2025全国版高考物理一轮基础知识练--阶段过关检测（三） 曲线运动 万有引力与宇宙航行（含答案）
文档属性
| 名称 | 2025全国版高考物理一轮基础知识练--阶段过关检测（三） 曲线运动 万有引力与宇宙航行（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 543.4KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-04-07 16:32:51 | ||
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文档简介
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2026全国版高考物理一轮
阶段过关检测（三） 曲线运动 万有引力与宇宙航行
时间:75分钟 满分100分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.(2024广东华附、省实、广雅、深中期末)若地球自转在逐渐变慢,地球的质量与半径不变,则未来发射的地球同步卫星与现在的相比 ( )
A.离地面高度变小
B.角速度变大
C.线速度变大
D.向心加速度变小
2.(2024九省联考河南卷)若两颗人造卫星M、N绕地球做匀速圆周运动,M、N到地心的距离之比为k,忽略卫星之间的相互作用。在时间t内,卫星M与地心连线扫过的面积为SM,卫星N与地心连线扫过的面积为SN,则SM与SN的比值为 ( )
A.1 B.k C. D.
3.(2024茂名一模)科幻电影《流浪地球》中,有地球利用木星来加速的片段。如图所示为地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道运动的情境,其中轨道上的P点距木星最近(距木星的高度可忽略不计),下列说法正确的是 ( )
A.地球靠近木星的过程中动能增大
B.地球远离木星的过程中机械能减小
C.地球远离木星的过程中加速度不变
D.地球在P点的速度等于木星第一宇宙速度
4.(2024黑龙江部分学校联考)如图所示,倾角为37°的斜面体固定在水平面上,小球A在斜面底端正上方以速度v1向右水平抛出,同时,小球B在斜面顶端以速度v2向左水平抛出,两球的抛出点在同一水平线上,结果两球恰好落在斜面上的同一点,且A球落到斜面上时速度刚好与斜面垂直,不计小球的大小,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。v1∶v2等于 ( )
A.4∶3 B.5∶4 C.8∶7 D.9∶8
5.(2024肇庆二模)空间站内属于微重力环境,可视为完全失重环境,空间站内的航天员欲测出一铁球的质量,他用一根不可伸长的轻绳一端固定在O点,另一端系待测铁球,使其绕O点在竖直面内做匀速圆周运动,用力传感器测出轻绳的拉力大小F,他用刻度尺量出绳长L及球的直径d,用秒表测出球做n个完整圆周运动的时间为t,下列说法正确的是 ( )
A.若让铁球在水平面内做圆周运动,则无法测出铁球的质量
B.根据题中给出的数据,可求出铁球的质量为
C.若不测球的直径,把绳长当作圆周运动的半径,则测得的质量偏小
D.若不测球的直径,改变绳长,测出两次的绳长、拉力及圆周运动的周期,也可计算出铁球的质量
6.(2024东城二模)如图为滑雪大跳台场地的简化示意图。某次训练中,运动员从A点由静止开始下滑,到达起跳点B时借助设备和技巧,保持到达起跳点B时的速率,沿与水平面夹角为15°的方向斜向上飞出,到达最高点C,最终落在坡道上的D点(C、D均未画出)。已知A、B之间的高度差H=45 m,坡面与水平面的夹角为30°。不计空气阻力和摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,sin 15°=0.26,cos 15°=0.97。下列说法正确的是( )
A.运动员在B点起跳时的速率为20 m/s
B.运动员起跳后到达最高点C时的速度大小约为7.8 m/s
C.运动员从起跳点B到最高点C所用的时间约为2.9 s
D.运动员从起跳点B到坡道上D点所用的时间约为4.9 s
7.(2024丰台二模)如图所示,质量为m的小球用长为l的细线悬于P点,使小球在水平面内以角速度ω做匀速圆周运动。已知小球做圆周运动时圆心O到悬点P的距离为h,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.细线对小球的拉力大小为mω2l
B.小球转动一周,细线对小球拉力的冲量为0
C.保持h不变,增大细线长l,ω增大
D.保持h不变,增大细线长l,线对小球拉力的大小不变
