2023届高考物理一轮复习：曲线运动万有引力与航天含解析

2023届高考物理一轮复习

曲线运动、万有引力与航天（含答案）

一、选择题。

1、如图所示，一工人利用定滑轮和轻质细绳将货物提升到高处.已知该工人拉着绳的一端从

滑轮的正下方水平向右匀速运动，速度大小恒为v,直至绳与竖直方向夹角为60。.若滑轮的

质量和摩擦阻力均不计，则该过程（）

A.货物也是匀速上升

B.绳子的拉力大于货物的重力

C.末时刻货物的速度大小为'

D.工人做的功等于货物动能的增加量

2、（多选）一质点在xOy平面内运动轨迹如图所示，下列判断正确的

A.质点沿x方向可能做匀速运动

B.质点沿y方向可能做变速运动

C.若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先加速后减速

D.若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先减速后加速

3、（双选）“嫦娥五号”将发射，它将着陆在月球正面吕姆克山脉，为中国取回第一杯月壤.若

“嫦娥五号”在着月前绕月球沿椭圆轨道顺时针运动，如图所示，P为近月点，Q为远月点,

M、N为轨道短轴的两个端点.只考虑“嫦娥五号”和月球之间的相互作用，则“嫦娥五

号”（）

嫦娥五W_

N

A.在Q点的速率最小

B.在P点时受到的万有引力最大

C.从P到M阶段，机械能逐渐变大

D.从Q到N阶段，机械能逐渐变大

4、如图所示，天花板上有一可自由转动的光滑小环Q,一轻绳穿过Q,两端分别连接质量为

mi、m2的A、B小球.两小球分别在各自的水平面内做圆周运动，它们周期相等.则A、B

小球到Q的距离h、12的比值上为（）

5、（多选）2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波.根据科学家们复原的

过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km,绕二者连线上的某点每秒转动

12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿

力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（）

A.质量之积B.质量之和

C.速率之和D.各自的自转角速度

6、关于物体的受力和运动，下列说法中正确的是（）

A.物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变

B.物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点曲线的切线方向

C.物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变

D.做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的外力作用

7、一个半径为R的半圆柱体沿水平方向向右以速度v匀速运动.在半圆柱体上搁置一根竖

直杆，此杆只能沿竖直方向运动，如图所示.当杆与半圆柱体的接触点P与柱心的连线与竖

直方向的夹角为。时，竖直杆运动的速度为（）

A高B-vtanO

C.vcos0D.vsin0

8、如图所示，从倾角为。且足够长的斜面的顶点A,先后将同一小球以不同的初速度水平向

右抛出，第一次初速度为VI,小球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为0,第二

次初速度为V2,小球落在斜面上前一瞬间的速度方向与斜面间的夹角为（P2，若V2>Vl,则°

和Q2的大小关系是（）

A.（pi>q）2B.（pi<q）2C.（pi=q）2D.无法确定

9、如图所示，用一小车通过轻绳提升一滑块，滑块沿竖直光滑杆上升，某一时刻，两段绳恰

好垂直，且拴在小车一端的绳与水平方向的夹角为0,此时小车的速度为v。，则此时滑块竖

直上升的速度为（）

A.v0B.vosin。

%

C.v0cos0D

cosO

10、（双选）长征三号乙运载火箭以“一箭双星”的形式将北斗三号第五颗、第六颗全球组网

导航卫星成功送入预定轨道，这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，即采用圆轨道，轨道高度

低于同步卫星的轨道高度，万有引力常量为己知，下列说法正确的是（）

A.这两颗卫星在其轨道上运行的速率小于同步卫星的速率

B.这两颗卫星在其轨道上运行的速率小于第一宇宙速度的大小

C.如果已知这两颗卫星在其轨道上运行的周期与轨道半径可以计算出地球质量

D.如果已知这两颗卫星在其轨道上运行的周期与轨道半径可以计算出地球密度

11、如图，小球甲从A点水平抛出，同时将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时

速度大小相等，方向夹角为30。，已知B、C高度差为h,两小球质量相等，不计空气阻力，

由以上条件可知（）

A.小球甲做平抛运动的初速度大小为八）当

B.甲、乙两小球到达C点所用时间之比为1:小

C.A、B两点高度差为与

D.两小球在C点时重力的瞬时功率大小相等

12、如图是自行车传动机构的示意图，其中I是半径为n的大齿轮，II是半径为醛的小齿轮,

HI是半径为n的后轮，假设脚踏板的转速为nr/s,则自行车前进的速度为（）

TenriF3兀nr2r32兀nc13

13、某机器的齿轮系统如图所示，中间的轮叫做太阳轮，它是主动轮。从动轮称为行星轮，

主动轮、行星轮与最外面的大轮彼此密切啮合在一起，如果太阳轮一周的齿数为m,行星轮

一周的齿数为m,当太阳轮转动的角速度为①时，最外面的大轮转动的角速度为（）

m„ii2_m„n2

A.—rr-CDB.—;—coC.-----（DD.-----（1）

