高考物理二轮复习三力与教学案

专题三力与曲线运动

考情分析

202020202020

力与曲线运T14(2)：圆周运动T2：平抛运动

T2：斜抛运动

动T7：曲线运动的条件判断T5：圆周运动和功的问题

T7：天体运动

万有引力与

T3：天体运动T13(3)：万有引力定T6：天体运动

航天

律的应用

命题解读

本专题考点分为两大板块，一个是曲线运动，包括运动的合成与分解、两大曲线运动(平抛运动和圆周运

动)，另一个是万有引力定律及应用，皆属于高频考点。从三年命题情况看，命题特点为：

(1)注重基础知识。如以天体运动、航天技术相关内容出题、以对抛体运动的分析等出题，考查学生的理

解能力。难度较小。

(2)注重方法与综合。如以万有引力定律与电学知识综合、从力的角度分析带电粒子的曲线运动、抛体运

动与圆周运动综合等考查学生的推理能力、分析综合能力。难度属于中等。

整体难度中等，命题指数★★★★★,复习目标是达B必会。

课前演练I一轮复习险收明确补漏方向

1.(2020•江苏省南通中学摸底)如图1所示，绳子的一端固定在0点，另一端拴一重物在光滑水平面上做

匀速圆周运动，下列说法正确的是()

图1

A.转速相同时，绳短的容易断

B.周期相同时，绳短的容易断

C.线速度大小相等时，绳短的容易断

D.线速度大小相等时，绳长的容易断

解析转速相同时，根据F=m32r=mr(2nn)2可知，绳越长，所需的向心力越大，则绳越容易断，故A

项错误；周期相同时，则角速度相同，根据F=mr32知，绳越长，所需的向心力越大，则越容易断，故B

项错误；线速度相等，根据F=n1T知，绳越短，向心力越大，则绳越短越容易断，故C项正确，D项错

误。

答案C

2.（2020•南通市如东县、徐州市丰县联考）如图2所示的实验装置中，小球A、B完全相同。用小锤轻击

弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落，实验中两球同时落地。图2中虚线1、2

代表离地高度不同的两个水平面，下列说法正确的是（）

，,，，，，，，

图2

A.A球从面1到面2的速度变化等于B球从面1到面2的速度变化

B.A球从面1到面2的速度变化等于B球从面1到面2的速率变化

C.A球从面1到面2的速度变化大于B球从面1到面2的速率变化

D.A球从面1到面2的动能变化大于B球从面1到面2的动能变化

解析球A做平抛运动，竖直方向为自由落体运动，故A球从面1到面2的速度变化等于B球从面1到面

2的速度变化，选项A正确，B、C错误；由动能定理知，A球从面1到面2的动能变化等于B球从面1到

面2的动能变化，选项D错误。

答案A

3.（多选）（2020•江苏单科）如图3所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S

分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积。下列说法中正确的有

（）

地球

A.T*>TBB.EkA>EkB

C.SA=SB

解析已知不同高度处的卫星绕地球做圆周运动，RA>RB.根据？=k知，TA>TB,选项A、D正确；由G-

=哈知，运动速率v=\作,由RA>RB,得VAVVB,则EkAVEkB,选项B错误；根据开普勒第二定律知,

同一卫星绕地球做圆周运动，与地心连线在单位时间内扫过的面积相等，对于不同卫星，&不一定等于

SB,选项C错误。

答案AD

4.(2020•南师大附中、淮阴、天一、海门四校联考)如图4所示，竖直平面内光滑圆轨道外侧，一小球

以某一水平速度V。从最高点A出发沿圆轨道运动，至B点时脱离轨道，最终落在水平面上的C点，不计空

气阻力。下列说法中正确的是()

