向心力-北京市2023年高考物理模擬題（一模）高頻考點(diǎn)匯編

04向心力-北京市2023年高考物理模擬題（一模）高頻考點(diǎn)匯編

一.選擇題（共16小題）

1.（2023?延慶區(qū)一模）北京時間2022年11月17B16時50分，經(jīng)過約5.5小時的出艙活

動，神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲密切協(xié)同，圓滿完成出艙活動全部既定任務(wù),

出艙活動取得圓滿成功。若“問天實驗艙”圍繞地球在做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑為r,

周期為T,引力常量為G,則下列說法正確的是（）

23

A.“問天實驗艙”的質(zhì)量為-4」田..

GT2

B.漂浮在艙外的航天員加速度等于零

C.“問天實驗艙”在圓軌道上運(yùn)行的速度小于7.9km/s

D.若出艙活動期間蔡旭哲自由釋放手中的工具，工具會立即高速離開航天員

2.（2023?西城區(qū)一模）如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一帶電粒子從

圓周上的P點(diǎn)沿半徑方向射入磁場。若粒子射入磁場時的速度大小為vi,運(yùn)動軌跡為PN；

若粒子射入磁場時的速度大小為V2,運(yùn)動軌跡為PM。不計粒子的重力，下列判斷正確

的是（）

B.速度vi大于速度V2

C.粒子以速度vi射入時，在磁場中運(yùn)動時間較長

D.粒子以速度vi射入時，在磁場中受到的洛倫茲力較大

3.（2023?西城區(qū)一模）如圖所示，將拱形橋面近似看作圓弧面，一輛汽車以恒定速率通過

橋面abc,其中a、c兩點(diǎn)高度相同，b點(diǎn)為橋面的最高點(diǎn)。假設(shè)整個過程中汽車所受空

氣阻力和摩擦阻力的大小之和保持不變。下列說法正確的是（）

b

c

a

A.在ab段汽車對橋面的壓力大小不變

B.在be段汽車對橋面的壓力逐漸增大

C.在ab段汽車的輸出功率逐漸增大

D.在ab段汽車發(fā)動機(jī)做功比be段多

4.（2023?朝陽區(qū)一模）如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球用輕質(zhì)細(xì)繩懸掛于B點(diǎn)，使小球在水

平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動?，F(xiàn)僅增加繩長，保持軌跡圓的圓心O到懸點(diǎn)B的高度不變，小

球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。增加繩長前后小球運(yùn)動的角速度、加速度以及所受細(xì)

繩的拉力大小分別為3i、ai、Fi和32、a2、F2。貝!I（）

A.31=32B.ai>a2C.FI=F2D.FI>F2

5.（2023?平谷區(qū)一模）如圖，細(xì)繩一端固定于懸掛點(diǎn)P,另一端系一小球。在懸掛點(diǎn)正下

方Q點(diǎn)處釘一個釘子。小球從A點(diǎn)由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)O的時間為ti,從O點(diǎn)向

右擺到最高點(diǎn)B（圖中未畫出）的時間為t2。擺動過程中，如果擺角始終小于5°,不計

I

空氣阻力。下列說法正確的是（）

\\\、\\\

AO

A.ti=t2,擺球經(jīng)過O點(diǎn)前后瞬間，小球的速率不變

B.擺球經(jīng)過O點(diǎn)前后瞬間，小球的速率變大

C.ti=t2,擺球經(jīng)過O點(diǎn)前后瞬間，擺線上的拉力大小不變

D.ti>t2,擺球經(jīng)過O點(diǎn)前后瞬間，擺線上的拉力變大

6.（2022?密云區(qū)一模）如圖為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)圖，勵磁線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場方向垂

直紙面向外，電子束由電子槍產(chǎn)生，其速度方向與磁場方向垂直。電子速度大小可通過

電子槍的加速電壓來控制，磁感應(yīng)強(qiáng)度可通過勵磁線圈的電流來調(diào)節(jié)。下列說法正確的

是（）

A.僅增大電子槍的加速電壓，電子束徑跡的半徑變小

B.僅增大電子槍的加速電壓，電子做圓周運(yùn)動的周期變大

C.僅增大勵磁線圈的電流，電子束徑跡的半徑變小

D.同時增大電子槍的加速電壓和勵磁線圈的電流，電子做圓周運(yùn)動的周期可能不變

7.（2022?通州區(qū)一模）赤道上方的“風(fēng)云四號”是我國新一代地球同步氣象衛(wèi)星，大幅提

升了我國對臺風(fēng)、暴雨等災(zāi)害天氣監(jiān)測識別時效和預(yù)報準(zhǔn)確率.關(guān)于“風(fēng)云四號”的運(yùn)

動情況，下列說法正確的是（）

A.“風(fēng)云四號，'的向心加速度小于地球表面的重力加速度

B.“風(fēng)云四號”的角速度小于地球自轉(zhuǎn)的角速度

C.與“風(fēng)云四號”同軌道運(yùn)行的所有衛(wèi)星的動能都相等

D.“風(fēng)云四號”的運(yùn)行速度大于7.9km/s

8.（2022?海淀區(qū)一模）在xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，兩個相同的帶電粒子①

和②在P點(diǎn)垂直磁場分別射入，兩帶電粒子進(jìn)入磁場時的速度方向與x軸的夾角如圖所

示，二者均恰好垂直于y軸射出磁場。不計帶電粒子所受重力。根據(jù)上述信息可以判斷

A.帶電粒子①在磁場中運(yùn)動的時間較長

B.帶電粒子②在磁場中運(yùn)動的時間較長

C.帶電粒子①在磁場中運(yùn)動的速率較大

D.帶電粒子②在磁場中運(yùn)動的速率較大

9.（2022?東城區(qū)一模）火星和地球繞太陽的運(yùn)動均可視為勻速圓周運(yùn)動，火星公轉(zhuǎn)軌道的

半徑與地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑之比為3：2,則火星與地球繞太陽運(yùn)動的（）

