2022届高三物理全国模拟题汇编（14份打包）.zip

圆周运动 圆周运动一、单选题一、单选题1如图（a）是某市区中心的环岛路，车辆在环岛路上均逆时针行驶。如图（b）是质量相等的甲、乙两车以接近相等的速度经过图示位置，则（）A两车的向心加速度大小相等甲B两车的角速度大小相等C两车受到指向轨道圆心的摩擦力大小相等D甲车受到指向轨道圆心的摩擦力比乙车的大2如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为 m 的人随车在竖直平面内旋转，重力加速度大小为 g，下列说法正确的是（）A过山车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B人在最高点时对座位不可能产生大小为 mg 的压力C人在最低点时对座位的压力等于 mgD人在最低点时对座位的压力大于 mg32021 年 11 月 5 日，占全球市场份额 70%的无人机巨头大疆，发布迄今为止影像质量最优异的消费级无人机 Mavic3。下图是该型号无人机绕拍摄主体时做水平匀速圆周运动的示意图。已知无人机的质量为 m，无人机的轨道距拍摄对象高度为 h，无人机与拍摄对象距离为 r，无人机飞行的线速度大小为 v，则无人机做匀速圆周运动时（）A角速度为 B所受空气作用力为 mgC向心加速度为 222D绕行一周的周期为 =24一质量为 M 的人手握长为 l 轻绳(不可伸长)一端，绳的另一端栓一质量为 m 的小球，今使小球在竖直平面内做圆周运动，若小球刚好能经过圆周的最高点，则在小球运动过程中，下面说法正确的是()A人对地面的最小压力等于 MgB人对地面的最大压力等于 MgC人对地面的最大压力等于(M+m)gD人对地面的最大压力大于(M+m)g5如图所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他()A所受的合力为零，做匀速运动B所受的合力变化，做变加速运动C所受的合力恒定，做变加速运动D所受的合力恒定，做匀加速运动62022 年 2 月 7 日，我国运动员任子威、李文龙在北京冬奥会短道速滑男子 1000 米决赛中分获冠、亚军。如图所示为短道速滑比赛场地示意图，比赛场地周长约为111.12，其中直道长度为28.85，弯道半径为8。若一名质量为50的运动员在弯道紧邻黑色标志块做匀速圆周运动，转弯时冰刀与冰面间的动摩擦因数为 0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动员可看作质点，重力加速度g 取10/2，则（）A该运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为4/B该运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为8/C运动员受到冰面的作用力最大为100D运动员受到冰面的作用力最大为5007如图所示，两金属杆构成十字架竖直放置，其中 PQ 杆粗糙，两根相同的轻弹簧一端固定在 A点，另一端各连接质量为 m 的小球，小球穿过 PQ 杆，且与 MN 杆距离相等。十字架绕 MN 分别以1、2运动时，小球均相对于杆静止。若2 1，则与以1匀速转动时相比，以2匀速转动时（）A两球间的距离一定变大B弹簧弹力一定变大C小球所受摩擦力一定变大D小球所受合力一定变大8如图所示一半径为 R、圆心为 O 的圆弧轨道在竖直平面内；绕竖直轴12以角速度转动，相同的滑块 A、B 和圆弧轨道一起转动，其中 OB 处于水平方向，OA 与1方向成 37角，A 相对于圆弧轨道刚好没有相对运动趋势，B 刚好相对于圆弧轨道静止。已知重力加速度为 g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法中正确的是（）A圆弧轨道转动的角速度=45B滑块与圆弧轨道间的动摩擦因数=45CA 的重力做功的功率小于 B 的重力做功的功率D当圆弧轨道转动的角速度增大时滑块 A 有沿圆弧切线向下运动的趋势91697 年牛顿、伯努利等解出了“最速降线”的轨迹方程。如图所示，小球在竖直平面内从静止开始由 P 点运动到 Q 点，沿 PMQ 光滑轨道时间最短（该轨道曲线为最速降线）。PNQ 为倾斜光滑直轨道，小球从 P 点由静止开始沿两轨道运动到 Q 点时，速度方向与水平方向间夹角相等。M 点为PMQ 轨道的最低点，M、N 两点在同一竖直线上。