广东省汕头市高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-03曲线运动、万有引力与航天

这是一份广东省汕头市高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-03曲线运动、万有引力与航天，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
广东省汕头市高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-03曲线运动、万有引力与航天 一、单选题1．（2022·广东汕头·统考三模）今年4月16日，载有3名航天员的“神舟13号飞船”经过180天太空之旅终于回家。图示虚线为飞船的“过渡轨道”，实线为在点制动后的返回轨道，由图示可知飞船在“过渡轨道”时（　　）A．运行速度不变 B．动量变化率不变C．沿顺时针方向 D．沿逆时针方向2．（2022·广东汕头·模拟预测）如图所示，长木板AB倾斜放置，板面与水平方向的夹角为θ，在板的A端上方P点处，以大小为v0的水平初速度向右抛出一个小球，结果小球恰好能垂直打在板面上。现让板绕A端顺时针转过一个角度到图上虚线的位置，要让球从P点水平抛出后仍能垂直打在板面上，则水平位移x及抛出的水平速度v（不计空气阻力）（　　）A．x变大，v大于v0 B．x变小，v小于v0C．x变大，v等于v0 D．x变化不确定，v小于v03．（2022·广东汕头·统考一模）如图是汕头市儿童公园的摩天轮，假设某乘客坐在座椅上随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，整个过程座椅始终保持水平。下列说法正确的是（　　）A．座舱转动过程，乘客的机械能守恒B．座舱在最低点时，座椅对乘客的支持力大小小于重力C．座舱在最高点时，座椅对乘客的支持力大小等于重力D．座舱在与转轴等高处，乘客所受摩擦力方向指向转轴4．（2022·广东汕头·统考一模）如图所示，某趣味游戏中小球从圆柱形水杯口边缘沿直径方向水平射入，球与杯壁的碰撞是弹性碰撞，不计空气阻力。则小球入水前的运动轨迹情景图可能正确的是（　　）A． B． C． D．5．（2022·广东汕头·模拟预测）A、B两个质点均做匀速圆周运动，在相等的时间内通过的弧长之比，转过的圆心角之比。则A、B运动的（　　）A．线速度之比  B．角速度之比C．周期之比 D．半径之比 6．（2021·广东汕头·统考二模）如图所示，用两根长l1、l2的细线拴一小球a，细线另一端分别系在一竖直杆上O1、O2处，当竖直杆以某一范围角速度（）转动时，小球a保持在图示虚线的轨迹上做圆周运动，此时两根均被拉直，圆周半径为r，已知l1：l2：r=20：15：12，则（　　）A．3：4 B．3：5 C．4：5 D．1：27．（2021·广东汕头·统考一模）某同学以变速自行车的齿轮传动作为研究性课题，他通过查阅相关资料了解变速自行车的变速原理，测得图示后小齿轮组中最小，最大齿轮半径分别为、，前大齿轮半径为、后轮半径为R。若该自行车前大齿轮每秒匀速转动1圈，则后轮的最大线速度为（　　）A． B． C． D．8．（2020·广东汕头·统考一模）设想利用载人飞船探索行星，飞船上备有秒表、质量为m物体P、测力计等实验器材。该飞船到达很靠近行星表面的圆形轨道绕行数圈后着陆，宇航员测得飞船绕行周期为T，物体P处于行星表面的重力为F。已知万有引力常量为G，根据这些已知量可计算出（　　）A．该行星的自转周期 B．宇宙飞船的质量C．飞船绕行时的轨道半径为 D．该行星的平均密度为9．（2022·广东汕头·统考二模）2021年10月，我国发射了首颗用于太阳Hɑ波段光谱成像探测的试验卫星“羲和号”，标志着中国将正式进入“探日时代”。该卫星轨道为圆轨道，通过地球南北两极上方，离地高度517公里，如图所示，则该卫星（　　）A．运行周期可能小于1小时B．发射速度可能大于第二宇宙速度C．运行速度可能小于地球同步卫星的运行速度D．运行的轨道平面与地球同步卫星的轨道平面垂直10．（2022·广东汕头·模拟预测）“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。下列正确的是（　　）A．月球表面重力加速度B．月球的质量为C．月球的第一宇宙速度D．月球同步卫星离月球表面高度为11．（2022·广东汕头·统考一模）2021年12月9日，我国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在“天宫课堂”进行太空授课。