2026年冲刺全国卷高考物理压轴题曲线运动万有引力预测卷含解析

2026年冲刺全国卷高考物理压轴题曲线运动万有引力预测卷含解析考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、本试卷共20小题，全部为选择题和多选题，每小题3分，满分60分。在每小题给出的四个选项中，选择题只有一项符合题目要求，多选题有两项或两项以上符合题目要求，全部选对得3分，选对但不全得1.5分，有选错或不选的得0分。1.一质点做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.它的速率保持不变，速度也保持不变B.它的加速度保持不变C.它的加速度方向始终指向圆心D.它的加速度方向与速度方向始终相同2.某星球的质量约为地球质量的0.1倍，半径约为地球半径的0.5倍。一物体在该星球表面的重力与在地球表面的重力之比约为（）A.0.2B.0.4C.2.5D.5.03.关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（）A.它可以停留在上海正上方的空中B.它的线速度大小等于地球赤道处随地球自转的线速度大小C.它的向心加速度大小等于地球赤道处随地球自转的向心加速度大小D.它运行的周期小于24小时4.一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，现将小球拉到与悬线垂直的位置由静止释放，当小球运动到悬点正下方时（不计空气阻力），下列说法中正确的是（）A.小球的动能等于mgLB.小球的向心加速度大小等于gC.轻绳的拉力大小等于3mgD.小球的重力势能减少了mgL5.火箭发射升空过程中，下列说法中正确的是（）A.火箭的动能始终增加B.火箭的势能始终增加C.火箭的机械能始终增加D.火箭的加速度始终指向运动方向6.一颗人造地球卫星沿近似圆形的轨道运行，由于受到稀薄空气的微弱阻力作用，其运行轨道将（不计空气阻力对其他卫星的影响）（）A.变为椭圆，远地点高度降低B.变为椭圆，近地点高度降低C.变为更加接近圆形的轨道，运行速率增大D.变为更加接近圆形的轨道，运行速率减小7.关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是（）A.它是物体绕地球做匀速圆周运动的最大速度B.它是物体挣脱地球引力束缚所需的最小发射速度C.它是近地圆轨道卫星的运行速度D.它是地球同步卫星的运行速度8.两颗人造地球卫星A和B，质量分别为m₁和m₂，且m₁>m₂，它们分别围绕地球做匀速圆周运动，轨道半径分别为r₁和r₂，且r₁>r₂，下列说法中正确的是（）A.卫星A的运行速度大于卫星B的运行速度B.卫星A的运行周期大于卫星B的运行周期C.卫星A的向心加速度大于卫星B的向心加速度D.地球对卫星A的引力大于地球对卫星B的引力9.一颗卫星在靠近地球表面做匀速圆周运动，欲使其速度突然增大，可以采取的方法是（）A.向背离地球的方向喷气B.向顺着运动方向喷气C.向指向地球的方向喷气D.向与速度方向垂直的方向喷气10.某空间站正在围绕地球做匀速圆周运动，一名宇航员在该空间站内沿半径方向向中心抛出一小球，则地面观察者看到小球将（不计空气阻力）（）A.做自由落体运动B.做曲线运动C.仍落回原地D.无法确定落点11.一物体从某高度由静止开始自由下落，不计空气阻力，则它下落一段时间t后，再经过一段时间t，下列物理量中保持不变的是（）A.速度增量B.加速度C.位移D.动能增量12.一颗卫星在地球表面附近做匀速圆周运动，其运动周期为T。若将其轨道半径增大到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则其运动周期将变为（）A.T/2B.TC.√2TD.2√2T13.关于万有引力定律，下列说法中正确的是（）A.万有引力定律是牛顿发现的，卡文迪许测出了引力常量GB.万有引力定律适用于任何两个可以看成质点的物体之间C.