2020-2022三年上海高考物理一模汇编之《曲线运动、圆周运动与万有引力》.docx

1、高考一模汇编之曲线运动、圆周运动与万有引力一选择题（共37小题）1（2021秋普陀区期末）大喇叭滑梯是游客非常喜爱的大型水上游乐设施，一次最多可坐4人的浮圈，从高为h的平台由静止开始沿滑梯滑行，到达底部时水平冲入半径为R、开口向上的碗状盆体中，做半径逐渐减小的圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A人和浮圈沿滑梯下滑过程中处于超重状态B人和浮圈刚进入盆体时的速度大小一定是C人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力指向其运动轨迹的内侧D人和浮圈进入盆体后，其所受支持力与重力的合力大于所需的向心力2（2021秋宝山区期末）迫使做匀速圆周运动物体的运动方向不断改变的原因是（）A向心力B向心加速度C线速

2、度D角速度3（2021秋宝山区期末）如图所示，用手指转动旋钮，在这一过程中手指和旋钮之间（）A只有摩擦力 B既没有弹力，也没有摩擦力C只有弹力 D既有弹力，又有摩擦力4（2021秋静安区期末）2021年4月29日，我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面的高度为400km左右，地球同步卫星距地面的高度接近36000km。与地球同步卫星相比，该核心舱的（）A周期更长，向心加速度更大B周期更长，向心加速度更小C周期更短，向心加速度更小D周期更短，向心加速度更大5（2021秋徐汇区期末）“高分十三号”卫星是一颗光学遥感卫星，其轨道与地球赤道在同一平面

3、内，并与地面上某观测点始终保持相对静止。已知地球半径为r1，卫星轨道半径为r2，则赤道上某点随地球自转的线速度大小v1与卫星运动的线速度大小v2之比为（）Ar1：r2Br2：r1Cr12：r22Dr22：r126（2021秋青浦区期末）2021年4月29日，我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面的高度为400km左右，地球同步卫星距地面的高度接近36000km。则该核心舱的（）A角速度比地球同步卫星的小 B周期比地球同步卫星的长C向心加速度比地球同步卫星的大 D线速度比地球同步卫星的小7（2021秋青浦区期末）A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周

4、运动（如图），在相同时间内，它们通过的路程之比是4：3，运动方向改变的角度之比是3：2，则它们（）A线速度大小之比为2：3 B角速度大小之比为3：4C圆周运动的半径之比为9：8 D向心加速度大小之比为2：18（2021秋长宁区期末）如图所示，高速摄像机记录了一名魔术师的发牌过程，虚线是飞出的扑克牌的运动轨迹。则扑克牌在图示位置所受合力F与速度v的方向关系正确的是（）ABCD9（2021秋长宁区期末）如图所示，甲、乙两人分别站在圆周上两个位置，两位置的连线为圆的一条直径。他们同时按顺时针方向沿圆周运动。甲、乙做匀速圆周运动的速度大小分别为v1、v2，经时间t后，甲第一次追上乙。则该圆的直径为（）

5、ABCD10（2021秋虹口区期末）任意相等的两段时间内，运动物体速度的改变量可能不同的是（）A自由落体运动B竖直上抛运动C匀速圆周运动D匀减速直线运动11（2021秋虹口区期末）如图所示，我国发射的“高分五号”轨道高度约为705km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km，它们均绕地球做匀速圆周运动，与“高分四号”相比，下列物理量中，“高分五号”较小的是（）A周期B角速度C线速度D向心加速度12（2021秋杨浦区期末）如图所示，设竖直圆轨道的最低点处重力势能为零，小球以某一初速度从最低点出发沿轨道内侧运动到最高点时，小球的机械能E机、重力势能Ep和动能Ek的相对大小（用柱形高度表

6、示）可能是（）A B C D13（2021秋杨浦区期末）在半径为R1的K星球表面竖直向上提起一质量为m1的物体，拉力F与物体加速度a的关系如图线1所示。在半径为R2的T星球表面竖直向上提起一质量为m2的物体，拉力F与物体加速度a的关系如图线2所示。设两星球密度相等，质量分布均匀。则（）Am1：m23：1，R1：R21：2Bm1：m23：2，R1：R23：1Cm1：m23：1，R1：R22：3Dm1：m23：2，R1：R22：114（2021秋奉贤区期末）如图“旋转纽扣”游戏。现用力反复拉线两端，纽扣逆顺转动交替，纽扣绕其中心转速最大可达10r/s。则可知纽扣边缘各质点绕其中心（）A线速度在同一

7、时刻相同，且可能在变小B线速度在同一时刻相同，且一直在变大C角速度在同一时刻相同，且可能在变小D角速度在同一时刻相同，且一直在变大15（2021秋金山区期末）单摆的摆动属于（）A匀速运动B匀加速运动C匀变速运动D变加速运动16（2021秋嘉定区期末）单摆在经过平衡位置时，它的（）A速度为0B加速度为0C回复力为0D机械能为017（2021秋松江区期末）2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱发射成功。下列“学生实验”能在空间站重演的是（）A用DIS研究加速度和质量的关系B用DIS研究机械能守恒定律C研究共点力的合成D用单分子油膜估测分子的大小18（2021秋浦东新区期末

8、）匀速圆周运动是（）A匀速运动B匀变速运动C变加速运动D简谐运动19（2021秋浦东新区期末）如图所示，在火星、木星轨道之间有一小行星带。假设小行星只受太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。若某颗小行星A与地球的周期分别为T、T0，公转速度分别为v、v0，则（）ATT0，vv0BTT0，vv0CTT0，vv0DTT0，vv020（2020秋虹口区期末）航天飞机中的物体处于完全失重状态时，其（）A受到的合力为零B受到的向心力为零C对支持物的压力为零D受地球的万有引力为零21（2020秋虹口区期末）我国发射的“天问一号”，将于明年5月抵达火星。火星和地球绕太阳的公转均近似为匀速圆周运动，已知火星公转