A.角速度大小之比為啦：373

B.線速度大小之比為北：近

C.周期之比為2：3

D.向心加速度大小之比為&：V3

10.（2022?東城區(qū)一模）一個質(zhì)量為m的小物塊靜止在表面粗糙的圓錐形漏斗的內(nèi)表面，

如圖所示。現(xiàn)使該漏斗從靜止開始轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度3緩慢增大時，物塊仍相對漏斗

保持靜止。當(dāng)角速度達(dá)到3m時，物塊將要與漏斗發(fā)生相對滑動。在角速度從0緩慢增

大到3m的過程中，下列說法正確的是（）

A.物塊所受的摩擦力隨角速度3增大，一直增大

B.物塊所受的摩擦力隨角速度3增大，一直減小

C.物塊所受的支持力隨角速度3增大，一直增大

D.物塊所受的支持力隨角速度3增大，先增大后減小

11.（2022?石景山區(qū)一模）2021年2月10日，我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器

實施近火捕獲制動，成功實現(xiàn)環(huán)繞火星運(yùn)動，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星。若“天問

一號”環(huán)繞火星做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑為r,引力常量為G,火星的質(zhì)量為M,則“天

問一號"環(huán)繞火星運(yùn)動的線速度大小為（）

12.（2022?朝陽區(qū)一模）2021年4月29日，中國空間站天和核心艙發(fā)射升空，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)

定軌道，核心艙繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地球半徑的」_。

已知地球同步衛(wèi)星的軌道離地面的高度約為地球半徑的6倍。下列說法正確的是（）

A.核心艙進(jìn)入軌道后所受地球的萬有引力大小約為它在地面時的西倍

B.核心艙在軌道上飛行的速度大于地球的第一宇宙速度

C.核心艙在軌道上飛行的周期小于24h

D.后續(xù)加掛實驗艙后，空間站由于質(zhì)量增大，軌道半徑將變小

13.（2022?豐臺區(qū)一模）如圖所示，a為在地球赤道表面隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體，b為繞地

球做勻速圓周運(yùn)動的近地衛(wèi)星，軌道半徑可近似為地球半徑。假設(shè)a與b質(zhì)量相同，地

球可看作質(zhì)量分布均勻的球體，比較物體a和衛(wèi)星b（）

A.角速度大小近似相等

B.線速度大小近似相等

C.向心加速度大小近似相等

D.所受地球引力大小近似相等

14.（2022?豐臺區(qū)一模）如圖所示，某帶電粒子（重力不計）由M點(diǎn)以垂直于磁場邊界的

速度v射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，穿出磁場時速度方向與原來射入方向的夾角為。=

30。，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。由此推斷該帶電粒子（）

A.帶負(fù)電且動能不變

B.運(yùn)動軌跡為拋物線

C.電荷量與質(zhì)量的比值為工

dB

D.穿越磁場的時間為_2區(qū)

3v

15.（2022?延慶區(qū)一模）如圖所示，用洛倫茲力演示儀可以觀察電子在磁場中的運(yùn)動徑跡。

圖甲是洛倫茲力演示儀的實物圖，圖乙是結(jié)構(gòu)示意圖。勵磁線圈通電后可以產(chǎn)生垂直紙

面的勻強(qiáng)磁場，勵磁線圈中的電流越大，產(chǎn)生的磁場越強(qiáng)。圖乙中電子經(jīng)電子槍中的加

速電場加速后水平向左垂直磁感線方向射入磁場。圖丙是勵磁線圈示意圖。下列關(guān)于實

驗現(xiàn)象和分析正確的是)

丙勵磁線圈

A.僅增大勵磁線圈中的電流，電子束徑跡的半徑變大

B.僅升高電子槍加速電場的電壓，電子束徑跡的半徑變大

C.僅使電子槍加速電壓增加到原來的2倍，電子束徑跡的半徑也增加到原來的2倍

D.要使電子形成如圖乙的運(yùn)動徑跡，圖乙中勵磁線圈應(yīng)通以（沿垂直紙面向里方向觀察）

逆時針方向的電流

16.（2022?延慶區(qū)一模）如圖所示，邊長為L的正方形區(qū)域abed中充滿勻強(qiáng)磁場，磁場方

向垂直紙面向里。一帶電粒子從ad邊的中點(diǎn)M垂直于ad邊，以一定速度射入磁場，僅

在洛倫茲力的作用下，正好從ab邊中點(diǎn)N射出磁場。忽略粒子受到的重力，下列說法正

確的是（）

N

?-------------b

XX

XX

x

XXxx

d-

A.若粒子射入磁場的速度增大為原來的2倍，粒子將從b點(diǎn)射出

B.若粒子射入磁場的速度增大為原來的2倍，粒子在磁場中運(yùn)動的時間也增大為原來的

2倍

C.若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小增大為原來的2倍，粒子將從a點(diǎn)射出

D.若磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小增大為原來的2倍，粒子在磁場中運(yùn)動的時間也增大為原來的2

倍

二.實驗題（共2小題）

17.（2022?豐臺區(qū)一模）探究向心力大小F與物體的質(zhì)量m、角速度3和軌道半徑1■的關(guān)

系實驗。

（1）本實驗所采用的實驗探究方法與下列哪些實驗是相同的:

A.探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)

B.探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系

C.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

D.探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系

（2）某同學(xué)用向心力演示器進(jìn)行實驗，實驗情景如甲、乙、丙三圖所示。

甲乙丙

a.三個情境中，圖是探究向心力大小F與質(zhì)量m關(guān)系（選填“甲"、"乙"、"丙"）。

b.在甲情境中，若兩鋼球所受向心力的比值為1：4,則實驗中選取兩個變速塔輪的半徑

之比為o

18.（2022?豐臺區(qū)一模）某物理興趣小組利用傳感器進(jìn)行探究，實驗裝置原理如圖所示。裝

置中水平光滑直槽能隨豎直轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，將滑塊套在水平直槽上，用細(xì)線將滑塊與固

定的力傳感器連接。當(dāng)滑塊隨水平光滑直槽一起勻速轉(zhuǎn)動時，細(xì)線的拉力提供滑塊做圓

周運(yùn)動需要的向心力。拉力的大小可以通過力傳感器測得，滑塊轉(zhuǎn)動的角速度可以通過

角速度感器測得。

（1）小組同學(xué)先讓一個滑塊做半徑r為0」4m的圓周運(yùn)動，得到圖甲中①圖線。然后保

持滑塊質(zhì)量不變，再將運(yùn)動的半徑r分別調(diào)整為0.12m、0.10m、0.08m、0.06m,在同一

坐標(biāo)系中又分別得到圖甲中②、③、④、⑤四條圖線。

（2）對①圖線的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得了F-x圖像，如圖乙所示，該圖像是一條過原點(diǎn)

的直線，則圖像橫坐標(biāo)x代表的是。

（3）對5條F-3圖線進(jìn)行比較分析，得出3—定時，F(xiàn)8r的結(jié)論。請你簡要說明得

到結(jié)論的方法o

三.計算題（共5小題）

19.（2022?通州區(qū)一模）如圖1所示，一個圓盤在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，盤面上距圓盤中心r=0.50m

的位置有一個質(zhì)量m=0.20kg的小物體橢圓圓盤一起做圓周運(yùn)動（未發(fā)生相對滑動），小

物體與圓盤間的動摩擦因數(shù)U=0.2（假設(shè)滑動摩擦力等于最大靜摩擦力），取重力加速度

g=10m/s2.

（1）圓盤的角速度3多大時，小物體將開始滑動；

（2）若小物體隨圓盤一起從靜止開始做加速圓周運(yùn)動（始終未發(fā)生相對滑動）.

a.小物體隨圓盤從靜止開始加速到即將發(fā)生相對滑動的過程中，求摩擦力對小物體所做

的功W；

b.請在圖2（俯視圖）中，畫出小物體在M點(diǎn)處摩擦力的大致方向，并分析說明摩擦力

在小物體做加速圓周運(yùn)動中所起到的作用.

圖1圖2

20.（2022?西城區(qū)一模）如圖所示，在xOy坐標(biāo)系第一象限的矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面

的勻強(qiáng)磁場。一帶正電的粒子在M點(diǎn)以垂直于y軸的方向射入磁場，并從另一側(cè)邊界的

N點(diǎn)射出。已知帶電粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,入射速度為v,矩形區(qū)域的長度為L,

MN沿y軸方向上的距離為與不計重力。

（1）畫出帶電粒子在磁場區(qū)域內(nèi)運(yùn)動的軌跡，并求軌跡的半徑r。

（2）判斷磁場的方向，并求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B。

（3）將矩形區(qū)域內(nèi)的磁場換為平行于y軸方向的勻強(qiáng)電場，使該粒子以相同的速度從M

點(diǎn)入射后仍能從N點(diǎn)射出。通過計算說明，該粒子由N點(diǎn)射出磁場和電場時的速度方向

是否相同。

21.（2022?海淀區(qū)模擬）人們通常利用運(yùn)動的合成與分解，把比較復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動等效分解

為兩個或多個簡單的機(jī)械運(yùn)動進(jìn)行研究。下列情境中物體的運(yùn)動軌跡都形似彈簧，其運(yùn)

動可分解為沿軸線的勻速直線運(yùn)動和垂直軸線的勻速圓周運(yùn)動。

（1）情境1：在圖1甲所示的三維坐標(biāo)系中，質(zhì)點(diǎn)1沿Ox方向以速度v做勻速直線運(yùn)

動，質(zhì)點(diǎn)2在yOz平面內(nèi)以角速度3做勻速圓周運(yùn)動。質(zhì)點(diǎn)3同時參與質(zhì)點(diǎn)1和質(zhì)點(diǎn)2

的運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡形似彈簧，如乙圖所示.質(zhì)點(diǎn)3在完成一個圓周運(yùn)動的時間內(nèi)，沿

Ox方向運(yùn)動的距離稱為一個螺距，求質(zhì)點(diǎn)3軌跡的“螺距”di；

（2）情境2：如圖2所示為某磁聚焦原理的示意圖，沿Ox方向存在勻強(qiáng)磁場B,一質(zhì)