8.(2024安徽皖北八校联考)中国载人登月初步方案已公布,计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测,两卫星在同一平面内绕月球的运动可视为匀速圆周运动,且绕行方向相同,如图1所示,测得两卫星之间的距离Δr随时间变化的关系如图2所示,不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是 ( )
A.a、b两卫星的线速度大小之比va∶vb=∶
B.a、b两卫星的加速度大小之比aa∶ab=4∶1
C.a卫星的运行周期为T
D.b卫星的运行周期为7T
二、多项选择题：本题共2小题，每小题6分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有两个或者两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9.(2024梅州一模)2023年10月26日神舟十七号载人飞船将三名航天员汤洪波、唐胜杰、江新林送上太空,他们到达“中国空间站”后,领略了24小时内看到16次日出日落的奇妙景象,若已知地球半径和地球表面的重力加速度,则可以估算 ( )
A.“中国空间站”的质量
B.“中国空间站”的运行周期
C.“中国空间站”的离地高度
D.“中国空间站”受到的万有引力大小
10.(2024江西红色十校联考)如图所示,BC为倾角为30°的斜面顶端的水平边沿,BC与AG、DE平行,BE与CD竖直,A、D、E、G在同一水平面内且AE⊥AG。一足球从斜面最低点A处以一定速度踢出,方向与水平方向成45°角,经过一段时间恰好水平击中C点,不计空气阻力,已知重力加速度为g,AB长度xAB=a,BC长度xBC=a,则 ( )
A.足球在空中的运动时间为
B.足球在空中的运动时间为
C.足球被踢出时的初速度大小为
D.足球被踢出时的初速度大小为
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11.（8分）(2024金丽衢十二校二模)甲同学利用留迹法做平抛运动实验,在饮料瓶侧面开一小孔,让水流水平射出(如图a),并用照相机拍下了某时刻的水柱轨迹,冲洗后的照片和实物的尺寸比例为1∶4。利用部分轨迹在水平方向和竖直方向建立坐标轴(如图b),轨迹上三个点A、B和C的坐标分别为(0 cm,0 cm)、(2.5 cm,2.5 cm)和(5.0 cm,7.5 cm),重力加速度g取10 m/s2。
(1)该时刻水柱初速度大小为 m/s。
(2)水柱上B点的速度大小为 m/s。
(3)图c为乙同学设计的实验装置,每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧轨道不同位置由静止释放,并在圆弧轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F。在轨道最低点右侧水平距离x= m处固定一等高竖直挡板,实验获得小球在竖直方向上的下落距离y,处理数据后作出了如图d所示的F-图像,则由图可求得小球的质量m= kg,四分之一圆弧轨道的半径R= m。
12.（8分）(2023广州越秀高中阶段考)某物理兴趣小组利用传感器进行“探究向心力大小F与半径r、角速度ω、质量m的关系”实验,实验装置如图甲所示,力传感器固定在竖直转轴上,水平直杆随竖直转轴一起转动,滑块与角速度传感器固定在一起,总质量为m,滑块套在水平直杆上,细线一端连接角速度传感器,另一端连接力传感器,细线拉力的大小可以通过力传感器测得,滑块转动的角速度通过角速度传感器测得。
(1)小组同学先让一个滑块做半径r为0.20 m的圆周运动。得到图乙中②图线。然后保持滑块质量不变,再将运动的半径r分别调整为0.14 m、0.16 m、0.18 m、0.22 m,在同一坐标系中又分别得到图乙中⑤④③①四条图线。请分析这五组图像不过坐标原点的原因: 。
(2)因图乙中图线不便于研究F与ω的关系,对②图线的数据进行处理,获得了F x图像,如图丙所示,该图像是一条直线,则图像横坐标x代表的是 。(用半径r、角速度ω、质量m中一个量表示)
(3)在对②图线的数据进行处理获得F x图像过程中所应用的物理思想与下面哪个或哪些实验是相同的 ( )
A.探究两个互成角度的力的合成规律
B.当物体受力不变,探究加速度与物体质量的关系
C.研究匀变速直线运动时,用v t图像求得物体运动的加速度
(4)对5条F ω图线进行比较分析,作F r图像,得到一条直线,则该直线的斜率为 (用半径r、角速度ω、质量m中的一个或几个量表示)。
