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

这是一份广东省广州市高考物理三年（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。
广东省广州市高考物理三年（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．（2020·广东广州·统考二模）疫情防控期间，某同学在家对着竖直墙壁练习打乒乓球。某次斜向上发球，球垂直在墙上后反弹落地，落地点正好在发球点正下方，球在空中运动的轨迹如图，不计空气阻力，关于球离开球拍到第一次落地的过程中，下列说法正确的是（　　）A．球在空中上升和下降过程时间相等 B．球落地时的动量一定比抛出时大C．球落地时和抛出时的动能可能相等 D．球撞击墙壁过程可能没有机械能损失2．（2020·广东广州·统考二模）横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起，固定在水平面上，如图所示。它们的竖直边长都是底边长的一半。现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛，最后落在斜面上，其落点分别是a、b、c。下列判断正确的是A．a球落在斜面上的速度方向与斜面平行B．三小球比较，落在c点的小球飞行时间最长C．三小球比较，落在b点的小球飞行过程速度变化最快D．无论小球抛出时初速度多大，落到斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直3．（2020·广东广州·统考二模）如图，“食双星”是指在相互引力作用下绕连线上O点做匀速圆周运动，彼此掩食（像月亮挡住太阳）而造成亮度发生周期性变化的两颗恒星。在地球上通过望远镜观察这种双星，视线与双星轨道共面。已知两颗恒星A、B间距为d，运动周期为T，万有引力常量为G，则可推算出双星的总质量为（　　）A． B． C． D．4．（2020·广东广州·统考一模）太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。2019年10月28日发生了天王星冲日现象，即天王星、地球、太阳三者处于同一直线，此时是观察天王星的最佳时间。已知地球到太阳距离为1个天文单位，天王星到太阳距离为19.2个天文单位，则下列说法正确的是（　　）A．此时太阳位于地球和天王星之间的某一点B．2020年10月28日还会出现一次天王星冲日现象C．天王星绕太阳公转的周期约为84年D．地球绕太阳公转的加速度约为天王星绕太阳公转的20倍5．（2021·广东广州·统考模拟预测）2021年5月15日“天问一号”着陆器带着“祝融号”火星巡视车成功降落火星表面。已知地球质量约为火星质量的10倍，地球半径约为火星半径的2倍，则地球表面的重力加速度约为火星表面的（　　）A．5倍 B．2.5倍 C．0.2倍 D．0.4倍6．（2021·广东广州·统考一模）我国于2020年11月24日发射的嫦娥五号月球探测器成功实施无人月面取样返回。已知地球的质量为、表面的重力加速度大小为、半径为、第一宇宙速度为；月球的质量为、表面的重力加速度大小为、半径为、月球探测器近月环绕速度为，则与之比为（　　）A． B． C． D．7．（2021·广东广州·统考三模）2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。该系统共有35颗卫星，比GPS导航系统多5颗，多出的5颗是相对地面静止的高轨道卫星（简称“静卫”，即地球同步卫星），这5颗“静卫”的（　　）A．加速度比地面重力加速度大 B．角速度比月球的角速度小C．加速度比地球赤道上随地球自转物体的加速度大 D．线速度比地球第一宇宙速度大8．（2021·广东广州·统考一模）研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比（　　）A．距地面的高度变大 B．向心加速度变大C．线速度变大 D．角速度变大9．