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1、第一部分专题一第3讲基础题知识基础打牢1(2022浙江6月高考)神舟十三号飞船采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离天和核心舱，在圆轨道环绕并择机返回地面则(C)A天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大B返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力C质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行D返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒【解析】根据Gm可得v可知圆轨道距地面高度越高，环绕速度越小；而只要环绕速度相同，返回舱和天和核心舱可以在同一轨道运行，与返回舱和天和核心舱的质量无关，故A错误，C正确；返回舱中的宇航员处于失重状态，仍然受到地球引力作用，地球的引力提供宇航
2、员绕地球运动的向心力，故B错误；返回舱穿越大气层返回地面过程中，有阻力做功产生热量，机械能减小，故D错误2悬绳卫星是一种新兴技术，它要求两颗卫星在不同轨道上同向运行，且两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，如图所示，卫星乙的轨道半径为r，甲、乙两颗卫星的质量均为m，悬绳的长度为r，其重力不计，地球质量为M，引力常量为G，两卫星间的万有引力较小，可忽略不计，则两颗卫星间悬绳的张力为(A)ABCD【解析】由题意可知，两颗卫星做圆周运动的角速度相等，并设为0，乙卫星由万有引力定律及牛顿第二定律可得FTm2r，对甲卫星，有GFTm2，联立求得两颗卫星间悬绳的张力为FT，故选A3(2022湖南长沙二模)“
3、天宫课堂”在2021年12月9日正式开讲，神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课，王亚平说他们在距离地球表面400 km的空间站中一天内可以看到16次日出已知地球半径为6 400 km，万有引力常量G6.671011 Nm2/kg2，忽略地球的自转若只知上述条件，则不能确定的是(C)A地球的平均密度B地球的第一宇宙速度C空间站与地球的万有引力D地球同步卫星与空间站的线速度大小的比值【解析】根据一天内可以看到16次日出可以求得空间站的周期T1，并且地球半径R和空间站轨道高度h均已知，根据Gm(Rh)可求出地球的质量，地球的半径已知，可求出地球的体积，根据，可求得地球的
4、平均密度，故A不符合题意；设地球的第一宇宙速度为v，质量为m的物体绕地球表面以第一宇宙速度v运行，根据牛顿第二定律有Gm，结合A选项，可知能确定地球的第一宇宙速度，故B不符合题意；由于空间站的质量未知，所以无法求得空间站与地球的万有引力，故C符合题意；空间站的线速度大小为v1，根据Gm，结合Gmr，结合地球的质量联立可求出同步卫星的线速度大小，故可求出地球同步卫星与空间站的线速度大小的比值，故D不符合题意4(2022辽宁丹东二模)如图所示，A、B两卫星绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道在同一平面内且绕行方向相同若A离地面的高度为h，运行周期为T，根据观测记录可知，A观测B的最大张角60设地球的半
5、径为R，则下列说法中不正确的是(D)A卫星B的运行轨道半径为B卫星A与B的加速度之比为14C卫星A与B运行的周期之比为21D若某时刻卫星A和B相距最近，则再经过时间T，它们又相距最近【解析】卫星B的运行轨道半径为rBrAsin 30，rARh解得rB，A正确，不符合题意；根据牛顿第二定律得GmAaA，GmBaB，解得卫星A与B的加速度之比为aAaB14，B正确，不符合题意；根据牛顿第二定律得GmArA，GmBrB解得，C正确，不符合题意；若某时刻卫星A和B相距最近，设再经过时间t，它们又相距最近tt2，解得tT，D错误，符合题意5(2022湖北联盟联考)宇宙中，多数恒星是双星系统我们发现距离地
