高考物理二轮复习专题一力与运动三聚焦选择题考法力与曲线运动讲义

1、高考研究(三) 聚焦选择题考法力与曲线运动1(2015全国卷T16)由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1103 m/s，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55103 m/s，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为()A西偏北方向，1.9103 m/sB东偏南方向，1.9103 m/sC西偏北方向，2.7103 m/sD东偏南方向，2.7103 m/s

2、解析：选B设当卫星在转移轨道上飞经赤道上空与同步轨道高度相同的某点时，速度为v1，发动机给卫星的附加速度为v2，该点在同步轨道上运行时的速度为v。三者关系如图，由图知附加速度方向为东偏南，由余弦定理知v22v12v22v1vcos 30，代入数据解得v21.9103 m/s。选项B正确。2(2017全国卷T15)发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响)。速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网。其原因是()A速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D速度较大的球

3、在相同时间间隔内下降的距离较大解析：选C发球机从同一高度水平射出两个速度不同的乒乓球，根据平抛运动规律，竖直方向上，hgt2，可知两球下降相同距离h所用的时间是相同的，选项A错误；由vy22gh可知，两球下降相同距离h时在竖直方向上的速度vy相同，选项B错误；由平抛运动规律，水平方向上，xvt，可知速度较大的球通过同一水平距离所用的时间t较少，选项C正确；由于做平抛运动的球在竖直方向的运动为自由落体运动，两球在相同时间间隔内下降的距离相同，选项D错误。3(2015全国卷T18)一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中

4、点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h。不计空气的作用，重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是()A.vL1B.v C.v D.v 解析：选D设以速率v1发射乒乓球，经过时间t1刚好落到球网正中间。则竖直方向上有3hhgt12，水平方向上有v1t1。由两式可得v1。设以速率v2发射乒乓球，经过时间t2刚好落到球网右侧台面的两角处，在竖直方向有3hgt22，在水平方向有 v2t2。由两式可得v2 。则v的最大取值范围为v1vv2。故选项D正确。4.(2017全国卷T14)如图，一光

5、滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力()A一直不做功B一直做正功C始终指向大圆环圆心 D始终背离大圆环圆心解析：选A由于大圆环是光滑的，因此小环下滑的过程中，大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直，因此作用力不做功，A项正确，B项错误；小环刚下滑时，大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心，滑到大圆环圆心以下的位置时，大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心，C、D项错误。5(2016全国卷T16)小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。

6、将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点()AP球的速度一定大于Q球的速度BP球的动能一定小于Q球的动能CP球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力DP球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度解析：选C两球由静止释放到运动到轨迹最低点的过程中只有重力做功，机械能守恒，取轨迹的最低点为零势能点，则由机械能守恒定律得mgLmv2，v，因LPLQ，则vPvQ，又mPmQ，则两球的动能无法比较，选项A、B错误；在最低点绳的拉力为F，则Fmgm，则F3mg，因mPmQ，则FPFQ，选项C正确；向心加速度a2g，选项D错误。 6多选(2017全国卷T19)如图，海王星绕太

7、阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中()A从P到M所用的时间等于B从Q到N阶段，机械能逐渐变大C从P到Q阶段，速率逐渐变小D从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功解析：选CD在海王星从P到Q的运动过程中，由于万有引力与速度的夹角大于90，因此引力做负功，根据动能定理可知，速率越来越小，C项正确；海王星从P到M的时间小于从M到Q的时间，因此从P到M所用的时间小于，A项错误；由于海王星运动过程中只受到万有引力作用，万有引力做功不改变海王星的机械能，即从Q到N的运动过程中

8、海王星的机械能守恒，B项错误；从M到Q的运动过程中万有引力与速度的夹角大于90，因此万有引力做负功，从Q到N的过程中，万有引力与速度的夹角小于90，因此万有引力做正功，即海王星从M到N的过程中万有引力先做负功后做正功，D项正确。7(2017全国卷T14)2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的()A周期变大 B速率变大C动能变大 D向心加速度变大解析：选C组合体比天宫二号质量大，轨道半径R不变，根据m，可得v，可知与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的

