高考物理一輪復習檢測試題福建專用第四章檢測試題

1、第四章檢測試題(時間:60分鐘滿分:100分)【測控導航】知識點題號1.對曲線運動的理解1、52.運動的合成與分解2、43.平拋運動的規(guī)律74.探究平拋運動的規(guī)律105.圓周運動6、8、96.人造衛(wèi)星的運動規(guī)律11、137.萬有引力與平拋運動的綜合38.曲線運動的綜合12、14一、選擇題(本題共9小題,每小題5分,共45分.在每小題給出的四個選項中,只有一個選項正確,選對的得5分,選錯或不選的得0分)1.(2012師大附中模擬)在地面上觀察下列物體的運動,其中物體一定做曲線運動的是 (C)A.向東運動的質(zhì)點受到一個向西的力的作用B.河水勻速流動,正在河里勻速駛向?qū)Π兜钠.正在豎直上升的氣球

2、突然遭遇一陣北風D.在勻速行駛的列車上,相對列車水平向后拋出的一個小球解析:A:質(zhì)點受向西的力與向東的速度在同一直線上,故質(zhì)點仍做直線運動;B:兩個勻速直線運動的合運動仍是勻速直線運動;C:氣球的運動方向與受力方向不共線,做曲線運動;D:若小球相對車向后拋出的速度與車前進的速度大小相同,則小球相對地面的速度為零,做自由落體運動,為直線運動.2.質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點在xOy平面內(nèi)做曲線運動,在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖所示,下列說法正確的是(A)A.質(zhì)點的初速度為5 m/sB.質(zhì)點所受的合力為5 NC.質(zhì)點初速度的方向與合力方向垂直D.2 s末質(zhì)點速度大小為6 m/s解析:由x方向的

3、速度圖象可知,在x方向的初速度vx=3 m/s,加速度大小為a=1.5 m/s2,受力Fx=ma=3 N,由在y方向的位移圖象可知在y方向做勻速直線運動,速度為vy=4 m/s,受力Fy=0.因此質(zhì)點的初速度為v0=5 m/s,A正確;受到的合力為3 N,B錯誤;顯然,質(zhì)點初速度方向與合力方向不垂直,C錯誤;2 s末質(zhì)點速度應該為v= m/s=2 m/s,D錯誤.3.(2012福州期末模擬)某星球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的9倍,半徑約為地球半徑的一半,若從地球表面高h處平拋一物體,射程為60 m,則在該星球上,從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體,射程應為 (A)A.10 mB.15 mC.90 m

4、D.360 m解析:由平拋運動公式可知,射程x=v0t=v0,即v0、h相同的條件下x,又由g=,可得=()2=×()2=,所以=,x星=10 m,選項A正確.4.質(zhì)量m=4 kg的質(zhì)點靜止在光滑水平面上的直角坐標系的原點O,先用沿+x軸方向的力F1=8 N作用了2 s,然后撤去F1;再用沿+y方向的力F2=24 N作用了1 s.則質(zhì)點在這3 s內(nèi)的軌跡為(D)解析:質(zhì)點在F1的作用下由靜止開始從坐標系的原點O沿+x軸方向加速運動,加速度a1=2 m/s2,速度為v1=a1t1=4 m/s,對應位移x1=v1t1=4 m,到2 s末撤去F1再受到沿+y方向的力F2的作用,物體在+x軸

5、方向勻速運動,x2=v1t2=4 m,在+y方向加速運動,+y方向的加速度a2=6 m/s2方向向上,速度v2=a2t2=6 m/s,對應的位移y=a2=3 m,物體做曲線運動,選項A、B、C錯誤.5.(2011年安徽卷)一般的曲線運動可以分成很多小段,每小段都可以看成圓周運動的一部分,即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替.如圖(甲)所示,曲線上A點的曲率圓定義為:通過A點和曲線上緊鄰A點兩側(cè)的兩點作一圓,在極限情況下,這個圓就叫做A點的曲率圓,其半徑叫做A點的曲率半徑.現(xiàn)將一物體沿與水平面成角的方向以速度v0拋出,如圖(乙)所示.則在其軌跡最高點P處的曲率半徑是(C)A.B.C.D.解