9、轨道半径是地球公转轨道半径的1.5倍，则（）A火星公转的周期比地球长B火星公转的线速度比地球大C火星公转的角速度比地球大D火星公转的加速度比地球大22（2020秋嘉定区期末）一精确转动的机械手表，秒针的角速度大约为（）A0.05rad/sB0.1rad/sC1rad/sD6rad/s23（2020秋嘉定区期末）某同学为了估算地球的质量，用摆长为L的单摆做小振幅摆动，测得周期为T，若地球半径为r，则地球质量为（）A B C D24（2020秋杨浦区期末）物体做下列运动时，加速度和速度方向的关系表述正确的是（）A简谐运动中加速度与速度始终同向B竖直上抛运动中加速度与速度始终同向C匀速圆周运动中加速

10、度方向与速度方向始终垂直D自由落体运动中加速度与速度方向可以相同、也可以相反25（2020秋金山区期末）物体做匀速圆周运动时，保持不变的量是（）A向心力B角速度C线速度D加速度26（2020秋奉贤区期末）如图，在冬奥会短道速滑项目中，圆弧实线ON为正常运动路线的弯道，OM为运动员在O点的速度方向。若运动员在O点稍发生侧滑，她就会偏离正常比赛路线，则其滑动线路（）A沿OM直线B在OM左侧区域C在OM和ON之间区域D在ON右侧区域27（2020秋闵行区期末）2020年6月23日9时43分，我国北斗导航系统最后一颗卫星发射成功、北斗导航系统中的地球静止轨道卫星和中国轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地

11、面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，下列说法中正确的是（）A静止轨道卫星的线速度大小的为中圆轨道卫星的2倍B静止轨道卫星的周期约为中圆轨道卫星的2倍C静止轨道卫星的角速度大小的为中圆轨道卫星的D静止轨道卫星的向心加速度大小约为中圆轨道卫星的28（2020秋长宁区期末）匀速圆周运动是一种（）A匀速运动B变速运动C匀加速曲线运动D角速度变化的运动29（2020秋长宁区期末）两小球A和B分别用不可伸长的轻绳悬在等高的O1和O2点，A球的悬线比B球的悬线长。把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放，小球到达最低点时，其向心加速度关系为（）AaAaBBaAaBCaAaBD质量未知，无法比较30（2

12、020秋浦东新区期末）已知地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍，玉兔号月球车质量m140kg，玉兔号月球车在月球上所受重力约为（）A1400NB277NC69ND28N31（2020秋宝山区期末）市内公共汽车在到达路口转弯前，车内广播中就要播放录音：“乘客们请注意，前面车辆转弯，请拉好扶手”。从力的作用效果上来说“拉好扶手”是为了对乘客提供（）A弹力B摩擦力C向心力D回复力32（2020秋宝山区期末）2011年11月3日，中国自行研制的神舟八号飞船与天宫一号实现自动对接。假设神舟八号在圆轨道做匀速圆周运动时，离地面高度为H，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，则神舟八号的

13、运行速度大小为（）ABCD33（2020秋静安区期末）月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a，设月球表面的重力加速度大小为g1，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为g2，则（）Aag1Bag2Cag1+g2Dag2g134（2020秋崇明区期末）2020年12月1日，我国嫦娥5号月球探测器成功登陆月球。在着陆月球之前，首先绕月球做绕月飞行设月球的质量为M，嫦娥5号的总质量为m，绕月做圆周运动的半径为R，引力常量为G，则嫦娥5号绕月飞行速度（）AvBvCvDv35（2019秋虹口区期末）把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越近的行星（）A周期越短B线速度越小C

14、角速度越小D加速度越小36（2019秋浦东新区期末）我国2018年发射的“高分五号”卫星轨道高度约为705km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km，它们都绕地球做圆周运动。下列物理量中，“高分五号”比“高分四号”小的是（）A线速度B角速度C周期D向心加速度37（2019秋静安区期末）甲是运行在赤道上空距地面高度约为5.6R（R为地球半径）的地球同步卫星，乙是运行在距地面高度约为2.3R的圆形轨道上的卫星。设甲乙两颗卫星的加速度分别为a1、a2，固定在赤道附近地面上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为（）Aa1a2a3Ba3a1a2 Ca3a2a1Da2

15、a1a3二填空题（共17小题）38（2021秋崇明区期末）已知地球半径R6.37103km，假设地球是一个标准的圆球体，位于北纬30附近的某地有一质点A，其随地球自转的线速度为 m/s，A的向心加速度方向沿 方向（选填AO、AB、AC）。39（2021秋黄浦区期末）国际空间站的轨道距地面319.6346.9km，中国天宫空间站的轨道距地面约400km，若将这两个轨道近似视为圆轨道。设国际空间站和天宫空间站运行的周期分别为T1、T2，运行速率分别为v1、v2，则T1 T2、v1 v2（均选填“大于”或“小于”）。40（2021秋闵行区期末）2021年5月，“天问一号”着陆巡视器带着“祝融号”火星

16、车软着陆火星时，在“降落伞减速”阶段，垂直火星表面速度由396m/s减至61m/s，用时168s，此阶段减速的平均加速度大小为 m/s2；地球质量约为火星质量的9.3倍，地球半径约为火星半径的1.9倍，“天问一号”质量约为5.3吨，“天问一号”在“降落伞减速”阶段受到的平均空气阻力约为 N。（本题答案保留一位有效数字）41（2021秋杨浦区期末）用如图所示的装置可以测定分子速率。在小炉O中，金属银熔化并蒸发。银原子束通过小炉的圆孔逸出，经过狭缝S1和S2进入真空的圆筒C。圆筒C可绕过A点且垂直于纸面的轴以一定的角速度转动。从图中可判断，落点越靠近 处的银原子速率越大（选填“b”或“e”）；现测