量為m、電荷量為q、初速度為vo的帶正電的粒子，沿與Ox夾角為a的方向入射，不

計帶電粒子的重力。

a.請描述帶電粒子在Ox方向和垂直O(jiān)x方向的平面內(nèi)分別做什么運(yùn)動；

b.求帶電粒子軌跡的“螺距”d2o

（3）情境3：2020年12月17日凌晨，嫦娥五號返回器攜帶月壤回到地球。登月前，嫦

娥五號在距離月球表面高為h處繞月球做勻速圓周運(yùn)動，嫦娥五號繞月的圓平面與月球

繞地球做勻速圓周運(yùn)動的平面可看作垂直，如圖3所示。已知月球的軌道半徑為r,月球

半徑為R,且r>>R,地球質(zhì)量為乂地，月球質(zhì)量為m月，嫦娥五號質(zhì)量為mo,引力常

量為G。求嫦娥五號軌跡的“螺距”d3。

閻

0

*B

“O

22.（2022?大連二模）某種質(zhì)譜儀由離子源、加速電場、靜電分析器、磁分析器、收集器幾

部分構(gòu)成，如圖所示加速電場的電壓為U；靜電分析器中有沿半徑方向的電場，通道中

心線MN是半徑為R的圓??；磁分析器中分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，其左邊界

與靜電分析器的右邊界平行；由離子源發(fā)出一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子（初速

度為零，重力不計）。經(jīng)加速電場加速后進(jìn)入靜電分析器，沿中心線MN做勻速圓周運(yùn)動,

而后由P點(diǎn)垂直于磁分析器的左邊界進(jìn)入磁分析器中，經(jīng)過四分之一圓周從Q點(diǎn)射出，

并進(jìn)入收集器。已知Q點(diǎn)與磁分析器左邊界的距離為d。求：

（1）離子離開加速電場時的速度v的大小；

（2）靜電分析器中MN處電場強(qiáng)度E的大??；

（3）磁分析器中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。

離子源

23.（2022?延慶區(qū)一模）如圖所示為回旋加速器原理圖，它的主要結(jié)構(gòu)是在磁極間的真空室

內(nèi)有兩個半圓形的金屬扁盒（D形盒）隔開相對放置，D形盒上加交變電壓，其間隙處

產(chǎn)生交變電場。在D形盒所在處存在勻強(qiáng)磁場。置于中心附近的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子,

在電場中被加速，帶電粒子在D形盒內(nèi)不受電場力，只在洛倫茲力作用下，在垂直磁場

平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子自半徑為R的D形盒的中

心附近由靜止開始加速，D形盒上所加交變電壓大小恒為U,D形盒所在處的磁場的磁

感應(yīng)強(qiáng)度為B,不考慮相對論效應(yīng)，求：

(1)帶電粒子從D形盒邊緣飛出時的速度大小v；

(2)交變電壓的周期T：

(3)帶電粒子從釋放到飛出加速器，被加速的次數(shù)N。

四.解答題(共3小題)

24.(2023?朝陽區(qū)一模)中國航天技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，航天過程有發(fā)射、在軌和著陸返

回等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

(1)航天員在空間站長期處于失重狀態(tài)，為緩解此狀態(tài)帶來的不適，科學(xué)家設(shè)想建造一

種環(huán)形空間站，如圖甲所示。圓環(huán)繞中心軸勻速旋轉(zhuǎn)，航天員(可視為質(zhì)點(diǎn))站在圓環(huán)

內(nèi)的側(cè)壁上，隨圓環(huán)做圓周運(yùn)動的半徑為r,可受到與他站在地球表面時相同大小的支持

力。已知地球表面的重力加速度為g。求圓環(huán)轉(zhuǎn)動的角速度大小3。

(2)啟動反推發(fā)動機(jī)是著陸返回過程的一個關(guān)鍵步驟。返回艙在距離地面較近時通過丫

射線精準(zhǔn)測距來啟動返回艙的發(fā)動機(jī)向下噴氣，使其減速著地。

a.已知返回艙的質(zhì)量為M,其底部裝有4臺反推發(fā)動機(jī)，每臺發(fā)動機(jī)噴嘴的橫截面積為

S,噴射氣體的密度為p,返回艙距地面高度為H時速度為vo,若此時啟動反推發(fā)動機(jī)，

返回艙此后的運(yùn)動可視為勻減速直線運(yùn)動，到達(dá)地面時速度恰好為零。不考慮返回艙的

質(zhì)量變化，不計噴氣前氣體的速度，不計空氣阻力。求氣體被噴射出時相對地面的速度

大小V;

b.圖乙是返回艙底部丫射線精準(zhǔn)測距原理簡圖。返回艙底部的發(fā)射器發(fā)射丫射線。為簡

化問題，我們假定：丫光子被地面散射后均勻射向地面上方各個方向。已知發(fā)射器單位

時間內(nèi)發(fā)出N個丫光子，地面對光子的吸收率為T],緊鄰發(fā)射器的接收器接收Y射線的

有效面積為A。當(dāng)接收器單位時間內(nèi)接收到n個丫光子時就會自動啟動反推發(fā)動機(jī)，求

此時返回艙底部距離地面的高度ho

25.(2023?豐臺區(qū)一模)如圖所示，一圓盤在水平面內(nèi)繞過圓盤中心的軸勻速轉(zhuǎn)動，角速度

是2.0rad/So盤面上距圓盤中心10cm的位置有一個質(zhì)量為0.1kg的小物體隨圓盤一起做

勻速圓周運(yùn)動。小物體與圓盤之間的動摩擦因數(shù)口=0.4,兩者之間的最大靜摩擦力等于

滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)小物體隨圓盤勻速轉(zhuǎn)動時所需向心力的大小F：

(2)要使小物體在圓盤上不發(fā)生相對滑動，圓盤角速度的最大值3m；

(3)若圓盤由靜止開始轉(zhuǎn)動，逐漸增大圓盤的角速度，小物體從圓盤的邊緣飛出，經(jīng)過

0.4s落地，落地點(diǎn)距飛出點(diǎn)在地面投影點(diǎn)的距離為40cm。在此過程中，摩擦力對小物體

所做的功W。

26.(2023?平谷區(qū)一模)長度為L的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定在P點(diǎn)，下端系一質(zhì)量為m的小球