（2021·广东广州·统考一模）如图所示，一小船以1.0 m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45 m。假定抛接小球时手的高度不变，不计空气阻力，g取10 m/s2，当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（　　）A．0.3 m B．0.6 m C．0.9 m D．1.2 m10．（2021·广东广州·统考模拟预测）校运会比赛中，某次铅球投出后的运动轨迹如图，铅球在空中运动过程中（　　）A．先处于超重状态后处于失重状态B．加速度方向先竖直向上后竖直向下C．到达轨迹最高点时动能不为零D．到达轨迹最高点时重力的功率不为零11．（2021·广东广州·统考二模）如图，救援演习中通过绳索悬挂货物的飞机以4m/s的速度水平匀速飞行。T=0时刻起，开始匀加速收拢绳提升货物，忽略空气对货物的影响，在t=ls时，货物的速度大小为5m/s，则货物的加速度大小为(　　)A．1m/s2 B．3m/s2 C．4m/s2 D．5m/s212．（2021·广东广州·统考一模）如图为车牌自动识别系统的直杆道闸，离地面高为的细直杆可绕在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线处到达直杆处的时间为，自动识别系统的反应时间为；汽车可看成高的长方体，其左侧面底边在直线上，且到汽车左侧面的距离为，要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为（　　）A． B． C． D．13．（2021·广东广州·统考一模）未来的星际航行中，宇航员长期处于完全失重状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示．当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力．为达到上述目的，下列说法正确的是A．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小14．（2022·广东广州·统考一模）如图是某电力机车雨刷器的示意图．雨刮器由刮水片和雨刮臂链接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨利臂的链接点，雨刮臂绕O轴转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是（　　）A．P点的线速度始终不变 B．P点的向心加速度不变C．M、N两点的线速度相同 D．M、N两点的运动周期不同15．（2022·广东广州·统考模拟预测）跳绳过程中，甲、乙两位同学握住绳子两端A、B近似不动，绳子绕AB连线在空中转到图示位置时，对绳子上的两个质点P和Q的说法正确的是（　　）A．P和Q的线速度相等B．P和Q的加速度相等C．P、Q的合外力方向指向AB的中点OD．P和Q都处于失重状态16．（2022·广东广州·统考模拟预测）2022年6月22日我国在酒泉卫星发射中心发射了“天行一号”试验卫星，该卫星主要用于开展空间环境探测等试验。该卫星沿椭圆轨道绕地球运动，a、b两点分别为卫星的近地点和远地点，近地点a到地心的距离为r，远地点b到地心的距离为R，地球质量为M，引力常量为G，则（　　）A． B． C． D．17．（2022·广东广州·统考一模）如图，2021年11月神舟十三号宇航员从“天宫号”出舱完成相关的太空作业，已知“天宫号”空间站绕地球的运行可视为匀速圆周运动，周期约为，下列说法正确的是（　　）A．宇航员出舱后处于平衡状态B．宇航员出舱后处于超重状态C．“天宫号”的角速度比地球同步卫星的小D．“天宫号”的线速度比地球同步卫星的大18．（2022·广东广州·统考二模）如图所示是北斗导航系统中的静止轨道卫星A、中圆轨道卫星B，关于这两颗卫星，下列说法正确的是（　　）A．A卫星比B卫星所受引力小B．A卫星比B卫星的机械能大C．A卫星比B卫星的线速度小D．A卫星比B卫星的加速度大 二、多选题19．