6、球149光年，有一双星系统A、B，已知A和B的总质量为太阳质量的1.63倍，它们以156天的周期互相绕对方公转则A和B的距离约为地球和太阳距离的(C)A1.6倍B1倍C0.7倍D0.3倍【解析】设A和B的距离为L，它们互绕周期为TAB，对A：GmArA，对B：GmBrB，又设地球绕太阳的周期为T，地球和太阳距离为r，地球绕太阳公转，根据万有引力定律Gmr，由以上各式解得0.7，C正确6(2022河北张家口三模)2022年2月27日，长征八号遥二运载火箭搭载22颗卫星发射升空，在达到预定轨道后分12次释放卫星，将他们分别送入预定轨道设想某两颗卫星释放过程简化为如图所示，火箭在P点同时将卫星1和卫
7、星2释放，把卫星1送上轨道1(近地圆轨道)，把卫星2送上轨道2(椭圆轨道，P、Q是近地点和远地点)，卫星2再变轨到轨道3(远地圆轨道)忽略卫星质量变化，下列说法正确的是(B)A卫星1再次回到P点时，若卫星2没有变轨，两星一定会相撞B卫星2在P点的加速度大于在Q点的加速度C由轨道2变至轨道3，卫星2在Q点应朝运动方向喷气D卫星2在P点时的线速度小于卫星1在P点时的线速度【解析】根据开普勒第三定律k，1、2轨道半径关系为R1T1，卫星1再次回到P点时，由于两卫星周期不等，所以不一定会相撞，故A错误；由万有引力提供向心力Gma，加速度a可知近地点加速度大，远地点加速度小，故B正确；要使得卫星从轨道2
8、变轨到轨道3需要在Q点点火加速，需向后喷气，故C错误；轨道1上的卫星要变轨到轨道2，需要加速升轨，则卫星2在P点时的线速度大于卫星1在P点时的线速度，故D错误7(2022福建泉州质检)在2022年3月23日的“天宫课堂”上，航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶，静置后水和油混合在一起没有分层图甲为航天员叶光富启动“人工离心机”，即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子，以绳子的另一端O为圆心做如图乙所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层(水的密度大于油的密度)，以空间站为参考系，此时(D)A水和油的线速度大小相等B水和油的向心加速度大小相等C水对油的作用力大于油对水的作用力D水对油有指向圆心的作用力【
9、解析】水的密度大于油的密度，所以混合液体中取半径相同处体积相等的水和油的液体小球，水球的质量更大，根据F向m2r可知，水球需要的向心力更大，故当水油分层后水在瓶底，油在表面，水和油做圆周运动的半径不相同，角速度相同，根据vr知，水比油的半径大时，线速度也大，A错误；根据a向2r知，角速度相同时，水的半径大，向心加速度也就大，B错误；水对油的作用力和油对水的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，此二力大小相等方向相反，C错误；油做圆周运动的向心力由水对油的作用力提供，故水对油有指向圆心的作用力，D正确8如图所示，在斜面顶端的A点以速度v0平抛一小球，经t1时间落到斜面上B点处，若在A点将此小
10、球以速度0.5v0水平抛出，经t2时间落到斜面上的C点处，以下判断正确的是(B)AABAC21BABAC41Ct1t241Dt1t21【解析】由平抛运动的特点可知，即，可得t1t221，平抛运动的位移为l，联立tan ，可得ABACx1x241，故A、C、D错误，B正确9(多选)(2022陕西宝鸡模拟)汽车在出厂前要进行性能测试某次测试中，测试人员驾驶着汽车在一个空旷的水平场地上沿直线以恒定的速度v0匀速行驶，突然发现正前方的道路出现故障，为了躲避故障，测试人员采取了一些应急措施设汽车与路面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则关于测试人员采取的应急措施说法正确的是(