则（）A小球沿两轨道运动到 Q 点时的速度大小不同B小球在 M 点受到的弹力小于在 N 点受到的弹力C小球在 PM 间任意位置加速度都不可能沿水平方向D小球从 N 到 Q 的时间大于从 M 到 Q 的时间10如图所示，O 为半球形容器的球心，半球形容器绕通过 O 的竖直轴以角速度匀速转动，放在容器内的两个质量相等的小物块 a 和 b 相对容器静止，b 与容器壁间恰好没有摩擦力。已知 a 和 O、b 和 O 的连线与竖直方向的夹角分别为 60和 30，则下列说法正确的是（）A小物块 a 和 b 做圆周运动的向心力之比为 3：1B小物块 a 和 b 对容器壁的压力之比为 3：1C小物块 a 与容器壁之间无摩擦力D容器壁对小物块 a 的摩擦力方向沿器壁切线向下11如图所示，粗糙程度处处相同、倾角为的倾斜圆盘上，有一长为 L 的轻质细绳，一端可绕垂直于倾斜圆盘的光滑轴上的 O 点转动，另一端与质量为 m 的小滑块相连，小滑块从最高点 A 以垂直细绳的速度0开始运动，恰好能完成一个完整的圆周运动，则运动过程中滑块受到的摩擦力大小为（）A(20sin)4B202C(20)4D20412如图所示，轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一个小球，小球随轻杆一起在竖直平面内在转轴的带动下绕 O 点以角速度做匀速圆周运动。已知杆长为 L，小球的质量为 m，重力加速度为 g，A、B 两点与 O 点在同一水平直线上，C、D 分别为圆周的最高点和最低点，下列说法正确的是（）A小球在运动过程中向心加速度不变B小球运动到最高点 C 时，杆对小球的作用力为支持力C小球运动到 A 点时，杆对小球作用力为 24+2D小球在 D 点与 C 点相比，杆对小球的作用力的大小差值一定为2213如图所示为“行星减速机”的工作原理图。“行星架”为固定件，中心“太阳轮”为从动件，其半径为1，周围四个“行星轮”的半径为2，“齿圈”为主动件，其中1=22。A、B、C 分别是“太阳轮”“行星轮”“齿圈”边缘上的点。则在该状态下（）AA 点与 B 点的角速度相同BA 点与 C 点的转速相同CB 点与 C 点的周期相同DA 点与 C 点的线速度大小相同14水中漩涡对游泳的人很危险，若人恰好处于水面漩涡边缘时，为了更容易脱离危险，此人应（）A沿漩涡的切线逆流加速游B保持与漩涡中心相对静止C沿漩涡的切线顺流加速游D沿背离漩涡中心方向加速游二、多选题二、多选题15雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”。如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来，如图所示，图中 a、b 为后轮轮胎边缘上的最高点与最低点，c 为飞轮边缘上的一点，则下列说法正确的是（）Aa 点的运动周期大于 c 点的运动周期B泥巴从 a 点运动到 b 点的过程中重力的功率先增后减小C后轮边缘 a、b 两点的线速度相同D泥巴在图中的 b 点比在 a 点更容易被甩下来答案解析部分答案解析部分1【答案】D2【答案】D3【答案】C4【答案】D5【答案】B6【答案】A7【答案】D8【答案】B9【答案】D10【答案】A11【答案】A12【答案】C13【答案】D14【答案】C15【答案】B,D 圆周运动圆周运动一、单选题一、单选题1如图（a）是某市区中心的环岛路，车辆在环岛路上均逆时针行驶。如图（b）是质量相等的甲、乙两车以接近相等的速度经过图示位置，则（）A两车的向心加速度大小相等甲B两车的角速度大小相等C两车受到指向轨道圆心的摩擦力大小相等D甲车受到指向轨道圆心的摩擦力比乙车的大【答案】D【知识点】匀速圆周运动【解析】【解答】由图可知，乙车的转弯半径大于甲车的转弯半径A根据可知乙车的向心加速度小于甲车的向心加速度，A 不符合题意；B根据可知乙车的角速度小于甲车的角加速度，B 不符合题意；CD两车由摩擦力指向轨道圆心的分力提供向心力，根据可知甲车受到指向轨道圆心的摩擦力比乙车的大，D 符合题意，C 不符合题意。故答案为：D。【分析】利用其半径的大小结合其向心加速度的表达式可以比较向心加速度的大小；利用线速度和半径可以比较其角速度的大小；利用向心力的大小可以比较摩擦力的大小。2如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为 m 的人随车在竖直平面内旋转，重力加速度大小为 g，下列说法正确的是（）A过山车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B人在最高点时对座位不可能产生大小为 mg 的压力C人在最低点时对座位的压力等于 mgD人在最低点时对座位的压力大于 mg【答案】D【知识点】竖直平面的圆周运动【解析】【解答】A过山车在最高点时人处于倒坐状态，但是向心力是靠重力与坐椅的支持力提供，速度越大支持力越大，所以没有保险带，人也不会掉下来，则 A 不符合题意；B人在最高点时，由牛顿第二定律可得当速度为时，支持力为 mg，由牛顿第三定律可得，人在最高点时对座位可以产生大小为 mg 的压力，所以 B 不符合题意；CD人在最低点时，由牛顿第二定律可得则人在最低点时对座位的压力大于 mg，所以 C 不符合题意；D 符合题意；故答案为：D。