（2021·广东广州·统考三模）足球运动员练习任意球技术时，将球放置在A点，第一次发出的球在空中的轨迹为图中实线l，第二次球在空中的轨迹为图中虚线2，两次都恰好落在地面同一点B。不计空气阻力对球的影响，比较球两次在空中的运动，下列说法正确的有（　　）A．在空中运动时间相同 B．在空中运动加速度相同C．运动轨迹最高点位置在同一条竖直线上 D．球着地的动能可能相等20．（2022·广东广州·统考二模）东京奥运会女子铅球决赛中，32岁的老将巩立姣以20米58的成绩夺冠，为我国田径队收获了本届东京奥运会的第一枚田径金牌。这块金牌也实现了我国奥运会田赛项目“零的突破”。如图所示，运动员巩立姣斜向上推出铅球，铅球飞行一段时间后落地，若不计空气阻力，则（）A．运动员斜上推出铅球过程，运动员做的功全部转化为铅球的动能B．只要铅球离手时初速度越大，在空中飞行的时间一定长C．铅球在空中飞行过程中，铅球的重力势能先增大后减小D．铅球在空中飞行过程中，相同时间内球的动量变化量相同 三、解答题21．（2021·广东广州·统考模拟预测）如图，在竖直平面内有O、P两点，OP连线与竖直方向夹角为37°。长1.5m不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端拴有质量为0.4kg、可视为质点的小球，小球竖直悬挂且恰不与地面接触，O到墙的水平距离为1.2m。P处装有刀片，细线碰到刀片立即被割断。质量为1.4kg的滑块水平向右撞击小球，小球垂直击中墙面，且撞后滑块运动到墙角处时的速度恰好减为零。已知滑块与地面的动摩擦因数为，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）滑块与小球碰后瞬间，滑块的速度大小；（2）滑块与小球碰后瞬间，细线的拉力大小；（3）滑块与小球碰撞过程中损失的机械能。22．（2022·广东广州·统考二模）如图，运动员起跳补篮，篮球恰好垂直击中篮板“打板区”方框的上沿线中点，反弹落入篮圈，球心下降到篮圈所在平面时，球未与篮圈接触。已知篮球出手时球心离地的高度、与篮板的水平距离，篮圈离地的高度，“打板区”方框的上沿线离篮圈的高度，篮圈的直径，篮板与篮圈的最小距离；若篮球的直径、质量m＝0.5kg，不考虑空气作用力和篮球的转动。重力加速度g取，求：（1）篮球击中篮板时的速度大小；（2）篮球打板损失机械能的最小值。23．（2022·广东广州·统考一模）图a是我国传统农具——风鼓车，图b是其工作原理示意图．转动摇柄，联动风箱内的风叶，向车斗内送风，入料仓漏口H漏出的谷物经过车斗，质量大于的谷粒为饱粒，落入第一出料口；质量为的谷粒为瘪粒，落入第二出料口；质量小于的草屑被吹出出风口。已知、B、三点在同一水平线上，的宽度为；在H正下方，的高度为；质量为的谷粒从H漏出，恰好经B点落入，设谷物从H漏出时速度为零；谷粒在车斗内所受水平风力恒定且相等，只考虑其所受重力和水平风力作用，取重力加速度g为。（1）求谷粒从H落到出料口所经历的时间；（2）求谷粒所受水平风力的大小；（3）若瘪粒恰好能全部落入，求的宽度。
参考答案：1．C【详解】A．斜上抛运动看作反向的平抛运动，根据可得由于两种情况下竖直方向运动的高度不同，则运动时间不相等，反弹后运动的时间长，故A错误；B．虽然反弹落地时乒乓球竖直方向的速度大于原来抛出时竖直方向的速度，但水平方向的速度是斜上抛时的大，所以球落地时的速率不一定比抛出时大，则球落地时的动量不一定比抛出时大，故B错误；C．虽然碰撞过程中有能量损失，但反弹后下落的高度大，从开始抛出到落地过程中重力做正功，如果整个过程中重力做的功等于乒乓球与墙碰撞过程中损失的能量，则球落地时和抛出时的动能相等，故C正确；D．若反弹的速度大小与碰撞墙时的速度大小相等，则乒乓球原路返回，根据图象可知，乒乓球与墙碰撞过程中有能量损失，使得碰撞后速度减小，故D错误。故选C。2．D【详解】A．根据平抛运动的推论可知，设a球落在斜面上的速度方向与水平方向夹角为θ，对应处位置位移与水平方向偏转角为α，即 ，根据题意 ，所以θ=45°，不可能与斜面平行，选项A错误。B．根据平抛运动规律 ，a球竖直方向下落距离最大，所以a球飞行时间最长，选项B错误；C．三个球都做平抛运动，即速度变化快慢（加速度）均相同，选项C错误。