9、速率不变，B项错误；又T，则周期T不变，A项错误；质量变大、速率不变，动能变大，C项正确；向心加速度a不变，D项错误。8(2016全国卷T17)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为()A1 h B4 hC8 h D16 h解析：选B万有引力提供向心力，对同步卫星有：mr，整理得GM当r6.6R地时，T24 h若地球的自转周期变小，轨道半径最小为2R地三颗同步卫星A、B、C分布如图所示。则有解得T4 h，选项B正确。9(2

10、016全国卷T14)关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是()A开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律解析：选B开普勒在前人观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，与牛顿定律无联系，选项A错误，选项B正确；开普勒总结出了行星运动的规律，但没有找出行星按照这些规律运动的原因，选项C错误；牛顿发现了万有引力定律，选项D错误。 10多选(2015全国卷T21)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近

11、似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4 m高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探测器自由下落。已知探测器的质量约为1.3103 kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s2。则此探测器()A在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9 m/sB悬停时受到的反冲作用力约为2103 NC从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒D在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度解析：选BD设月球表面的重力加速度为g月，则3.72，解得g月1.7 m/s2。由v22g月h，得着陆前的速度为v m/s

12、3.7 m/s，选项A错误；悬停时受到的反冲力Fmg月2103 N，选项B正确；从离开近月圆轨道到着陆过程中，除重力做功外，还有其他外力做功，故机械能不守恒，选项C错误；设探测器在近月圆轨道上和人造卫星在近地圆轨道上的线速度分别为v1、v2，则 1，故v1vb，不计空气阻力，则两支飞镖插在竖直靶上的状态(侧视图)可能是()解析：选A因vavb，则根据t可知tatb，根据hgt2可知，hat1，则加上电场后的加速度ag，可知小球一定带负电，所受的电场力向上，且小于重力的大小，故A、B错误，C正确；因为做类平抛运动或平抛运动时，小球在某时刻的速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值

13、的2倍，由于位移方向相同，则小球两次落在斜面上的速度方向一定相同，根据矢量合成知，初速度相同，则落在斜面上的速度大小相等，故D正确。题型(三) 圆周运动问题高考定位：常考题型, 解题关键：重在分析圆周运动轨迹平面和向心力的来源 典例示法典例多选如图，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()Ab一定比a先开始滑动Ba、b所受的摩擦力始终相等C 是b开始滑动的临界角速度D当 时，a所受摩擦

14、力的大小为kmg未滑动时静摩擦力提供向心力，a、b一起转动时角速度相等，运动半径大，所需向心力大；当最大静摩擦力提供向心力时，处于木块开始滑动的临界条件。 解析因圆盘从静止开始绕转轴缓慢加速转动，在某一时刻可认为，木块随圆盘转动时，其受到的静摩擦力的方向指向转轴，由静摩擦力提供向心力，两木块转动过程中角速度相等，则根据牛顿第二定律可得fm2R，由于小木块b的轨道半径大于小木块a的轨道半径，故小木块b做圆周运动需要的向心力较大，B错误；因为两小木块的最大静摩擦力相等，故b一定比a先开始滑动，A正确；当b开始滑动时，由牛顿第二定律可得kmgmb22l，可得b ，C正确；当a开始滑动时，由牛顿第二定

15、律可得kmgma2l，可得a ，而转盘的角速度 ，小木块a未发生滑动，其所需的向心力由静摩擦力来提供，由牛顿第二定律可得fm2lkmg，D错误。答案AC圆周运动临界问题的思维模板演练冲关7.(2018届高三第二次全国大联考卷)如图所示，在光滑水平面上放置一个质量为M的滑块，滑块的一侧是一个圆弧形凹槽OAB，凹槽半径为R，A点切线水平。另有一个质量为m的小球以速度v0从A点冲上凹槽，重力加速度大小为g，不计摩擦。下列说法中正确的是()A当v0 时，小球能到达B点B如果小球的速度足够大，小球将从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上C当v0 时，小球在凹槽上运动的过程中，滑块的动能一直增大D如果滑块固定