17、出圆筒C的直径为1m，转动的角速度为150rad/s，银原子落在玻璃板G上的位置到b点的弧长为s，s约为圆筒周长的，可估算银原子速率约为 m/s。42（2021秋奉贤区期末）天文学家发现冥王星的小卫星，其中卫星1绕冥王星运行轨道半径r119600km，周期T16.34天。卫星2绕冥王星运行轨道半径r248000km，则其周期T2约为 天，其线速度 卫星1的线速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。43（2021秋金山区期末）如图为某种混凝土搅拌机的传动机构，A轮的齿数为N1，B轮的齿数为N2。当A轮顺时针转动，将带动B轮沿 方向转动，A轮和B轮的角速度之比为 。44（2021秋金山区期末）2

18、021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将3名航天员送入太空。设飞船在预定轨道处由地球产生的重力加速度大小为g1，地球表面重力加速度大小为g，则g1 g（选填“”、“”或“”）；飞船在低轨道绕地球运动时的速率比它在高轨道运动时的速率 。（选填“大”或“小”）45（2021秋嘉定区期末）2021年10月，神舟十三号载人飞船成功发射，若点火不久，火箭竖直发射升空的某一瞬间，仪器显示宇航员对座舱的压力等于他体重的3倍，则此时飞船的加速度大小为 ；飞船经多次变轨后与空间站组合体完成交会对接，共同沿圆形轨道环绕地球运行，已知运行周期为T，地球半径为R，则空间站离地面的高度为 。（地球表面的重力加速度

19、为g）46（2021秋松江区期末）如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则：卫星a的周期 卫星c的周期；卫星a的加速度 卫星b的加速度。（选填“大于”、“等于”或“小于”）47（2020秋杨浦区期末）已知月球质量约为地球质量的，月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，地球半径约为6.4106m，则月球半径约为 m。嫦娥五号是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器，其发射初期贴着地球表面飞行的环绕速度约为7.9103m/s，后经过约112小时奔月飞行、实施二次近月制动后进入离月球表面200km高度的环月圆轨道飞行，其速度约为 m

20、/s。48（2020秋徐汇区期末）航天员王亚平在运行中的“天宫一号”内做了如图所示实验：长为L的细线一端固定，另一端系一质量为m的小球，当小球处于最低点时，给其一个水平初速度v，若不考虑空气等阻力的影响，则小球的运动情况将是： ，小球运动到最高点时，细线对小球的拉力大小为 。49（2020秋徐汇区期末）如图，假设地球质量分布均匀，距地心O为r处的B点，有一质量为m的质点。已知地球质量为M，引力常量为G，类比电场强度的定义式，可推知地球在B点的引力场强度大小为 E ；类比磁场中的磁通量，若要在电场中引入电通量的概念，你认为可用 表示，并对你的表达式中的物理量符号进行说明： 。50（2020秋浦东

21、新区期末）光滑水平转台可绕其中心的光滑轴OO在水平面内转动，一质量为m的小物块放在转台上，橡皮筋一端与小物块连接，另一端套在光滑轴OO上。转台静止时，橡皮筋刚好伸直处于原长L0，现让转台以角速度匀速转动，稳定后橡皮筋长度为L，则L L0（选填“”、“”或“”），此时小物块的动能为 。51（2020秋青浦区期末）如图所示，是带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心、垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转50圈。在暗室中用每秒闪光52次的频闪光源照射圆盘，观察到白点每秒沿 方向旋转，白点转动一圈的时间为 s。52（2020秋黄浦区期末）物体做匀速圆周运动，描述物体与圆心的连线转动快慢的物理量叫做

22、，描述其速度变化快慢的物理量叫做 。53（2019秋虹口区期末）现有下列四种形式的运动：匀速直线运动：自由落体运动：匀速圆周运动 简谐运动。根据运动的特点，可将 分为一类， 分为另一类。理由是 （填写编号）54（2019秋嘉定区期末）如图所示，AB是光滑的倾斜直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R一个质量为m的小球在A点由静止释放，设重力加速度为g，若它恰能通过最高点D，则小球在D点的速度VD ；A点的高度h 。三计算题（共6小题）55（2021秋虹口区期末）如图，半径R1m的光滑圆弧轨道BCD固定在竖直平面内，B端与粗糙程度均匀的斜面AB相切，AB与水平方向

23、的夹角37。质量m1kg的小滑块（可视为质点），从A点由静止释放，到达C点时的速度vC2m/s。已知A、B两点的高度差h1.5m，不计空气阻力，g取10m/s2，sin370.6，cos370.8。求：（1）滑块经过B点时速度vB的大小；（2）滑块与斜面间的动摩擦因数；（3）若调整A点的高度，使得滑块经过D点时，与轨道间恰无弹力作用，则滑块经过B点时的速度vB应为多少？（4）若A、B两点间的高度差减小为h0.8m。某同学认为：当滑块从A点由静止释放时，立即对其施加适当大小的水平向右拉力F（到达B点后立即撤去F），滑块一定能沿轨道到达D点。该方案是否可行？请说明理由。56（2021秋杨浦区期末）

24、半径为R的金属圆环水平固定，电阻忽略不计。圆环内存在与环面垂直的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒长为L（L2R），其单位长度电阻值为r。图（a）中导体棒与圆环相切于O1点，t0时刻起，从图示位置以速度v匀速向右运动，棒始终与速度方向垂直。图（b）中导体棒与圆环相切于O2点，t0时刻起，以O2点为轴从图示位置起在水平面内顺时针匀速转过180，角速度为；导体棒扫过整个环面时与环接触良好。（1）分析说明图（a）中导体棒扫过整个环面过程中流过导体棒的电流变化情况；（2）求图（b）中导体棒两端产生的感应电动势E与时间t的关系式；（3）若图（a）、图（b）中导体棒扫过整个环面所用时间相同，试比较两种情况中