(小球的大小可以忽略)。重力加速度為g。

(1)在水平拉力F的作用下，細(xì)繩與豎直方向的夾角為仇小球保持靜止，如圖a所示。

求拉力F的大小。

(2)使小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，如圖b所示。當(dāng)小球做圓周運(yùn)動的角速度為某一合

適值時，細(xì)繩跟豎直方向的夾角恰好也為0,求此時小球做圓周運(yùn)動的角速度3。

(3)若圖a和圖b中細(xì)繩拉力分別為T和T，，比較T和T，的大小。

04向心力-北京市2023年高考物理模擬題（一模）高頻考點(diǎn)匯編

參考答案與試題解析

一.選擇題（共16小題）

1.（2023?延慶區(qū)一模）北京時間2022年11月17H16時50分，經(jīng)過約5.5小時的出艙活

動，神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲密切協(xié)同，圓滿完成出艙活動全部既定任務(wù),

出艙活動取得圓滿成功。若“問天實驗艙”圍繞地球在做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑為r,

周期為T,引力常量為G,則下列說法正確的是（）

23

A.“問天實驗艙”的質(zhì)量為..4兀J一

GT2

B.漂浮在艙外的航天員加速度等于零

C.“問天實驗艙”在圓軌道上運(yùn)行的速度小于7.9km/s

D.若出艙活動期間蔡旭哲自由釋放手中的工具，工具會立即高速離開航天員

【答案】C

2

【解答】解：A、根據(jù)萬有引力提供向心力可得：粵=mr生解得地球的質(zhì)量為:

22

rT

23

M=AKZ..）?問天實驗艙”的質(zhì)量無法計算，故A錯誤；

GT2

B、漂浮在艙外的航天員受萬有引力提供向心力，有駟二=m，a,則加速度2=史，故

22

rr

B錯誤；

C、7.9km/s是第一宇宙速度，是最大的環(huán)繞速度，“問天實驗艙”在圓軌道上運(yùn)行的速度

小于7.9km/s,故C正確；

D、若出艙活動期間蔡旭哲自由釋放手中的工具，工具受到的萬有引力提供向心力，仍在

原來的軌道上做勻速圓周運(yùn)動，故D錯誤。

故選：Co

2.（2023?西城區(qū)一模）如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一帶電粒子從

圓周上的P點(diǎn)沿半徑方向射入磁場。若粒子射入磁場時的速度大小為vi,運(yùn)動軌跡為PN；

若粒子射入磁場時的速度大小為V2,運(yùn)動軌跡為PM。不計粒子的重力，下列判斷正確

的是（）

B.速度VI大于速度V2

C.粒子以速度VI射入時，在磁場中運(yùn)動時間較長

D.粒子以速度vi射入時，在磁場中受到的洛倫茲力較大

【答案】C

【解答】解：A、根據(jù)左手定則可知粒子帶正電，故A錯誤；

2

B、根據(jù)牛頓第二定律有：qvB=@J，變形解得：v=^，根據(jù)圖中軌跡可知，Ri<

Rm

R2,則有V1VV2,故B錯誤;

D、粒子在磁場中受到的洛倫茲力大小為：F=qvB,由于vi<v2,可知FI<F2,故粒子

以速度vi射入時，在磁場中受到的洛倫茲力較小，故D錯誤。

C、粒子在磁場中的運(yùn)動周期為：T衛(wèi)里衛(wèi)皿，粒子在磁場中的運(yùn)動時間為：

vqB

由圖可知運(yùn)動軌跡為PN對應(yīng)的圓心角大于運(yùn)動軌跡為PM對應(yīng)的圓心角，故粒子以速度

vi射入時，在磁場中運(yùn)動時間較長，故C正確;

故選：Co

3.（2023?西城區(qū)一模）如圖所示，將拱形橋面近似看作圓弧面，一輛汽車以恒定速率通過

橋面abc,其中a、c兩點(diǎn)高度相同，b點(diǎn)為橋面的最高點(diǎn)。假設(shè)整個過程中汽車所受空

氣阻力和摩擦阻力的大小之和保持不變。下列說法正確的是()

A.在ab段汽車對橋面的壓力大小不變

B.在be段汽車對橋面的壓力逐漸增大

C.在ab段汽車的輸出功率逐漸增大

D.在ab段汽車發(fā)動機(jī)做功比be段多

【答案】D

【解答】解：AB、汽車以恒定速率通過橋面abc,在ab段、b點(diǎn)、be段的受力分析如題

圖1圖2圖3

設(shè)汽車在運(yùn)動過程中所受的空氣阻力和摩擦力為F,在ab段時支持力與豎直方向的夾角

為0,在be段時，支持力與豎直方向的夾角為a,對ab段、be段，由牛頓第二定律和向

22

心力公式，看mgeos8-N[=nr^-，mgeos*3._N2=nr^_,從a到c的過程中，角9逐漸

減小，角a逐漸增大，由此可知，Ni逐漸增大，N2逐漸減小，故AB錯誤；

C、設(shè)在ab段牽引力與水平方向的夾角為0,汽車在ab段時發(fā)動機(jī)的功率為Pab=Fiv=

(mgsinp+F)v,從a到b過程中，夾角。在逐漸減小，因此可知Pab逐漸減小，故C錯

、口

I天；

D、在ab段汽車發(fā)動機(jī)要克服阻力和重力做功，由動能定理有：-W克f-W克G+W奉=()

