高考物理4章综合检测.pdf

小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学第四章曲线运动万有引力定律综合检测一、选择题(本题共 12 小题，共48 分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分)1关于两个运动的合成，下列说法正确的是()A两个直线运动的合运动一定也是直线运动B两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动C两个匀变速直线运动的合运动一定也是匀变速直线运动D一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动【解析】可举出选项A 的反例 平抛，故选项A 错误；合初速度的方向与合加速度的方向不在一条直线上时是曲线运动，C 错；可举出选项D 的反例 竖直上抛运动，故选项 D 错误【答案】B 2小船在水速较小的河中横渡，并使船头始终垂直河岸航行，到达河中间时突然上游来大水使水流速度加快，则对此小船渡河的说法正确的是()A小船要用更长的时间才能到达对岸B小船到对岸的时间不变，但位移将变大C因小船船头始终垂直河岸航行，故所用时间及位移都不会变化D因船速与水速关系未知，故无法确定渡河时间及位移的变化【解析】由运动的独立性，小船到达对岸所需的时间将不受水流速度变化的影响，选项AD 错；水流速度加快，因此小船因受冲击，到达对岸的位置偏向下游，位移将变大，故选项B 对、C 错【答案】B 3 水平抛出一个物体，经时间 t 后物体的速度方向与水平方向夹角为，重力加速度为g，则平抛物体的初速度为()AgtsinBgtcosCgttanDgtcot【解析】经时间 t 后物体速度的竖直分量vygt，故求出vxv0vycot gtcot.【答案】D 4如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点、这三点所在处半径rArBrC，则这三点的向心加速度aA、aB、aC的关系是()AaAaBaCBaCaAaBCaCaAaA【解析】皮带传动且不打滑，A 点与 B 点线速度相同，由av2r有 a1r；所以 aAaC，可见选项 C 正确【答案】C 小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学5如图所示，长为L 的轻杆一端固定质量为m 的小球，另一端有固定转轴 O.现使小球在竖直平面内做圆周运动P 为圆周轨道的最高点若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为92gL，则以下判断正确的是()A小球不能到达P 点B小球到达P 点时的速度小于gLC小球能到达P 点，但在P 点不会受到轻杆的弹力D小球能到达P 点，且在P 点受到轻杆向下的弹力【解析】根据机械能守恒定律2mgL12mv212mv2P，可求出小球在P 点的速度为12gLm)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的 倍，两物体用一根长为L(Lmg，合运动为加速度大小方向均不变的曲线运动，只有C 对【答案】C 112007 年 4 月 24 日欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星 Gliese581c.这颗围绕红矮量Gliese581 运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20 光年，直径约为地球的1.5 倍，质量约为地球的5 倍，绕红矮星Gliese581 运行的周期约为13 天假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确的是()A飞船在 Gliese581c 表面附近运行的周期约为13 天B飞船在 Gliese581c 表面附近运行时的速度大于7.9km/s C人在 Gliese581c 上所受重力比在地球上所受重力大DGliese581c 的平均密度比地球平均密度小解析】由GMmr2 mr(2/T)2得：T42r3GM，类地行星绕红矮星转与飞船绕类地行星转相比，不知道42r3GM是否相等，故选项A 错；由GMmR2mv2R，得 vGMR，又这颗类地行星的质量M5M，半径 R1.5R，故选项B 对；由 mg GmMR2，解得gg209，故选项C 对；由 MV，V43 R3，故 3M4 R3，M5M，半径 R1.5R，解得 4027，故选项 D错【答案】BC 12(2009 河南示范性高中联考)2008 年 9 月 25 日 21 时 10 分，“神舟七号”飞船成功发射，出舱活动结束后，释放了伴飞小卫星，并围绕轨道舱进行伴飞试验此时，与“神舟七号”相距 100 公里至 200 公里的伴飞小卫星，将开始其观测、“追赶”、绕飞的三步试验：第一步是由其携带的导航定位系统把相关信息传递给地面飞控中心，通过地面接收系统，测量伴飞小小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学卫星与轨道舱的相对距离；第二步是由地面飞控中心发送操作信号，控制伴飞小卫星向轨道舱“追”去，“追”的动力为液氨推进剂，因此能够以较快速度接近轨道舱；第三步是通过变轨调姿，绕着轨道舱飞行下列关于伴飞小卫星的说法中正确的是()A伴飞小卫星保持相距轨道舱一定距离时的向心加速度等于飞船的向心加速度B伴飞小卫星绕轨道舱飞行时，飞船对它的万有引力提供了它绕飞船绕行的向心力C若要伴飞小卫星“追”上轨道舱，只需在原轨道上加速即可D伴飞小卫星绕轨道舱飞行时，飞船以它的万有引力不足以提供它绕飞船运动的向心力【解析】伴飞小卫星与轨道舱相对静止，即绕地球做匀速圆周运动，二者的线速度大小相同，轨道半径相等，故向心加速度相等，A 正确；小卫星速度增大后，轨道半径也会随之增大，此时小卫星与轨道舱不在同一高度的轨道上，无法追上轨道舱，C 错误；小卫星绕轨道舱做圆周运动的向心力，B 