25、导体棒运动到虚线（圆环上直径位置）处，流过两导体棒的感应电流大小。57（2021秋金山区期末）如图，过山车模型轨道由半径R1.6m的圆弧AB、半径r0.4m的半圆弧BCD与半径R1.6m的半圆弧DEF组成。小车（视为质点）可在轨道上无摩擦滑行，取g10m/s2。（1）为保证小车可以沿轨道滑行，小车在A点处的速度至少多大？（2）若小车到达F点时速率为4m/s，沿竖直轨道运动继续运动，车处于完全失重状态的时间是多少？（3）若小车在E点速率为4m/s，某同学估算得到：小车从E点开始继续向右滑行0.16m的路程所用时间约s。请对此估算的合理性做出评价。58（2020秋静安区期末）如图，足够长的粗糙斜面

26、AB底部与固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道BC平滑连接，斜面AB与水平方向夹角37，轨道BC半径R0.1m。质量m0.4kg的小物块从斜面AB的某位置由静止释放，恰好能到达轨道BC的最高点。已知小物块与斜面AB间的动摩擦因数0.25，取g10m/s2，sin370.6，cos370.8。（1）求小物块沿斜面AB下滑时的加速度a的大小；（2）求小物块经过B点时的速度vB的大小；（3）求小物块沿斜面AB下滑过程中，损失的机械能。59（2021秋松江区期末）如图，水平轨道ABC、EG与内、外略微错开的竖直圆轨道CDE平滑连接，倾角为37的斜面GH与水平轨道EG也平滑连接。一质量为m2kg的物体受到与

27、水平方向成53的恒力F作用，由A点静止出发，经t2s运动到B点，此时撤去恒力F，物体继续向前运动。已知水平轨道AB、斜面GH与物体间的动摩擦因数均为0.5，BCDEG为光滑轨道，AB的长度为s10m，圆轨道半径R2.5m（sin530.8，cos530.6，g取10m/s2）。求：（1）物体在水平轨道AB上运动的加速度；（2）恒力F的大小；（3）物体能否沿图示轨道运动到斜面上高为h3m的P点？试分析说明；（4）若仅改变恒力F的大小，要使物体沿图示轨道运动到斜面上的P点，F大小应满足的条件。60（2020秋松江区期末）如图，在竖直平面内，AB为粗糙的长直轨道，与水平方向的夹角为53，BCD、DE

28、G均为半径为r2m的光滑圆弧形轨道，AB与BCD相切于B点，O1、O2为圆心，连线水平，C为圆弧形轨道的最低点，E为最高点。一质量为m1kg的小环套在轨道AB上，受到水平恒力F的作用，自P点由静止下滑，运动到B点时撤掉水平恒力F，小环滑入光滑圆弧形轨道，恰能通过最高点E。已知小环与AB轨道间的动摩擦因数为0.8，P、B之间的距离为sm，sin530.8，cos530.6，求：（1）小环过B点的速度；（2）小环在PB间运动的加速度；（3）水平恒力F的大小；（4）若改变水平恒力F的大小，小环能否到达E点？请分析说明。高考一模汇编之曲线运动、圆周运动与万有引力答案与解析一选择题（共37小题）1【答案

29、与解析】A、人和浮圈沿滑梯下滑的过程是加速过程，有竖直向下的加速度，处于失重状态，故A错误；B、人和浮圈下滑的过程中有重力和摩擦力做功，根据动能定理可得，所以，故B错误；C、人和浮圈进入盆体后所受的摩擦力为滑动摩擦力，与运动方向相反，故C错误；D、人和浮圈进入盆体后做半径逐渐减小的圆周运动，为向心运动，其所受支持力与重力的合力大于所需的向心力，故D正确。故选：D。2【答案与解析】根据力与运动的关系知迫使做匀速圆周运动物体的运动方向不断改变的原因是向心力，向心加速度是向心力产生的，线速度和角速度是运动量，不是运动改变的原因，故A正确，BCD错误。故选：A。3【答案与解析】用手指转动旋钮时，两手指

30、挤压旋钮产生弹力；同时手相对旋钮有相对运动，故产生摩擦力；故手和旋钮间同时存在摩擦力和弹力，故D正确，ABC错误。故选：D。4【答案与解析】核心舱与同步卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得man，解得：T，an依题意，核心舱的轨道半径小于同步卫星的，所以其周期更短，向心加速度更大。故选：D。5【答案与解析】由题意知“高分十三号”是一颗地球同步卫星，由于赤道上某点与同步卫星“高分十三号”的角速度相同，设为，已知地球半径为r1，“高分十三号”卫星轨道半径为r2，根据vr可得故A正确，BCD错误；故选：A。6【答案与解析】核心舱和同步卫星都是受万有引力，万有引力提供向心力而做匀速圆周运

31、动，有可得：；而核心舱运行轨道距地面的高度为400km左右，地球同步卫星距地面的高度接近36000km，即核心舱的半径比地球同步卫星的半径小由此可知：核心舱的角速度比地球同步卫星的大，周期比同步卫星短，向心加速度比地球同步卫星大，线速度比地球同步卫星的大，故ABD错误，C正确；故选：C。7【答案与解析】A、根据线速度定义式v，已知在相同时间内它们通过的路程之比是4：3，则线速度大小之比为4：3，故A错误；B、根据角速度定义式，运动方向改变的角度等于圆周运动转过的角度，相同时间内它们转过角度之比为3：2，则角速度之比为3：2，故B错误；C、根据公式vr，可得圆周运动半径r，线速度之比为4：3，角

