备战2025年高考二轮复习物理（广东版）专题分层突破练4 圆周运动 天体的运动（Word版附解析）

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基础巩固
1.(2024黑吉辽卷)“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图,当篮球在指尖上绕轴转动时,球面上P、Q两点做圆周运动的( )
A.半径相等
B.线速度大小相等
C.向心加速度大小相等
D.角速度大小相等
答案 D
解析 本题考查定轴转动的运动学特点——角速度相等。
2.(2024全国甲卷)2024年5月,嫦娥六号探测器发射成功,开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。将采得的样品带回地球,飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程。月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的16。下列说法正确的是( )
A.在环月飞行时,样品所受合力为零
B.若将样品放置在月球表面,它对月球表面的压力等于零
C.样品在不同过程中受到的引力不同,所以质量也不同
D.样品放置在月球表面时对月球的压力比放置在地球表面时对地球的压力小
答案 D
解析 在环月飞行时,样品所受合力提供向心力,A错误;样品放置在月球表面,受到月球引力,它对月球表面压力不为零,B错误;样品质量与所受引力无关,质量不变,C错误;样品放置在月球表面时对月球的压力小于放置在地球表面时对地球的压力,D正确。
3.(2024四川德阳二模)三个质量均为m的小物块,用三根长度为L、最大拉力为mg的轻绳连接,置于动摩擦因数为μ=33的粗糙水平圆盘上面,初始时刻轻绳恰好绷直,构成正三角形,正三角形的中心与圆盘的圆心重合。让圆盘绕过O点垂直于圆盘的轴缓慢转动起来,随着角速度的缓慢增加,在轻绳断裂的瞬间,圆盘的角速度大小为( )
A.2gLB.2gL
C.gLD.g2L
答案 A
解析 在绳断裂瞬间,拉力为mg,对任意一个小球,根据力的合成结合牛顿第二定律有3mg+μmg=m·L2cs30°ω2,解得ω=2gL,故选A。
4.(2024广东茂名二模)北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。其中北斗-G4为一颗地球静止轨道卫星,北斗-IGSO2为一颗倾斜同步轨道卫星,北斗-M3为一颗中圆地球轨道卫星(轨道半径小于地球静止轨道卫星的轨道半径),下列说法正确的是( )
A.北斗-G4和北斗-IGSO2都相对地面静止
B.北斗-G4和北斗-IGSO2的轨道半径相等
C.北斗-M3与北斗-G4的周期的二次方之比等于高度的三次方之比
D.北斗-M3的线速度比北斗-IGSO2的线速度小
答案 B
解析 北斗-G4为一颗地球静止轨道卫星,可知北斗-G4相对地面静止,北斗-IGSO2为一颗倾斜同步轨道卫星,则北斗-IGSO2的周期等于地球自转周期,但北斗-IGSO2相对地面不是静止的,故A错误;根据万有引力提供向心力有Gm地mr2=m4π2T2r,可得T=4π2r3Gm地,由于北斗-G4和北斗-IGSO2的周期相等,则北斗-G4和北斗-IGSO2的轨道半径相等,故B正确;根据开普勒第三定律r3T2=k,可知北斗-M3与北斗-G4的周期的二次方之比等于轨道半径的三次方之比,故C错误;根据万有引力提供向心力有Gm地mr2=mv2r,可得v=Gm地r,由于中圆地球轨道卫星的轨道半径小于地球静止轨道卫星的轨道半径,则北斗-M3的线速度比北斗-IGSO2的线速度大,故D错误。
5.(2024广东三模)木星的卫星总共有92颗,其中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是意大利天文学家伽利略在1610年用自制的望远镜发现的,这四颗卫星后被称为伽利略卫星,四颗伽利略卫星的自身参数近似如下表所示,根据表格信息,下列判断正确的是( )
A.木卫三绕木星运动的轨道半径大于木卫四绕木星运动的轨道半径
B.木卫二表面的重力加速度小于木卫四表面的重力加速度
C.木卫一的第一宇宙速度大于木卫二的第一宇宙速度
D.木卫二的质量大于木卫三的质量
答案 C
解析 虽然木卫三的直径大于木卫四的直径,但它们绕木星运动的轨道半径无法计算,故A错误;根据g=Gm木R2∝ρR,可知木卫二表面的重力加速度大于木卫四表面的重力加速度,故B错误;第一宇宙速度v=Gm木R∝ρR,所以木卫一的第一宇宙速度大于木卫二的第一宇宙速度,故C正确;根据m=ρV∝ρR3可知,木卫二的质量小于木卫三的质量,故D错误。
6.(2024江苏卷)生产陶瓷的工作台匀速转动,台面上掉有陶屑,陶屑与台面间的动摩擦因数处处相同(台面够大),则( )
A.离轴OO'越远的陶屑质量越大
B.离轴OO'越近的陶屑质量越大
C.只有工作台边缘有陶屑
D.离轴最远的陶屑距离轴不超过某一值R
答案 D
解析 陶屑随工作台匀速转动,静摩擦力提供向心力,当所需向心力大于最大静摩擦力,即μmg