6、析:根據(jù)運動的分解,物體斜拋到最高點P的速度vP=v0cos ;在最高點P,物體所受重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律mg=,解得=.故選項C正確.本題涉及到曲率圓、曲率半徑,此規(guī)律可以拓展到地球衛(wèi)星橢圓運動中的近地點和遠地點兩個特殊位置,在這兩個位置萬有引力提供向心力,而其他位置則不是.6.如圖所示兩段長均為L的輕質(zhì)線共同系住一個質(zhì)量為m的小球,另一端分別固定在等高的A、B兩點,A、B兩點間距也為L,今使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,當小球到達最高點時速率為v,兩段線中張力恰好均為零,若小球到達最高點時速率為2v,則此時每段線中張力大小為(A)A.mgB.2mgC.3mgD.4mg解析:當小球到

7、達最高點速率為v時,有mg=m,當小球到達最高點速率為2v時,應有F+mg=m=4mg,所以F=3mg,此時最高點兩繩上的力如圖所示,所以T=mg,A正確.7.在同一水平直線上的兩位置分別沿同方向拋出兩小球A和B,其運動軌跡如圖所示,不計空氣阻力.要使兩球在空中相遇,則必須 (C)A.先拋出A球B.先拋出B球C.同時拋出兩球D.使兩球質(zhì)量相等解析:兩球在同一水平線上,到相遇點的豎直高度相同,要使兩球在空中相遇,兩球一定同時拋出,因A球的水平位移大些,因此拋A球的水平速度應大些,與兩球質(zhì)量無關(guān),故只有C正確.8.如圖所示是用以說明向心力和質(zhì)量、半徑之間關(guān)系的儀器,球P和球Q可以在光滑水平桿上無摩

8、擦地滑動,兩球之間用一條輕繩連接,mP=2mQ.當整個裝置繞中心軸以角速度勻速旋轉(zhuǎn)時,兩球離轉(zhuǎn)軸的距離保持不變,則此時(C)A.兩球均受到重力、支持力、繩的拉力和向心力四個力的作用B.P球受到的向心力大于Q球受到的向心力C.rP一定等于D.當增大時,P球?qū)⑾蛲膺\動解析:兩球均受到重力、支持力和繩的拉力三個力的作用,向心力由繩的拉力提供,A錯誤;同一根繩上張力相等,所以P球受到的向心力大小等于Q球受到的向心力大小,B錯誤;對兩球而言,角速度相同,有:mP2rP=mQ2rQ,所以rP一定等于,C正確;當增大時,兩球受到繩的張力都增大,仍有mP2rP=mQ2rQ,所以只要繩子沒斷,球?qū)⒉粫蛲膺\動,

9、D錯誤.9. (2012銅陵模擬)如圖所示,螺旋形光滑軌道豎直放置,P、Q為對應的軌道最高點,一個小球以一定速度沿軌道切線方向進入軌道,且能過軌道最高點P,則下列說法中正確的是(B)A.軌道對小球做正功,小球的線速度vP>vQB.軌道對小球不做功,小球的角速度P<QC.小球的向心加速度aP>aQD.軌道對小球的壓力FP>FQ解析:軌道對小球的支持力始終與小球運動方向垂直,軌道對小球不做功;小球從P運動到Q的過程中,重力做正功,動能增大,可判斷vP<vQ;根據(jù)v=r,rP>rQ可知,P<Q,選項A錯誤、選項B正確;再利用向心加速度a=v2/r,vP<

10、;vQ,rP>rQ,可知aP<aQ,選項C錯誤;在最高點mg+N=ma,即N=ma-mg,因aP<aQ,所以FQ>FP,選項D錯誤.二、填空題(共15分)10.(9分)如圖所示的是“研究小球的平拋運動”時拍攝的閃光照片的一部分,其背景是邊長為5 cm的小方格,取g=10 m/s2.由此可知:閃光頻率為 Hz;小球拋出時的初速度大小為 m/s;從拋出點到C點,小球速度的改變最大為 m/s. 解析:由題圖知,在水平方向上有xAB=xBC=0.25 m,則TAB=TBC=T,xAB=v0T.在豎直方向上有yBC-yAB=gT2,解得T=0.1 s,v0=2.5 m/