11、AC)A若直线刹车，则至少应该在道路故障前的距离处采取刹车措施B若以原有速率转弯，转弯半径越大，汽车受到的侧向摩擦力越大C若以原有速率转弯，转弯的最小半径为D以原速率转弯要比以直线刹车更安全一些【解析】若采取直线刹车措施，根据动能定理有mgxmv，解得刹车的最大距离为x，故A正确；汽车做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，根据Ff，可知转弯半径越大，汽车受到的摩擦力越小，故B错误；当摩擦力达到最大时mg，解得rmin，故C正确；由于rminx，所以直线刹车更安全些，故D错误故选AC10(多选)(2022安徽马鞍山二模)如图所示的水平圆盘上有一原长为l0的轻质弹簧，弹簧的一端固定于圆心处，另一端与质
12、量为m的滑块相连，滑块与圆盘之间的动摩擦因数为，初始时，滑块与圆心之间的距离为l且保持静止现使圆盘绕过圆心的竖直轴转动，f为滑块与圆盘之间的摩擦力大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从零开始逐渐增大圆盘角速度至某一较大值的过程中，关于f与2图象可能正确的是(AB)【解析】若初始时ll0，当角速度从0开始不断增大，则开始时有静摩擦提供向心力fm2l，静摩擦力f2，当摩擦力达到最大静摩擦力，继续增大角速度，最大静摩擦力不足以提供向心力，物块将做离心运动，滑动摩擦力和弹簧拉力的合力提供向心力，物块的正压力不变，接触面不变，故滑动摩擦力大小不变，A正确；若初始时ll0，当角速度从0开始不断增大，则开始时
13、向心力为kxfm2l，故开始时，角速度变大，静摩擦力变小，当弹簧弹力恰好提供物块圆周运动的向心力时，摩擦力为0；物块的角速度继续变大，则有kxfm2l，摩擦力由0开始逐渐变大，直到达到最大静摩擦力；继续增大角速度，物块的摩擦力为滑动摩擦力，保持不变，B正确；若初始时ll0，当角速度从0开始不断增大，则开始时向心力为fkxm2l，故角速度为0时，静摩擦力不为零，物块角速度逐渐增大，则静摩擦力逐渐增大到滑动摩擦力，后保持滑动摩擦力大小，综上所述C、D图象均不可能，C、D错误故选AB11(多选)(2022四川宜宾模拟)国外一个团队挑战看人能不能在竖直的圆内测完整跑完一圈，团队搭建了如图一个半径1.6
14、 m的木质竖直圆跑道，做了充分的安全准备后开始挑战(g10 m/s2)(CD)A根据v计算人奔跑的速度达到4 m/s即可完成挑战B不计阻力时由能量守恒计算要 m/s的速度进入跑道才能成功，而还存在不可忽略的阻力那么这个速度超过绝大多数人的极限，所以该挑战根本不能成功C人完成圆周运动的轨道半径实际小于1.6 m，因此这个速度并没有超过多数人的极限速度，挑战可能成功D一般人不能完成挑战的根源是在脚在上半部分时过于用力蹬踏跑道内侧造成指向圆心的力大于需要的向心力从而失败【解析】人在最高点时，且将人的所有质量集中到脚上一点的情况下，且在人所受重力提供向心力的情况下，有mmg，可得v4 m/s，未考虑人
15、脚与跑道间作用力的情况，故考虑情况过于简单，A错误；若将人的所有质量集中到脚上一点的情况下，设恰好通过最高点时的速度为v1，通过最低点的速度为v0，有2mgRmvmv，mmg，联立可得v0 m/s，但实际上并不是这样的，人的重心不可能在脚底，所以人完成圆周运动的轨道半径实际小于1.6 m，因此这个速度并没有超过多数人的极限速度，挑战可能成功，B错误，C正确；脚在上半部分时过于用力蹬踏跑道内侧造成指向圆心的力大于需要的向心力，若人的速度不够，则会导致挑战失败，D正确故选CD应用题强化学以致用12(2022河北张家口三模)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，
16、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)A小物块a和b做圆周运动的向心力之比为1B小物块a和b对容器壁的压力之比为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【解析】a、b角速度相等，向心力可表示为Fm2Rsin ，所以a、b向心力之比为sin 60sin 301，A正确；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mgtan 30m2Rsin 30，结合对b分析结果，对a分析m2Rsin 60v的初速度从