在be段汽車發(fā)動機(jī)只克服阻力做功做功：-W'ftt+W'G+W牽=0

整個過程中汽車的動能不變，兩段過程克服阻力做功相同，因此在ab段汽車發(fā)動機(jī)做功

比be段多，故D正確。

故選：D。

4.(2023?朝陽區(qū)一模)如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球用輕質(zhì)細(xì)繩懸掛于B點(diǎn)，使小球在水

平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。現(xiàn)僅增加繩長，保持軌跡圓的圓心0到懸點(diǎn)B的高度不變，小

球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。增加繩長前后小球運(yùn)動的角速度、加速度以及所受細(xì)

繩的拉力大小分別為an、ai、Fi和32、a2、F20則（）

A.0)1=0)2B.ai>a2C.FI=F2D.FI>F2

【答案】A

【解答】解：A、對小球受力分析，如下圖所示:

ZZZZZZ

繩子的拉力和重力的合力提供向心力，有mgtan0=ma）2R=ma）2htan0,解得心■僅

增加繩長，保持軌跡圓的圓心0到懸點(diǎn)B的高度h不變，則角速度不變，即31=32,

故A正確;

B、F1>=mgtan0=ma,a=gtan0,由于增加了繩長而高度h不變，即增大了角度仇則

加速度變大，ai<a2,故B錯誤；

CD、根據(jù)受力分析可知%，。增大則F增大，有FI<F2,故C錯誤；故D錯誤。

故選：Ao

5.（2023?平谷區(qū)一模）如圖，細(xì)繩一端固定于懸掛點(diǎn)P,另一端系一小球。在懸掛點(diǎn)正下

方Q點(diǎn)處釘一個釘子。小球從A點(diǎn)由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)。的時間為ti,從O點(diǎn)向

右擺到最高點(diǎn)B（圖中未畫出）的時間為t2。擺動過程中，如果擺角始終小于5°,不計

空氣阻力。下列說法正確的是（）

I

4b

A.tl=t2,擺球經(jīng)過。點(diǎn)前后瞬間，小球的速率不變

B.t!>t2,擺球經(jīng)過0點(diǎn)前后瞬間，小球的速率變大

C.tl=t2,擺球經(jīng)過0點(diǎn)前后瞬間，擺線上的拉力大小不變

D.ti>t2,擺球經(jīng)過0點(diǎn)前后瞬間，擺線上的拉力變大

【答案】D

【解答】解：因擺角始終小于5°,則小球在釘子兩邊擺動時均可看作簡諧運(yùn)動因為在左

側(cè)擺動時擺長較長，根據(jù)丁=2兀，匚

可知，左側(cè)周期較大，因擺球在釘子兩邊擺動的時間均為所在擺周期的工，可知

4

片.丁左>[T右

2

細(xì)繩碰釘子的瞬間，小球的速率不變；擺球經(jīng)過0點(diǎn)時，有F拉-嗯二加匚

擺球經(jīng)過0點(diǎn)碰釘子后，做圓周運(yùn)動的半徑r減小，則繩子拉力變大.

故ABC錯誤；D正確；

故選：D。

6.（2022?密云區(qū)一模）如圖為洛倫茲力演示儀的結(jié)構(gòu)圖，勵磁線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場方向垂

直紙面向外，電子束由電子槍產(chǎn)生，其速度方向與磁場方向垂直。電子速度大小可通過

電子槍的加速電壓來控制，磁感應(yīng)強(qiáng)度可通過勵磁線圈的電流來調(diào)節(jié)。下列說法正確的

A.僅增大電子槍的加速電壓，電子束徑跡的半徑變小

B.僅增大電子槍的加速電壓，電子做圓周運(yùn)動的周期變大

C.僅增大勵磁線圈的電流，電子束徑跡的半徑變小

D.同時增大電子槍的加速電壓和勵磁線圈的電流，電子做圓周運(yùn)動的周期可能不變

【答案】C

【解答】解：AB、根據(jù)電子所受洛倫茲力的方向結(jié)合右手定則判斷勵磁線圈中電流方向

是順時針方向，電子在加速電場中加速，由動能定理有：

12

-mV

2O

電子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力充當(dāng)向心力，有:

evoB=m

又

V

聯(lián)立解得：r=±佟薊，T=空里

BVeeB

可知，增大電子槍加速電壓，電子束的軌道半徑變答，周期不變，故AB錯誤；

C、同理可得僅增大勵磁線圈的電流，電流產(chǎn)生的磁場增強(qiáng)，則電子束的軌道半徑變小,

故C正確；

D、同時增大電子槍的加速電壓和勵磁線圈的電流，由丁=空見知，電子做圓周運(yùn)動的

eB

周期變小，故D錯誤。

故選：C?

7.（2022?通州區(qū)一模）赤道上方的“風(fēng)云四號”是我國新一代地球同步氣象衛(wèi)星，大幅提

升了我國對臺風(fēng)、暴雨等災(zāi)害天氣監(jiān)測識別時效和預(yù)報準(zhǔn)確率.關(guān)于“風(fēng)云四號”的運(yùn)

動情況，下列說法正確的是（）

A.“風(fēng)云四號”的向心加速度小于地球表面的重力加速度

B.“風(fēng)云四號”的角速度小于地球自轉(zhuǎn)的角速度

C.與“風(fēng)云四號”同軌道運(yùn)行的所有衛(wèi)星的動能都相等

D.“風(fēng)云四號”的運(yùn)行速度大于7.9km/s

【答案】A

【解答】解：B.“風(fēng)云四號”是赤道上方的地球同步衛(wèi)星，故運(yùn)行的角速度等于地球自

轉(zhuǎn)的角速度，故B錯誤；

A.根據(jù)駟=ma,解得a=@*可知，它在軌道上運(yùn)行時的向心加速度小于地球表面的重

22

rr

力加速度，故A正確。

CD.根據(jù)粵=m或可得v=睜,同步衛(wèi)星的半徑遠(yuǎn)大于地球的半徑，可知它運(yùn)行的

線速度都相等，都小于第一宇宙速度，但不同衛(wèi)星的質(zhì)量可能不同，故動能不一定相等，

故CD錯誤。

故選：Ao

8.（2022?海淀區(qū)一模）在xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，兩個相同的帶電粒子①