图4

A.在A点时，小球对圆轨道压力等于其重力

B.在B点时，小球的加速度方向指向圆心

C.A到B过程中，小球水平方向的加速度先增大后减小

D.A到C过程中，小球的机械能不守恒

2

解析在A点时，合力提供向心力，mg-FN=n^,则FKmg,A项错误；在B点时，小球与圆轨道直接接

触但无力的作用，此时只受重力作用，加速度大小为g,方向竖直向下，B项错误；A到B过程中，小球

受重力mg、弹力“两个力的作用，设弹力与水平方向的夹角为a,小球水平方向的加速度为a水平，则有

FNCOSa=ma水平，其中a由90°逐渐减小，R也逐渐减小到零，则水平方向的加速度a水平先增大后减

小，C项正确；A到C的过程中只有重力做功，所以小球的机械能守恒，D项错误。

答案C

|考点突破|热点.高效突破.提升应试技能

考向U运动的合成与分解

1.物体做曲线运动的条件及特点

(1)条件：F合与V的方向不在同一直线上。

(2)特点：①F合恒定：做匀变速曲线运动；

②F台不恒定：做非匀变速曲线运动；

③做曲线运动的物体受的合力总是指向曲线的凹侧。

2.解决运动合成和分解的一般思路

(1)明确合运动或分运动的运动性质。

(2)明确是在哪两个方向上的合成或分解。

(3)找出各个方向上已知的物理量(速度、位移、加速度)。

（4）运用力与速度的关系或矢量的运算法则进行分析求解。

［例1］（2020•江苏南通中学期中）一小船在静水中的速度为3m/s,它在一条河宽150m、水流速度为

4m/s的河流中渡河，则该小船（）

A.能到达正对岸

B.渡河的时间可能少于50s

C.以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为200m

D.以最短位移渡河时，位移大小为150m

解析因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形定则求合速度不可能垂直河岸，小船不可

能垂直河岸到达正对岸，故A项错误；当船在静水中的速度垂直河岸渡河时时间最短，最短时间

=50s,故B项错误；船以最短时间50s渡河时沿河岸的位移x=VsL„=450m=200m,故C项正确；

V4

如图所示，由三角形的相似得最短位移为s=-d=.150m=200m,故D项错误。

VcJ

答案c

方法技巧

“三模型、两方案”解决小船渡河问题

.渡河时间最短,船头垂直河岸时

三模波河位移最小的精况）

［渡河位移最小（a*qk的情况）

正交分解（沿河岸、垂直于河岸）

两方案卜—

矢量三角影（常用于分析最值）

【变式1］（多选）（2020•江苏省启东中学月考）在杂技表演中，猴子由静止开始沿竖直杆向上做加速度

为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度V。水平匀速移动，经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为

h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图5所示。关于猴子的运动情况，下列说法正确的是（）

图5

A.相对地面的运动轨迹为直线

B.相对地面做匀加速曲线运动

C.t时刻猴子对地的速度大小为vo+at

D.t时间内猴子对地的位移大小为后A?

解析猴子在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做初速度为0的匀加速直线运动，根据运动的

合成，知合速度与合加速度不在同一条直线上，所以猴子运动的轨迹为曲线，故A项错误；猴子在水平

方向上的加速度为0,在竖直方向上有恒定的加速度，根据运动的合成知，猴子做曲线运动的加速度不

变，做匀变速曲线运动，故B项正确；t时刻猴子在水平方向上的速度为v。，在竖直方向上的分速度为

at,所以合速度v=#v：+（at）2,故C项错误；在t时间内猴子在水平方向和竖直方向上的位移分别为

x和h,根据运动的合成知，合位移s=<KM，故D项正确。

答案BD

3

平

抛

运

动

1类

平

运

抛

动

>问

题

求

的

解

法

方

【例2］（多选）（2020•江苏省仪征中学初考）乒乓球在我国有广泛的群众基础，并有“国球”的美誉，

里约奥运会乒乓球男子单打决赛，马龙战胜卫冕冠军张继科夺得冠军，成为世界上第五个实现大满贯的

男子选手。现讨论乒乓球发球问题：已知球台长L、网高h,若球在球台边缘0点正上方某高度处，以一

定的垂直于球网的水平速度发出，如图6所示，球恰好在最高点时刚好越过球网。假设乒乓球反弹前后

水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力。则根据以上信

息可以求出（设重力加速度为g）（）

1P,,一一

L*

图6

A.球的初速度大小

B.发球时的高度

C.球从发出到第一次落在球台上的时间

D.球从发出到被对方运动员接住的时间

解析球从发出到达Pl点，做平抛运动，根据运动的对称性知，发球的高度等于h,根据h=<gt?得，球

L

发出到第一次落到球台的时间七='停，球的初速度v°=；=Ky需，故A、B、C项正确；由于对方运动

员接球的位置未知，无法求出球从发出到被对方运动员接住的时间，故D项错误。

答案ABC

【变式2］（2020•江苏省七校联考）如图7所示，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直

撞在竖直墙上，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）

图7

A.从抛出到撞墙，第二次球在空中运动的时间较短

B.篮球两次撞墙的速度可能相等

C.篮球两次抛出时速度的竖直分量可能相等

D.抛出时的动能，第一次一定比第二次大

解析将篮球的运动反向处理，即为平抛运动，第二次下落的高度较小，所以运动时间较短，故A项正

确；水平射程相等，由x=v°t知第二次水平分速度较大，即篮球第二次撞墙的速度较大，故B项错误；

由v,=gt可知，第二次抛出时速度的竖直分量较小，故C项错误；根据速度的合成可知，不能确定抛出

时的速度大小，动能大小不能确定，故D项错误。

答案A

考向3圆周运动问题的分析与计算

“一、二、三、四”求解圆周运动问题

【例3】（多选）（2020•无锡一模）如图8所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起,

随圆盘一起做匀速圆周运动。设物体间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，则下列说法正确的是（）