32、速度之比为3：2，则圆周运动的半径之比为8：9，故C错误；D、根据向心加速度公式av，结合线速度之比为4：3，角速度之比为3：2，则向心加速度之比为2：1，故D正确。故选：D。8【答案与解析】曲线运动的物体速度方向沿轨迹切线方向，而飞出的扑克牌受到重力和空气阻力的作用做减速运动，所以其合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，且与速度方向的夹角大于90，故B正确，ACD错误。故选：B。9【答案与解析】经时间t后甲第一次追上乙时，甲沿圆周运动的路程为：s1v1t乙沿圆周运动的路程为：s2v2t根据题意有：s1s2联立解得该圆的直径为：d，故C正确，ABD错误。故选：C。10【答案与解析】自由落体运动、竖直

33、上抛运动和匀减速直线运动的加速度都是不变的，根据vat可知，在任意相等的两段时间内，物体速度的改变量都相等；匀速圆周运动的加速度是变化的，则在任意相等的两段时间内，物体速度的改变量可能不相等，故ABD错误，C正确。故选：C。11【答案与解析】万有引力提供向心力：Gmm2rm（）2rma解得：vT2aA、由T2 可知半径小的周期小，则A正确B、由 可知半径小的角速度大，则B错误C、由v 可知半径小的线速度大，则C错误D、由a 可知半径小的加速度大，则D错误。故选：A。12【答案与解析】假设小球刚好能通过最高点，根据牛顿第二定律可得：可得最小动能为：在最高点的势能为：Ep2mgR而Ep+EkE机因

34、此机械能一定大于势能或动能，而动能最小为势能的，也有可能大于或等于势能，故ABD错误，C正确；故选：C。13【答案与解析】物体在星球表面竖直向上加速，根据牛顿第二定律有：Fmgma变形得：Fma+mg则图线Fa的斜率表示物体的质量，则有：m1，m2所以：m1：m23：1；当加速度a0时，拉力等于物体的重力，则有：m1g13F0，m2g22F0则重力加速度之比为：g1：g21：2根据物体在星球表面上，万有引力等于重力，则有：根据星球质量的计算公式可得：M联立解得星球的半径：RR1：R2g1：g21：2，故A正确、BCD错误。故选：A。14【答案与解析】AB、纽扣边缘各质点绕其中心线速度在同一时刻

35、大小相等，方向不同，线速度是矢量，故AB错误；C、同轴转动，角速度相同，所以纽扣边缘各质点绕其中心角速度在同一时刻相同，用力反复拉线两端，纽扣逆顺转动交替，所以角速度可能在变小，故C正确，D错误。故选：C。15【答案与解析】单摆的摆动过程中，绳子的拉力与重力的合力提供回复力，回复力随位移的变化不断变化，结合牛顿第二定律可知加速度a一直在变化，故单摆的振动是变加速运动。故ABC错误，D正确。故选：D。16【答案与解析】AD、单摆在经过平衡位置时的位移为零，速度最大，故此时动能最大，机械能不等于零，故AD错误；B、单摆在经过平衡位置时，即经过最低点时依然做圆周运动，合力指向圆心，所以加速度不为零，

36、故B错误；C、单摆在经过平衡位置时的位移为零，由Fkx可知，回复力为零；故C正确。故选：C。17【答案与解析】A、由于空间站处于完全失重状态，没法通过物体的重力测量加速度与质量的关系，故无法完成实验，故A错误；B、研究机械能守恒定律，需要利用物体的重力做功，而在空间站中物体处于完全始终状态，故无法完成实验，故B错误；C、研究共点力平衡时，利用的是橡皮筋和弹簧的弹力完成的，可以完成实验，故C正确；D、用单分子油膜估测分子的大小，需要利用分子的重力和浮力，故无法完成实验，故D错误；故选：C。18【答案与解析】匀速圆周运动的速度方向在变化，不是匀速运动，匀速圆周运动的加速度大小不变，方向始终指向圆心

37、，是变加速运动，不是匀变速运动，而简谐运动是在平衡位置附近的往复运动，所以匀速圆周运动不是简谐运动，故C正确，ABD错误。故选：C。19【答案与解析】根据万有引力提供向心力，得：，则得T，v。小行星的轨道半径大，周期大，线速度小，即：TT0、vv0。故ACD错误，C正确。故选：B。20【答案与解析】AB、航天飞机中的物体处于失重状态，物体做圆周运动，合力提供向心力，并不为零，故AB错误；C、航天飞机中的物体处于失重状态，对支持物的压力为零，故C正确；D、处于完全失重状态的物体仍受地球的万有引力作用，万有引力不为零，故D错误.故选：C。21【答案与解析】A、根据开普勒第三定律可得K，由于火星的公

38、转半径比地球的公转半径大，所以火星的公转周期比地球的公转周期大，故A正确；B、设太阳质量为M，行星质量为m，根据万有引力提供向心力有，解得：v，由于火星公转的半径比地球公转的半径大，火星公转的线速度比地球公转的线速度小，故B错误；C、根据万有引力提供向心力可得可得角速度，由于火星的公转半径比地球的公转半径大，火星公转的角速度比地球公转的角速度小，故C错误；D、根据万有引力定律可得：ma，解得加速度：a，由于火星的公转半径比地球的公转半径大，火星的加速度比地球的加速度小，故D错误。故选：A。22【答案与解析】秒针转动一圈的时间为60s，角速度rad/s0.1rad/s。故选：B。23【答案与解析