在太空失重环境下，下列哪个力学实验能在“天和核心舱”中顺利操作（　　）A． 验证力的平行四边形定则B． 研究匀变速直线运动C． 探究加速度与物体受力物体质量的关系D． 验证机械能守恒定律 二、多选题12．（2022·广东汕头·统考三模）如图所示为某喷灌机的喷头正在进行农田喷灌，喷头出水速度的大小和方向可以调节，已知图示出水速度与水平方向夹角，假设喷头贴近农作物表面，忽略空气阻力，下列哪种调整方式会使水喷得更远（　　）A．减小出水速度 B．增大出水速度C．适当减小角 D．适当增大角13．（2020·广东汕头·统考一模）如图甲，固定在竖直面内的光滑圆形管道内有一小球在做圆周运动，小球直径略小于管道内径，管道最低处N装有连着数字计时器的光电门，可测球经过N点时的速率vN，最高处装有力的传感器M，可测出球经过M点时对管道作用力F（竖直向上为正），用同一小球以不同的初速度重复试验，得到F与vN2的关系图像如图乙，c为图像与横轴交点坐标，b为图像延长线与纵轴交点坐标，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　）A．若小球经过N点时满足，则经过M点时对轨道无压力B．当小球经过N点时满足，则经过M点时对内管道壁有压力C．小球做圆周运动的半径为D．F= -b表示小球经过N点时速度等于014．（2021·广东汕头·统考二模）2020年11月，我国在海南文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功将“嫦娥五号”探测器送入预定轨道。嫦娥五号在进入环月圆轨道前要进行两次“刹车”，如图所示，第一次“刹车”是在P点让其进入环月大椭圆轨道，第二次是在P点让其进入环月轨道。下列说法正确的是（　　）A．探测器在不同轨道上经过P点时所受万有引力相同B．探测器完成第二次“刹车”后，运行过程线速度保持不变C．探测器在环月轨道上运行周期比在大椭圆轨道上运行周期小D．探测器在环月轨道上运动的机械能比在大椭圆轨道上运动的小15．（2022·广东汕头·模拟预测）在“嫦娥五号”任务中，有一个重要环节，轨道器和返回器的组合体（简称“甲”）与上升器（简称“乙”）要在环月轨道上实现对接，以使将月壤样品从上升器转移到返回器中，再由返回器带回地球。对接之前，甲、乙分别在各自的轨道上做匀速圆周运动，且甲的轨道半径比乙小，如图所示，为了实现对接，处在低轨的甲要抬高轨道。下列说法正确的是（　　）A．在甲抬高轨道之前，甲的线速度小于乙B．甲可以通过增大速度来抬高轨道C．在甲抬高轨道的过程中，月球对甲的万有引力逐渐增大D．返回地球后，月壤样品的重量比在月球表面时大 三、解答题16．（2022·广东汕头·统考三模）某组合装置如图，一个水平圆盘以角速度（单位：）匀速转动，固定在圆盘上的小圆柱离圆心距离为，带动一个T形支架在水平方向左右往复运动。水平桌面上点的左侧光滑，右侧粗糙程度相同。小圆柱每次在最左端时，就在桌面的点和点轻放质量为和的小物件P和Q，此时T形支架的右端恰好与P接触但不粘连。随后圆盘转半圈时物件P恰好运动到点，与物件瞬间粘合成整体。整体运动至点停下的瞬间，下一个整体位于的中点。答案可含。求：（1）物件P从点开始运动的过程，T形支架对其做的功；（2）的距离；（3）的距离。17．（2022·广东汕头·统考二模）如图所示，平台右侧是一个凹槽，凹槽右端连接一个半径的半圆轨道，轨道固定在竖直平面内，为竖直直径。一质量为的滑板放置在凹槽内水平面上，其上表面刚好与平台和点水平等高。开始时滑板静置在紧靠凹槽左端处，此时滑板右端与凹槽右端的距离。一质量也为的小物块；（可视为质点）以的初速度从平台滑上滑板，当物块滑至滑板右端时滑板恰好到达凹槽右端。已知物块与滑板间的动摩擦因数，其余接触面的摩擦均可忽略不计，取重力加速度。（1）求滑板的长度；（2）质量为的另一小物块以相同的初速度同样从平台滑上静止的滑板，与滑板间的动摩擦因数也为，假设滑板碰到凹槽右端时立刻停止运动。要使物块能到达半圆轨道的点，至少为的几倍?18．（2022·广东汕头·模拟预测）如图所示，一段半径R、圆心角为的光滑圆弧上端点与斜坡平滑连接，下端切线水平，与一倾角为的斜坡连接，质量为m的小球P从斜坡上某位置由静止释放，运动过程中与静止在圆弧末端质量为的小球Q相碰，碰撞时间极短，碰撞过程中系统损失的动能为小球P碰撞前动能的，碰撞后两个小球离开圆弧先后落到斜坡上，它们在空中发生的位移之比为1∶4。两个小球可视为质点，小球P释放前与小球Q的竖直距离，小球P与斜坡间的动摩擦因数，当地重力加速度为g。