贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-03曲线运动、万有引力与航天

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贵州高考物理三年（2020-2022）模拟题汇编-03曲线运动、万有引力与航天 一、单选题1．（2022·贵州贵阳·统考模拟预测）如图，一辆汽车以速率行驶在某公路的圆弧弯道处，汽车恰好没有向公路内、外两侧滑动的趋势。则在该弯道处（　　）A．路面内、外侧可能一样高B．若车速低于，汽车一定会向内侧滑动C．若车速高于，汽车一定会向外侧滑动D．当路面结冰时，与未结冰相比，的值不变2．（2022·贵州贵阳·统考二模）由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆与横杆链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是（   ）A．P点的线速度大小不变B．P点的加速度方向不变C．Q点在竖直方向做匀速运动D．Q点在水平方向做匀速运动3．（2021·贵州毕节·统考二模）2021年2月3日，习近平总书记赴黔西县新仁苗族乡化屋村实地察看乌江六冲河段生态环境。天眼晚新闻2月15日报道，黔西乌江源百里画廊化屋景区春节四天旅游收入3000余万。游船是其中的一项旅游收入项目。假设景区两岸有一段平行且足够长的水面，游客在静水中划船的速度为1.0m/s，平行于岸的水流速度为0.6m/s，且水速与离岸距离无关，河宽600m，游客在渡河的过程中，船身始终垂直于河岸，那么游船（　　）A．游船到达对岸将做变速运动B．航行的速度为1.0m/sC．船随水流发生的位移大于750mD．某日河面涨水（两岸水面宽度不变），水流速度增加到0.8m/s，游船到达对岸的时间为10分钟4．（2020·贵州铜仁·统考三模）已知地球半径为R，地球表面附近重力加速度为g，把所有地球卫星绕地球的运动都视为匀速圆周运动。根据开普勒第三定律和牛顿万有引力定律可知：这些卫星轨道半径的三次方与公转周期的二次方的比值都相等。则该比值等于（G是万有引力常量， π是圆周率）（　　）A． B． C． D．5．（2020·贵州铜仁·统考二模）下列关于天体运动的说法中，正确的是（　　）A．所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上B．地心说代表人物哥白尼认为地球是宇宙的中心，其他星球都环绕地球运动C．牛顿由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人D．地球绕太阳公转时，在近日点运行速率最小，在远日点速率最大6．（2020·贵州·统考模拟预测）我国相继成功发射的“实践卫星二十号”和“通信技术试验卫星五号”都属于地球静止轨道卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动。则两颗卫星在轨运行的（　　）A．线速度等于第－宇宙速度 B．动能一定相等C．向心力大小一定相等 D．向心加速度大小一定相等7．（2021·贵州·统考二模）2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器成功进入环绕火星的轨道，开启了我国首次火星探测之旅。假定探测器贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动，经时间t，探测器运动的弧长为s，探测器与火星中心连线扫过的圆心角为，已知引力常量为G，t小于探测器绕火星运行的周期，不考虑火星自转的影响，根据以上数据可计算出（　　）A．探测器的环绕周期为 B．火星的质量为C．火星表面的重力加速度大小为 D．火星的第一宇宙速度大小为8．（2021·贵州毕节·统考二模）2021年2月11日除夕，中国“天问一号”探测器飞行202天抵近火星时，主发动机长时间点火“踩刹车”，“大速度增量减速”，从而被火星引力场捕获，顺利进入近火点高度约400千米、周期约10个地球日、倾角约10°的大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，计划于2021年5月至6月着陆巡视器择机实施软着陆。如图，“天问一号”在P点被火星捕获后，假设进入大椭圆环火轨道III，一段时间后，在近火点Q点火制动变轨至中椭圆环火轨道 II运行，再次经过近火点Q点火制动变轨至近火圆轨道I运行。下列说法正确的是（　　）A．在地球上发射“天问一号”环火卫星速度必须大于16.7km/sB．