39、】根据单摆周期公式列出等式：T2根据地球表面万有引力等于重力得：mg联立解得地球质量：M，故C正确，ABD错误。故选：C。24【答案与解析】A、做简谐振动的物体的加速度的方向始终与位移的方向相反，而速度的方向可能与位移方向相同，也可能与位移的方向相反，所以做简谐振动的物体的加速度与速度的方向可能相同，也可能相反，故A错误；B、竖直上抛运动的物体在上升的过程中速度的方向向上，而加速度的方向向下，可知竖直上抛运动的物体在上升的过程中加速度的方向与速度的方向相反，故B错误；C、匀速圆周运动中加速度方向始终指向圆心，与速度方向始终垂直，故C正确；D、自由落体运动中加速度与速度方向都是竖直向下，方向相同

40、，故D错误。故选：C。25【答案与解析】A、物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，向心力方向始终指向圆心，时刻改变，故A错误；B、物体做匀速圆周运动时，角速度的大小和方向都不变，故B正确；C、物体做匀速圆周运动时，线速度方向是切线方向，时刻改变，故C错误；D、物体做匀速圆周运动时，向心加速度的方向始终指向圆心，时刻改变，故D错误。故选：B。26【答案与解析】若运动员水平方向不受任何外力时，沿OM做离心运动，实际上运动员受到摩擦力的作用，摩擦力提供向心力，当摩擦力等于需要的向心力时，运动员将沿ON做圆周运动，若运动员发生侧滑，摩擦力不足以提供向心力，即摩擦力小于所需要的向心力，滑动方向在OM和

41、ON之间的区域，故ABD错误，C正确，故选：C。27【答案与解析】根据万有引力提供向心力，有：mamrmr2A、v，所以静止轨道卫星的线速度大小小于中轨道卫星的线速度大小，故A错误；B、T2，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，即轨道半径分别约为地球半径的7倍和4.4倍，所以静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍，故B正确；C、，静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的0.53，故C错误；D、a，静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的0.4倍，故D错误。故选：B。28【答案与解析】AB、匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，速度是变化的，是变速运动，故A错误，B正确；C、匀速

42、圆周运动加速度始终指向圆心，方向时刻在变化，加速度是变化的，故是变加速曲线运动，故C错误；D、匀速圆周运动的角速度是不变的，故D错误。故选：B。29【答案与解析】对于任意一球由最高点摆到最低点的过程，根据机械能守恒得 mgLmv2，解得最低点：v根据a可得，向心加速度a2g，与绳长无关，故aAaB，故B正确，ACD错误。故选：B。30【答案与解析】根据mg，得g，所玉兔号月球车在月球上所受重力为它在地球表面时所受重力的地球表面的重力加速度约为10m/s2，所以玉兔号月球车在月球上所受重力：GmgN277N，故B正确，ACD错误。故选：B。31【答案与解析】在公共汽车在到达路口转弯前，乘客具有与

43、汽车相同的速度，当车辆转弯时，乘客要做圆周运动需要有力来提供他做圆周运动的向心力才可以，所以从力的作用效果上来说“拉好扶手”是为了对乘客提供向心力，故C正确，ABD错误。故选：C。32【答案与解析】神舟八号飞船离地面H高度的圆轨道运行，根据万有引力提供向心力可知，m解得神舟八号的运行速度为：v在地球表面上，有mgG，得GMgR2联立解得：v，故ABC错误，D正确。故选：D。33【答案与解析】根据月球绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球引力提供，即F万F向所以在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小就等于月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小。即g2a。根据万有引力等于重力可得：在月球

44、表面处由月球引力产生的加速度大小等于月球表面的重力加速度大小，所以g1与g2、a之间无直接关系。故选：B。34【答案与解析】设嫦娥5号绕月飞行速度的为v，嫦娥5号绕月球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：Gm解得：v，故B正确，ACD错误。故选：B。35【答案与解析】根据万有引力提供向心力为：Gmmmam2r解得：T2，v，a，所以：A、由T2可知，半径小，周期小，故离太阳越近的行星运动的周期越小，故A正确。B、由v可知，半径小，速度大，故离太阳越近的行星运动的线速度越大，故B错误。C、由可知，半径小，角速度大，故离太阳越近的行星运动的角速度越大，故C错误。D、由a可知，半径小，

45、加速度大，故离太阳越近的行星运动的加速度越大，故D错误。故选：A。36【答案与解析】设卫星的质量为m，轨道半径为r，地球的质量为M，卫星绕地球匀速做圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则得：Gmrm2rmma得：T2，v，a可知，卫星的轨道半径越小，周期越小，而角速度、线速度和向心加速度越大，“高分五号”的轨道半径比“高分四号”的小，所以“高分五号”较小的是周期，故C正确，ABD错误。故选：C。37【答案与解析】甲与乙卫星都只受万有引力，Gma得a，所以加速度与离地心的距离平方成反比，所以a2a1，对于甲与赤道上的物体，角速度相同，根据a2r可知，a1a3，所以，a2a1a3故D正确，ABC

46、错误。故选：D。二填空题（共17小题）38【答案与解析】A点随地球自转的线速度v400.9m/s，A点的向心加速度方向是指向圆心的，即沿着AB方向。故答案为：400.9、AB39【答案与解析】由于国际空间站的轨道距地面319.6346.9km，中国天宫空间站的轨道距地面约400km，则国际空间站的轨道的轨道半径r1小于中国天宫空间站的轨道半径r2。根据开普勒第三定律可得k，可知T1小于T2；由万有引力提供向心力有：m，解得：v，所以v1大于v2。故答案为：小于；大于。40【答案与解析】减速阶段加速度大小为根据解得g地球质量约为火星质量的9.3倍，地球半径约为火星半径的1.9倍，可知火星车着陆时