11、s,則頻率f=10 Hz.B點豎直分速度為vBy=3 m/s,則從拋出點到C點速度改變量為v=vCy=vBy+gT=4 m/s.答案:102.5411.(2011年海南卷)(6分)2011年4月10日,我國成功發(fā)射第8顆北斗導航衛(wèi)星.建成以后北斗導航系統(tǒng)將包含多顆地球同步衛(wèi)星,這有助于減少我國對GPS導航系統(tǒng)的依賴.GPS由運行周期為12小時的衛(wèi)星群組成.設(shè)北斗導航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星和GPS導航衛(wèi)星的軌道半徑分別為R1和R2,向心加速度分別為a1和a2,則R1R2=,a1a2=.(可用根式表示) 解析:同步衛(wèi)星周期為T1=24 h.GPS導航衛(wèi)星的周期T2=12 h,由=mR()2知=,

12、得=;衛(wèi)星做勻速圓周運動由萬有引力充當向心力,G=ma,可見向心加速度a與R2成反比,即=.答案:11三、計算題(共40分)12.(12分)如圖(甲)為某游樂場的游樂設(shè)施的示意圖,其中AB為斜面滑槽,與水平方向的夾角為37°,BC為很短的光滑水平滑槽.水平滑槽與其下方的水池水面高度差H為1.25 m,已知某兒童在斜面滑槽上從A點開始滑到B點過程的速度-時間圖象如圖(乙)所示,為了處理問題的方便,可以把兒童看成質(zhì)點,兒童通過B點時的速率不變,并且不計空氣阻力,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,試求:(1)兒童與斜面滑槽間的動摩擦因

13、數(shù);(2)兒童落水點與水平滑槽末端C的水平距離.解析:(1)設(shè)兒童下滑的加速度大小為a,則由速度-時間圖象得:a= m/s2=2 m/s2(2分)以斜面上滑行的兒童為研究對象,進行受力分析由牛頓第二定律得:mgsin 37°-mgcos 37°=ma(2分)代入數(shù)據(jù)求解得:=0.5.(1分)(2)由題設(shè)可知,兒童從C點開始做平拋運動,豎直方向:H=gt2(3分)水平方向:x=vBt(3分)聯(lián)立兩式代入數(shù)據(jù)解得:x=2 m.(1分)答案:(1)0.5(2)2 m13.(2011年安徽卷)(14分)(1)開普勒行星運動第三定律指出:行星繞太陽運動的橢圓軌道的半長軸a的三次方與它

14、的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比,即=k,k是一個對所有行星都相同的常量.將行星繞太陽的運動按圓周運動處理,請你推導出太陽系中該常量k的表達式.已知萬有引力常量為G,太陽的質(zhì)量為M太.(2)開普勒定律不僅適用于太陽系,它對一切具有中心天體的引力系統(tǒng)(如地月系統(tǒng))都成立.經(jīng)測定月地距離為3.84×108 m,月球繞地球運動的周期為2.36×106 s,試計算地球的質(zhì)量M地.(G=6.67×10-11 N·m2/kg2,結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析:(1)因行星繞太陽做勻速圓周運動,于是軌道半長軸a即為軌道半徑r, 根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有G=m行()2r(

15、4分) 于是有=M太(2分) 即k=M太.(2分) (2)在地月系統(tǒng)中,設(shè)月球繞地球運動的軌道半徑為R,周期為T.由式可得=M地(2分) 解得M地=6×1024 kg.(4分)(M地=5×1024 kg也正確)答案:(1)k=M太(2)6×1024 kg14.(14分)如圖所示,一根長0.1 m的細線,一端系著一個質(zhì)量為0.18 kg的小球,拉住線的另一端,使球在光滑的水平桌面上做勻速圓周運動,使小球的轉(zhuǎn)速很緩慢地增加,當小球的轉(zhuǎn)速增加到開始時轉(zhuǎn)速的3倍時,細線斷開,線斷開前的瞬間線受到的拉力比開始時大40 N,求:(1)線斷開前的瞬間,線受到的拉力大小;(2)線斷開的瞬間,小球運動的線速度大小;(3)如果小球離開桌面時,速度方向與桌邊線的夾角為60°,桌面高出地面0.8 m,則小球飛出后的落地點距桌邊線的水平距離.(取g=10 m/s2)解析:(1)線的拉力提供向心力,設(shè)開始時角速度為0,向心力是T0,線斷開的瞬間,角