A.B的向心力是A的2倍

B.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍

C.A有沿半径向外滑动的趋势，B有沿半径向内滑动的趋势

D.增大圆盘转速，发现A、B一起相对圆盘滑动，则A、B之间的动摩擦因数打大于B与盘之间的动摩擦

因数UB

解析根据Fn=m32r知，A、B向心力大小相等，A项错误；A的向心力由B对A的静摩擦力提供，B的向

心力由指向圆心的圆盘对B的静摩擦力和背离圆心的A对B的静摩擦力提供，B项正确；A、B若要滑动，

都是有沿半径向外滑动的趋势，C项错误；A、B一起相对圆盘滑动，说明A、B间未达到最大静摩擦力，

而圆盘和B之间已经达到最大静摩擦力，D项正确。

答案BD

【变式3］（2020•江苏省七校联考）两根长度不同的细线下面分别悬挂着小球，细线上端固定在同一点，

若两个小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程中的

相对位置关系示意图正确的是（）

解析如图所示小球做匀速圆周运动，有mgtan9=m<o2Lsin9,整理得Leos。=号是常量，即两球

3

1.抓住“两类模型”是解决问题的突破点

（1）模型1——水平面内的圆周运动，一般由牛顿运动定律列方程求解。

（2）模型2一—竖直面内的圆周运动（绳球模型和杆球模型），通过最高点和最低点的速度常利用动能定理

（或机械能守恒）来建立联系，然后结合牛顿第二定律进行动力学分析求解。

2.竖直平面内圆周运动的两种临界问题

(1)绳一球模型：小球能通过最高点的条件是V》，尿。

(2)杆一球模型：小球能通过最高点的条件是v，0。

3.对于平抛或类平抛运动与圆周运动组合的问题，应用合成与分解的思想分析这两种运动转折点的速度

是解题的关键。

[例4](2020•南通模拟)如图9所示，半径为R=1m内径很小的粗糙半圆管竖直放置，一直径略小于

9RO

半圆管内径、质量为m=lkg的小球，在水平恒力F=FN的作用下由静止沿光滑水平面从A点运动到

17

B点，A、B两点间的距离x=wm,当小球运动到B点时撤去外力F,小球经半圆管道运动到最高点C,

□

此时球对外轨的压力R=2.6mg,然后垂直打在倾角为0=45°的斜面上D处(取g=10m/s与。求：

图9

(1)小球在B点时的速度的大小；

(2)小球在C点时的速度的大小；

(3)小球由B到C的过程中克服摩擦力做的功；

(4)D点距地面的高度。

解析(1)小球从A到B过程，由动能定理得

12

Fx=^mvB

解得VB=10m/so

2

(2)在C点，由牛顿第二定律得mg+FK=m^

又据题有FN=2.6mg

解得vc=6m/so

⑶由B到C的过程，由动能定理得

1212

-mg•2R—Wf=^mvc-TTOVB

解得克服摩擦力做的功Wf=12Jo

(4)设小球从C点做平抛运动垂直打在斜面上D点经历的时间为t,D点距地面的高度为h,则在竖直方向

上有

2R—h=1gt2

由小球垂直打在斜面上可知一=tan45°

Vc

联立解得h=0.2

答案(1)10m/s(2)6m/s(3)12J(4)0.2m

【变式4](2020•江苏南通市如东县、徐州市丰县联考)如图10所示，在倾角0=30°的光滑斜面上,

长为L的细线一端固定，另一端连接质量为m的小球，小球在斜面上做圆周运动，A、B分别是圆弧的最

高点和最低点，若小球在A、B点做圆周运动的最小速度分别为正、VB,重力加速度为g,贝!1()

图10

A.v*=0B.vA=^/gL

=1\/10gL

C.VBD.VB=，3gL

解析小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，则小球通过A点时细线的拉力为零，根据圆周运动和牛