47、，根据牛顿第二定律可知fmg火ma解得f3104N故答案为：2；3104。41【答案与解析】由于圆筒C绕A点顺时针转动，由图可判断，落点越靠近b处的银原子速率越大。由于圆筒C转动的角速度为150rad/s，则圆筒C转动的周期为Tss根据银原子落在玻璃板G上的位置到b点的弧长为s，s约为圆筒周长的，则运动的时间为tTs。银原子速率约为vm/s450m/s。故答案为：b；45042【答案与解析】冥王星对卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，则联立解得T224.3天根据可得v，半径越大，速度越小，故卫星2的线速度小于卫星1的线速度。故答案为：24.3；小于43【答案与解析】当A轮顺时针转动，将带

48、动B轮沿逆时针方向转动，A轮的齿数为N1，B轮的齿数为N2，由于周长s2rr，故边缘质点运动半径之比为N1：N2；齿轮传动，边缘点线速度大小相等，根据vr得A轮和B轮的角速度之比，故答案为：逆时针，N2：N144【答案与解析】根据万有引力等于重力得：Gmg，得g，其中M是地球的质量，r是物体到地心的距离，则g1g。飞船绕地球运动时，由地球对飞船的万有引力提供飞船所需要的向心力，则有：Gm，得飞船速度大小为v，r越大，v越小，则飞船在低轨道绕地球运动时的速率比它在高轨道运动时的速率大。故答案为：，大。45【答案与解析】仪器显示宇航员对座舱的压力等于他体重的4倍，由牛顿第三定律可知宇航员受到的支持

49、力FN3mg，那么宇航员受到的合外力FFNmg2mg，故此时飞船的加速度大小a2g；地球表面，物体重力即万有引力，所以，mg，所以，GMgR2；飞船沿圆形轨道环绕地球运行，万有引力做向心力，所以有mr，解得飞船离地面的高度hrRRR。故答案为：2g；R。46【答案与解析】根据开普勒第三定律可得k，由于a和c的轨道半径相同，可知a的周期等于c的周期；根据牛顿第二定律可得ma，解得a，由于a的轨道半径大于b的轨道半径，a的加速度小于b的加速度。故答案为：等于；小于。47【答案与解析】在星球表面根据万有引力等于重力可知，mg解得星球的半径：R已知月球质量约为地球质量的，月球表面重力加速度约为地球表面

50、重力加速度的，地球半径约为6.4106m，则月球的半径约为：R月1.7106m嫦娥五号绕星球运动过程中，根据万有引力提供向心力可知，解得环绕速度：v已知嫦娥五号其发射初期贴着地球表面飞行的环绕速度约为7.9103m/s，进入离月球表面200km高度的环月圆轨道飞行时，轨道半径为R月+h1.9106m解得此时运行速度：v月1.6103m/s。故答案为：1.7106；1.6103。48【答案与解析】当小球处于最低点时，给其一个水平初速度v，若不考虑空气等阻力的影响，小球仅受垂直速度方向的细线拉力的作用，故小球将做匀速圆周运动。细线对小球的拉力为小球做匀速圆周运动的向心力，根据向心力公式，细线拉力大

51、小为：T。故答案为：匀速圆周运动 49【答案与解析】类比电场强度的定义式，可推知地球在B点的引力场强度大小为：E；类比磁场中的磁通量，若要在电场中引入电通量的概念，可用ES表示，其中，S表示与电场垂直的面积。故答案为：；ES；S表示与电场垂直的面积。50【答案与解析】水平转台是光滑的，橡皮筋刚好伸直处于原长L0，小物块与转台之间在水平方向无作用力，不会随转台一起转动，小物块处于静止状态，故橡皮筋始终处于原长状态即LL0，小物块的动能为0。故答案为：，051【答案与解析】带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转50圈，即f050Hz在暗室中用每秒闪光52次

52、的频闪光源照射圆盘，即f52Hz则f0f2f0所以观察到白点逆时针旋转，则fff052Hz50Hz2Hz所以观察到白点每秒逆时针旋转2圈，转动周期为Ts0.5s。故答案为：逆时针，0.5s。52【答案与解析】物体做匀速圆周运动，根据角速度的定义式：，可知描述物体与圆心的连线转动快慢的物理量叫做角速度；因为物体做匀速圆周运动时，线速度大小不变，方向时刻在变化，所以描述其速度变化快慢的物理量叫做向心加速度。故答案为：角速度，向心加速度。53【答案与解析】匀速直线运动与自由落体运动没有周期性，匀速圆周运动与简谐运动具有周期性，因此可以分为一类，可以分为一类；故答案为：；匀速直线运动与自由落体运动没有

53、周期性，匀速圆周运动与简谐运动具有周期性。54【答案与解析】小球恰能通过最高点D时，由重力提供向心力，有：mgm得：vD从A到D，取C为零势能点，由机械能守恒定律得：mghmg2R+解得：h2.5R。故答案为：，2.5R。三计算题（共6小题）55【答案与解析】（1）从B到C的过程中，由动能定理得： 解得：vB4m/s（2）从A到B的过程中 根据几何关系：根据牛顿第二定律可得：mgsinmgcosma 联立解得：0.35（3）在D处重力提供向心力：从B到D的过程中，根据动能定理：联立解得：vB6.78m/s（4）滑块在斜面上受四个力作用，水平拉力F越大，加速度越大但滑块不能脱离斜面，故拉力最大时

54、，Fmsinmgcos此时，弹力、摩擦力均为零，根据牛顿第二定律：Fmcos+mgsinmam此时最大加速度am沿斜面运动到B点的位移为：能始终沿斜面运动到B点的最大速度为：而能沿轨道到达D点的要求是，经过B点的速度等于或大于6.78m/s，因此，无论施加多大的水平拉力，都不能保证滑块沿轨道运动到D点，该方案不可行。答：（1）滑块经过B点时速度vB的大小为4m/s；（2）滑块与斜面间的动摩擦因数为0.35；（3）若调整A点的高度，使得滑块经过D点时，与轨道间恰无弹力作用，则滑块经过B点时的速度vB应为6.78m/s；（4）不可行，理由见以上解析。56【答案与解析】（1）设导体棒切割磁感线的有效