13.（12分）(2024佛山二模)“路亚”是一种钓鱼方法,用这种方法钓鱼时先把鱼饵通过鱼线收到鱼竿末端,然后用力将鱼饵甩向远处。如图所示,钓鱼爱好者在a位置开始甩竿,鱼饵被甩至最高点b时迅速释放鱼线,鱼饵被水平抛出,最后落在距b水平距离s=16 m的水面上。已知开始甩竿时鱼竿与竖直方向成53°角,鱼饵的质量为m=0.02 kg。甩竿过程竿可视为在竖直平面内绕O点转动,且O离水面高度h=1.6 m、到鱼竿末端鱼饵的距离L=1.6 m。鱼饵从b点抛出后,忽略鱼线对其作用力和空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。求:
(1)鱼饵在b点抛出时的速度大小;
(2)释放鱼线前,鱼饵在b点受鱼竿作用力的大小和方向;
(3)从a到b的甩竿过程,鱼竿对鱼饵做的功W。
14.（12分）(2024朝阳二模)如图所示,水平圆台可以绕其中心轴转动。在圆台中心两侧放上甲、乙两物体,两物体的质量均为m,均可视为质点,甲、乙两物体到圆台中心距离分别为2R、R,其连线过圆台中心。两物体与圆台间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。
(1)若圆台以某一角速度转动时,甲、乙均未滑动,求两物体的加速度大小之比a甲∶a乙;
(2)若圆台的角速度逐渐增大,请分析说明甲、乙两物体谁先滑动;
(3)若将甲、乙两物体用不可伸长的轻绳连接,轻绳最初拉直而不张紧,缓慢增加圆台的转速,求两物体刚要滑动时圆台转动的角速度ω。
15.（16分）(2024江西南昌一模)如图所示,将扁平的小石片快速抛向水面,小石片遇水后不断地在水面上连续向前多次跳跃,直至最后落入水中,俗称“打水漂”。假设小明在离水面高度h0=0.8 m处,将一质量m=20 g的小石片以水平初速度v0=10 m/s抛出,小石片在水面上滑行时受到的水平方向的阻力恒为f=0.5 N,竖直方向的分力未知。在水面上弹跳数次后沿水面滑行(水平方向)的速度减为0,小石片沉入水底。假设小石片每次均接触水面Δt=0.04 s后跳起,跳起时竖直方向的速度大小与此时沿水面滑行的速度大小的比值k=,重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力。求小石片:
(1)第一次与水面接触前水平方向的位移x;
(2)第一次与水面接触过程中在竖直方向上的加速度ay的大小;
(3)最后一次弹起后在空中飞行的时间t(该问结果保留2位有效数字)。
阶段过关检测（三） 曲线运动 万有引力与宇宙航行
1.D 2.D 3.A 4.D 5.D 6.D 7.A 8.D 9.BC 10.AD
11.(1)1 (2) (3)0.5 0.25
12.(1)滑块受到摩擦力的作用 (2)ω2 (3)B (4)mω2
13.(1)20 m/s (2)4.8 N 竖直向下 (3)4.128 J
14.(1)2∶1 (2)甲先滑动 (3)
15.(1)4 m (2)250 m/s2 (3)0.13 s
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阶段过关检测（三） 曲线运动 万有引力与宇宙航行
时间:75分钟 满分100分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.(2024广东华附、省实、广雅、深中期末)若地球自转在逐渐变慢,地球的质量与半径不变,则未来发射的地球同步卫星与现在的相比 ( )
A.离地面高度变小
B.角速度变大
C.线速度变大
D.向心加速度变小
2.(2024九省联考河南卷)若两颗人造卫星M、N绕地球做匀速圆周运动,M、N到地心的距离之比为k,忽略卫星之间的相互作用。在时间t内,卫星M与地心连线扫过的面积为SM,卫星N与地心连线扫过的面积为SN,则SM与SN的比值为 ( )
A.1 B.k C. D.
3.(2024茂名一模)科幻电影《流浪地球》中,有地球利用木星来加速的片段。如图所示为地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道运动的情境,其中轨道上的P点距木星最近(距木星的高度可忽略不计),下列说法正确的是 ( )
A.地球靠近木星的过程中动能增大
B.地球远离木星的过程中机械能减小
C.地球远离木星的过程中加速度不变
D.地球在P点的速度等于木星第一宇宙速度
4.(2024黑龙江部分学校联考)如图所示,倾角为37°的斜面体固定在水平面上,小球A在斜面底端正上方以速度v1向右水平抛出,同时,小球B在斜面顶端以速度v2向左水平抛出,两球的抛出点在同一水平线上,结果两球恰好落在斜面上的同一点,且A球落到斜面上时速度刚好与斜面垂直,不计小球的大小,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。v1∶v2等于 ( )
A.4∶3 B.5∶4 C.8∶7 D.9∶8
