2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題小練習(xí)第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與宇宙航行

第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與宇宙航行做真題明方向1.[2024·吉林卷]“指尖轉(zhuǎn)球”是花式籃球表演中常見的技巧．如圖，當(dāng)籃球在指尖上繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，球面上P、Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的()A．半徑相等B．線速度大小相等C．向心加速度大小相等D．角速度大小相等答案：D解析：由題意可知，球面上P、Q兩點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，故角速度大小相等，故D正確；由圖可知，球面上P、Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑關(guān)系為rP＜rQ，故A錯(cuò)誤；根據(jù)v＝ωr可知，球面上P、Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度的關(guān)系為vP＜vQ，故B錯(cuò)誤；根據(jù)an＝ω2r可知，球面上P、Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度的關(guān)系為aP＜aQ，故C錯(cuò)誤．故選D.2．[2023·湖南卷]如圖(a)，我國某些農(nóng)村地區(qū)人們用手拋撒谷粒進(jìn)行水稻播種．某次拋出的谷粒中有兩顆的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖(b)所示，其軌跡在同一豎直平面內(nèi)，拋出點(diǎn)均為O，且軌跡交于P點(diǎn)，拋出時(shí)谷粒1和谷粒2的初速度分別為v1和v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上．忽略空氣阻力，關(guān)于兩谷粒在空中的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度B．谷粒2在最高點(diǎn)的速度小于v1C．兩谷粒從O到P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等D．兩谷粒從O到P的平均速度相等答案：B解析：拋出的兩谷粒在空中均僅受重力作用，加速度均為重力加速度，故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度，A錯(cuò)誤；谷粒2做斜拋運(yùn)動(dòng)，谷粒1做平拋運(yùn)動(dòng)，均從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，故位移相同．在豎直方向上谷粒2做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，谷粒1做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直方向上，運(yùn)動(dòng)路程不同，故谷粒2運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長，C錯(cuò)誤；谷粒2做斜拋運(yùn)動(dòng)，水平方向上為勻速直線運(yùn)動(dòng)，故運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的速度即為水平方向上的分速度．與谷粒1比較水平位移相同，但運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長，故谷粒2水平方向上的速度較小即最高點(diǎn)的速度小于v1，B正確；兩谷粒從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的位移相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同，故平均速度不相等，D錯(cuò)誤．故選B.3．[2024·全國甲卷]2024年5月，嫦娥六號(hào)探測器發(fā)射成功，開啟了人類首次從月球背面采樣返回之旅．將采得的樣品帶回地球，飛行器需經(jīng)過月面起飛、環(huán)月飛行、月地轉(zhuǎn)移等過程．月球表面自由落體加速度約為地球表面自由落體加速度的eq\f(1,6).下列說法正確的是()A．在環(huán)月飛行時(shí)，樣品所受合力為零B．若將樣品放置在月球正面，它對(duì)月球表面壓力等于零C．樣品在不同過程中受到的引力不同，所以質(zhì)量也不同D．樣品放置在月球背面時(shí)對(duì)月球的壓力，比放置在地球表面時(shí)對(duì)地球的壓力小答案：D解析：在環(huán)月飛行時(shí)，樣品所受的合力提供所需的向心力，不為零，故A錯(cuò)誤；若將樣品放置在月球正面，它對(duì)月球表面壓力大小等于它在月球表面的重力大小；由于月球表面自由落體加速度約為地球表面自由落體加速度的eq\f(1,6)，則樣品在地球表面的重力大于在月球表面的重力，所以樣品放置在月球背面時(shí)對(duì)月球的壓力，比放置在地球表面時(shí)對(duì)地球的壓力小，故B錯(cuò)誤，D正確；樣品在不同過程中受到的引力不同，但樣品的質(zhì)量相同，故C錯(cuò)誤．故選D.4．[2023·新課標(biāo)卷]2023年5月，世界現(xiàn)役運(yùn)輸能力最大的貨運(yùn)飛船天舟六號(hào)，攜帶約5800kg的物資進(jìn)入距離地面約400km(小于地球同步衛(wèi)星與地面的距離)的軌道，順利對(duì)接中國空間站后近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．對(duì)接后，這批物資()A．質(zhì)量比靜止在地面上時(shí)小B．所受合力比靜止在地面上時(shí)小C．所受地球引力比靜止在地面上時(shí)大D．做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小比地球自轉(zhuǎn)角速度大答案：D解析：質(zhì)量是物體的一個(gè)基本屬性，由物體本身決定，與其所處位置、狀態(tài)均無關(guān)，A錯(cuò)誤；物資所受地球引力的大小F＝Geq\f(Mm,r2)，物資靜止在地面時(shí)到地心的距離為地球半徑，物資與空間站對(duì)接后，到地心的距離大于地球半徑，故其所受地球引力比靜止在地面上時(shí)小，C錯(cuò)誤；空間站軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星軌道半徑，由開普勒第三定律可知，物資做圓周運(yùn)動(dòng)的周期小于地球同步衛(wèi)星的周期，所以物資做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度一定大于地球自轉(zhuǎn)角速度，D正確；物資所受合力即為其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由向心力公式F＝mω2r可知，對(duì)接后物資所受合外力比靜止在地面上時(shí)的大，B錯(cuò)誤．5．[2023·湖南卷]根據(jù)宇宙大爆炸理論，密度較大區(qū)域的物質(zhì)在萬有引力作用下，不斷聚集可能形成恒星．恒星最終的歸宿與其質(zhì)量有關(guān)，如果質(zhì)量為太陽質(zhì)量的1～8倍將坍縮成白矮星，質(zhì)量為太陽質(zhì)量的10～20倍將坍縮成中子星，質(zhì)量更大的恒星將坍縮成黑洞．設(shè)恒星坍縮前后可看成質(zhì)量均勻分布的球體，質(zhì)量不變，體積縮小，自轉(zhuǎn)變快．不考慮恒星與其它物體的相互作用．已知逃逸速度為第一宇宙速度的eq\r(2)倍，中子星密度大于白矮星．根據(jù)萬有引力理論，下列說法正確的是()A．同一恒星表面任意位置的重力加速度相同B．恒星坍縮后表面兩極處的重力加速度比坍縮前的大C．恒星坍縮前后的第一宇宙速度不變D．中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度答案：B解析：恒星兩極處自轉(zhuǎn)的向心加速度為零，萬有引力全部提供重力加速度，其他位置萬有引力的一個(gè)分力提供向心力，另外一個(gè)分力等于重力，A錯(cuò)誤．恒星坍縮前后可看成質(zhì)量均勻分布的球體，質(zhì)量不變，體積縮小，由萬有引力表達(dá)式F萬＝eq\f(GMm,R2)可知，恒星表面物體受到的萬有引力變大，根據(jù)牛頓第二定律可知恒星坍縮后表面兩極處的重力加速度比坍縮前的大，B正確；由第一宇宙速度物理意義可得eq\f(GMm,R2)＝meq\f(v2,R)，整理得v＝eq\r(\f(GM,R))，恒星坍縮前后質(zhì)量不變，體積縮小，故第一宇宙速度變大，C錯(cuò)誤；由質(zhì)量分布均勻球體的質(zhì)量表達(dá)式M＝eq\f(4π,3)R3ρ得R＝eq\r(3,\f(3M,4πρ))，已知逃逸速度為第一宇宙速度的eq\r(2)倍，則v′＝eq\r(2)v＝