D．通过A的分析可知，a球不可能与斜面垂直。对于b、c点而言，竖直方向分速度gt，水平速度v0，假设能与斜面垂直，则对应的竖直方向的距离为水平方向的距离为显然这是不可能满足的，因此选项D正确。3．A【详解】设A、B两天体的轨道半径分别为、，两者做圆周运动的周期都为，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可得其中，联立解得故选A。4．C【详解】A．天王星、地球都绕太阳做圆周运动，即太阳为中心天体，天王星冲日是说：地球、天王星、太阳在同一直线上，天王星和地球在太阳的同一侧，此时天王星离地球最近，是在地球上观察天王星的最佳时间，故A错误；BC．天王星、地球绕太阳做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律可知得即天王星绕太阳公转的周期约为84年，如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有解得再出现一次天王星冲日现象并不在2020年10月28日，故B错误，C正确；D．由公式得地球绕太阳公转的加速度约为天王星绕太阳公转的369倍，故D错误。故选C。5．B【详解】质量为m的物体在火星表面受到的重力等于万有引力可得火星表面的重力加速度为由题中数据同理可得，地球表面的重力加速度为即地球表面的重力加速度为火星表面的2.5倍。故选B。6．B【详解】根据以及可得则或者则故选B。7．C【详解】A．根据万有引力等于重力，则有可得，离地面越高，半径越大，故加速度比地面重力加速度小，A错误；B．同步卫星周期24h，月球周期一个月，根据可知角速度比月球的角速度大，B错误；C．同步卫星与地面物体运行周期相同，但同步卫星的轨道半径较大，根据可知加速度比地球赤道上随地球自转物体的加速度大，C正确；D．根据万有引力提供向心力有可得，离地面越高，半径越大，故线速度比地球第一宇宙速度小，D错误。故选C。8．A【详解】A．同步卫星的周期等于地球的自转周期，根据万有引力定律和牛顿第二定律 可知，卫星的周期越大，轨道半径越大，所以地球自转变慢后，同步卫星需要在更高的轨道上运行，选项A正确；BCD．而此时万有引力减小，所以向心加速度减小、线速度减小，角速度减小，故选项BCD错误．9．B【详解】根据运动的独立性，小球在做竖直上抛运动的过程中，小船以1.0 m/s的速度匀速前行，由运动学知识有h=gt2解得小球上升的时间t=0.3s从小球开始上抛到小球再次落入手中的时间为2t，则小船前进的距离x=v×2t=1.0×2×0.3 m=0.6 m故选B。10．C【详解】AB．铅球在空中运动过程中加速度始终等于重力加速度，方向竖直向下，所以始终处于失重状态，故AB错误；C．铅球到达轨迹最高点时竖直分速度为零，水平分速度不为零，所以动能不为零，故C正确；D．铅球到达轨迹最高点时，速度沿水平方向，与重力方向垂直，所以此时重力的功率为零，故D错误。故选C。11．B【详解】救援演习中通过绳索悬挂货物的飞机以4m/s的速度水平匀速飞行。即t=0时刻起，开始匀加速收拢绳提升货物，故t=0时刻，货物竖直方向的分速度在t=1s时，货物的速度大小为5m/s，即故t=1s时而竖直方向匀加速上升，由得故B正确。故选B。12．D【详解】由题意可知，在3.3s-0.3s=3.0s的时间内，横杆的距离O点0.6m的点至少要抬高1.6m-1.0m=0.6m，即横杆至少转过，则角速度故选D。13．B【详解】在外太空，宇航员处于完全失重状态，所以在旋转仓中我们不需要考虑地球引力作用；宇航员在旋转仓中做圆周运动所需要的向心力由侧壁支持力提供，根据题意有，故可知，旋转半径越大，转运角速度就越小，且与宇航员质量无关，故B正确、ACD错误．【点睛】14．C【详解】AB．P点以O为圆心做圆周运动，所以线速度与向心加速度方向变化，故AB错误；C．由于刮水片始终保持竖直，所以刮水片各点的线速度与P点的相同，所以M、N两点的线速度相同，故C正确；D．刮水器上各点的周期相同，所以M、N两点的周期相同，故D错误。故选C。15．