两物体间的万有引力总是相互的，但先有引力，后有相互作用D.如果两个物体间的距离趋近于零，万有引力将趋近于无穷大14.两颗行星A和B分别绕同一恒星做匀速圆周运动，行星A的轨道半径为r₁，周期为T₁；行星B的轨道半径为r₂，周期为T₂。下列关系式中正确的是（）A.T₁/T₂=r₁²/r₂²B.T₁/T₂=√(r₁/r₂)C.T₁/T₂=r₁³/r₂³D.T₁/T₂=1/T₂²*r₁15.一颗卫星在地球的引力作用下做匀速圆周运动，其轨道半径为r，运行速率为v。下列表达式正确的是（）A.v=√(GM/r)B.v=√(gR²/r)C.v=2πr/TD.v=gr16.一颗卫星在靠近地球表面做匀速圆周运动，其运行速率为v。若在运行过程中卫星突然炸裂成两块，且质量相等，则两块碎片（）A.仍做匀速圆周运动，速率仍为vB.离开原轨道，速率一定改变C.若碎片A速度增大，则其轨道半径增大；若碎片B速度减小，则其轨道半径减小D.碎片A和碎片B的机械能一定相等17.关于人造地球卫星的变轨，下列说法中正确的是（）A.卫星从高轨道变到低轨道，需要减速B.卫星从低轨道变到高轨道，需要加速C.卫星变轨过程中，机械能一定守恒D.卫星变轨过程中，动量一定守恒18.一颗卫星在地球引力作用下做椭圆轨道运动，下列说法中正确的是（）A.在近地点，卫星的速度最大，向心加速度最大B.在远地点，卫星的速度最小，向心加速度最小C.卫星在运动过程中，机械能不守恒D.卫星在运动过程中，只有动能和引力势能之间的转化19.两颗靠得很近的恒星（双星系统）绕它们的共同质心做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.两颗恒星的线速度大小一定相等B.两颗恒星的向心加速度大小一定相等C.两颗恒星的轨道半径一定与它们的质量成反比D.两颗恒星的运行周期一定相等20.一物体在地球表面附近以初速度v₀水平抛出，不计空气阻力，落地时速度大小为v，则下列说法中正确的是（）A.物体在空中飞行的时间取决于v₀和vB.物体的水平射程取决于v₀和gC.物体落地时速度的方向与水平方向之间的夹角正切值为v₀/gD.物体在空中飞行的过程中，机械能不守恒试卷答案1.C2.B3.B4.A5.A6.D7.C8.B9.B10.C11.B12.D13.B14.A15.A16.B17.A18.A19.D20.B解析思路1.匀速圆周运动的速度大小不变，但方向时刻改变，故速率不变，速度改变，A错误。加速度方向始终指向圆心，大小不变，但方向时刻改变，B错误，C正确。加速度方向与速度方向始终垂直，D错误。2.根据万有引力等于重力，GMm/R²=mg，得g=GM/R²。该星球表面的重力加速度g'=GM/(0.5R)²=4GM/R²=4g。该星球质量为地球质量的0.1倍，半径为地球半径的0.5倍，则该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍，与地球表面重力之比为4/10=0.4，B正确。3.地球同步卫星的特点是周期与地球自转周期相同，角速度相同，且轨道平面位于地球赤道平面内。它不可能停留在上海正上方的空中，因为上海不在赤道平面上，A错误。它与赤道处随地球自转的物体角速度相同，周期相同，但轨道半径大于地球半径，根据v=rω，它的线速度大小大于赤道处随地球自转的线速度大小，B错误。根据a=rω²，它的向心加速度大小小于赤道处随地球自转的向心加速度大小，C错误。它运行的周期等于24小时，D错误。故选B。4.小球运动到悬点正下方时，速度最大。根据机械能守恒定律，取悬点处重力势能为零，则小球在悬点正下方时的动能Ek=Eₚ₀=mgL，A正确。此时向心加速度a=v²/L=(√(2gL))²/L=2g，B错误。根据牛顿第二定律，轻绳拉力T-mg=ma=2mg，得T=3mg，C正确。重力势能减少了ΔEₚ=Eₚ₀-Eₚ末=mgL-0=mgL，D正确。故选A、C、D。5.火箭发射升空过程中，速度不断增加，高度不断增加，故动能和势能均始终增加，A、B正确。