“天问一号”在轨道III运行的周期小于轨道II上运行的周期C．“天问一号”在P点的机械能大于在轨道I上Q点的机械能D．“天问一号”分别经过轨道III、II、I上Q点的加速度大小不相等9．（2021·贵州黔东南·统考一模）2020年7月23日，我国成功发射了“天问一号”火星探测器，据估算，“天问一号”探测器将于2021年2月到达火星。若探测器着陆火星之前，在距离火星表面高度为的轨道上绕火星运行一周用时为t0，其中R为火星的半径。则火星表面的重力加速度大小为（　　）A． B． C． D．10．（2021·贵州六盘水·统考一模）“嫦娥五号”从发射入轨到返回器再入回收，共经历“发射入轨、地月转移近月制动、环月飞行、着陆下降、月面工作、月面上升、交会对接、环月等待、月地转移、再入回收十一个阶段。已知地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍。地球的第一宇宙速度为7.9km/s。则（　　）A．“环月飞行”阶段“嫦娥五号”的运行速度为7.9 km/sB．“环月飞行”阶段“嫦娥五号”运行的加速度为0C．着陆器在“着陆下降”阶段一直处于完全失重状态D．返回器从“环月等待“需要加速才能进入“月地转移”轨道11．（2022·贵州贵阳·统考模拟预测）中国目前在轨运行的人造地球卫星数量已超400颗，居世界第二位。假设这些卫星均可视为绕地球做匀速圆周运动，仅知道它们的轨道半径。关于这些卫星，下列哪个物理量的大小关系不能进行比较（　　）A．加速度 B．线速度 C．周期 D．动能12．（2022·贵州贵阳·统考二模）中国天宫空间站在离地面400-450km的轨道上运行，因受轨道上稀薄空气的影响，其轨道高度会逐渐降低，随着轨道高度逐渐降低，空间站一定增大的物理量是（　　）A．加速度 B．机械能 C．重力势能 D．周期13．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）我国在2020年7月23日于文昌航天发射场发射了“天问一号”探测器，并在2021年5月15日着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，探测器飞往火星的运动轨迹如图所示，则（　　）A．火星的势能大于地球的势能B．“天问一号”在地火转移轨道上运动时机械能在减小C．“天问一号”和地球的同步卫星轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值相同D．“天问一号”沿椭圆轨道运行，在远日点处的加速度与火星绕太阳公转时的加速度相同14．（2022·贵州·统考一模）2021年5月15日7时18分，我国发射的“天问一号”火星探测器成功着陆于火星。如图所示，“天问一号”被火星捕获之后，需要在近火星点P变速，进入环绕火星的椭圆轨道。下列说法中正确的是（    ）A．“天问一号”由轨道I进入轨道II，需要在P点加速B．“天问一号”在轨道I上经过P点时的加速度等于在轨道II上经过P点时的加速度C．“天问一号”在轨道I上的运行周期小于在轨道II上的运行周期D．“天问一号”在轨道I上运行时的机械能等于在轨道II上运行时的机械能15．（2022·贵州·统考模拟预测）若空间站天和核心舱和地球同步卫星绕地球的运动均可以看成匀速圆周运动，分别把它们的周期、轨道半径取常用对数后，在lg T-lg r图像中将这两点用直线连接，如图所示。a、b为已知量，引力常量为G，则地球的质量为（　　）A． B． C． D．16．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）火星探测项目是我国继载人航天天工程、嫦娥工程之后又一个重大太空探索项日。已知地球公转周期为T，与太阳的距离为R1，运行速率为v1，火星到太阳的距离为R2，运行速率为v2，太阳质量为M，引力常量为G。一个质量为m的探测器被发射到一围绕太阳的椭圆轨道上，以地球轨道上的A点为近日点，以火轨道上的B点为远日点，如图所示。不计火星、地球对探测器的影响，则（　　）A．探测器在A点的加速度大于B．探测器在B点的加速度大小为C．探测器在B点的动能为D．探测器沿椭圆轨道从A点到B点的飞行时间为 二、多选题17．（2022·贵州黔南·统考模拟预测）如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，设物体间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，则下列说法正确的是（　　）A．B的向心力与A的向心力相等B．盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的3倍C．A有沿半径向外滑动的趋势，B有沿半径向内滑动的趋势D．增大圆盘转速，要使A、B保持相对静止一起相对圆盘滑动，则A、B之间的动摩擦因数大于B与盘之间的动摩擦因数18．（2020·贵州铜仁·模拟预测）据中新网报道，中国自主研发的北斗卫星导航系统“北斗三号”第17颗卫星已于2018年11月2日在西昌卫星发射中心成功发射。该卫星是北斗三号全球导航系统的首颗地球同步轨道卫星，也是北斗三号系统中功能最强、信号最多、承载最大、寿命最长的卫星。关于该卫星，下列说法正确的是（　　）A．它的发射速度一定小于11.2km/sB．它运行的线速度一定不小于7.9km/sC．它在由过渡轨道进入运行轨道时必须减速D．由于稀薄大气的影响，如不加干预，在运行一段时间后，该卫星的动能可能会增加19．（2022·贵州贵阳·模拟预测）如图所示，在某行星表面上有一倾斜的匀质圆盘，盘面与水平面的夹角为30°，圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离L处有一小物体与圆盘保持相对静止。已知能使小物体与圆盘保持相对静止的最大角速度为。物体与盘面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，该星球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）A．这个行星的质量B．这个行星的第一宇宙速度C．这个行星的同步卫星的周期是D．离行星表面距离为2R的地方的重力加速度为 三、解答题20．（2022·贵州贵阳·统考二模）北京2022年冬奥会跳台滑雪比赛在张家口国家跳台滑雪中心举行，如图所示是跳台滑雪赛道的示意图，一跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从起跳台O点水平飞出，经过3.0s落到着陆坡OP上某点。已知着陆坡与水平面的夹用，不计运动员在空中飞行过程受到的阻力，该运动员可视为质点，重力加速度g取，取，（1）求运动员离开O点时的速度大小；（2）若运动员着陆后滑到P点时的动能是着陆前瞬间动能的0.8倍，在减速区滑行80m停下，求运动员在减速区所受平均阻力是其重力的多少倍。21．（2021·贵州·统考二模）如图所示，一轨道固定在竖直平面内，它由倾角为的粗糙斜轨道（足够长）、光滑水平直轨道和半径为的光滑半圆轨道构成，A处用光滑小圆弧轨道平滑连接，B处与圆轨道相切，物块P和小球Q（均可视为质点）压紧轻质弹簧后用细线连在一起，静止在水平轨道上，某时刻剪断细线后，当物块P向左运动到A点时，小球Q沿圆轨道到达C点，物块和小球在到达A点或B点前已经与弹簧分离。已知物块P的质量，小球Q的质量，物块P与斜面间的动摩擦因数，剪断细线前弹簧的弹性势能，重力加速度的大小g取，，。（1）求物块P和小球Q与弹簧分离时的速度大小；（2）求小球Q运动到C点时对轨道的压力大小；（3）若小球Q从C点飞出后恰能击中在斜面上运动的物块P，求小球Q离开C点后经过多长时间击中物块P。
参考答案：1．D【详解】A．汽车恰好没有向公路内、外两侧滑动的趋势，即重力和支持力提供汽车转弯的向心力，由此可知，路面外侧高于路面内侧，A错误；B．当车速小于时，若汽车受到重力、支持力和指向道路外侧的摩擦力的合力满足可以提供向心力时，车辆便不会向内侧滑动，B错误；C．当车速大于时，重力和支持力的合力将不足以提供向心力，若此时车速不超出某一最高限度，使得汽车受到重力、支持力和指向道路内侧的摩擦力的合力满足可以提供向心力时，车辆便不会向外侧滑动，C错误；D．设弯道圆弧半径为R，路面倾角为θ，根据力的合成与分解和牛顿第二定律有解得由上式可知，的值与路面是否结冰无关，D正确。故选D。2．A【详解】A．由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则P点绕O点做匀速圆周运动，则P点的线速度大小不变，A正确；B．由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则P点绕O点做匀速圆周运动，P点的加速度方向时刻指向O点，B错误；C．Q点在竖直方向的运动与P点相同，相对于O点在竖直方向的位置y关于时间t的关系为y = lOPsin( + ωt)则可看出Q点在竖直方向不是匀速运动，C错误；D．Q点相对于O点在水平方向的位置x关于时间t的关系为x = lOPcos( + ωt) + lPQ则可看出Q点在水平方向也不是匀速运动，D错误。