1)小球经过A点时速率vA;
(2)小球到达B点细线被割断前,小球对细线的拉力FT的大小;
(3)求落地时D点到H点的距离L1。
试卷第1页,共3页
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