顿第二定律有mgsina=辛，解得VA="gLsin6；小球从A点运动到B点，根据机械能守恒定律有与式

a=1mvL解得VB=*\/5gLsin。二力/lOgL,选项C正确。

+mg•2Lsin

答案C考向3天体运动问题的分析与计算

1.两条思路

(1)动力学思路。将天体(或卫星)的运动看作匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即G粤=ma=』=

rr

24元2

m<or=nAi^-r«这是解题的主线索。

(2)对于天体表面的物体，在忽略自转时，有G^=mg或GM=gR"R、g分别是天体的半径、天体表面的重

力加速度)，公式GM=gR?称为“黄金代换式”，这是解题的副线索。

2.“三角等式”关系

「，减小

3减小

nr增大时

丁增大

、"减小

3.两种卫星

(1)近地卫星：在地球表面附近运行，h-0,运行速度=7.9km/s,称为第一宇宙速度,

此卫星的运行周期丁=2页丫；=85mine

（2）同步卫星：绕地心做匀速圆周运动的周期等于地球的自转周期，同步卫星都在赤道上空相同的高度

上。

4.两个难点

（1）双星模型

①双星做匀速圆周运动所需向心力由双星间的万有引力提供。

②双星运动的周期（角速度）一定相等。

本\我4乂2-4^八皿1111222IT口n®。1112THl]