【分析】当人过最高点时，利用牛顿第二定律可以判别速度越大其支持力越大所以没有安全带其人不会掉下来；利用牛顿第二定律可以求出人对座椅的压力大小。32021 年 11 月 5 日，占全球市场份额 70%的无人机巨头大疆，发布迄今为止影像质量最优异的消费级无人机 Mavic3。下图是该型号无人机绕拍摄主体时做水平匀速圆周运动的示意图。已知无人机的质量为 m，无人机的轨道距拍摄对象高度为 h，无人机与拍摄对象距离为 r，无人机飞行的线速度大小为 v，则无人机做匀速圆周运动时（）A角速度为 B所受空气作用力为 mgC向心加速度为 D绕行一周的周期为【答案】C【知识点】匀速圆周运动【解析】【解答】A做圆周运动的半径 则角速度为 A 不符合题意；BC无人机做匀速圆周运动时，向心力为 解得 所受空气作用力 B 不符合题意，C 符合题意；D根据 D 不符合题意。故答案为：C。【分析】利用几何关系可以求出其圆周运动的轨迹半径，利用线速度和半径可以求出角速度的大小；利用向心力的表达式结合力的合成可以求出无人机受到空气的作用力的大小；利用线速度和半径可以求出周期的大小。4一质量为 M 的人手握长为 l 轻绳(不可伸长)一端，绳的另一端栓一质量为 m 的小球，今使小球在竖直平面内做圆周运动，若小球刚好能经过圆周的最高点，则在小球运动过程中，下面说法正确的是()A人对地面的最小压力等于 MgB人对地面的最大压力等于 MgC人对地面的最大压力等于(M+m)gD人对地面的最大压力大于(M+m)g【答案】D【知识点】匀速圆周运动；向心力【解析】【解答】小球刚好能经过圆周的最高点，最高点细线的拉力为零，其他点上绳子均有拉力，所以其他点绳子对人也有拉力，故人对地面的最小压力小于 Mg，故 A 错误；当小球运动到最低点时，绳子对小球拉力最大，方向向上，大于 mg，此时绳子对人的拉力也是最大的，人受到地面的支持力大于(M+m)g.故选 D。【分析】先对小球分析，小球在竖直平面内做圆周运动，受重力和拉力；然后对人分析，根据平衡条件求解地面对人的支持力情况5如图所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他()A所受的合力为零，做匀速运动B所受的合力变化，做变加速运动C所受的合力恒定，做变加速运动D所受的合力恒定，做匀加速运动【答案】B【知识点】向心力【解析】【解答】匀速圆周运动过程中，线速度大小不变，方向改变，向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，向心力大小不变，方向始终指向圆心。所以物体做变加速运动，B 符合题意，ACD 不符合题意。故答案为：B【分析】匀速圆周运动过程中，方向改变，速度改变，向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，方向时刻改变，所以物体做变加速运动。62022 年 2 月 7 日，我国运动员任子威、李文龙在北京冬奥会短道速滑男子 1000 米决赛中分获冠、亚军。如图所示为短道速滑比赛场地示意图，比赛场地周长约为，其中直道长度为，弯道半径为。若一名质量为的运动员在弯道紧邻黑色标志块做匀速圆周运动，转弯时冰刀与冰面间的动摩擦因数为 0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动员可看作质点，重力加速度 g 取，则（）A该运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为B该运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为C运动员受到冰面的作用力最大为D运动员受到冰面的作用力最大为【答案】A【知识点】圆周运动实例分析【解析】【解答】AB最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为，静摩擦力提供向心力有解得B 不符合题意 A 符合题意；CD运动员在水平面内做匀速圆周运动需要的向心力为竖直方向受力平衡所以运动员受到冰面的作用力CD 不符合题意。故答案为：A。