16、，小球返回A点时对滑块的压力为m解析：选C小球在凹槽上运动的过程中，若小球的机械能不变，则小球运动的最高点满足mghmv02，当v0时，hR，刚好能到达B点，但小球对滑块的力有水平向左的分量，使滑块向左加速，滑块动能一直增大，小球的机械能减小，A错误，C正确；当小球速度足够大，从B点离开滑块时，由于B点切线竖直，在B点时小球与滑块的水平速度相同，则小球将从滑块的左侧向上离开滑块，返回时仍然回到滑块上，不会从滑块的左侧离开滑块后落到水平面上，B错误；如果滑块固定，由小球机械能守恒及圆周运动规律易知，小球返回A点时对滑块的压力为mgm，D错误。8.(2018届高三第一次全国大联考卷)如图所示，一倾

17、角为30的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离为d处有一带负电的电荷量为q、质量为m的物体与圆盘始终保持相对静止。整个装置放在竖直向上的匀强电场中，电场强度E，则物体与盘面间的动摩擦因数至少为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g为重力加速度)()A. B.C. D.解析：选A对物体跟着圆盘转动的各个位置分析比较可知，当物体转到圆盘的最低点时，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大，即将相对滑动，由牛顿第二定律得：(mgqE)cos 30(mgqE)sin 30m2d，解得，故A正确，B、C、D错误。9.(2017淮北第一中学模拟)如图所示，叠放在水平转台上的物体A、B、C

18、正随转台一起以角速度匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，B与转台、C与转台、A与B 间的动摩擦因数都为，B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是()AB对A的摩擦力有可能为3mgBC与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力C转台的角速度有可能恰好等于 D若角速度在题干所述原基础上缓慢增大，A与B间将最先发生相对滑动解析：选C对A、B整体，有：(3m2m)2r(3m2m)g，对C，有：m21.5rmg，对A，有：3m2r3mg，解得： ，即满足不发生相对滑动时，转台的角速度 ，可知A与B间的静摩擦力最大值fm3mr23mr2mg，故A错误，C

19、正确；A与C转动的角速度相同，由摩擦力提供向心力，且有m1.5r23mr2，即C与转台间的摩擦力小于A与B间的摩擦力，故B错误；由以上分析可知，最先发生相对滑动的是C，故D错误。题型(四) 卫星、行星的运行规律问题高考定位：常考题型解题关键：重在抓住解决问题的“两条思路”，理清运行规律的“四个关系”必备知能1运行规律问题的“一种模型、两条思路、三个物体、四个关系”(1)一种模型无论自然天体(如地球、月亮)还是人造天体(如宇宙飞船、人造卫星)都可以视为质点，围绕中心天体(视为静止)做匀速圆周运动。(2)两条思路万有引力提供向心力，即Gma向。天体对其表面的物体的万有引力近似等于重力，即Gmg，公

20、式gR2GM应用广泛，被称为“黄金代换”。(3)三个物体求解卫星运行问题时，一定要分清三个物体(赤道上的物体、近地卫星、同步卫星)的特点。(4)四个关系分别指人造卫星的加速度、线速度、角速度、周期与轨道半径的关系。Gmaaa运动特点：越高越慢GmvvGm2rGmrTT2.卫星变轨问题的思维流程和考查热点(1)加速度的比较由Gma分析，只要r相等，a的大小就相等，需要注意a此时不一定是向心加速度。(2)能量的分析和比较以圆升轨椭圆为例，在离心运动过程中(发动机已关闭)，卫星克服引力做功，其动能向引力势能转化，机械能保持不变。两个不同的轨道上，轨道越高，卫星的机械能越大。演练冲关10(2017湖北

21、重点中学检测)如图所示，由中山大学发起的空间引力波探测工程“天琴计划”于2015年启动，拟采用三颗全相同的卫星(SC1、SC2、SC3)构成一个边长约为地球半径27倍的等边三角形阵列，地球恰好处于三角形中心，卫星将在以地球为中心、高度约10万公里的轨道上运行，对一个周期仅有5.4分钟的超紧凑双白矮里系统RXJ0806.31527产生的引力波进行探测。若地球近地卫星的运行周期为T0，则三颗全同卫星的运行周期最接近()A40T0 B50T0C60T0 D70T0解析：选C由几何知识可知，每颗全同卫星的运转半径为：r9R，根据开普勒行星运动第三定律可知：，则TT061.5T0，故C正确。11(201

