2019《步步高》高考物理一轮复习讲义：章末自测卷(第四章) Word版含解析

章末自测卷(第四章)
(限时：45分钟)
一、单项选择题
1、关于物体的受力和运动,下列说法中正确的是()
A、物体在不垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不变
B、物体做曲线运动时,某点的加速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向
C、物体受到变化的合力作用时,它的速度大小一定改变
D、做曲线运动的物体,一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用答案： D
解析：物体在垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不变,故A错误；物体做曲线运动时,某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向,而不是加速度方向,故B错误；物体受到变化的合力作用时,它的速度大小可以不改变,比如匀速圆周运动,故C错误；物体做曲线运动的条件：一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用,故D正确、
2、(2017·辽宁师大附中期中)狗拉雪橇沿位于平面内的圆弧形道路匀速行驶,以下给出的四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力F f的示意图(图中O为圆心)中正确的是()
答案： C
解析：题图A中,F f与F的合力不指向圆心,没有力提供向心力,A错误；题图B中,雪橇受到的滑动摩擦力不应指向圆心,应与速度方向相
反,B错误；题图C、D中,雪橇受到向后的滑动摩擦力,牵引力与滑动摩擦力的合力指向圆心,牵引力偏向圆弧的内侧,C正确,D错误、
3、如图1所示,在足够长的斜面上的A点,以水平速度v0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上所用的时间为t1；若将此球改用2v0抛出,
落到斜面上所用时间为t2,则t1与t2之比为(
)
图1 A、1∶1 B、1∶2 C、1∶3 D、1∶4 答案： B
解析：斜面倾角的正切值tan θ＝y
x＝
1
2gt
2
v0t＝
gt
2v0,则运动的时间t＝
2v0tan θ
g,可知运动的时间与平抛运动的初速度有关,初速度变为原来的2倍,则运动时间变为原来的2倍,所以时间之比为1∶2,B正确、
4、(2018·湖南衡阳调研)两个质量不同的天体构成双星系统,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,下列说法正确的是() A、质量大的天体线速度较大B、质量小的天体角速度较大
C、两个天体的向心力大小相等
D、若在圆心处放一个质点,它受到的合力为零
答案： C
5、如图2所示,转动轴垂直于光滑水平面,交点O的上方h处固定细绳的一端,细绳的另一端拴接一质量为m的小球B,绳长AB＝l>h,小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动、要使球不离开水平面,转动轴的转速n的最大值是()
图2
A 、12πg h
B 、πgh
C 、12πg l
D 、2πl
g
答案： A
解析： 对小球,在水平方向有F T sin θ＝mω2R ＝4π2mn 2R ,在竖直方向有F T cos θ＋F N ＝mg ,且R ＝h tan θ,当球即将离开水平面时,F N ＝0,转速n
有最大值,联立解得n ＝12πg h ,则A 正确、
6、(2018·吉林公主岭模拟)飞机俯冲拉起时,飞行员处于超重状态,此时座位对飞行员的支持力大于其所受的重力,这种现象叫过荷、过荷过重会造成飞行员大脑贫血,四肢沉重,暂时失明,甚至昏厥、受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力大小的支持力影响、g 取10 m/s 2,则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲速度为100 m/s 时,圆弧轨道的最小半径为( )
A 、100 m
B 、111 m
C 、125 m
D 、250 m
答案： C
解析： 在飞机经过最低点时,对飞行员受力分析：受重力mg 和支持力F N ,两者的合力提供向心力,由题意,F N ＝9mg 时,圆弧轨道半径最小,
由牛顿第二定律列出：F N －mg ＝m v 2R min ,则得：8mg ＝m v 2
R min
,联立解得：R min ＝v 28g ＝1002
8×10
m ＝125 m,故C 正确、 7、假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4 200 km 的赤道上空绕地
球做匀速圆周运动,地球半径约为6 400 km,地球同步卫星距地面高为36 000 km,宇宙飞船和一地球同步卫星绕地球同向运行,每当二者相距最近时,宇宙飞船就向同步卫星发射信号,然后再由同步卫星将信号送到地面接收站、某时刻二者相距最远,从此刻开始,在一昼夜的时间内,接收站共接收到信号的次数为(忽略从宇宙飞船向同步卫星发射信号到地面接收站接收信号所用的时间)( )
A 、4次
B 、6次
C 、7次
D 、8次
答案： C
解析： 对飞船,G Mm (R ＋h 1)2＝m 4π2
T 21(R ＋h 1),对同步卫星,G Mm ′(R ＋h 2
)2＝m ′4π2
T 22