【分析】运动员在弯道转弯时不发生侧滑时静摩擦力提供向心力，从而得出最大速度的大小，结合力的合成以及向心力的表达式得出运动员受到冰面的作用力。7如图所示，两金属杆构成十字架竖直放置，其中 PQ 杆粗糙，两根相同的轻弹簧一端固定在 A 点，另一端各连接质量为 m 的小球，小球穿过 PQ 杆，且与 MN 杆距离相等。十字架绕 MN 分别以、运动时，小球均相对于杆静止。若，则与以匀速转动时相比，以匀速转动时（）A两球间的距离一定变大B弹簧弹力一定变大C小球所受摩擦力一定变大D小球所受合力一定变大【答案】D【知识点】向心力【解析】【解答】A因为小球与杆之间有摩擦力，则当角速度变大时，小球仍可能相对于杆静止，故两球间的距离不变，A 项错误；B因为若小球相对于杆静止，故弹簧形变量不变，根据胡克定律所以弹簧弹力不变，B 项错误；C小球所受静摩擦力的方向未知，若静摩擦力方向向右，则摩擦力变小，若静摩擦力方向向左，则摩擦力变大，C 项错误；D小球所受合力提供小球的向心力，与以匀速转动时相比，以匀速转动时所需向心力变大，即小球所受合力变大，D 项正确。故答案为：D。【分析】物体做匀速圆周运动，小球所受合力提供小球的向心力，角速度变大，向心力变大。8如图所示一半径为 R、圆心为 O 的圆弧轨道在竖直平面内；绕竖直轴以角速度转动，相同的滑块A、B 和圆弧轨道一起转动，其中 OB 处于水平方向，OA 与方向成 37角，A 相对于圆弧轨道刚好没有相对运动趋势，B 刚好相对于圆弧轨道静止。已知重力加速度为 g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法中正确的是（）A圆弧轨道转动的角速度B滑块与圆弧轨道间的动摩擦因数CA 的重力做功的功率小于 B 的重力做功的功率D当圆弧轨道转动的角速度增大时滑块 A 有沿圆弧切线向下运动的趋势【答案】B【知识点】匀速圆周运动；向心力【解析】【解答】AA 相对于圆弧轨道刚好没有相对运动趋势，对滑块 A 有 解得A 不符合题意；BB 刚好相对于圆弧轨道静止，对 B 有，解得滑块与圆弧轨道间的动摩擦因数B 符合题意；C两滑块在竖直方向上速度都为零，所以重力不做功，重力功率都等于零，C 不符合题意；D当圆弧轨道转动的角速度增大时，向心力增大，此时重力与支持力的合力不足以提供向心力，则接触面会给滑块 A 沿圆弧切线向下的静摩擦力，所以滑块 A 有沿圆弧切线向上运动的趋势，D 不符合题意。故答案为：B。【分析】A 相对于圆弧轨道刚好没有相对运动趋势，根据合力提供向心力得出角速度的表达式，对 B 根据支持力提供向心力以及功能共点力平衡得出动摩擦因数，通过功率的表达式进行分析判断正确的选项。91697 年牛顿、伯努利等解出了“最速降线”的轨迹方程。如图所示，小球在竖直平面内从静止开始由 P 点运动到 Q 点，沿 PMQ 光滑轨道时间最短（该轨道曲线为最速降线）。PNQ 为倾斜光滑直轨道，小球从 P 点由静止开始沿两轨道运动到 Q 点时，速度方向与水平方向间夹角相等。M 点为 PMQ 轨道的最低点，M、N 两点在同一竖直线上。则（）A小球沿两轨道运动到 Q 点时的速度大小不同B小球在 M 点受到的弹力小于在 N 点受到的弹力C小球在 PM 间任意位置加速度都不可能沿水平方向D小球从 N 到 Q 的时间大于从 M 到 Q 的时间【答案】D【知识点】v-t 图象；向心力；恒力做功【解析】【解答】A小球沿两轨道运动到 Q 点重力做功相等，即合外力做功相等，根据动能定理可知小球沿两轨道运动到 Q 点时的速度大小相同，A 不符合题意；B小球在 M 点向心加速度向上，小球处于超重状态，在 N 点处于失重状态，结合牛顿第三定律可知小球在M 点受到的弹力大于在 N 点受到的弹力，B 不符合题意；C小球在 PM 间向心加速度的竖直分量和切向加速度的竖直分量相等时，合加速度在水平方向，C 不符合题意；D在点的速度沿水平方向，设为 vt，由动能定理可知点的速度大于在点速度的水平分量，由题意知在点速度相同，则在点速度水平分量相同，沿水平方向做匀加速直线运动，沿曲线水平方向做加速度增大的减速运动，水平方向位移相等，如图所示可知小球从 N 到 Q 的时间大于从 M 到 Q 的时间，D 符合题意。故答案为：D。【分析】重力做功和路径无关。在圆环最低点，小球支持力大于重力，是超重的。利用 v-t 图像与坐标轴围成面积求解运动时间大小。10如图所示，O 为半球形容器的球心，半球形容器绕通过 O 的竖直轴以角速度匀速转动，放在容器内的两个质量相等的小物块 a 和 b 相对容器静止，b 与容器壁间恰好没有摩擦力。