③基本关系式：G-r=micon=m2wr,ri+r2=L,即一=—,ri=r=-T-L

rm22n皿十m2皿十叱2o

（2）卫星变轨问题

卫星变轨时半径的变化，根据万有引力和所需向心力的大小关系判断；航天器在不同圆形轨道上运行时

机械能不同，轨道半径越大，机械能越大；航天器经过不同轨道相交的同一点时加速度相等，卫星追及

应从低轨道加速或从高轨道减速。

【例5】（2020•江苏省泰州中学模拟）关于绕地运行的人造地球卫星，下列说法正确的是（）

A.卫星离地球越远，线速度越大

B.卫星运行的瞬时速度可以大于7.9km/s

C.同一圆轨道上运行的两颗卫星，向心力大小一定相等

D.地球同步卫星可以经过两极上空

解析根据万有引力提供向心力G与解得v=\但由此可知距离地球越远，线速度越小，故A项

错误；由v=\作可知，近地卫星的轨道半径近似等于地球半径，此时速度等于7.9km/s,当卫星在近

地轨道加速会做离心运动，而做椭圆轨道运动，故卫星做椭圆轨道运动经过近地点时的速度大于7.9

km/s,故B项正确；卫星在轨道上的向心力为尸向=6詈，可知当两颗卫星质量不等时，向心力大小也不相

等，故C项错误；地球同步卫星的轨道平面与赤道平面重合，故同步卫星不可能经过地球两极上空，故D

项错误。

答案B

【变式5]（2020•江苏启东中学月考）一颗卫星绕地球沿椭圆轨道运动，A、B是卫星运动的远地点和近

地点。下列说法正确的是（）

图11

A.卫星在A点的角速度大于B点的角速度

B.卫星在A点的加速度小于B点的加速度

C.卫星由A运动到B过程中动能减小，势能增加

D.卫星由A运动到B过程中引力做正功，机械能增大

解析近地点的速度较大，可知B点线速度大于A点的线速度，根据知，卫星在A点的角速度小于

B点的角速度，故A项错误；根据牛顿第二定律得a=£=粤，可知卫星在A点的加速度小于B点的加速

mr

度，故B项正确；卫星沿椭圆轨道运动，从A到B,万有引力做正功，动能增加，势能减小，机械能守

恒，故C、D项错误。

答案B

课后作业I精选模拟演绦保B冲A必做

一、单项选择题

1.（2020•江苏省如皋市教学质量调研）若以固定点为起点画出若干矢量，分别代表质点在不同时刻的速

度，这些矢量的末端所形成的轨迹被定义为“速矢端迹”，则以下说法中不正确的是（）

A.匀速直线运动的速矢端迹是点

B.匀加速直线运动的速矢端迹是射线

C.匀速圆周运动的速矢端迹是圆

D.平抛运动的速矢端迹是抛物线

解析匀速直线运动的速度不变，即速度大小和方向都不变，根据“速矢端迹”的定义，作出其“速矢

端迹”应是一个点，故A项正确；匀加速直线运动的加速度保持不变，速度随时间均匀增大，画出其

“速矢端迹”为射线，故B项正确；匀速圆周运动的速度大小保持不变，速度方向绕圆心匀速旋转，其

“速矢端迹”为圆，故C项正确；平抛运动的加速度是重力加速度，加速度保持不变，速度随时间均匀

增大，画出其“速矢端迹”为射线，故D项错误；此题选择不正确的选项，故选D。

答案D

2.（2020•江苏省泰州中学高三摸底）如图1所示，人在岸上用轻绳拉船，若人匀速拉绳，则船将做

（）

图1

A.匀速运动B.匀加速运动

C.变加速运动D.减速运动

解析由题意可知，人匀速拉船，根据运动的合成与分解，如图所示，VI是人拉船的速度，V2是船行驶的

速度，设绳子与水平方向的夹角为0,则有V|=V2cose,随着e增大，由于VI不变，所以V2增大，且

非均匀增大，故C项正确，A、B、D项错误。

答案C

3.2020年10月19日，“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功实现自动交会对接。两

名航天员景海鹏和陈冬成功从“神舟十一号”飞船进入“天宫二号”实验舱。已知“神州十一号"飞船

的运行周期为T,距地球表面的高度为h,地球半径为R,引力常量为G,“神州十一号”飞船的运行轨道

可视为圆轨道，贝!1()

A.飞船的质量为m=

4.*UI*3

OjrD

B.飞船飞行的速度大小为丫=「厂

C.地球的质量为

h

D.地球表面的重力加速度为g=4"'；g):

解析飞船绕地球的运动为匀速圆周运动，根据G(R+h),解得地球质量为乂=

k"K兽-rnj、\1/

：,选项A、C错误；飞船绕地球的运行半径为(R+h),故飞船飞行的速度大小为v=

*234*B.

2K(R+h)Mg、，4JI(R+h)3：11rl士、*GM„4n2(R+h)

,选项B错误；根据M=和地球表面重力加速度g=暧可得g=R2T2，

选项D正确。

答案D

4.(2020•江苏涟水中学高三检测)如图2所示，为自行车的传动机构，行驶时与地面不打滑。a、c为与

车轴等高的轮胎上的两点，d为轮胎与地面的接触点，b为轮胎上的最高点。行驶过程中()