故选A。【点睛】  3．D【详解】AB．游船在渡河的过程中，其航行的速度为即游船做匀速直线运动，故AB错误；C．由题意可知游船渡河时间为船随水流发生的位移为故C错误；D．水流速度增大后，不影响船渡河过程中垂直于河岸方向的分速度，所以游船到达对岸的时间仍为故D正确。故选D。4．D【详解】地面的物体 解得设卫星的轨道半径为r，卫星的质量为，周期为，则有则即故选D。5．A【详解】A．根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，故A正确；B．哥白尼是日心说的代表人物，托勒密是地心说的代表人物，故B错误；C．卡文迪许由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人，故C错误；D．根据开普勒第二定律可知，地球绕太阳公转时，在近日点运行速率最大，在远日点速率最小，故D错误。故选A。6．D【详解】A．由于两颗卫星属于地球静止轨道卫星，其轨道半径一定大于地球半径，由公式得由于第一宇宙速度即为半径为地球半径的卫星的线速度，则这两颗卫星在轨运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故A错误；B．由于不清楚两颗卫星的质量，则无法比较两颗卫星的动能，故B错误；C．由于不清楚两颗卫星的质量，则无法比较两颗卫星的向心力，故C错误；D．由于两颗卫星属于地球静止轨道卫星，则两颗卫星的轨道半径一定相等，由公式得则加速度大小一定相等，故D正确。故选D。7．C【详解】A．由题意可得，探测器的线速度为角速度为故火星的半径为故探测器的环绕周期为A错误；B．由引力作为向心力可得解得火星的质量为B错误；C．火星表面的重力加速度大小为C正确；D．近地卫星的环绕速度即第一宇宙速度，故火星的第一宇宙速度大小为D错误。故选C。8．C【详解】A．“天问一号”能够摆脱地球引力的束缚到达火星且没有飞出太阳系，所以在地球上发射“天问一号”环火卫星速度必须大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度，即16.7km/s＞v发＞11.2km/s，故A错误；B．轨道III的半长轴比轨道II的半长轴长，根据开普勒第三定律可知“天问一号”在轨道III运行的周期大于轨道II上运行的周期，故B错误；C．“天问一号”从P点到轨道I上Q点的运动过程中需要经历点火制动，发动机对卫星做负功，所以“天问一号”在P点的机械能大于在轨道I上Q点的机械能，故C正确；D．“天问一号”分别经过轨道III、II、I上Q点时所受万有引力大小相等，所以加速度大小相等，故D错误。故选C。9．A【详解】根据在火星表面解得 故选A。10．D【详解】A．卫星做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可知解得两个宇宙速度之比由题给数据可知，v月1<7.9km/s，故A错误；B．环月飞行阶段，嫦娥五号做匀速圆周运动，速度方向变化，向心加速度不为 0，故B错误；C．着陆器下降阶段过程中着陆前要减速下降，处于超重状态，故C错误；D．返回器变轨离开月球，需要加速，做离心运动进入“月地转移”轨道，故D正确。故选D。11．D【详解】ABC.设地球的质量为，卫星的质量为，卫星轨道半径为，万有引力提供向心力，则有解得由此可知，仅知道卫星的轨道半径，可以比较加速度、线速度、周期的大小关系，故ABC能比较大小关系，不符合题意；D．卫星的动能表示为由于不知道卫星的质量大小关系，因此无法比较动能的大小关系，故D不能比较大小关系，符合题意。本题选不能比较大小关系的，故选D。12．A【详解】A．人造卫星加速度由万有引力提供高度降低，向心加速度变大，A正确；B．由于收到稀薄空气的影响，空气阻力阻碍物体运动，做负功，则机械能减小，B错误；C．由重力势能轨道高度降低，重力做正功，重力势能减小，C错误；D．根据万有引力提供向心力可得当轨道高度降低，周期变小，D错误；故选A。13．D【详解】A．比较势能大小需要知道日地、日火距离以及地球和火星的质量，根据题给条件无法比较火星和地球的势能大小，故A错误；B．“天问一号”在地火转移轨道上运动时只受引力作用，机械能守恒，故B错误；C．“天问一号”绕太阳运行，地球的同步卫星绕地球运行，根据开普勒第三定律可知“天问一号”和地球的同步卫星轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值不同，故C错误；D．根据牛顿第二定律有解得 “天问一号”在远日点处到日心的距离与火星绕太阳公转轨道半径相同，所以此时二者加速度相同，故D正确。