22、8届高三第一次全国大联考卷)经过网络搜集，我们获取了地月系统的相关数据资料如下表，根据这些数据可计算出地心到月球球心之间的距离，下列选项中计算表达式正确的是()地球半径R6 400 km地球表面重力加速度g09.80 m/s2月球表面重力加速度g1.56 m/s2月球绕地球转动的线速度v1 km/s月球绕地球转动周期T27.3天A. B. C. D.解析：选B根据题表数据，月球绕地球转动的线速度为v，周期为T，则月球绕地球公转的半径(即地心到月球球心的距离)为R，故B正确；根据万有引力提供向心力mgm，可得轨道半径R，但是g是地球在月球轨道上产生的重力加速度，既不是月球表面重力加速度也不是地球

23、表面重力加速度，故A、C错误；以月球为研究对象，月球绕地球公转时，由地球的万有引力提供向心力。设地球质量为M，月球的质量为m，则得：mR，又在地球表面有：g0，联立得：R，故D错误。12多选(2018届高三第二次全国大联考卷)2017年3月16日消息，高景一号卫星发回清晰影像图，可区分单个树冠。天文爱好者观测该卫星绕地球做匀速圆周运动时，发现该卫星每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为弧度，已知引力常量为G，则()A高景一号卫星的质量为B高景一号卫星的角速度为C高景一号卫星的线速度大小为2D地球的质量为解析：选BD根据万有引力提供向心力可知，高景一号卫星的质量不可求，选项A错误；由题

24、意知，高景一号卫星绕地球做匀速圆周运动的角速度，选项B正确；高景一号卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v，选项C错误；由vr得r，高景一号卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由Gm2r，解得地球的质量M，选项D正确。 选择题保分练 力与曲线运动 1(2017长春外国语学校检测)关于物体的受力和运动，下列说法中正确的是()A物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变B物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点曲线的切线方向C做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的外力作用D物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变解析：选C物体在垂直于速度方向的合力作用下，速度

25、大小才可能一直不变，故A错误；物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向，而不是加速度方向，故B错误；物体做曲线运动的条件：一定受到与速度不在同一直线上的外力作用，故C正确；物体受到变化的合力作用时，它的速度大小可以不改变，比如匀速圆周运动，故D错误。2.(2017揭阳检测)如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则()A卫星a的角速度小于c的角速度B卫星a的加速度大于b的加速度C卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D卫星b的周期大于24 h解析：选A根据公式Gm2r可得，轨道半径越大，角速度越小，故卫星a的角速度小于

26、c的角速度，A正确；根据公式Gma可得a，由于a、b的轨道半径大小相同，所以两者的向心加速度相等，B错误；第一宇宙速度是近地轨道的环绕速度，也是最大的环绕速度，根据公式Gm可得v，轨道半径越大，线速度越小，所以卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，C错误；根据公式Gmr可得T2 ，故轨道半径相同，周期相同，所以卫星b的周期等于24 h，D错误。3(2018届高三日照调研)2016年11月24日，我国成功发射了天链一号04星。天链一号04星是我国发射的第4颗地球同步卫星，它与天链一号02星、03星实现组网运行，为我国神舟飞船、空间实验室天宫二号提供数据中继与测控服务。如图所示，1是天宫二号绕地球稳定

27、运行的轨道，2是天链一号绕地球稳定运行的轨道。下列说法正确的是()A天链一号04星的最小发射速度是11.2 km/sB天链一号04星的运行速度小于天宫二号的运行速度C为了便于测控，天链一号04星相对于地面静止于北京飞控中心的正上方D由于技术进步，天链一号04星的运行速度可能大于天链一号02星的运行速度解析：选B卫星的发射速度大于第二宇宙速度11.2 km/s时，就脱离地球束缚，所以卫星的发射速度要小于第二宇宙速度，大于第一宇宙速度，故A错误；由万有引力提供向心力得：，可得v，可知轨道半径比较大的天链一号04星的运行速度小于天宫二号的运行速度，故B正确；天链一号04星为地球同步卫星，位于赤道正上