已知 a 和 O、b 和 O 的连线与竖直方向的夹角分别为 60和 30，则下列说法正确的是（）A小物块 a 和 b 做圆周运动的向心力之比为B小物块 a 和 b 对容器壁的压力之比为C小物块 a 与容器壁之间无摩擦力D容器壁对小物块 a 的摩擦力方向沿器壁切线向下【答案】A【知识点】匀速圆周运动；物体的受力分析【解析】【解答】Aa、b 角速度相等，向心力可表示为所以 a、b 向心力之比为，A 符合题意；BCD若无摩擦力 a 将移动到和 b 等高的位置，所以摩擦力沿切线方向向上。定量分析：对 b 分析可得结合对 b 分析结果，对 a 分析即支持力在指向转，轴方向的分力大于所需要的向心力，因此摩擦力有背离转轴方向的分力，即摩擦力沿切线方向向上；对 b 有对 a 有所BCD 不符合题意。故答案为：A。【分析】根据向心力的表达式得出 小物块 a 和 b 做圆周运动的向心力之比，对 ab 进行受力分析根据供电平衡得出小物块 a 和 b 对容器壁的压力之比。11如图所示，粗糙程度处处相同、倾角为的倾斜圆盘上，有一长为 L 的轻质细绳，一端可绕垂直于倾斜圆盘的光滑轴上的 O 点转动，另一端与质量为 m 的小滑块相连，小滑块从最高点 A 以垂直细绳的速度开始运动，恰好能完成一个完整的圆周运动，则运动过程中滑块受到的摩擦力大小为（）ABCD【答案】A【知识点】匀速圆周运动【解析】【解答】由于小滑块恰好能完成一个完整的圆周运动，则在最高点有整个过程根据能量守恒可得解得。故答案为：A。【分析】滑块在最高点时根据合力提供向心力以及能量守恒恒得出摩擦力的大小。12如图所示，轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一个小球，小球随轻杆一起在竖直平面内在转轴的带动下绕 O 点以角速度做匀速圆周运动。已知杆长为 L，小球的质量为 m，重力加速度为 g，A、B 两点与O 点在同一水平直线上，C、D 分别为圆周的最高点和最低点，下列说法正确的是（）A小球在运动过程中向心加速度不变B小球运动到最高点 C 时，杆对小球的作用力为支持力C小球运动到 A 点时，杆对小球作用力为D小球在 D 点与 C 点相比，杆对小球的作用力的大小差值一定为【答案】C【知识点】竖直平面的圆周运动【解析】【解答】A小球做匀速圆周运动，向心加速度大小不变，方向改变，A 不符合题意；B当小球在最高点，由牛顿第二定律可知，当小球通过最高点时线速度大于时，FN为正值，杆对小球的作用力为向下的拉力；当小球通过最高点时线速度小于时，FN为负值，杆对小球的作用力为向上的支持力；当小球通过最高点时线速度等于时，FN为 0。因为不知道小球在最高点时线速度与的大小关系，所以不能判断杆对小球是支持力还是拉力，B 不符合题意；C当小球在 A 点时，杆对小球作用力竖直方向分量应等于重力，水平方向分量提供向心力，故杆对小球的作用力C 符合题意；D若小球在最高点，杆对小球的作用力为支持力，则在 C 点在 D 点可得若小球在最高点，杆对小球的作用力为拉力，则在 C 点在 D 点可得D 不符合题意。故答案为：C。【分析】圆周运动过程中加速度的方向时刻在发生变化；小球的角速度大小未知，无法判断杆对小球的作用力情况；在 A 点时，杆对小球的作用力在水平方向的分力提供向心力，竖直方向分力与重力相等；分别根据受力分析和牛顿第二定律计算杆对小球的作用力进行比较。13如图所示为“行星减速机”的工作原理图。“行星架”为固定件，中心“太阳轮”为从动件，其半径为，周围四个“行星轮”的半径为，“齿圈”为主动件，其中。A、B、C 分别是“太阳轮”“行星轮”“齿圈”边缘上的点。则在该状态下（）AA 点与 B 点的角速度相同BA 点与 C 点的转速相同CB 点与 C 点的周期相同DA 点与 C 点的线速度大小相同【答案】D【知识点】描述圆周运动的物理量【解析】【解答】由题意可知，、三点的线速度大小相等，根据结合、三点的半径大小关系可知、三点的角速度大小关系为根据转速与角速度关系可知、三点的转速大小关系为根据周期与角速度关系可知、三点的周期大小关系为ABC 不符合题意，D 符合题意。故答案为：D。【分析】根据线速度与角速度的关系判断轨道半径的大小；结合角速度和转速得出周期的大小关系。的关系得出转速的大小关系，利用角速度和周期的关系14水中漩涡对游泳的人很危险，若人恰好处于水面漩涡边缘时，为了更容易脱离危险，此人应（）A沿漩涡的切线逆流加速游B保持与漩涡中心相对静止C沿漩涡的切线顺流加速游D沿背离漩涡中心方向加速游【答案】C【知识点】离心运动和向心运动【解析】【解答】相对于漩涡边沿，旋涡中心水的流速大、压强小，外侧流速小压强大，形成一个向旋涡中心的压力差，从而人被压入漩涡中，所以，假如你恰处于漩涡的边缘，为尽快摆脱危险，应该沿旋涡的切线顺漩流方向加速游，使所需要的向心力大于压力差，做离心运动，这样方能脱险，C 符合题意，ABD 不符合题意。