5.(2024肇庆二模)空间站内属于微重力环境,可视为完全失重环境,空间站内的航天员欲测出一铁球的质量,他用一根不可伸长的轻绳一端固定在O点,另一端系待测铁球,使其绕O点在竖直面内做匀速圆周运动,用力传感器测出轻绳的拉力大小F,他用刻度尺量出绳长L及球的直径d,用秒表测出球做n个完整圆周运动的时间为t,下列说法正确的是 ( )
A.若让铁球在水平面内做圆周运动,则无法测出铁球的质量
B.根据题中给出的数据,可求出铁球的质量为
C.若不测球的直径,把绳长当作圆周运动的半径,则测得的质量偏小
D.若不测球的直径,改变绳长,测出两次的绳长、拉力及圆周运动的周期,也可计算出铁球的质量
6.(2024东城二模)如图为滑雪大跳台场地的简化示意图。某次训练中,运动员从A点由静止开始下滑,到达起跳点B时借助设备和技巧,保持到达起跳点B时的速率,沿与水平面夹角为15°的方向斜向上飞出,到达最高点C,最终落在坡道上的D点(C、D均未画出)。已知A、B之间的高度差H=45 m,坡面与水平面的夹角为30°。不计空气阻力和摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,sin 15°=0.26,cos 15°=0.97。下列说法正确的是( )
A.运动员在B点起跳时的速率为20 m/s
B.运动员起跳后到达最高点C时的速度大小约为7.8 m/s
C.运动员从起跳点B到最高点C所用的时间约为2.9 s
D.运动员从起跳点B到坡道上D点所用的时间约为4.9 s
7.(2024丰台二模)如图所示,质量为m的小球用长为l的细线悬于P点,使小球在水平面内以角速度ω做匀速圆周运动。已知小球做圆周运动时圆心O到悬点P的距离为h,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.细线对小球的拉力大小为mω2l
B.小球转动一周,细线对小球拉力的冲量为0
C.保持h不变,增大细线长l,ω增大
D.保持h不变,增大细线长l,线对小球拉力的大小不变
8.(2024安徽皖北八校联考)中国载人登月初步方案已公布,计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测,两卫星在同一平面内绕月球的运动可视为匀速圆周运动,且绕行方向相同,如图1所示,测得两卫星之间的距离Δr随时间变化的关系如图2所示,不考虑两卫星之间的作用力。下列说法正确的是 ( )
A.a、b两卫星的线速度大小之比va∶vb=∶
B.a、b两卫星的加速度大小之比aa∶ab=4∶1
C.a卫星的运行周期为T
D.b卫星的运行周期为7T
二、多项选择题：本题共2小题，每小题6分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有两个或者两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9.(2024梅州一模)2023年10月26日神舟十七号载人飞船将三名航天员汤洪波、唐胜杰、江新林送上太空,他们到达“中国空间站”后,领略了24小时内看到16次日出日落的奇妙景象,若已知地球半径和地球表面的重力加速度,则可以估算 ( )
A.“中国空间站”的质量
B.“中国空间站”的运行周期
C.“中国空间站”的离地高度
D.“中国空间站”受到的万有引力大小
10.(2024江西红色十校联考)如图所示,BC为倾角为30°的斜面顶端的水平边沿,BC与AG、DE平行,BE与CD竖直,A、D、E、G在同一水平面内且AE⊥AG。一足球从斜面最低点A处以一定速度踢出,方向与水平方向成45°角,经过一段时间恰好水平击中C点,不计空气阻力,已知重力加速度为g,AB长度xAB=a,BC长度xBC=a,则 ( )
A.足球在空中的运动时间为
B.足球在空中的运动时间为
C.足球被踢出时的初速度大小为
D.足球被踢出时的初速度大小为
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11.（8分）(2024金丽衢十二校二模)甲同学利用留迹法做平抛运动实验,在饮料瓶侧面开一小孔,让水流水平射出(如图a),并用照相机拍下了某时刻的水柱轨迹,冲洗后的照片和实物的尺寸比例为1∶4。利用部分轨迹在水平方向和竖直方向建立坐标轴(如图b),轨迹上三个点A、B和C的坐标分别为(0 cm,0 cm)、(2.5 cm,2.5 cm)和(5.0 cm,7.5 cm),重力加速度g取10 m/s2。
(1)该时刻水柱初速度大小为 m/s。
(2)水柱上B点的速度大小为 m/s。
(3)图c为乙同学设计的实验装置,每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧轨道不同位置由静止释放,并在圆弧轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F。在轨道最低点右侧水平距离x= m处固定一等高竖直挡板,实验获得小球在竖直方向上的下落距离y,处理数据后作出了如图d所示的F-图像,则由图可求得小球的质量m= kg,四分之一圆弧轨道的半径R= m。