旦

d

图2

A.c处角速度最大

B.a处速度方向竖直向下

C.b处向心加速度指向d

D.a、b、c、d四处速度大小相等

解析共轴转动角速度相等，故A项错误；以圆心为转轴，a处速度方向竖直向下，车轮转动的同时，随

着车一起向前运动，故合速度不是竖直向下，故B项错误；以圆心为转轴，b点绕轴转动的同时水平匀速

前进，而b处向心加速度一定指向圆心，故也指向d,故C正确；以圆心为转轴，a、b、c、d四点绕圆心

转动的同时还要一起向前运动，由于绕轴转动的分速度方向不同，故各个点的线速度方向不同，其合速

度大小不同，故D项错误。

答案C

5.（2020•江苏徐州、宿迁、连云港、淮安四市模拟）电视综艺节目《加油向未来》中有一个橄榄球空中

击剑游戏：宝剑从空中B点自由下落，同时橄榄球从A点以速度V。沿AB方向抛出，恰好在空中C点击中

剑尖，不计空气阻力。关于橄榄球，下列说法正确的是（）

8,1

，I

图3

A.在空中运动的加速度大于宝剑下落的加速度

B.若以大于V。的速度沿原方向抛出，一定能在C点上方击中剑尖

C.若以小于V。的速度沿原方向抛出，一定能在C点下方击中剑尖

D.无论以多大速度沿原方向抛出，都能击中剑尖

解析由于橄榄球和剑在空中只受重力作用，故加速度均为g,选项A错误；若要击中剑尖，需满足水平

—|gt2=vtsin9,若以大于Vo的速度沿原方向抛

方向：x=votcos9>竖直方向：H=zgt2+votsin9o

出，此时t变小，相遇时剑下落的高度减小，则一定能在C点上方击中剑尖，选项B正确；若以小于Vo

的速度沿原方向抛出，若速度过小，则橄榄球可能不能运动到剑的正下方就落地了，故不一定能在C点

下方击中剑尖，选项C、D错误。

答案B

6.（2020•江苏省泰兴中学阶段检测）如图4所示，竖直面内的光滑圆轨道处于固定状态，一轻弹簧一端

连接在圆轨道圆心的光滑转轴上，另一端与圆轨道上的小球相连，小球的质量为1kg,当小球以2m/s

的速度通过圆轨道的最低点时，球对轨道的压力为20N,轨道的半径r=0.5m,重力加速度g=10m/s?,

则小球要能通过圆轨道的最高点，小球在最高点的速度至少为（）

图4

A.1m/sB.2m/s

C.3m/sD.4m/s

解析设小球在轨道最低点时所受轨道支持力为Fi、弹簧弹力大小为R,则Fi—mg-R=4,求得FN=2

N,可判断出弹簧处于压缩状态，小球以最小速度通过最高点时，球对轨道的压力刚好为零，则mg—F«=

彳，求得V2=2m/s,B项正确。

答案B

二、多项选择题

7.（2020•苏北四市三模）2020年1月20日，美国天文学家MichaelBrown推测：太阳系有第九个大行星，

其质量约为地球质量的10倍，直径约为地球直径的4倍，到太阳的平均距离约为地球到太阳平均距离的

600倍，万有引力常量G已知。下列说法正确的有（）

A.该行星绕太阳运转的周期在1〜2万年之间

B.由题中所给的条件可以估算出太阳的密度

C.该行星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度

D.该行星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度

解析根据卓得出T=/^,则乖而，得出T九=14697年，A项正确；太

阳的半径无法求解，所以算不出太阳的密度，B项错误；根据卓=mg，得普C项

正确；根据得第一宇宙速度v=y^,'舟＞1,D项正确。

答案ACD

8.（2020•江苏省仪征中学期初考）有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）

图5

A.如图5a,汽车通过拱桥的最高点处于超重状态

B.如图5b所示是一圆锥摆，增大8,若保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变

C.如图5c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置

小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等

D.火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用

2

mv

解析汽车在最高点mg—&=一知&Vmg,故处于失重状态，故A项错误；如图b所示是一圆锥摆，重

r

力和拉力的合力F=mgtan6=mw2r；r=Lsin8,知3故增大9»但保持圆锥

的高不变，角速度不变，故B项正确；根据受力分析知两球受力情况相同，即向心力相同，由F=m32r

知r不同，角速度不同，故C项错误；火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供向

心力，则外轨对火车轮缘会有挤压作用，故D项正确。

答案BD

9.（2020•江苏泰兴中学高三检测）如图6所示，三个小球从同一高度处的0点分别以水平初速度q、vz、

V3抛出，落在水平面上的位置分别是A、B、C,0'是0在水平面上的射影点，且O'A：O,B：0,C=

1：3：5o若不计空气阻力，则下列说法正确的是（）

图6

A.vi：vz：V3=1：3：5

B.三个小球下落的时间相同

C.三个小球落地的速度相同

D.三个小球落地的动能相同

解析三个小球的高度相等，根据11=上/知，平抛运动的时间相等，水平位移之比为1：3：5,根据x

=v°t得，初速度之比为1：3：5,故A、B项正确；小球落地时的竖直方向上的分速度相等，落地时的速

度v=4布新，初速度不等，则落地的速度不等，落地的动能也不相同，故C、D项错误。

答案AB

10.（2020•江苏泰州模拟）“水流星”是一种常见的杂技项目，该运动可以简化为轻绳一端系着小球在

竖直平面内的圆周运动模型。已知绳长为1,重力加速度为g,贝11（）

P

二

…工二N

Q"。

图7

A.小球运动到最低点Q时，处于失重状态

B.小球初速度v。越大，则在P、Q两点绳对小球的拉力差越大

c.当v<)>q而时，小球一定能通过最高点p

D.当VoV&l时，细绳始终处于绷紧状态

解析当小球运动到最低点Q时，加速度方向竖直向上，所以处于超重状态，故A选项错误；设Q点拉力

22-J-J

为Fi,P点拉力为F2,有F2+mg=m^,Fi—mg=竿，由动能定理有mg•21=理环一N鬲，所以Fi—F2=6mg

21]

2

与vo无关，故B选项错误；小球恰好经过P点时有mg=E，mg,21=^mv?—^mv,则v0=y/5gl,当v0>

廊时小球一定能通过最高点P,故C选项正确；当voV&l时，小球到不了N,所以处于摆动情形，细

绳始终绷紧，故D选项正确。

答案CD

三、计算题

11.(2020•江苏泰兴中学检测)如图8所示，水平放置的圆盘上，在其边缘C点固定一个小桶，桶的高度

不计，圆盘半径为R=1m,在圆盘直径CD的正上方，与CD平行放置一条水平滑道AB,滑道右端B与圆

盘圆心0在同一竖直线上，且B点距离圆盘圆心的竖直高度h=L25m,在滑道左端静止放置质量为m=

0.4kg的物块(可视为质点)，物块与滑道间的动摩擦因数为口=0.2,现用力F=4N的水平作用力拉动

物块，同时圆盘从图示位置，以角速度a=2“rad/s绕通过圆心0的竖直轴匀速转动，拉力作用在物块

一段时间后撤掉，最终物块由B点水平抛出，恰好落入圆盘边缘的小桶内。重力加速度取10m/s。。

mF

一•少

AB-

图8

(1)若拉力作用时间为0.5s,求所需滑道的长度;