和②在P點(diǎn)垂直磁場分別射入，兩帶電粒子進(jìn)入磁場時的速度方向與x軸的夾角如圖所

示，二者均恰好垂直于y軸射出磁場。不計帶電粒子所受重力。根據(jù)上述信息可以判斷

A.帶電粒子①在磁場中運(yùn)動的時間較長

B.帶電粒子②在磁場中運(yùn)動的時間較長

C.帶電粒子①在磁場中運(yùn)動的速率較大

D.帶電粒子②在磁場中運(yùn)動的速率較大

【答案】B

【解答】解：設(shè)粒子①和②的質(zhì)量均為m,電荷量均為q,在磁場中沿逆時針方向做勻

速圓周運(yùn)動的軌道半徑分別為門、⑵速率分別為vi、V2,運(yùn)動時間分別為H、t2,作出

粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡如圖所示，設(shè)OP=L,由幾何關(guān)系得：

risin45°=L；r2cos45°=L

可得：ri=r2

CD、粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力得：

＞解得：v=-^L

rm

因：ri=r2,可得：vi=v2,故CD錯誤；

AB、粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期為:

T=^2兀rr_=^2兀rm

可得粒子①和②在磁場中圓周運(yùn)動的周期相等均為T,

粒子①的軌跡圓心角為45°,粒子②的軌跡圓心角為135°,可得：

修嗡「‘2啜T

可知：ti<t2,即帶電粒子②在磁場中運(yùn)動的時間較長，故B正確，A錯誤。

9.（2022?東城區(qū)一模）火星和地球繞太陽的運(yùn)動均可視為勻速圓周運(yùn)動，火星公轉(zhuǎn)軌道的

半徑與地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑之比為3：2,則火星與地球繞太陽運(yùn)動的（）

A.角速度大小之比為次反：373

B.線速度大小之比為近

C.周期之比為2：3

D.向心加速度大小之比為加：M

【答案】A

2

【解答】解：根據(jù)萬有引力用來提供向心力，G典=mJ=m32r=m（空_）2r=ma向

r2rT

可得:

A、角速度,則火星與地球繞太陽運(yùn)動的角速度大小之比為:

故A正確；

B、線速度v=秒，則火星與地球繞太陽運(yùn)動的線速度大小之比為：患=&：M，

故B錯誤;

C、周期T=2n幅，則火星與地球繞太陽運(yùn)動的周期之比為：檸=3炳:2近,故

C錯誤；

D、向心加速度a=Sg,則火星與地球繞太陽運(yùn)動的向心加速度大小之比為：絲=4：9,

22

rQ3

故D錯誤。

故選：Ao

10.（2022?東城區(qū)一模）一個質(zhì)量為m的小物塊靜止在表面粗糙的圓錐形漏斗的內(nèi)表面，

如圖所示?，F(xiàn)使該漏斗從靜止開始轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度3緩慢增大時，物塊仍相對漏斗

保持靜止。當(dāng)角速度達(dá)到3m時，物塊將要與漏斗發(fā)生相對滑動。在角速度從0緩慢增

大到3m的過程中，下列說法正確的是（）

A.物塊所受的摩擦力隨角速度3增大，一直增大

B.物塊所受的摩擦力隨角速度3增大，一直減小

C.物塊所受的支持力隨角速度3增大，一直增大

D.物塊所受的支持力隨角速度3增大，先增大后減小

【答案】c

【解答】解：AB、在角速度從0緩慢增大到3m的過程中，對物塊受力分析可知，開始

時，受到的摩擦力沿斜面向上，最后沿斜面向下，故摩擦力先減小后增大，故AB錯誤;

CD、當(dāng)角速度較小時，此時摩擦力沿斜面向上，在豎直方向根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知：

Nsin0+fcos0=mg,由于f逐漸減小，故N逐漸增大，當(dāng)f沿斜面向下時，根據(jù)共點(diǎn)力平

衡可得：NsinO-fcos6=mg,隨角速度的增大，摩擦力沿斜面向下增大，故N隨角速度

的增大而增大，故C正確，D錯誤；

故選：C?

11.（2022?石景山區(qū)一模）2021年2月10日，我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器

實施近火捕獲制動，成功實現(xiàn)環(huán)繞火星運(yùn)動，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星。若“天問

一號”環(huán)繞火星做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑為r,引力常量為G,火星的質(zhì)量為M,貝廣天

問一號"環(huán)繞火星運(yùn)動的線速度大小為（）

【答案】D

【解答】解：“天問一號”環(huán)繞火星做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力可得

GMm=mvi

2

r1r

整理可得“天問一號”環(huán)繞火星運(yùn)動的線速度大小丫=秒

故ABC錯誤，D正確。

故選：Do

12.（2022?朝陽區(qū)一模）2021年4月29日，中國空間站天和核心艙發(fā)射升空，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)