D【详解】绳子以AB为轴转动，P和Q各自在垂直轴线的平面内做圆周运动，所以两者角速度相同，合外力指向各自圆周运动平面的圆心，不是指向O；由于P运动的半径小于Q的半径，所以线速度、加速度都不相等，且图示位置P和Q都有向下的加速度，属于失重状态，故D正确ABC错误。故选D。16．B【详解】A．由开普勒第二定律可知，近地点速度大于远地点速度，故A错误；B．若卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r时有解得同理若卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为R时有将卫星从半径为r的圆轨道变轨到椭圆轨道应在近地点a加速做离心运动，故又因为，故即B正确；CD．将卫星从椭圆轨道变轨到轨道半径为R的圆轨道，需要在远地点b加速度，即又因为故C、D错误。故选B。17．D【详解】AB．宇航员出仓后仍受地球引力作用，有向下的加速度，处于完全失重状态，故AB错误；CD．空间站由万有引力提供向心力得，，空间站周期1.5h小于地球同步卫星周期24h，由知空间站的圆周半径小于同步卫星，由知空间站角速度大于同步卫星角速度，由知空间站线速度大于同步卫星的线速度，故C错误，D正确。故选D。18．C【详解】ACD．由万有引力提供向心力可知卫星质量大小未知，则无法比较所受引力大小，卫星A的轨道半径更大，则可知卫星A的线速度更小，加速度也更小，故AD错误，C正确；B．由于卫星的质量未知，则无法计算动能和势能大小，无法比较机械能大小关系，故B错误。故选C。19．BCD【详解】AB．足球在竖直方向上重力提供加速度，所以两球在空中加速度均为重力加速度，从最高点到地面，竖直方向可视为自由落体运动，两球在竖直方向上高度不同，根据可知两球在空中运动时间不同，A错误，B正确；C．足球上升和下落过程高度相同，所以用时相同，则运动轨迹关于最高点左右对称，两足球水平位移相同，所以运动轨迹最高点位置在同一条竖直线上，C正确；D．足球飞行过程中机械能守恒，落地的动能与踢出的动能相同，1轨迹足球对应的高度低，用时短，足球竖直方向上的速度小，水平方向上做匀速直线运动，根据可知水平速度较大；2轨迹对应的高度高，用时长，足球竖直方向速度大，水平方向速度小，所以合速度可能与1轨迹对应的合速度相等，则两球着地的动能可能相等，D正确。故选BCD。20．CD【详解】A．由于运动员斜上推出铅球过程，运动队做的功全部转化为铅球的动能和增加的重力势能，A错误；B．铅球在空中做斜抛运动，因此飞行时间还以初定的方向有关，B错误；C．铅球在空中做斜抛运动，先升高后降落，因此铅球的重力势能先增大后减小，C正确；D．铅球在空中飞行过程中，根据动量定理，球的动量变化量等于重力的冲量，相同，D正确。故选CD。21．（1）3m/s；（2）；（3）【详解】（1）设滑块质量为M，小球质量为m，滑块与小球碰前的速度为v0，碰后速度为v，O到墙的水平距离为s，滑块在水平地面上运动到墙角处的过程，据动能定理可得解得v=3m/s（2）设小球被碰后速度为v1，细线长为L，细线到达P时，小球速度为v2，据动能定理可得设细线被割断后，小球撞击墙面的时间为t，把小球的速度v2沿水平、竖直方向分解，如图所示水平方向由位移公式可得由于小球垂直击中墙面，竖直方向末速度为零，可得设小球被碰后瞬间，受到细线的拉力为T，由牛顿第二定律可得联立解得（3）滑块与小球相碰过程，据动量守恒定律可得滑块与小球碰撞过程系统机械能损失量为联立解得22．（1）；（2）【详解】（1）起跳补篮，篮球恰好垂直击中篮板“打板区”方框的上沿线中点，其逆过程可以看作是平抛运动，则有代入数据得（2）反弹后做平抛运动，则反弹速度最大时机械能损失最少，则有解得篮球打板损失机械能23．（1）0.3s；（2）；（3）0.18m【详解】（1）谷粒从H落到出料口的过程，竖直方向和水平方向都是初速为零的匀加速直线运动，竖直方向上有将h=0.45m带入可得t=0.3s（2）对质量为的谷粒，从H漏出恰好经B点，水平方向有设风力大小为F，由牛顿第二定律将x1=0.27m、t=0.3s、m=带入，联立可解得F=（3）对质量等于的瘪粒，恰好落到A2点，设宽度为x2，则有将=、x1=0.27m、t=0.3s、F=带入可得x2=0.18m