ni十2n2m+n2m—n2m—n2

14、一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球

直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的

（）

A.0.25倍B.0.5倍C.2.0倍D.4.0倍

15、（双选）如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上。

设地球质量为M,半径为R。下列说法正确的是（）

6

-.......a

A.地球对一颗卫星的引力大小为展常

B.一颗卫星对地球的引力大小为§罟

C.两颗卫星之间的引力大小为空

3GMm

D.三颗卫星对地球引力的合力大小为

二、非选择题。

16、如图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好拉断，

小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动滑向A点，到达A孔进入半径R=0.3m的

竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔，已知摆线长为L=2.5m,9=

60。，小球质量为m=1kg,小球可视为质点，D点与小孔A的水平距离s=2m,g取lOm/sz,

试求：

(1)摆线能承受的最大拉力为多大？

(2)要使摆球能进入圆轨道并能通过圆轨道的最高点，求粗糙水平面摩擦因数M的范围.

17、如图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好被拉断,

小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动，到达A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的

光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2m,0=60°,小球质量为

m=0.5kg,D点与小孔A的水平距离s=2m,g取10m/s2o

(1)求摆线能承受的最大拉力为多大？

(2)要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道，求粗糙水平面动摩擦因数U的范围。

2022届高考物理一轮复习：曲线运动、万有引力与航天（含答案）

一、选择题。

1、如图所示，一工人利用定滑轮和轻质细绳将货物提升到高处.已知该工人拉着绳的一端从

滑轮的正下方水平向右匀速运动，速度大小恒为v,直至绳与竖直方向夹角为60。.若滑轮的

质量和摩擦阻力均不计，则该过程（）

A.货物也是匀速上升

B.绳子的拉力大于货物的重力

C.末时刻货物的速度大小为'

D.工人做的功等于货物动能的增加量

【答案】B

2、（多选）一质点在xOy平面内运动轨迹如图所示，下列判断正确的

是（）

A.质点沿x方向可能做匀速运动

B.质点沿y方向可能做变速运动

C.若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先加速后减速

D.若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先减速后加速

【答案】B、Do

3、（双选）“嫦娥五号”将发射，它将着陆在月球正面吕姆克山脉，为中国取回第一杯月壤.若

“嫦娥五号”在着月前绕月球沿椭圆轨道顺时针运动，如图所示，P为近月点，Q为远月点,

M、N为轨道短轴的两个端点.只考虑“嫦娥五号”和月球之间的相互作用，则“嫦娥五

号”（）

嫦娥五号一典.

N

A.在Q点的速率最小

B.在P点时受到的万有引力最大

C.从P到M阶段，机械能逐渐变大

D.从Q到N阶段，机械能逐渐变大

【答案】AB

4、如图所示，天花板上有一可自由转动的光滑小环Q,一轻绳穿过Q,两端分别连接质量为

mi、m2的A、B小球.两小球分别在各自的水平面内做圆周运动，它们周期相等.则A、B

小球到Q的距离h、12的比值,为（）

【答案】D

5、（多选）2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波.根据科学家们复原的

过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km,绕二者连线上的某点每秒转动

12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿

力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（）

A.质量之积B.质量之和

C.速率之和D.各自的自转角速度

【答案】BC

6、关于物体的受力和运动，下列说法中正确的是（）

A.物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变

B.物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点曲线的切线方向

C.物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变

D.做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的外力作用

【答案】D

7、一个半径为R的半圆柱体沿水平方向向右以速度v匀速运动.在半圆柱体上搁置一根竖

直杆，此杆只能沿竖直方向运动，如图所示.当杆与半圆柱体的接触点P与柱心的连线与竖

直方向的夹角为。时，竖直杆运动的速度为（）

A高B.vtanO

C.vcos0D.vsin0

【答案】B.

