高中物理近5年高考全国卷真题分类汇编04 曲线运动

试卷更新日期：2021-07-22 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为 $1000AU$ （太阳到地球的距离为 $1AU$ ）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为M，可以推测出该黑洞质量约为（）

A、 $4 \times 10^{4} M$ B、 $4 \times 10^{6} M$ C、 $4 \times 10^{8} M$ D、 $4 \times 10^{10} M$

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2. 2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为1.8×10⁵s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8×10⁵m。已知火星半径约为3.4×10⁶m，火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s² ，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为（）

A、6×10⁵m B、6×10⁶m C、6×10⁷m D、6×10⁸m

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3. “旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50r/s，此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为（）

A、10m/s² B、100m/s² C、1000m/s² D、10000m/s²

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4. “嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆，着陆前曾绕月球飞行，某段时间可认为绕月做匀速圆周运动，圆周半径为月球半径的K倍。已知地球半径R是月球半径的P倍，地球质量是月球质量的Q倍，地球表面重力加速度大小为g。则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为（）

A、 $\sqrt{\frac{R K g}{Q P}}$ B、 $\sqrt{\frac{R P K g}{Q}}$ C、 $\sqrt{\frac{R Q g}{K P}}$ D、 $\sqrt{\frac{R P g}{Q K}}$

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5. 若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（）

A、 $\sqrt{\frac{3 π}{G ρ}}$ B、 $\sqrt{\frac{4π}{G ρ}}$ C、 $\sqrt{\frac{1}{3 π G ρ}}$ D、 $\sqrt{\frac{1}{4π G ρ}}$

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6. 如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的动能为E₁ ，它会落到坑内c点。c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E₂ ，该摩托车恰能越过坑到达b点。 $\frac{E_{2}}{E_{1}}$ 等于（）

A、20 B、18 C、9.0 D、3.0

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7. 如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（）

A、200 N B、400 N C、600 N D、800 N

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8. 火星的质量约为地球质量的 $\frac{1}{10}$ ，半径约为地球半径的 $\frac{1}{2}$ ，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为（）

A、0.2 B、0.4 C、2.0 D、2.5

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9. 我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务。质量为m的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t₀、速度由v₀减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g，忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为（）

A、 $m (0.4 g - \frac{v_{0}}{t_{0}})$ B、 $m (0.4 g + \frac{v_{0}}{t_{0}})$ C、 $m (0.2 g - \frac{v_{0}}{t_{0}})$ D、 $m (0.2 g + \frac{v_{0}}{t_{0}})$

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10. 金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a_金、a_地、a_火，它们沿轨道运行的速率分别为v_金、v_地、v_火。已知它们的轨道半径R_金<R_地<R_火，由此可以判定（）

A、a_金>a_地>a_火 B、a_火>a_地>a_金 C、v_地>v_火>v_金 D、v_火>v_地>v_金

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11. 2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描F随h变化关系的图像是（）

A、 B、 C、 D、

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12. 2018年2月，我国500m口径射电望远镜（天眼）发现毫秒冲量“J0318+0253”，其自转周期T=5.19ms。假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为 $6.67 \times 10^{- 11} N \cdot m^{2} / k g^{2}$ 。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为（）

A、 $5 \times 10^{4} k g / m^{3}$ B、 $5 \times 10^{12} k g / m^{3}$ C、 $5 \times 10^{15} k g / m^{3}$ D、 $5 \times 10^{18} k g / m^{3}$

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13. 在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和 $\frac{v}{2}$ 的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的（）

A、2倍 B、4倍 C、6倍 D、8倍

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14. 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为（）

A、2：1 B、4：1 C、8：1 D、16：1

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15. 2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行．与天宫二号单独运行相比，组合体运行的（　　）

A、周期变大 B、速率变大 C、动能变大 D、向心加速度变大

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16.
如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时对应的轨道半径为（重力加速度为g）（　　）

A、 $\frac{v^{2}}{16 g}$ B、 $\frac{v^{2}}{8 g}$ C、 $\frac{v^{2}}{4 g}$ D、 $\frac{v^{2}}{2 g}$

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17. 发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球（忽略空气的影响）．速度较大的球越过球网，速度度较小的球没有越过球网；其原因是（　　）

A、速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 B、速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 C、速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 D、速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大

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二、多选题

18. 如图（a），在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向的速度，其v-t图像如图（b）所示，t₁和t₂是他落在倾斜雪道上的时刻。则（）

A、第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小 B、第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大 C、第一次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大 D、竖直方向速度大小为v₁时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大

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19. 2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波，根据科学家们复原的过程，在两颗中星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子（）

A、质量之积 B、质量之和 C、速率之和 D、各自的自转角速度

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20.
如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M，N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T₀ ，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M，Q到N的运动过程中（　　）

A、从P到M所用的时间等于 $\frac{T_{0}}{4}$ B、从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C、从P到Q阶段，速率逐渐变小 D、从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功

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