2025版高考物理母题必读 命题区间3 力与曲线运动

力与曲线运动命题区间高考题型近年考频力与曲线运动抛体运动2023年湖南卷T22023年新课标卷T242023年全国甲卷T242023年山东卷T152022年山东卷T112021年河北卷T2圆周运动2021年广东卷T42021年河北卷T92021年6月浙江卷T72023年湖南卷T82023年新课标卷T172023年湖北卷T14万有引力与航天2023年辽宁卷T72023年湖南卷T42023年湖北卷T22023年山东卷T32022年山东卷T62022年湖南卷T82021年河北卷T4命题分析素养落实纵观近几年的高考试题，本部分知识常以选择题的形式进行考查。对于运动的合成与分解、平抛运动、圆周运动等知识，常与能量、动量相结合，情境多样，问题类型较多，有时题目难度较大。分析这类问题要注意构建物理模型，对物体受力分析，运用运动合成与分解知识或圆周运动知识进行解答。对于天体运动的考查，常以航天科技为背景考查卫星的运行、发射以及卫星的变轨问题，分析天体运动，构建物理模型是解答此类问题的关键。1．应用平抛运动特点及规律解决相关问题2．掌握圆周运动动力学特点，灵活处理相关问题3．掌握卫星的运行特点和规律及计算天体质量(密度)的方法4．掌握宇宙速度并推导第一宇宙速度及应用动力学和能量观点分析卫星变轨问题抛体运动处理平抛(类平抛)运动的四条注意事项(1)处理平抛运动(或类平抛运动)时，一般将运动沿初速度方向和垂直于初速度方向进行分解，先按分运动规律列式，再用运动的合成求合运动。(2)对于在斜面上平抛又落到斜面上的问题，其竖直位移与水平位移之比等于斜面倾角的正切值。(3)若平抛的物体垂直打在斜面上，则物体打在斜面上瞬间，其水平速度与竖直速度之比等于斜面倾角的正切值。(4)做平抛运动的物体，其位移方向与速度方向一定不同。(多选)(2022·山东卷T11)如图所示，某同学将离地1.25m的网球以13m/s的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的距离4.8m。当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为8.45m的P点。网球与墙壁碰撞后，垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍。平行墙面的速度分量不变。重力加速度g取10m/s2，网球碰墙后的速度大小v和着地点到墙壁的距离d分别为()A．v＝5m/s B．v＝32m/sC．d＝3.6m D．d＝3.9m命题立意：利用运动分解求解平抛运动第一步：竖直方向v0竖直2＝2g(H－h)，第二步：根据几何关系求出网球打在墙面上时垂直墙面的速度分量和平行墙面的速度分量第三步：反弹后由速度的合成求出网球速度大小及着地点到墙壁的距离规范解答：设网球飞出时的速度为v0，竖直方向v0竖直2＝2g(H代入数据得v0竖直＝2×10×(8.45-1.25)m/s＝12m/s则v0水平＝132-122m/s＝5网球水平方向到P点的距离x水平＝v0水平t＝v0水平·v0竖直g＝根据几何关系可得打在墙面上时，垂直墙面的速度分量v0水平⊥＝v0水平·45＝4m/平行墙面的速度分量v0水平∥＝v0水平·35＝3m/反弹后，垂直墙面的速度分量v'水平⊥＝0.75·v0水平⊥＝3m/s则反弹后的网球速度大小为v水平＝v'水平⊥2＋v0网球落到地面的时间t'＝2Hg＝8.45×210s＝着地点到墙壁的距离d＝v'水平⊥t'＝3.9m故B、D正确，A、C错误。故选BD。[答案]BD难点：运动的分解及各分运动的性质易错：不能根据几何关系求出打在墙面上时垂直墙面的速度分量圆周运动(多选)(2021·河北卷T9)如图所示，矩形金属框MNQP竖直放置，其中MN、PQ足够长，且PQ杆光滑。