28、方，不可能位于北京飞控中心的正上方，故C错误；根据题意，天链一号04星与天链一号02星都是地球同步卫星，轨道半径相同，所以天链一号04星与天链一号02星具有相同的速度，故D错误。4(2017厦门检测)据科技日报报道，2020年前我国将发射8颗绕地球做匀速圆周运动的海洋系列卫星：包括4颗海洋水色卫星、2颗海洋动力环境卫星和2颗海陆雷达卫星，以加强对黄岩岛、钓鱼岛及西沙群岛等岛屿附近海域的监测。已知海陆雷达卫星轨道半径是海洋动力环境卫星轨道半径的n倍，则()A海陆雷达卫星线速度是海洋动力环境卫星线速度的倍B海陆雷达卫星线速度是海洋动力环境卫星线速度的倍C在相同的时间内，海陆雷达卫星与海洋动力环境卫

29、星各自到地球球心的连线扫过的面积相等D在相同的时间内，海陆雷达卫星与海洋动力环境卫星各自到地球球心的连线扫过的面积之比为1解析：选D根据Gm，解得v，则海陆雷达卫星线速度是海洋动力环境卫星线速度的，选项A、B错误；根据Gmr2，解得，卫星到地球球心扫过的面积为Slrr2r2t，因为轨道半径之比为n，则角速度之比为，所以相同时间内扫过的面积之比为1，选项C错误，D正确。5(2018届高三第一次全国大联考卷)据印度时报报道，目前，印度政府2017年电子预算文件显示，火星登陆计划暂定于20212022年。在不久的将来，人类将登陆火星，建立基地。用运载飞船给火星基地进行补给，就成了一项非常重要的任务。

30、其中一种设想的补给方法：补给飞船从地球起飞，到达月球基地后，卸下部分补给品。再从月球起飞，飞抵火星。在到达火星近地轨道后，“空投补给品”，补给飞船在不着陆的情况下完成作业，返回地球。下列说法正确的是()A补给飞船从月球起飞时的发射速度要达到7.9 km/sB“空投补给品”要给补给品加速C补给飞船不在火星上着陆原因是为了节省能量D补给飞船卸下部分补给品后，因为受到的万有引力减小，所以要做离心运动解析：选C7.9 km/s是地球的第一宇宙速度，根据公式mg，得v，由于月球表面的加速度小于地球表面的重力加速度，月球的半径小于地球的半径，所以补给飞船从月球起飞时的发射速度要小于7.9 km/s，选项A

31、错误；从高轨道变轨到低轨道，需要减速，所以“空投补给品”时要给补给品减速，选项B错误；补给飞船不在火星上着陆，可以节省因发射而耗费的能量，选项C正确；由万有引力提供向心力，且ma，易知补给飞船卸下部分补给品后，关系式中仅m发生变化，可知补给飞船的加速度与其质量无关，故仍做圆周运动，选项D错误。6多选(2018届高三安徽江南十校联考)据报道，2016年10月23日7时31分，随天宫二号空间实验室(轨道舱)发射入轨的伴随卫星成功释放。伴随卫星重约47千克，尺寸相当于一台打印机大小。释放后伴随卫星将通过多次轨道控制，逐步接近轨道舱，最终达到仅在地球引力作用下对轨道舱的伴随飞行目标。之后对天宫二号四周表面进行观察和拍照以及开展其他一系列试验，进一步拓展空间应用。根据上述信息及所学知识可知()A轨道控制阶段同一轨道上落后的伴随卫星需点火加速才能追上前方的天宫二号B轨道控制阶段同一轨道上落后的伴随卫星需经历先减速再加速过程才能追上前方的天宫二号C伴随卫星和天宫二号绕地球做椭圆轨道运行时具有相同的半长轴D由于伴随卫星和天宫