故答案为：C。【分析】由于炫舞中心流速度大、压强小，外侧流速小压强大小；假如人处于边缘应沿旋涡切线方向顺旋流方向加速游，其所需要的向心力大于压力差做离心运动。二、多选题二、多选题15雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”。如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来，如图所示，图中 a、b 为后轮轮胎边缘上的最高点与最低点，c 为飞轮边缘上的一点，则下列说法正确的是（）Aa 点的运动周期大于 c 点的运动周期B泥巴从 a 点运动到 b 点的过程中重力的功率先增后减小C后轮边缘 a、b 两点的线速度相同D泥巴在图中的 b 点比在 a 点更容易被甩下来【答案】B,D【知识点】匀速圆周运动；瞬时功率与平均功率【解析】【解答】A根据共轴转动规律可知 a 点的运动周期等于 c 点的运动周期，A 不符合题意；B泥巴从 a 点运动到 b 点的过程中，速度大小不变，方向与重力方向的夹角先从 90减小到 0，再从 0 增大到 90，根据可知泥巴从 a 点运动到 b 点的过程中重力的功率先增后减小，B 符合题意；Ca、b 线速度大小相同，但方向不同，C 不符合题意；D设泥巴与轮胎之间作用力大小为 F，F 与泥巴重力 mg 的合力提供向心力，在最高点 a 时，F 与 mg 方向相同，F 最小；在最低点 b 时，F 与 mg 方向相反，F 最大，所以泥巴在图中的 b 点比在 a 点更容易被甩下来，D 符合题意。故答案为：BD。【分析】利用同轴转动可以判别 ac 周期相等；利用其竖直方向分速度和重力的大小可以判别重力的瞬时功率的大小；利用向心力的方向可以比较其泥巴受到的压力大小。 天体运动天体运动一、单选题一、单选题1科学家在研究地球-月球组成的系统时，从地球向月球发射激光，测得激光往返的时间为 t。若已知光速 c、万有引力常量 G，月球绕地球旋转可看成周期为 T 的匀速圆周运动（地球到月球的距离远大于地球和月球的半径），则由以上物理量可以求出（）A月球的质量B月球受地球的引力C地球同步卫星的轨道半径D地球到月球的距离22022 年 4 月 16 日，我国在太原卫星发射中心发射了一颗大气环境监测卫星，该卫星将推动我国在生态环境、气象、农业农村等领域的遥感应用。若用 F 表示该卫星在发射过程中到地心距离为 x处时所受万有引力的大小，则下列图像中，可能正确的是（）ABCD32021 年 12 月 9 日，“天宫课堂”进行了太空授课，其中王亚平所做的浮力消失实验引人注目：在空间站（距地面约 400km）中，王亚平将一个乒乓球置于水杯中，乒乓球并没有浮在水面上，而是能停留在水中的任意位置，下列说法中正确的是（）A空间站的运行周期大于同步卫星的运行周期B空间站在轨运行的加速度小于地球表面的重力加速度C乒乓球所受的合力为零D乒乓球所受的重力为零4天宫二号在离地 343km 圆形轨道。上运行 1036 天后，受控离轨并进入大气层，少量残骸落入南太平洋预定安全海域。天宫二号“回家”，标志着我国载人航天工程空间实验室阶段全部任务圆满完成。关于天宫二号绕地球的运动（如图），下列说法正确的是（）A天宫二号受控离轨瞬间，应加速前进B天宫二号进入大气层后，它的引力势能越来越小，机械能守恒C天宫二号绕地球做匀速圆周运动的周期小于地球自转的周期D天宫二号绕地球做匀速圆周运动向心加速度小于地球赤道物体自转的向心加速度5截至 2021 年 12 月，被誉为“中国天眼”的 500 米口径球面射电望远镜（FAST）已取得一系列重大科学成果，发现脉冲星数量超过 500 颗。脉冲星就是旋转的中子星，某中子星的质量是太阳质量的20 倍，自转周期为 0.01s，半径是地球绕太阳运动的轨道半径的1106。已知地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度约为6.0 103/2，则该中子两极表面的重力加速度大小约为（）A4.0 108/2B6.0 1010/2C1.2 1011/2D2.0 1013/262021 年，中国的载人飞船成功与天和核心舱（距离地球表面约 400km 的高度）对接，中国人首次进入自己的空间站。