一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过PQ杆，金属框绕MN轴分别以角速度ω和ω'匀速转动时，小球均相对PQ杆静止，若ω'＞ω，则与以ω匀速转动时相比，以ω'匀速转动时()A．小球的高度一定降低B．弹簧弹力的大小一定不变C．小球对杆压力的大小一定变大D．小球所受合外力的大小一定变大命题立意：通过小球在水平面做圆周运动，考查圆周运动动力学问题第一步：正确受力分析，明确向心力来源第二步：列出竖直方向上的平衡方程，水平方向上的牛顿第二定律方程，逐项分析规范解答：对小球受力分析，设弹簧弹力为T，弹簧与水平方向的夹角为θ，则对小球竖直方向有Tsinθ＝mg，而T＝kMPcosθ-l0，可知θ为定值，T不变，则当转速增大后，小球的高度不变，弹簧的弹力不变，A错误，B正确；水平方向当转速较小时，杆对小球的弹力FN背离转轴，有Tcosθ－FN＝mω2r，即FN＝Tcosθ－mω2r，当转速较大时，FN'指向转轴，有Tcosθ＋FN'＝mω'2r，即FN'＝mω'2r－Tcosθ，因ω'＞ω，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力不一定变大，C错误；根据F合＝mω2r可知，因角速度变大[答案]BD难点：对小球竖直方向列Tsinθ＝mg，结合T＝kMPcosθ-易错：不能分析出T不变及FN'可以反向而出现错误万有引力与航天1．计算天体质量和密度的两条基本思路(1)利用中心天体的半径R和表面的重力加速度g由Gm中mR2＝mg求出m中，进而求得(2)利用环绕天体的轨道半径r、周期T由Gm中mr2＝m4π2T2r，可得出m中＝4π2r3GT2．涉及“g”的两个问题在天体表面(1)不考虑天体自转问题时，有Gm天mR2＝mg(2)考虑天体自转问题时，在两极上才有Gm天mR2＝mg，在赤道上有Gm天mR(2023·湖南卷T4)根据宇宙大爆炸理论，密度较大区域的物质在万有引力作用下，不断聚集可能形成恒星。恒星最终的归宿与其质量有关，如果质量为太阳质量的1~8倍将坍缩成白矮星，质量为太阳质量的10~20倍将坍缩成中子星，质量更大的恒星将坍缩成黑洞。设恒星坍缩前后可看成质量均匀分布的球体，质量不变，体积缩小，自转变快。不考虑恒星与其他物体的相互作用。已知逃逸速度为第一宇宙速度的2倍，中子星密度大于白矮星。根据万有引力理论，下列说法正确的是()A．同一恒星表面任意位置的重力加速度相同B．恒星坍缩后表面两极处的重力加速度比坍缩前的大C．恒星坍缩前后的第一宇宙速度不变D．中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度命题立意：本题考查万有引力定律的综合应用第一步：由万有引力与重力的关系分析第二步：物体在两极时mg0＝GMmR2第三步：由第一宇宙速度的计算公式和逃逸速度的意义分析规范解答：恒星可看成质量均匀分布的球体，同一恒星表面任意位置物体受到的万有引力提供重力加速度和绕恒星自转轴转动的向心加速度，不同位置向心加速度可能不同，故不同位置重力加速度的大小和方向可能不同，A错误；恒星两极处自转的向心加速度为零，万有引力全部提供重力加速度。恒星坍缩前后可看成质量均匀分布的球体，质量不变，体积缩小，由万有引力表达式F万＝GMmR2可知，恒星表面物体受到的万有引力变大，根据牛顿第二定律可知恒星坍缩后表面两极处的重力加速度比坍缩前的大，B由第一宇宙速度的计算公式可得GMmR2＝整理得v＝GM恒星坍缩前后质量不变，体积缩小，故第一宇宙速度变大，C错误；由质量均匀分布的球体的质量表达式M＝ρ·4π3R3得R＝已知