17、图中同样位置平抛，则一定能落在接触面上，故D错误14(2022四川宜宾二诊)如图，在某次排球运动中，质量为m的排球从底线A点的正上方H处以某一速度水平发出，排球恰好越过球网落在对方底线的B点上，且AB平行于边界CD已知网高为h，球场的长度为s，重力加速度为g，不计空气阻力，排球可看成质点，当排球被发出时，下列说法正确的是(B)A排球从被击出运动至B点，重力的冲量大小为mgB击球点的高度H为hC运动员击打排球做的功为D排球刚触地时速度与水平面所成的角满足tan 【解析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动xvt，排球从初位置运动到网的位置与排球从网位置到落地的时间之比为t1t211，排球竖直方向上
18、做自由落体运动，解得Hh，故B正确；排球从被击出运动至B点，由Hhgt2，解得排球运动的时间t，则重力的冲量大小为Imgtmg，故A错误；排球的初速度为vs，运动员击打排球做的功为Wmv2，故C错误；排球刚触地时竖直方向的速度为vygt，则排球刚触地时速度与水平面所成的角满足tan ，故D错误15(2022湖北黄冈中学二模)我国首颗人造地球卫星“东方红一号”其运行轨道为绕地球的椭圆，远地点A距地球表面的高度为2 129 km，近地点B距地球表面的高度为429 km；地球同步卫星距地面的高度约为36 000 km已知地球可看成半径为6 371 km的匀质球体，地球自转周期为24 h，引力常量G6
19、.671011 Nm2/kg2，下列说法正确的是(A)A根据以上数据可以求出地球的质量和“东方红一号”绕地球运转的周期B“东方红一号”在远地点A的速度大于地球的第一宇宙速度C“东方红一号”在远地点A的机械能小于在近地点B的机械能D地球同步卫星的加速度大于地球表面上的重力加速度【解析】设R为地球半径，M为地球质量，h为地球同步卫星距地面的高度，T为地球自转周期，对同步卫星Gm(Rh)，可以计算地球质量；设“东方红一号”其远地点A距地球表面的高度为h1，近地点B距地球表面的高度为h2，其运行轨道半长轴R1，根据开普勒第三定律，由可得“东方红一号”绕地球运转的周期T1，故A正确；卫星在远地点A做向心
20、运动，速度小于其在该点做圆周运动的线速度，根据Gm，v，卫星在远地点A做圆周运动的线速度小于地球的第一宇宙速度，所以“东方红一号”在远地点A的速度小于地球的第一宇宙速度，故B错误；“东方红一号”在远地点A的机械能等于在近地点B的机械能，故C错误；地球表面万有引力近似等于重力Gmg，g，同步卫星万有引力充当向心力a，rR，因此ag，故D错误16(2022四川德阳二诊)随着2022北京冬奥会的举办，人们对冰雪运动的了解越来越多，许多人投身其中山地滑雪是人们喜爱的一项冰雪运动，一滑雪坡由AB和BC组成，AB是倾角为37的斜坡，BC是半径为R5 m的圆弧面，圆弧面和斜面相切于B，与水平面相切于C，如图
21、所示，AB竖直高度差为h1，竖直台阶CD高度差为h29 m，台阶底端与倾角为37斜坡DE相连运动员连同滑雪装备总质量为75 kg，从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上，运动员经过C点时轨道受到的压力大小为4 590 N，不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，运动员可以看成质点(g取10 m/s，sin 370.6，cos 370.8)，求：(1)AB竖直高度差h1为多大；(2)运动员在空中飞行的时间；(3)运动员离开C点后经过多长时间离DE的距离最大【答案】(1)11.8 m(2)3 s(3)1.2 s【解析】(1)由A到C，对运动员由机械能守恒定律得mghmvhh1R(1cos )C处，对运动员由牛顿第二定律得NCmgm解得运动员到达C点的速度为vC16 m/s解得h111.8 m(2)运动员在空中做平抛运动，则xvCth2ygt2tan 37解得t3 s(3)离开C点离DE的距离最大时，速度方向平行DE，则vyvCtan 37gt解得t1.2 s