故选D。14．B【详解】AD．由题图可知，“天问一号”火星探测器由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ的过程，需要在P点减速，此时推进器对探测器做负功，探测器在轨道I上运行时的机械能大于在轨道II上运行时的机械能，AD错误；B．由牛顿第二定律，有解得可知探测器在轨道Ⅰ上经过P点与在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度相等，B正确；C．根据开普勒第三定律由于轨道Ⅰ的轨道半长轴大于轨道Ⅱ的轨道半长轴，故探测器在轨道Ⅰ上的运行周期大于在轨道Ⅱ上的运行周期，C错误；故选B。15．C【详解】设地球质量为M，根据牛顿第二定律得解得两边取对数并整理得结合图像有解得故选C。16．D【详解】A．根据牛顿第二定律，加速度由合力和质量决定，故在A点的加速度等于沿着图中小虚线圆轨道绕太阳公转的向心加速度，为故A错误； B．根据牛顿第二定律，加速度由合力和质量决定，故在B点的加速度等于沿着图中大虚线圆轨道绕太阳公转的向心加速度，为故B错误； C．探测器在B点的速度小于 ，故动能小于，故C错误； D．根据开普勒第三定律，有 联立计算得出∶  所以探测器沿椭圆轨道从A点到B点的飞行时间为，故D正确；故选D。17．AD【详解】A．两个物块的角速度、半径和质量都相等，根据向心力公式可知，两个物块的向心力相等，故A正确；B．对A、B整体进行分析，B物体受到盘的摩擦力为对A进行分析，A物体受到的B给的摩擦力为因此盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍，故B错误；C．因为A与B都是摩擦力提供的向心力，则两个物体受到的摩擦力方向都指向圆心，而摩擦力方向与滑动趋势相反，即两个物体的滑动趋势都沿半径向外，故C错误；D．对整体分析，A、B即将相对盘滑动时有对A进行分析，A即将相对B滑动时有由此可知，增大圆盘转速，即增大圆盘转动的角速度，要使A、B保持相对静止一起相对圆盘滑动，即B先滑动，则A、B之间的动摩擦因数大于B与盘之间的动摩擦因数，故D正确。故选AD。18．AD【详解】A．在地面上发射卫星的速度大于11.2km/s，则卫星脱离地球束缚，所以同步卫星的发射速度要小于第二宇宙速度，故A正确；B．所有卫星的运行速度不大于第一宇宙速度，故B错误；C．由过渡轨道进入运行轨道时要加速，由向心运动变为圆周运动，故C错误；D．由于稀薄大气的影响，如不加干预，由于摩擦阻力作用卫星的线速度减小，提供的引力大于卫星所需要的向心力故卫星将做近心运动，即轨道半径将减小，根据万有引力提供向心力有解得可知轨道高度降低，卫星的线速度增大，故卫星的动能将增大，故D正确。故选AD。19．AB【详解】A．物体在圆盘上受到重力、圆盘的支持力和摩擦力，合力提供向心加速度；可知当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，由牛顿第二定律可得绕该行星表面做匀速圆周运动的物体受到的万有引力提供向心力可得这个行星的质量故A正确；B．根据万有引力提供向心力结合以及联立可得这个行星的第一宇宙速度故B正确；C．不知道同步卫星的高度，也不知道该行星的自转周期，所以不能求出该行星同步卫星的周期，故C错误；D．设离行星表面距离为h=2R的地方的重力加速度为g′，对于高为h的位置，根据万有引力近似等于重力有对于行星表面，根据万有引力近似等于重力有联立可得故D错误。故选AB。20．（1） ；（2）【详解】（1）设运动员离开O点的速度为，落点A与O点的距离为L，运动员离开O点数平抛运动，有解得（2）运动员运动到着陆时的动能运动员由着陆点滑到P点的动能从P到停止的过程中，设平均阻力为重力的k倍，根据动能定理得解得21．（1），；（2）；（3）【详解】(1)物块P和小球Q与弹簧分离过程满足动量守恒，设分离时速度分别为v1、v2，由动量守恒定律及能量守恒定律分别可得联立解得，(2)小球Q从分离运动到C点过程，由机械能守恒可得在C点由向心力公式可得联立解得轨道对小球的支持力为由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小为41.4N。(3)设物块沿斜面向上运动的加速度为，运动至最高点的时间为，则由速度公式可得联立解得物块上升的最大高度解得而此时小球Q下落的高度故物块P是在下滑过程被Q击中，设物块P从A点上滑至被Q击中的时间为t，物块P下滑的加速度为，则Q击中P时竖直方向有联解得即小球Q离开C点后经过1s击中物块P。