(R ＋h 2),由于同步卫星的运行周期为T 2＝24 h,可求出载人宇宙飞船的运行周期T 1＝3 h,因此飞船一昼夜内绕地球8圈,比同步卫星多运动了7圈,因此相遇7次,接收站共接收到7次信号,C 正确,A 、B 、D 错误、
8、一个物体静止在质量均匀的球形星球表面的赤道上,已知万有引力常量为G ,星球密度为ρ,若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零,则星球自转的角速度为( )
A 、4
3ρG π B 、3π
ρG
C 、ρG π
D 、3πρG
答案： A
二、多项选择题 9、(2018·河南郑州质检)暗物质是二十一世纪物理学之谜,对该问题的研究可能带来一场物理学的革命、为了探测暗物质,我国曾成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星、已知“悟空”在低于同步
卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动,经过时间t (t 小于其运动周期),运动的弧长为s ,与地球中心连线扫过的角度为β(弧度),引力常量为G ,则下列说法中正确的是( )
A 、“悟空”的线速度大于第一宇宙速度
B 、“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
C 、“悟空”的环绕周期为2πt β
D 、“悟空”的质量为s 3
GT 2β
答案： BC
解析： 第一宇宙速度为卫星的最大环绕速度,“悟空”的线速度不会
大于第一宇宙速度,A 错误；根据万有引力提供向心力得a ＝G M r 2,可知
半径小的向心加速度大,则“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星
的向心加速度,B 正确；“悟空”运动的角速度为ω＝βt ,周期T ＝2πt β,C
正确；“悟空”为绕行天体,不能计算其质量,D 错误、
10、如图3所示,两个水平圆盘的半径分别为R 、2R ,小圆盘转动时会带动大圆盘不打滑地一起转动、质量为m 的小物块甲放置在大圆盘上距离转轴为R 处,质量为2m 的小物块乙放置在小圆盘的边缘处,它们与盘面间的动摩擦因数相同、当小圆盘以角速度ω转动时,两物块均相对圆盘静止、下列说法正确的是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
图3
A 、小物块甲受到的摩擦力大小为14mω2R
B 、两物块的线速度大小相等
C 、在角速度ω逐渐增大的过程中,小物块甲先滑动
D 、在角速度ω逐渐减小的过程中,摩擦力对两物块做负功
答案： AD
11、我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星500”的模拟
实验活动、假设王跃登陆火星后,测得火星的半径是地球半径的12,质量
是地球质量的19、已知地球表面的重力加速度是g ,地球的半径为R ,王
跃在地球表面上能向上竖直跳起的最大高度是h ,忽略自转的影响,下列说法正确的是( )
A 、火星的密度为2g 3πGR
B 、火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度相等
C 、火星表面的重力加速度是4g 9
D 、王跃以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后,能达到的最大高
度是9h 4
答案： ACD
解析： 由G Mm R 2＝mg ,得g ＝GM R 2,已知火星半径是地球半径的12,质量是
地球质量的19,则火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的49,即
为49g ,选项C 正确；设火星质量为M ′,由万有引力等于重力可得：G M ′m R ′2
＝mg ′,解得：M ′＝gR 29G ,密度为：ρ＝M ′V ＝2g 3πGR ,选项A 正确；
由G Mm R 2＝m v 2R ,得v ＝GM
R ,火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的23倍,选项B 错误；王跃以v 0在地球上起跳时,根据竖直上抛的运动
规律得出跳起的最大高度是：h ＝v 202g ,由于火星表面的重力加速度是49g ,
王跃以相同的初速度在火星上起跳时,可跳的最大高度h ′＝94h ,故D
正确、
三、非选择题
12、在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图4所示、P 是个微粒源,能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒、高度为h 的探测屏AB 竖直放置,离P 点的水平距离为L ,上端A 与P 点的高度差也为h 、
图4
(1)若微粒打在探测屏AB 的中点,求微粒在空中飞行的时间；
(2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围；
(3)若打在探测屏A 、B 两点的微粒的动能相等,求L 与h 的关系、 答案： (1)3h g (2)L
2g h ≤v ≤L g
2h (3)L ＝22h
解析： (1)打在AB 中点的微粒 32h ＝12gt
2 ①
解得t ＝3h
g
② (2)打在B 点的微粒 v 1＝L t 1；2h ＝1
2gt 12
③
解得v 1＝L 2g
h ④ 同理,打在A 点的微粒初速度v 2＝L g
2h
⑤ 则能被屏探测到的微粒的初速度范围为L 2g
h ≤v ≤L g
2h
⑥
(3)由能量关系可得12m v 22＋mgh ＝1
2m v 12＋2mgh
⑦
联立④⑤⑦式得L ＝22h 、。