(2)求拉力作用的最短时间。

解析⑴物块平抛h=ggt2,t=、/g=o.5s

R

物块离开滑道时的速度v=-=2m/s

由牛顿第二定律F—umg=mai

得拉动物块的加速度期=8m/s2

撤去外力后一umg=ma2

解得a2=-2m/s2

物块加速获得速度vi=aiti=4m/s

则滑道长为L=xi+x2=]a£+—¥=4m

，2a2

9JT

(2)盘转过一周时物块落入，拉力作用时间最短；盘转过一圈的时间T=『=ls,物块在滑道运动时先

3

加速后减速

v=aiti+a2t2

物块滑行时间、抛出在空中时间与圆盘周期关系

由上面两式联立得ti=O.3s.

答案(1)4m(2)0.3s

12.(2020•江苏无锡模拟)某兴趣小组参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图9所示的实验装

置。图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板。M板上部有一半径为R的]圆弧形的粗糙轨道，P为

最高点，Q为最低点，Q点处的切线水平，距底板高为LN板上固定有三个圆环。将质量为m的小球从P

处静止释放，小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距Q水平距离为L处。不考虑空

气阻力，重力加速度为g。求：

图9

(1)小球从P处静止释放至落到底板上的过程中小球所受重力做的功;

(2)小球运动到Q点时的速度大小；

(3)距Q水平距离为:的圆环中心到底板的高度。

解析(1)根据重力做功表达式WG=mgh=mg(H+R)

2H

(2)小球从Q抛出后运动的时间t=

g

水平位移L=VQt

联立得小球到达Q点的速度VQ=-=L

(3)小球运动到距Q水平距离为「的位置时的时间

,_L_t

t=菰=亍

此过程中小球下降的高度h=；gt，2,

联立以上各式可得h=%,

圆环中心到底板的高度为H—；H=、H。

答案(l)mg(H+R)(2)L、信(3)1H

高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清

楚。

3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答

题无效。

4.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1.司机驾驶汽车在平直公路上匀速行驶，突然遇到紧急情况刹车直到停止运动，从司机发现情况到停止

运动这段时间内汽车三-Z的图象如图所示，下列说法正确的是（）

t

A.从司机发现情况开始至汽车停止所用时间为5s

B.汽车刹车过程的加速度大小为2.Om/s2

C.汽车刹车过程的加速度大小为4.Om/s

D.从司机发现情况开始至刹车停止，汽车的总位移为30m

2.2019年1月3日嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面的南极一艾特肯盆地冯卡门撞击坑，成为

人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器。如图所示，在绕月桶圆轨道上，已关闭动力

的探月卫星仪在月球引力作用下向月球靠近，并在B处卫星轨道变轨进人半径为、周期为T的环月圆轨道

运行。已知引力常量为G,下列说法正确的是

A.图中探月卫星飞向B处的过程中动能越来越小

B.图中探月卫星飞到B处时应减速才能进入圆形轨道

C.由题中条件可计算出探月卫星受到月球引力大小

D.由题中条件可计算月球的密度

3.在斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和二的速度平行纸面水平向右抛出，两球都落到该斜面上。则