错误，D 正确【答案】AD 二、实验题(本题共 2 小题，共18 分)13在“研究平抛物体的运动”的实验中，为了描出物体的运动轨迹，实验应有下列各个步骤：A以 O 为原点，画出与y 轴相垂直的水平轴x 轴；B把事先做的有缺口的纸片用手按在竖直木板上，使由斜槽上滚下抛出的小球正好从纸片的缺口中通过，用铅笔在白纸上描下小球穿过这个缺口的位置；C每次都使小球由斜槽上固定的标卡位置开始滚下，用同样的方法描出小球经过的一系列位置，并用平滑的曲线把它们连接起来，这样就描出了小球做平抛运动的轨迹；D用图钉把白纸钉在竖直木板上，并在木板的左上角固定好斜槽；E在斜槽末端抬高一个小球半径处定为O 点，在白纸上把O 点描下来，利用重垂线在白纸上画出过O 点向下的竖直直线，定为y 轴在上述实验中，缺少的步骤F 是_，正确的实验步骤顺序是_【答案】调整斜槽使放在斜槽末端的小球可停留在任何位置，说明斜槽末端切线已水平DFEABC 14 一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在该行星上飞船上备有以下实验器材A精确秒表一只B已知质量为m 的物体一个C弹簧秤一个D天平一台(附砝码)已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量数据，可求出该星球的半径R及星球的质量M.(已知引力常量为G)(1)两次测量所选用的器材分别为_，_.(用序号表示)(2)两次测量的物理量分别是_，_.(3)用该数据写出半径R，质量 M 的表达式 R_，M_.【解析】(1)ABC(2)周期 T，物体重力F.(3)gF/m，宇宙飞船在靠近该行星表面的圆形轨道绕行，mg m(2T)2R，联立解得RFT242m.又GMmR2m(2T)2R，消去R，解得M小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学F3T4164m3G.【答案】(1)ABC(2)周期 T物体重力 F(3)FT242mF3T4164m3G三、计算题(本题共包括4 小题，共 54 分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15 A、B 两小球同时从距地面高为h15m 处的同一点抛出，初速度大小均为v010m/s.A竖直向下抛出，B 球水平抛出，空气阻力不计，重力加速度取g10m/s2.求：(1)A 球经过多长时间落地？(2)A 球落地时，A、B 两球间的距离是多少？【解析】(1)A 球做竖直下抛运动hv0t12gt2将 h15m、v010m/s 代入，可得t1s.(2)B 球做平抛运动，xv0t，y12gt2将 v0 10m/s、t1s 代入，可得x10m，y5m.此时 A 球与 B 球的距离为Lx2(hy)2将 x、y、h 数据代入，得L 10 2m.【答案】(1)1s(2)102m 16如图所示，细绳一端系着质量为M0.6kg 的物体，静止在水平面上，另一端通过光滑小孔吊着质量m0.3kg 的物体，M 的中点与圆孔距离为 0.2m，并知M 和水平面的最大静摩擦力为2N.现使此平面绕中心轴线转动，问角速度在什么范围内m 处于静止状态？(g 取 10m/s2)【解析】设 M 和水平面保持相对静止，当具有最小值时，M 有向着圆心运动的趋势，故水平面对M 的摩擦力方向与指向圆心方向相反，且等于最大静摩擦力 Ffm2N.对于 M：FTFfmM 21r1FTFfmMr0.31020.60.2rad/s2.9rad/s 当 具有最大值时，M 有离开圆心O 的趋势，水平面对M 摩擦力方向指向圆心，Ffm2N，对于 M：FTFfmM 22r2mgFfmMr 6.5rad/s 故 的范围是2.9rad/s 6.5rad/s.【答案】2.9rad/s 6.5rad/s 小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学17如图所示，位于竖直平面上有14圆弧的光滑轨道，半径为R，OB 沿竖直方向，A 点距地面的竖直高度为H，把质量为m 的钢球从A 点由静止释放，最后落在了水平面上的C 点处，已知重力加速度为g，不计空气阻力，求：(1)钢球刚到达B 点及滑过B 点时加速度分别多大？(2)钢球落地点C 距 B 点的水平距离s 为多少？(3)比值 R/H 为多少时，s最大？这个最大值为多少？【解析】(1)小球由 A 到 B 过程中机械能守恒mgR12mv2小球刚到达B 点时有向心加速度a1a1v2R由 得：a12g滑过 B 点时，只受重力，加速度a2 g.(2)小球离开B 点后做平抛运动HR12gt2s vt由 得 s 2HRR2.(3)根据 s2HRR2得 RH2即RH12时，s 最大 smH 或 sm2R.【答案】(1)2gg(2)2HR R2(3)12H 或 2R18(2009 石家庄质检)一组宇航员乘坐太空穿梭机S，去修理位于离地球表面h6.0105m 的圆形轨道上的太空望远镜H.机组人员使穿梭机S 进入与 H 相同的轨道并关闭助推火箭，望远镜在穿梭机前方数千米处，如图所示已知地球半径为R 6.4106m，地球表面重力加速度为g9.8m/s2，第一宇宙速度为v7.9km/s.(1)穿梭机所在轨道上的向心加速度g为多少？(2)计算穿梭机在轨道上的速率v；(3)穿梭机需先进入半径较小的轨道，才有较大的角速度追上望远镜试判断穿梭机要进入较低轨道时应增加还是减小其原有速率，试说明理由【解析】(1)由 mgGMmR2，得地球表面的重力加速度为gGMR2同理穿梭机所在轨道上的向心加速度为小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学gGMr2联立以上二式并代入数据解得g8.2m/s2(2)由 GMmR2mv2R，可得第一宇宙速度vGMR同理穿梭机在轨道上的速率vGMr代入数据解得v7.6km/s(3)应减速由GMmr2mv2r知穿梭机要进入较低轨道，必须有万有引力大于穿梭机做圆周运动所需的向心力，故当v减小时，mv2r才减小，则GMmr2mv2r.