由于火箭燃料燃烧，质量减小，且克服空气阻力做功，机械能不守恒，需要外力做功，C错误。火箭向上加速过程中，加速度方向与运动方向相同；若火箭向上减速或向下加速，加速度方向与运动方向相反，D错误。故选A、B。6.卫星受到稀薄空气的微弱阻力作用，阻力方向与速度方向相反，做负功，机械能减小。根据机械能守恒，卫星的动能增大，速度增大。速度增大，根据v=rω，角速度增大。根据a=v²/r，向心加速度增大。根据牛顿第二定律，F向心=ma，阻力做负功导致合外力做负功，向心加速度减小。向心加速度减小，要求轨道半径减小，即轨道变近，椭圆轨道的远地点高度降低，近地点高度升高。但题目问轨道如何变化，以及速率如何变化。轨道能量减小，轨道半径减小，变为更接近圆形的轨道。速率增大，A、B错误，C正确，D错误。故选C。7.第一宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，C正确。它是人造地球卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度，但不是绕地球做匀速圆周运动的最大速度，也不是物体挣脱地球引力束缚所需的最小发射速度（最小发射速度约为11.2km/s，即第二宇宙速度），A、B错误。地球同步卫星的运行速度约为3.1km/s，小于第一宇宙速度，D错误。故选C。8.根据万有引力提供向心力，GMm₁/r₁²=m₁v₁²/r₁，GMm₂/r₂²=m₂v₂²/r₂。得卫星运行速度v=√(GM/r)，可知卫星A的运行速度小于卫星B的运行速度，A错误。根据GMm/r²=m(4π²r/T)²/r，得T=2π√(r³/GM)，可知卫星A的运行周期大于卫星B的运行周期，B正确。根据GMm/r²=ma，得a=GM/r²，可知卫星A的向心加速度小于卫星B的向心加速度，C错误。根据F=GMm/r²，可知地球对卫星A的引力小于地球对卫星B的引力，D错误。故选B。9.根据牛顿第二定律，F=ma。要使卫星速度增大，即加速度a沿速度方向，需要施加一个沿速度方向的净外力。可以通过向顺着运动方向喷气，给卫星一个沿速度方向的冲量，使其速度增大；或者向背离地球的方向喷气，减小卫星的向后的引力，使其在原轨道上加速（但轨道会变化）。向与速度方向垂直的方向喷气，改变卫星速度方向，但不改变速率大小。向指向地球的方向喷气，会减小速度。B选项“向顺着运动方向喷气”可以实现速度增大，B正确。10.空间站与卫星具有相同的水平速度，相对空间站静止。在空间站内，宇航员抛出的小球相对空间站做自由落体运动。从地面观察者看，小球除了随空间站一起做匀速圆周运动外，还相对于空间站做自由落体运动。因此，小球相对于地面做曲线运动。但由于小球在抛出时与空间站具有相同的速度，且只受地球引力作用，根据惯性系下牛顿定律，地面观察者看到小球仍落回原地，C正确。故选C。11.速度增量Δv=gt，与下落时间t成正比，A错误。加速度为重力加速度g，保持不变，B正确。位移x=½gt²，与下落时间t的平方成正比，C错误。动能增量ΔEk=½mv²=½m(gt)²=½mg²t²，与下落时间t的平方成正比，D错误。故选B。12.根据开普勒第三定律，T²/r³=常量=4π²/GM。当轨道半径增大到原来的2倍，即r'=2r，(T'²/r'³)/(T²/r³)=1，得T'²/(2r)³=T²/r³，T'²/8r³=T²/r³，T'²/8=T²，T'²=8T²，T'=√8T=2√2T。D正确。13.万有引力定律是牛顿发现的，卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量G，A错误。万有引力定律适用于任何两个可以看成质点的物体之间，也适用于均匀的球体，B正确。万有引力总是相互的，同时产生，C错误。如果两个物体间的距离趋近于零，它们不能再看成质点，且引力公式不再适用，D错误。故选B。14.根据开普勒第三定律，T²/r³=常量=4π²/GM（对于同一中心天体）。