关于地球的卫星及飞船空间站的运动，下列说法正确的是（）A地球卫星的运行轨道可以与地球表面任一纬线所决定的圆是共面同心圆B地球同步卫星的向心加速度与赤道上物体的向心加速度相同C该载人飞船的发射速度应大于地球的第一宇宙速度D飞船与空间站对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间7火星成为我国深空探测的第二颗星球，假设火星探测器仅在火星引力作用下绕火星做匀速圆周运动，轨道半径为火星半径的 2 倍，测空探测器的环绕速率为 v，已知火星表面的重力加速度为 g（忽略火星自转的影响），引力常量为 G。则下列说法正确的是（）A火星探测器在轨道上环绕周期为 42B火星探测器的加速度大小为 2C火星的质量为 44D火星的第一宇宙速度为 228如图为同一平面内绕地球的三个卫星轨道示意图，、为圆轨道，为椭圆轨道，的半径与的半长轴相等，且与相交于 M 点，与相切于 N 点。三颗不同的卫星 A、B、C 正沿轨道、稳定运行，则（）AA，B 经过 N 点时的向心力一定相同BA，B 的速度可能等大CB，C 在 M 点的向心加速度大小相等DB，C 与地心的连线在任意相等时间内扫过的面积相等92020 年 7 月 23 日，海南文昌航天发射场，长征五号遥四运载火箭搭载着天问一号火星探测器发射升空，在脱离地球后，天问一号在地球轨道（地球公转轨道）上飞行，在 A 点通过加速进入地火转移轨道，在 B 点再次点火加速就进入火星轨道（火星绕太阳运行轨道）。若已知引力常量为G，太阳质量为 M，地球公转半径为1，火星绕太阳运行的轨道半径为2。则（）A探测器在由轨道进入轨道过程中机械能守恒B探测器在轨道上飞行时经过 A 点的速度为1C探测器由地球轨道飞到火星轨道所用时间为12(1+221)32年D探测器在 B 点的加速度为21102021 年 10 月 16 日，搭载“神舟十三号”载人飞船的“长征二号”F 遥十三运载火箭，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富 3 名航天员送入太空，标志着中国人首次长期进驻空间站。2021 年 12 月 9 日15 时 40 分“天宫课堂”第一课开讲，2022 年 3 月 23 日 15 时 40 分，“天宫课堂”第二课在中国空间站正式开讲并直播。以下说法正确的是（）A“神舟十三号载人飞船”的发射速度大于地球第一宇宙速度B宇航员王亚平在进行太空转身和浮力消失实验时，空间站中的人和物体不受地球引力作用C只需知道空间站的运动周期和地球半径就可以计算出地球的质量和地球密度D载人飞船加速后可追上在同轨道上的核心舱并实施对接112021 年 9 月 9 日，我国在西昌卫星发射中心成功发射中星 9B 卫星，用来替代燃料耗尽的中星9A，卫星之所以需要携带燃料是因为卫星在轨运行过程中受到稀薄空气阻力等影响会使其轨道逐渐偏离原先的标称轨道，这时候就需要进行变轨来修正，燃料用完后变轨修正无法进行，其“寿命”也就结束了。下列说法正确的是（）A卫星轨道逐渐偏离标称轨道时，其速度逐渐减小B卫星轨道逐渐偏离标称轨道时，其加速度逐渐减小C卫星轨道逐渐偏离标称轨道时，其机械能逐渐增大D卫星修正轨道时，需要消耗燃料使其加速12宇宙中半径均为0的两颗恒星1、2，相距无限远。若干行星分别环绕恒星1、2运动的公转周期平方2与公转半径立方3的规律如图所示。不考虑两恒星的自转。则（）A1的质量小于2的质量B1的密度等于2的密度C1表面的环绕速度大于2表面的环绕速度D1表面的重力加速度小于2表面的重力加速度二、多选题二、多选题13假设地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其运行周期与轨道半径的关系如图所示，图中 1 和 2 分别为我国空间站“天和”核心舱、卫星导航系统中某颗地球同步卫星所对应的数据。引力常量为 G。下列说法正确的是（）A核心舱与地球同步卫星的向心力大小之比为10：10B核心舱与地球同步卫星的向心加速度大小之比为102：102C核心舱与地球同步卫星的周期之比为10：10D该直线的斜率为32142021 年 9 月 20 日，“天舟三号”在文昌航天发射中心成功发射升空。图中 P、Q 分别是“天舟三号”和“天和核心舱”对接前各自在预定轨道运行的情景，下列说法正确的是（）A在预定轨道运行时，P 的周期小于 Q 的周期B在预定轨道运行时，P 的速率小于 Q 的速率C为了实现对接，P 应减速D为丁实现对接，P 应加速15据报道北京时间 2021 年 10 月 16 日 9 时 58 分，航天员翟志刚、王亚平、叶光富先后进入天和核心舱，中国空间站也迎来了第二个飞行乘组。