8、如图所示，从倾角为。且足够长的斜面的顶点A,先后将同一小球以不同的初速度水平向

右抛出，第一次初速度为VI,小球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为0,第二

次初速度为V2,小球落在斜面上前一瞬间的速度方向与斜面间的夹角为（P2,若V2>Vl,则⑺

和勺2的大小关系是（）

A.（pi>（p2B.（pi<q）2C.（pi=q）2D.无法确定

【答案】C

9、如图所示，用一小车通过轻绳提升一滑块，滑块沿竖直光滑杆上升，某一时刻，两段绳恰

好垂直，且拴在小车一端的绳与水平方向的夹角为0,此时小车的速度为v。，则此时滑块竖

直上升的速度为（）

A.v0B.vosin0

n%

C.v0cos0D.---------

cosO

【答案】Ao

10、（双选）长征三号乙运载火箭以“一箭双星”的形式将北斗三号第五颗、第六颗全球组网

导航卫星成功送入预定轨道，这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，即采用圆轨道，轨道高度

低于同步卫星的轨道高度，万有引力常量为已知，下列说法正确的是（）

A.这两颗卫星在其轨道上运行的速率小于同步卫星的速率

B.这两颗卫星在其轨道上运行的速率小于第一宇宙速度的大小

C.如果已知这两颗卫星在其轨道上运行的周期与轨道半径可以计算出地球质量

D.如果已知这两颗卫星在其轨道上运行的周期与轨道半径可以计算出地球密度

【答案】BC

11、如图，小球甲从A点水平抛出，同时将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时

速度大小相等，方向夹角为30。，已知B、C高度差为h,两小球质量相等，不计空气阻力，

由以上条件可知（）

B

A\

X：c

!\

A.小球甲做平抛运动的初速度大小为2\^

B.甲、乙两小球到达C点所用时间之比为1:小

C.A、B两点高度差为上

D.两小球在C点时重力的瞬时功率大小相等

【答案】C

12、如图是自行车传动机构的示意图，其中I是半径为n的大齿轮，II是半径为n的小齿轮,

III是半径为n的后轮，假设脚踏板的转速为nr/s,则自行车前进的速度为（）

【答案】D.

13、某机器的齿轮系统如图所示，中间的轮叫做太阳轮，它是主动轮。从动轮称为行星轮，

主动轮、行星轮与最外面的大轮彼此密切啮合在一起，如果太阳轮一周的齿数为m,行星轮

一周的齿数为m,当太阳轮转动的角速度为①时，最外面的大轮转动的角速度为（）

m_n2cni-112

A.n;~~wB.—;coC.coD.co

ni十2n2m十112m-n2m—m

【答案】A

14、一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球

直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的

()

A.0.25倍B.0.5倍C.2.0倍D.4.0倍

【答案】C.

15、(双选)如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上。

设地球质量为M,半径为R。下列说法正确的是()

.一

f⑯二

\/

A.地球对一颗卫星的引力大小为冲黑

(r—R)z

B.一颗卫星对地球的引力大小为§誉

C.两颗卫星之间的引力大小为黄

D.三颗卫星对地球引力的合力大小为当叵

【答案】BC

二、非选择题。

16、如图所示，让摆球从图中的C位置由静止开始摆下，摆到最低点D处，摆线刚好拉断，

小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动滑向A点，到达A孔进入半径R=0.3m的

竖直放置的光滑圆弧轨道，当摆球进入圆轨道立即关闭A孔，已知摆线长为L=2.5m,9=

60。，小球质量为m=1kg,小球可视为质点，D点与小孔A的水平距离s=2m,g取lOm/sz,

试求：

(1)摆线能承受的最大拉力为多大？

(2)要使摆球能进入圆轨道并能通过圆轨道的最高点，求粗糙水平面摩擦因数M的范围.

【答案】(1)20N(2)g<0.25

解析：(1)摆球由C到D运动过程做圆周运动，摆球的机械能守恒，

mgL(l—cos0)=^mvB.

摆球在D点时，由牛顿第二定律可得，

2

lVD

Fm—mg=m^y

联立两式解得，Fm=2mg=20N.

(2)小球刚好能通过圆轨道的最高点时，在最高点由牛顿第二定律可得，

V2

mg=m营

小球从D到圆轨道的最高点过程中，由动能定理得，

C„1,1,

.mgs2mgR2mv2m