(T₁²/r₁³)/(T₂²/r₂³)=1，得T₁²/T₂²=r₁³/r₂³，(T₁/T₂)²=r₁³/r₂³，T₁/T₂=(r₁/r₂)^(3/2)=√(r₁³/r₂³)。选项CT₁/T₂=r₁³/r₂³是开普勒第二定律的内容（面积定律），不适用于比较不同行星的周期与半径的关系。选项DT₁/T₂=1/T₂²*r₁=T₁/T₂²*r₁，错误。选项A和选项B是开普勒第三定律的两种常见形式，但只有选项AT₁/T₂=(r₁/r₂)^(3/2)是正确的比较关系式。题目要求选出正确的，A正确。15.卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，GMm/r²=mv²/r。解得运行速率v=√(GM/r)，A正确。v=√(gR²/r)是在地球表面附近（r=R）的速度表达式，当r≠R时，该式不成立，B错误。v=2πr/T是匀速圆周运动的速度表达式，但这里的r是轨道半径，不一定等于地球半径，且T是运行周期，不是地球自转周期，C错误。v=gr是在地球表面附近（r=R）的速度表达式，当r≠R时，该式不成立，D错误。故选A。16.卫星突然炸裂成两块，质量相等，根据动量守恒，两块碎片的动量之和等于原来卫星的动量。由于原来卫星做匀速圆周运动，动量不为零，方向沿切线方向。因此，两块碎片的总动量不为零，不可能都静止，也不可能仍在原轨道上做匀速圆周运动（除非它们速度大小和方向都恢复原状，这几乎不可能）。它们的速度大小和方向都会改变，轨道也会改变，B正确。碎片A速度增大，意味着动能增加，根据v²/r，向心加速度增大，需要半径减小，即轨道变近；碎片B速度减小，意味着动能减少，根据v²/r，向心加速度减小，需要半径增大，即轨道变远。但题目只问碎片A和B，没有问各自的轨道如何变化，只问速率是否改变，显然是改变的，C错误。机械能是否相等取决于爆炸过程中是否有能量释放（内能转化为机械能）。爆炸过程通常伴随能量释放，且两块碎片质量相等，速度不一定相等，它们的机械能不一定相等，D错误。故选B。17.卫星从高轨道变到低轨道，引力增大，要做向心运动，需要减速，使向心加速度增大到等于引力提供的加速度，A正确。卫星从低轨道变到高轨道，引力减小，需要加速，使向心加速度减小到等于引力提供的加速度，B正确。卫星变轨过程中，通常只受地球引力（保守力），根据机械能守恒定律，机械能守恒，C正确。卫星变轨过程中，如果考虑火箭推力或爆炸产生的内力，则动量不守恒（系统外力不为零或内力冲量不为零）。但如果只考虑卫星在变轨后的运动，例如通过引力弹弓效应加速，卫星与中心天体组成的系统动量守恒，但卫星自身的动量是变化的。通常题目问卫星变轨，是指卫星自身的运动过程，此时外力（引力）是保守力，只改变速度大小和方向，不改变总动量矢量（在惯性系中）。但更严谨的理解是，卫星变轨过程中，其自身的动量是变化的，除非是理想化的无能量损失变轨。考虑到选项C机械能守恒通常被认为是正确的，且选项A、B、C描述的物理过程符合常见的变轨操作，可以认为A、B、C均正确。但多选题要求选出所有正确的，根据普遍认知，变轨过程机械能守恒是普遍成立的，A、B也是普遍操作，故选A、B、C。如果必须选两个，则A、C是必然结果。按照常见考点，选择A、B。18.卫星在椭圆轨道上运动，由万有引力提供向心力F=GMm/r²。根据牛顿第二定律F=ma，得a=GM/r²。在近地点，轨道半径最小r最小，向心加速度最大a最大，A正确。在远地点，轨道半径最大r最大，向心加速度最小a最小，B正确。卫星在运动过程中，只受地球引力（保守力），根据机械能守恒定律，机械能守恒，C错误。卫星在运动过程中，速度大小和引力势能都在变化，根据动能定理W_net=ΔEk，合外力做功等于动能变化。合外力是引力，引力做功等于引力势能的减少量，即W_G=-ΔEₚ。动能和引力势能之间发生转化，D错误。故选A、B。19.双星系统靠相互间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力。两颗恒星角速度相同。设m₁、m₂