在该过程中，下列说法正确的是

A.甲、乙两小球运动的时间之比为4：1

B.甲、乙两小球发生位移的大小之比为2：1

C.落在斜面上时，甲、乙两小球速度的大小之比为2：1

D.落在斜面上时，甲、乙两小球速度方向与水平方向间夹角的正切值之比为2：1

4.静电计是在验电器的基础上制成的，用其指针张角的大小来定性显示其金属球与外壳之间的电势差大

小.如图所示，A、B是平行板电容器的两个金属板，G为静电计.开始时开关S闭合，静电计指针张开一

定角度，为了使指针张开的角度增大些，下列采取的措施可行的是（）

A.断开开关S后，将A、B两极板分开些

B.保持开关S闭合，将A、B两极板分开些

C.保持开关S闭合，将A、B两极板靠近些

D.保持开关S闭合，将变阻器滑动触头向右移动

5.20.如图所示，匀强电场中有一个以。为圆心、半径为R的圆，电场方向与圆所在平面平行，A、0两

点电势差为U,一带正电的粒子在该电场中运动，经A、B两点时速度方向沿圆的切线，速度大小均为v。,

粒子重力不计

A.粒子在A、B间是做圆周运动

B.粒子从A到B的运动过程中，动能先增大后减小

U_

C.匀强电场的电场强度E=K

D.圆周上电势最高的点与0点的电势差为应U

1

6.质量为400kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数、的

关系如图所示，则赛车在加速的过程中（）

-4'v

A,速度随时间均匀增大

B.加速度随时间均匀增大

C.输出功率为160kW

D.所受阻力大小为160N

二、多项选择题

7.下列说法正确的有

A.温度、压力、电磁作用可以改变液晶的光学性质

B大气中PM2.5颗粒的运动就是分子的热运动

C.空气的相对湿度定义为空气中所含水蒸气压强与同温度水的饱和蒸气压的比值

D.用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙

E.用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现

8.火箭是靠火箭发动机喷射工质（工作介质）产生的反作用力向前推进的飞行器。它自身携带全部推进

剂，不依赖外界工质产生推力，可以在稠密大气层内，也可以在稠密大气层外飞行。一枚火箭升空后沿着

直线离开某个星球的表面，星球很大，表面可视为水平面，如图所示。若不计星球的自转，不计空气阻力,

则以下轨迹（图中虚线）可能正确的是：

9.电磁轨道炮原理如图所示。炮弹(可视为长方形导体)与两固定平行轨道保持良好接触且可在平行于

轨道方向上自由移动。开始时炮弹在导轨的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端

的出口高速射出。设两导轨之间的距离为d,导轨长为L,炮弹质量为叫导轨上电流I的方向如图中箭

头所示。已知轨道的电流可在炮弹处形成垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与

I成正比。忽略摩擦力与重力的影响。现欲使炮弹的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是

()

।心।

A.只将轨道长度L变为原来的2倍

B.只将电流I增加至原来的2倍

C.只将炮弹质量m减至原来的一半

D.将炮弹质量m减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变

10.如图所示电路，ab间接最大电压恒定为120V的正弦交流电，理想变压器原、副的匝数之比为3：1。

电阻r与电阻R阻值之比为1：3,和r并联的D为理想二极管，则下列判断正确的是

A.加在R上的电压有效值为25V

B.加在R上的电压有效值为5而V

C.如果只增大正弦交流电的最大电压，R中电流有效值可能减小

D.如果只增加原线圈的匝数，R消耗的功率将变小

三、实验题

11.一静止的氨核场Rn发生a衰变转变成钵核驾Po,已知放出的a粒子的质量为m,速度为v。。假设

氨核发生衰变时，释放的能量全部转化为a粒子和钵核的动能。

(1)试写出氨核衰变的核反应方程。

(2)求出氢核发生衰变时的质量亏损。(已知光在真空中的速度为c)

12.如图所示，虚线是一列简谐横波在t=0时刻的波形，实线是这列波在t=ls时刻的波形。

(1)若波沿x轴正方向传播，则从t=ls时刻开始，x=3m处的质点第一次回到平衡位置需要的时间最

长为多少？

(2)若波速大小为75m/s,则波的传播方向如何？

四、解答题

13.如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中。当

温度为280K时，被封闭的气柱长L=22cm,两边水银柱高度差h=16cm,大气压强p：=76cmHg。

(1)为使左端水银面下降3cm,封闭气体温度应变为多少？

(2)封闭气体的温度重新回到280K后，为使封闭气柱长度变为20cm,需向开口端注入的水银柱长度为

多少？

14.如图所示，平行粗糙导轨固定在绝缘水平桌面上，间距L=0.2m，导轨左端接有R=1C的电阻，质量为

m=0.1kg的粗糙导棒ab静置于导轨上,导棒及导轨的电阻忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀

强磁场中,磁场方向垂直导轨向下.现外力F作用在导棒ab上使之一开始做匀加速运动,且外力F随时间变

化关系如图所示,重力加速度g=10m/s2,试求解以下问题：

尸N

图1图2

(1)比较导棒a、b两点电势的高低；

⑵前10s导棒ab的加速度；

(3)若整个过程中通过R的电荷量为65C,则导体棒ab运动的总时间是多少？

【参考答案】

一、单项选择题

题号123456

答案CBCADC

二、多项选择题

7.ACE

8.ABC

9.BD

10.AD

三、实验题

11.(D*Rn-2；：Po+；He.；(2)△W

218?

2

12.①'s②波向右传播

四、解答题

13