定軌道，核心艙繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地球半徑的」

16

已知地球同步衛(wèi)星的軌道離地面的高度約為地球半徑的6倍。下列說法正確的是（）

A.核心艙進(jìn)入軌道后所受地球的萬有引力大小約為它在地面時的」互倍

17

B.核心艙在軌道上飛行的速度大于地球的第一宇宙速度

C.核心艙在軌道上飛行的周期小于24h

D.后續(xù)加掛實驗艙后，空間站由于質(zhì)量增大，軌道半徑將變小

【答案】C

【解答】解：設(shè)地球的半徑為R,質(zhì)量為M、核心艙的質(zhì)量為m,軌道半徑為r=R+」-R

16

_17R

16

A、根據(jù)萬有引力定律可得F=S四,核心艙進(jìn)入軌道后所受地球的萬有引力大小約為它

2

r

在地面時的（西）2倍，故A錯誤；

17

B、第一宇宙速度等于貼近地面衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的速度，由萬有引力提供向心力有：

2

例坦=01上解得：v=,所以核心艙在軌道上飛行的速度小于地球的第一宇宙速

2

r1r

度，故B錯誤;

3

C、對核心艙與地球同步衛(wèi)星相比，根據(jù)開普勒第三定律可得J=k,由于核心艙的軌道

半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，而地球同步衛(wèi)星的周期為24h,所以核心艙在軌道上

飛行的周期小于24h,故C正確；

D、軌道半徑的大小與空間站的質(zhì)量大小無關(guān)，故D錯誤。

故選：Co

13.(2022?豐臺區(qū)一模)如圖所示，a為在地球赤道表面隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體，b為繞地

球做勻速圓周運(yùn)動的近地衛(wèi)星，軌道半徑可近似為地球半徑。假設(shè)a與b質(zhì)量相同，地

球可看作質(zhì)量分布均勻的球體，比較物體a和衛(wèi)星b()

A.角速度大小近似相等

B.線速度大小近似相等

C.向心加速度大小近似相等

D.所受地球引力大小近似相等

【答案】D

【解答】解：AB,根據(jù)萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：6媽=《，解得線

,r

速度為：v1件，近地衛(wèi)星的半徑小于同步衛(wèi)星，則近地衛(wèi)星的線速度大于同步衛(wèi)星；

同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，半徑大于地球半徑，同步衛(wèi)星線速度大于a的線速度,

則近地衛(wèi)星線速度大于a的線速度；近地衛(wèi)星線速度大于a的線速度，半徑近似相等，

由公式3衛(wèi)Lj,可知近地衛(wèi)星角速度大于a的角速度，故AB錯誤；

Tr

2

C.近地衛(wèi)星線速度大于a的線速度，半徑近似相等，由向心加速度公式a=2一可知，

nr

近地衛(wèi)星向心加速度大小大于a的向心加速度大小，故C錯誤；

D.由萬有引力公式得：卜丹土a與b質(zhì)量相同，半徑近似相等，a與b所受地球引力

r

大小近似相等，故D正確。

故選：D。

14.（2022?豐臺區(qū)一模）如圖所示，某帶電粒子（重力不計）由M點(diǎn)以垂直于磁場邊界的

速度v射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，穿出磁場時速度方向與原來射入方向的夾角為0=

30。，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。由此推斷該帶電粒子（）

A.帶負(fù)電且動能不變

B.運(yùn)動軌跡為拋物線

C.電荷量與質(zhì)量的比值為工

dB

D.穿越磁場的時間為二旦

3v

【答案】D

【解答】解：A.根據(jù)左手定則，粒子帶正電，故A錯誤

B.該粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動，軌跡是圓周的一部分，故B錯誤

2

C.根據(jù)牛頓第二定律qvB=Q

r

又因為sin30°=國

r

解得

m2dB

故C錯誤

D.穿越磁場的時間為｛二」二T

周期21sL

解得弋」￡目

3v

故D正確。

故選：D。

M

O

15.（2022?延慶區(qū)一模）如圖所示，用洛倫茲力演示儀可以觀察電子在磁場中的運(yùn)動徑跡。

圖甲是洛倫茲力演示儀的實物圖，圖乙是結(jié)構(gòu)示意圖。勵磁線圈通電后可以產(chǎn)生垂直紙

面的勻強(qiáng)磁場，勵磁線圈中的電流越大，產(chǎn)生的磁場越強(qiáng)。圖乙中電子經(jīng)電子槍中的加

速電場加速后水平向左垂直磁感線方向射入磁場。圖丙是勵磁線圈示意圖。下列關(guān)于實

驗現(xiàn)正(

玻璃泡勵磁線圈

（前后各一個）

玻璃泡電子流

勵磁線圈

電子運(yùn)動軌跡

加速電壓勵磁電流

選擇檔甲實物照片選擇檔

乙機(jī)構(gòu)圖

A.僅增大勵磁線圈中的電流，電子束徑跡的半徑變大

B.僅升高電子槍加速電場的電壓，電子束徑跡的半徑變大

C.僅使電子槍加速電壓增加到原來的2倍，電子束徑跡的半徑也增加到原來的2倍

D.要使電子形成如圖乙的運(yùn)動徑跡，圖乙中勵磁線圈應(yīng)通以（沿垂直紙面向里方向觀察）

逆時針方向的電流

【答案】B

【解答】解：AB、電子經(jīng)電子槍中的加速電場加速，由動能定理可知eU』mvj①，電

有

則

子在勻強(qiáng)電場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力,②，解得

吧_=工畫③，加速電壓不變，僅增大勵磁線圈中的電流，磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大,

qBBVq

電子束徑跡的半徑變??；僅升高電子槍加速電場的電壓U,電子束徑跡的半徑r變大,

故A錯誤，B正確。

C、僅使電子槍加