求：（1）小球P与Q碰撞前瞬间对圆弧轨道的压力；（2）小球Q的质量。19．（2020·广东汕头·统考一模）2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，AB段的长度L=100 m，与水平方向的夹角θ =30º。滑道BC高h=10 m，C是半径R=60 m圆弧的最低点。质量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，到达B点时速度v=30 m/s。取重力加速度g=10 m/s2。（1）求运动员在助滑道AB段下滑过程受到的滑动摩擦力的大小；（2）若不计BC段的阻力，求运动员经过C点时受到的支持力的大小。
参考答案：1．C【详解】CD．飞船从“过渡轨道”到返回轨道做近心运动，可知飞船在“过渡轨道”时沿顺时针方向，故C正确，D错误；AB．由图可知，飞船在“过渡轨道”做匀速圆周运动，速度大小不变，方向时刻改变，向心力的大小不变，方向不断改变，根据可知动量变化率大小不变，方向时刻改变，故AB错误。故选C。2．D【详解】设板与水平方向的夹角为θ，对木板进行分析，如图设AP的距离为H，根据几何关系有由平抛运动的规律可知可得联立可得由数学知识可知，当时，即时，取最小值，则x存在最大值，所以当θ发生变化后，x的变化不确定，将小球落在板上的速度进行分解如图所示：根据几何关系可得水平方向有则代入整理可得由题意可知θ减小，则变小，故初速度减小，即故ABC错误D正确。故选D。3．D【详解】A．座舱转动过程，乘客的动能不变，重力势能不断变化，则机械能不守恒，选项A错误；B．座舱在最低点时，根据可知，座椅对乘客的支持力大小大于重力，选项B错误；C．座舱在最高点时，根据可知，座椅对乘客的支持力大小小于重力，选项C错误；D．座舱在与转轴等高处，乘客所受摩擦力提供做圆周运动的向心力，则所受的摩擦力方向指向转轴，选项D正确。故选D。4．A【详解】A．若小球不与杯壁相碰，则做完整的平抛运动直至落水，A正确；BCD．若小球与杯壁相碰，由于碰撞是弹性碰撞，可知小球在水平方向往返速度大小不变，故向右运动时间与向左运动时间相等，小球在竖直方向做自由落体运动，相同时间的位移比应为h1：h2=1：3对比题图可知，BCD错误。故选A。5．C【详解】A．根据则A错误；B．根据则B错误；C．根据则D．根据则D错误。故选C。6．A【详解】将绳子拉力沿竖直方向和水平方向分解，竖直方向的分力大小等于重力，水平方向分力提供向心力，则有由几何关系可得又l1：l2：r=20：15：12联立解得BCD错误，A正确。故选A。7．A【详解】若小齿轮组选择齿轮半径为r，则有小齿轮角速度为由题意可知T=1s，所以后轮角速度与小齿轮角速度相等，所以后轮线速度为所以r越小，v越大，所以选择最小齿轮半径r1时，后轮线速度最大，即A正确，BCD错误。故选A。8．C【详解】AB．根据题中条件不能求解该行星的自转周期以及宇宙飞船的质量，选项AB错误；C．物体的质量为m，着陆后测量了物体重力F，所以行星表面的重力加速度在靠近该行星表面的圆形轨道绕行时，重力等于万有引力 万有引力等于向心力由以上两式解得选项C正确； D．该行星的平均密度为选项D错误。故选C。9．D【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道处于地球表面时的运行周期最小，大约为可知该卫星运行周期不可能小于1小时，A错误；B．卫星绕地球做匀速圆周运动的发射速度应大于等于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，B错误；C．根据万有引力提供向心力可得解得由于该卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故该卫星运行速度一定大于地球同步卫星的运行速度，C错误；D．该卫星轨道通过地球南北两极上方，说明该卫星运行的轨道平面与赤道平面垂直，而地球同步卫星的轨道平面与赤道平面共面，故该卫星运行的轨道平面与地球同步卫星的轨道平面垂直，D正确；故选D。10．A【详解】A．由自由落体运动规律有所以有故A正确；B．在月球表面的物体受到的重力等于万有引力则故B错误；C．月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，根据重力提供向心力则故C错误；D．月球同步卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力解得故D错误。故选A。11．A【详解】A．验证力的平行四边形定则实验中，不涉及重力问题，可在空间站中进行，选项A正确；B．