12.（8分）(2023广州越秀高中阶段考)某物理兴趣小组利用传感器进行“探究向心力大小F与半径r、角速度ω、质量m的关系”实验,实验装置如图甲所示,力传感器固定在竖直转轴上,水平直杆随竖直转轴一起转动,滑块与角速度传感器固定在一起,总质量为m,滑块套在水平直杆上,细线一端连接角速度传感器,另一端连接力传感器,细线拉力的大小可以通过力传感器测得,滑块转动的角速度通过角速度传感器测得。
(1)小组同学先让一个滑块做半径r为0.20 m的圆周运动。得到图乙中②图线。然后保持滑块质量不变,再将运动的半径r分别调整为0.14 m、0.16 m、0.18 m、0.22 m,在同一坐标系中又分别得到图乙中⑤④③①四条图线。请分析这五组图像不过坐标原点的原因: 。
(2)因图乙中图线不便于研究F与ω的关系,对②图线的数据进行处理,获得了F x图像,如图丙所示,该图像是一条直线,则图像横坐标x代表的是 。(用半径r、角速度ω、质量m中一个量表示)
(3)在对②图线的数据进行处理获得F x图像过程中所应用的物理思想与下面哪个或哪些实验是相同的 ( )
A.探究两个互成角度的力的合成规律
B.当物体受力不变,探究加速度与物体质量的关系
C.研究匀变速直线运动时,用v t图像求得物体运动的加速度
(4)对5条F ω图线进行比较分析,作F r图像,得到一条直线,则该直线的斜率为 (用半径r、角速度ω、质量m中的一个或几个量表示)。
13.（12分）(2024佛山二模)“路亚”是一种钓鱼方法,用这种方法钓鱼时先把鱼饵通过鱼线收到鱼竿末端,然后用力将鱼饵甩向远处。如图所示,钓鱼爱好者在a位置开始甩竿,鱼饵被甩至最高点b时迅速释放鱼线,鱼饵被水平抛出,最后落在距b水平距离s=16 m的水面上。已知开始甩竿时鱼竿与竖直方向成53°角,鱼饵的质量为m=0.02 kg。甩竿过程竿可视为在竖直平面内绕O点转动,且O离水面高度h=1.6 m、到鱼竿末端鱼饵的距离L=1.6 m。鱼饵从b点抛出后,忽略鱼线对其作用力和空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6。求:
(1)鱼饵在b点抛出时的速度大小;
(2)释放鱼线前,鱼饵在b点受鱼竿作用力的大小和方向;
(3)从a到b的甩竿过程,鱼竿对鱼饵做的功W。
14.（12分）(2024朝阳二模)如图所示,水平圆台可以绕其中心轴转动。在圆台中心两侧放上甲、乙两物体,两物体的质量均为m,均可视为质点,甲、乙两物体到圆台中心距离分别为2R、R,其连线过圆台中心。两物体与圆台间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。
(1)若圆台以某一角速度转动时,甲、乙均未滑动,求两物体的加速度大小之比a甲∶a乙;
(2)若圆台的角速度逐渐增大,请分析说明甲、乙两物体谁先滑动;
(3)若将甲、乙两物体用不可伸长的轻绳连接,轻绳最初拉直而不张紧,缓慢增加圆台的转速,求两物体刚要滑动时圆台转动的角速度ω。
15.（16分）(2024江西南昌一模)如图所示,将扁平的小石片快速抛向水面,小石片遇水后不断地在水面上连续向前多次跳跃,直至最后落入水中,俗称“打水漂”。假设小明在离水面高度h0=0.8 m处,将一质量m=20 g的小石片以水平初速度v0=10 m/s抛出,小石片在水面上滑行时受到的水平方向的阻力恒为f=0.5 N,竖直方向的分力未知。在水面上弹跳数次后沿水面滑行(水平方向)的速度减为0,小石片沉入水底。假设小石片每次均接触水面Δt=0.04 s后跳起,跳起时竖直方向的速度大小与此时沿水面滑行的速度大小的比值k=,重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力。求小石片:
(1)第一次与水面接触前水平方向的位移x;
(2)第一次与水面接触过程中在竖直方向上的加速度ay的大小;
(3)最后一次弹起后在空中飞行的时间t(该问结果保留2位有效数字)。
阶段过关检测（三） 曲线运动 万有引力与宇宙航行
1.D 2.D 3.A 4.D 5.D 6.D 7.A 8.D 9.BC 10.AD
11.(1)1 (2) (3)0.5 0.25
12.(1)滑块受到摩擦力的作用 (2)ω2 (3)B (4)mω2
13.(1)20 m/s (2)4.8 N 竖直向下 (3)4.128 J
14.(1)2∶1 (2)甲先滑动 (3)
15.(1)4 m (2)250 m/s2 (3)0.13 s
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