已知空间站绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的116，地球同步卫星轨道离地面的高度约为地球半径的 6 倍，下列说法正确的是（）A航天员在空间站可以通过举重来锻炼肩部和背部肌肉B航天员在空间站可以通过弹簧拉力器锻炼肩部和背部肌肉C王亚平老师将水从水袋中挤出后，水会在空中显现水球是因为水不受万有引力作用D中国空间站在轨道上运行周期小于同步卫星的运行周期16农历除夕，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富在遥远的太空专门发来视频，向祖国和人民送上祝福。如图所示，假设空间站绕地心做近似圆周运动，地球半径为 R，航天员在空间站内观察地球的最大张角为。万有引力常量为 G，地球表面的重力加速度为 g，航天员给全国人民拜年的时长为 t。下列说法正确的是（）A空间站运行的轨道半径为sinB空间站所在轨道的重力加速度为sin22C空间站绕地球运动的速率为sin2D拜年期间空间站运行的弧长为 sin217设想宇航员随飞船绕火星飞行，飞船贴近火星表面时的运动可视为绕火星做匀速圆周运动。若宇航员测试飞船在靠近火星表面的圆形轨道绕行 n 圈的时间为 t，飞船在火星上着陆后，宇航员用弹簧测力计测得质量为 m 的物体受到的重力大小为 F，引力常量为 G，将火星看成一个球体，不考虑火星的自转，则下列说法正确的是（）A火星的半径为22B火星的质量为3416443C飞船贴近火星表面做圆周运动的线速度大小为2D火星的平均密度为322答案解析部分答案解析部分1【答案】D2【答案】D3【答案】B4【答案】C5【答案】C6【答案】C7【答案】C8【答案】B9【答案】C10【答案】A11【答案】D12【答案】C13【答案】B,D14【答案】A,D15【答案】B,D16【答案】B,D17【答案】B,D 天体运动 天体运动一、单选题一、单选题1科学家在研究地球-月球组成的系统时，从地球向月球发射激光，测得激光往返的时间为 t。若已知光速c、万有引力常量 G，月球绕地球旋转可看成周期为 T 的匀速圆周运动（地球到月球的距离远大于地球和月球的半径），则由以上物理量可以求出（）A月球的质量B月球受地球的引力C地球同步卫星的轨道半径D地球到月球的距离【答案】D【知识点】万有引力定律及其应用【解析】【解答】根据激光往返的时间为 t 可知，地月距离 根据万有引力定律 可以求出地球质量，无法求出月球质量和月球受地球的引力，AB 不符合题意，D 符合题意；C地球同步卫星满足 由于题目未给地球自转周期即卫星环绕周期，故无法求出地球同步卫星的轨道半径，C 不符合题意。故答案为：D。【分析】利用引力提供向心力可以求出地球的质量；由于未知地球的自转周期不能求出同步卫星轨道半径的大小。22022 年 4 月 16 日，我国在太原卫星发射中心发射了一颗大气环境监测卫星，该卫星将推动我国在生态环境、气象、农业农村等领域的遥感应用。若用 F 表示该卫星在发射过程中到地心距离为 x 处时所受万有引力的大小，则下列图像中，可能正确的是（）ABCD【答案】D【知识点】万有引力定律及其应用【解析】【解答】AB该卫星到地心距离为 x 处时所受万有引力的大小其中 G 为引力常量、m 为卫星的质量、M 为地球的质量，图像与 x 的平方成反比，AB 不符合题意；CD上式两边取对数有图像斜率为负数，C 不符合题意，D 符合题意。故答案为：D。【分析】利用引力公式可以判别其引力和距离的大小关系式，利用关系式可以判别对应的图像。32021 年 12 月 9 日，“天宫课堂”进行了太空授课，其中王亚平所做的浮力消失实验引人注目：在空间站（距地面约 400km）中，王亚平将一个乒乓球置于水杯中，乒乓球并没有浮在水面上，而是能停留在水中的任意位置，下列说法中正确的是（）A空间站的运行周期大于同步卫星的运行周期B空间站在轨运行的加速度小于地球表面的重力加速度C乒乓球所受的合力为零D乒乓球所受的重力为零【答案】B【知识点】万有引力定律及其应用【解析】【解答】A根据可得由题意可知，空间站的轨道半径比同步卫星的半径小，则空间站的运行周期小于同步卫星的运行周期，A 不符合题意；B根据得空间站在轨运行的加速度小于地球表面的重力加速度，B 符合题意；CD乒乓球在水中处于失重状态，此时万有引力提供向心力，CD 不符合题意。故答案为：B。【分析】利用引力提供向心力结合半径的大小可以比较周期的大小；利用牛顿第二定律可以比较加速度的大小；利用引力提供向心力可以判别兵乒球处于失重状态。4天宫二号在离地 343km 圆形轨道。上运行 1036 天后，受控离轨并进入大气层，少量残骸落入南太平洋预定安全海域。天宫二号“回家”，标志着我国载人航天工程空间实验室阶段全部任务圆满完成。关于天宫二号绕地球的运动（如图），下列说法正确的是（）A天宫二号受控离轨瞬间，应加速前进B天宫二号进入大气层后，它的引力势能