研究匀变速直线运动实验中，在完全失重情况下，重物不能在斜面上下滑，该实验不能进行，选项B错误；C．探究加速度与物体受力物体质量的关系中，在完全失重情况下，重物不能在斜面上下滑，该实验不能进行，选项C错误；D．验证机械能守恒定律中，在完全失重情况下，重物不能下落，该实验不能进行，选项D错误；故选A。12．BD【详解】设出水速度为v，根据斜抛运动规律可得水在空中做斜抛运动的时间为则喷水距离为45度时射程最远，由于此时2θ=60°，根据上式可知若要使水喷得更远，即增大x，可以增大出水速度、适当增大θ角。故选BD。13．AC【详解】A．由图可知，若小球经过N点时满足，则经过M点时对轨道无压力，选项A正确；B．由图可知，当小球经过N点时满足，则经过M点时对管壁的压力为正值，可知此时小球对外管道壁有压力，选项B错误；C．若小球经过N点时满足，则在M点时由机械能守恒可得联立解得选项C正确；D．F= -b表示小球经过M时对管壁的作用力方向向下，即此时小球能经过M点，经过N点时速度不等于0，选项D错误。故选AC。14．ACD【详解】A．探测器在不同轨道上经过P点时所受万有引力相同，所A正确；B．探测器完成第二次“刹车”后，运行过程线速度大小不变，方向时刻改变，所以B错误；C．根据开普勒第三定律可得可知，长半轴越小周期也越小，所以探测器在环月轨道上运行周期比在大椭圆轨道上运行周期小，则C正确；D．由于从高轨道进入低轨道必须点火减速，所以探测器在环月轨道上运动的机械能比在大椭圆轨道上运动的小，则D正确；故选ACD。15．BD【详解】A．在甲抬高轨道之前，两卫星均绕月球做匀速圆周运动，有可得线速度为因，则甲的线速度大于乙的线速度，故A错误；B．低轨卫星甲变为高轨卫星，需要做离心运动，则需要万有引力小于向心力，则需向后喷气增大速度，故B正确；C．在甲抬高轨道的过程中，离月球的距离r逐渐增大，由可知月球对卫星的万有引力逐渐减小，故C错误；D．因地球表面的重力加速度比月球表面的重力加速度大，则由可知月壤样品的重量在地表比在月表要大，故D正确。故选BD。16．（1）；（2）；（3）【详解】（1）小圆柱的线速度大小为   ①设物件P从A点开始运动的过程中水平圆盘转过的圆心角为，则有   ②物件P的速度等于小圆柱速度在沿AO方向的分量，即   ③根据动能定理有   ④联立①~④式解得   ⑤（2）当水平圆盘转过四分之一圈时，小圆柱的速度在沿AO方向的分量最大，则速度达到最大值v，且之后小圆柱在沿AO方向的分量开始减小，所以此时物件P将与T形支架分离，此后以v做匀速直线运动。水平圆盘的转动周期为   ⑥由题意可知从物件P与T形支架分离到P运动到O点所经历的时间为，这段时间内物件P的位移大小为   ⑦所以AO的距离为   ⑧联立①⑥⑦⑧解得   ⑨（3）设P、Q相碰后整体的速度大小为v0，根据动量守恒定律有   ⑩设PQ整体在段做匀减速运动的加速度大小为a，有   ⑪根据运动的周期性可知，相邻两个PQ整体运动到B点的时间差为T，根据匀减速运动的逆过程可得   ⑫联立①⑩⑪⑫得   ⑬17．（1）；（2）倍【详解】（1）根据牛顿第二定律可得，小物块的加速度大小为滑板的加速度大小为 根据题意可知，从小物块滑上滑板到滑板右端到达凹槽右端过程，小物块一直做匀减速运动，滑板一直做匀加速运动，设运动时间为，对于滑板解得对于小物块解得故滑板的长度为（2）小物块到达半圆轨道最低点时的速度为 设小物块可以到达点，根据机械能守恒定律可得 解得小物块在点速度为 说明小物块到不了点，另一小物块以相同的初速度同样从平台滑上静止的滑板，减速过程的加速度大小与减速过程的加速度大小一样，故为了能使到达点，滑上滑板后，滑板与凹槽右端碰撞前，与必须先达到共速，根据动量守恒可得假设刚好到达点，则有整个过程与滑板因为相对滑动产生的内能为根据能量守恒可得 由以上式子代入数据整理可得 解得或（舍掉）故至少是的倍。18．（1）3mg；（2）0.5m【详解】（1）小球从开始释放到到达Q点由动能定理 在Q点时解得FNQ=3mg（2）两球碰后做平抛运动，则由 可知位移则PQ碰后的速度之比为 两球碰撞时由动量守恒 能量关系解得19．（1）30N；（2）1700N【详解】（1）运动员在AB段匀加速下滑，有               ① 由牛顿运动定律可得       ②代入数据解得滑动摩擦力的大小f = 30N              ③（2）运动员从B点运动到C点过程，由机械能守恒定律可得    ④经过C点时，有        ⑤代入数据解得运动员经过C点时受到的支持力的大小             ⑥