55、长度为 l，流过导体棒的电流：则电流不变；（2）当0t时，l2Rsint当时，l2Rsin（t）2Rsint导体棒内产生的感应电动势为：（3）设导体棒的电阻为r，由图可知，此时的有效切割长度均为2R用时相同，可得：图（a）：图（b）：因为：，所以：I1I2答：（1）根据上述的分析可知，流过导体棒的电流不变；（2）导体棒两端产生的感应电动势E与时间t的关系式为：；（3）两种情况中导体棒运动到虚线（圆环上直径位置）处，流过两导体棒的感应电流大小为I1I2。57【答案与解析】（1）为保证小车可以沿轨道滑行，小车过最高点C时轨道对其最小弹力应恰好为零。根据解得：vC小车从A到C的过程中，因为只有重力做

56、功，所以小车机械能守恒。以A处为零势能面，则mvA2mvC2+mg（R+r）代入数据解得：vA2m/s（2）小车从F点向上做竖直上抛运动。t上升t下降0.4s处于完全失重状态的时间是0.8s（3）小车向右滑行0.16m的过程中，设在圆弧上高度上升了h，这段圆弧对应的圆心角为。则0.15.73，hRRcos8103m小车从E到F的过程中，只有重力做功，小车机械能守恒。以E处为零势能面，则mvE2mvF2+mgh。代入数据解得：vF6.92m/svE4m/s6.93m/s，可得vEvF即可将小车的运动近似看作匀速圆周运动。（也可将小车的运动近似看作匀速直线运动）所以，tss。该同学的推理合理。答：

57、（1）小车在A点处的速度至少为2m/s；（2）车处于完全失重状态的时间是0.8s；（3）根据上述的分析可知同学的推理合理。58【答案与解析】（1）小物块从A到B做匀加速直线运动，受力情况如图。小物块垂直于斜面方向受力平衡，则有：FNmgcos370小物块与斜面AB间的滑动摩擦力FfFNmgcos37沿斜面方向，根据牛顿第二定律，mgsin37Ffma代入数据可得，a4m/s2；（2）小物块恰好能到达BC最高点C，根据牛顿第二定律可得：mgm代入数据可得：vC1m/s小物块从B运动到C只有重力做功，机械能守恒，则有：mg2R+解得：vB；（3）小物块从A到B做初速为零的匀加速直线运动，根据速度位

58、移关系可得：s代入数据可得，s0.625m从A到B运动过程中，损失的机械能等于克服摩擦力做的功，E损W克fmgscos37代入数据可得，E损0.5J。答：（1）小物块沿斜面AB下滑时的加速度a的大小为4m/s2；（2）小物块经过B点时的速度vB的大小为；（3）小物块沿斜面AB下滑过程中，损失的机械能为0.5J。59【答案与解析】（1）物体由A到B匀加速运动，根据运动学公式有整理代入数据可得a5m/s2（2）物体由A到B，受力如图1，根据牛顿第二定律有竖直方向 N+Fsinmg水平方向 Fcosfma又fNN整理代入数据可得F20N（3）物体运动到B点的速度为vBat52m/s10m/s物体由B

59、点经过C到D，机械能守恒，有代入数据可得vD0物体刚好通过D点时，重力提供向心力，有代入数据可得v5m/s，因为vDv，故物体到达D点前已离开圆轨道，所以物体不能沿图示轨道运动到斜面上的P点；（4）由（3）可知，物体刚好通过D点时，速度为v5m/s，然后物体继续运动，沿斜面上升的最大高度为h1，根据能量守恒有代入数据可得h13.75mh，这时能运动到斜面上的P点。物体由B经过C到D，机械能守恒，有代入数据可得物体由A到B，根据运动学公式有代入数据可得a6.25m/s2由（2）有代入数据可得F122.5N物体刚好不离开水平轨道AB，则有F2sinmg代入数据可得F225N故物体要沿图示轨道运动到

60、P点，恒力F的大小必须满足22.5NF25N答：（1）物体在水平轨道AB上运动的加速度为5m/s2；（2）恒力F的大小为20N；（3）物体不能沿图示轨道运动到斜面上高为h3m的P点；分析说明见解析；（4）若仅改变恒力F的大小，要使物体沿图示轨道运动到斜面上的P点，F大小应满足的条件为22.5NF25N。60【答案与解析】（1）小环滑入光滑圆弧形轨道，恰能通过最高点E，故在E点的速度为0，小环由BE，根据机械能守恒定律：解得：（2）小环由PB，由运动学公式有：，解得a（3）当Fsinmgcos，F7.5N，小环受力如图1所示，根据牛顿第二定律有： N1+F1sinmgcosF1cos+mgsin

61、f1maf1N1解得： 代入数据解得F15N当Fsinmgcos，即F7.5N，小环受力如图2所示，则有：N2+mgcosF2sinF2cos+gsinf2maf2N2联立解得：F285N（4）当F7.5N时，由（3）有：，a随F增大而增大。当F7.5N时，由（3）有：，a随F增大而减小。因，a越大，则vB越大，小环由BE机械能守恒，vB越大，vE也越大。故：F5N或F85N时，小环不能到达E点；5NF85N时，小环能到达E点答：（1）小环过B点的速度为8m/s；（2）小环在PB间运动的加速度为9.4m/s2；（3）水平恒力F的大小为5N或者85N；（4）若改变水平恒力F的大小，F5N或F85N时，小环不能到达E点，5NF85N时，小环能到达E点