届高三物理浙江学考一轮复习练习第4章 学考章末检测4 Word版含答案.docx
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届高三物理浙江学考一轮复习练习第4章学考章末检测4Word版含答案
学考章末检测(四)
一、选择题(本题共13小题,每小题5分,共65分.每小题列出的四个备选项中,只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.曲线运动的物体速度方向保持不变
B.曲线运动一定是变速运动
C.物体受到变力作用时就做曲线运动
D.曲线运动的物体受到的合外力可以为零
B [既然是曲线运动,它的速度方向必定是改变的,所以曲线运动一定是变速运动,A错误,B正确;物体受到变力的作用,如果力的方向和速度在同一条直线上时,物体做的是直线运动,只不过是物体的加速度的大小在变化,所以C错误;既然是曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,物体一定受到合外力的作用,合外力不可能为零,所以D错误.]
2.(2016·杭州重点中学高二第二学期期中)如图1所示,某同学让带有水的伞绕伞柄旋转,可以看到伞面上的水滴沿伞边水平飞出.若不考虑空气阻力,水滴飞出后的运动是( )【导学号:
81370611】
图1
A.匀速直线运动 B.平抛运动
C.自由落体运动D.圆周运动
B [水滴在最高处离开伞边缘,沿切线方向水平飞出,由于只受重力,所以做平抛运动,故B正确.]
3.如图2所示,由于地球的自转,地球表面上P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动,对于P、Q两物体的运动,下列说法正确的是( )
图2
A.P、Q两点的角速度大小相等
B.P、Q两点的线速度大小相等
C.P点的线速度比Q点的线速度大
D.P、Q两物体均受重力和支持力两个力作用
A [P、Q两点都是绕地轴做匀速圆周运动,角速度相等,即ωP=ωQ,选项A对;根据圆周运动线速度v=ωR,P、Q两点到地轴的距离不等,即P、Q两点圆周运动线速度大小不等,选项B错;Q点到地轴的距离远,圆周运动半径大,线速度大,选项C错;P、Q两物体均受到万有引力和支持力作用,二者的合力是圆周运动的向心力,我们把与支持力等大反向的平衡力即万有引力的一个分力称为重力,选项D错.]
4.如图3所示,质量相等的a、b两物体放在圆盘上,到圆心的距离之比是2∶3,圆盘绕圆心做匀速圆周运动,两物体相对圆盘静止,a、b两物体做圆周运动的向心力之比是( )
图3
A.1∶1B.3∶2
C.2∶3D.9∶4
C [a、b随圆盘转动,角速度相同,向心力正比于半径,C正确.]
5.(2017·丽水市联考)船在静水中的航速为v1,水流的速度为v2.为使船行驶到河正对岸的码头,则v1相对v2的方向应为( )
C [根据运动的合成与分解的知识,可知要使船垂直到达河对岸即要求船的合速度指向河对岸.根据平行四边形定则,只有C图中的航向才符合要求.]
6.“北斗卫星”导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统,“北斗卫星”导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成.对于5颗位于赤道上空的地球同步卫星,下列说法正确的是( )
A.动能相等,受到地球的万有引力不相等
B.角速度相等,周期不相等
C.线速度、加速度的大小均相等
D.周期相等,轨道半径不相等
C [同步卫星的周期、轨道半径相同,则根据万有引力定律可知,线速度、加速度大小相等,由于质量关系未知,动能大小关系不确定,C正确,A、B、D错误.]
7.如图4所示,汽车通过拱形桥时的运动可看做圆周运动.质量为m的汽车以速率v通过拱形桥最高点时,若桥面的圆弧半径为R,则此时汽车对桥面的压力大小为( )【导学号:
81370612】
图4
A.mgB.2mg
C.mg-m
D.mg+m
C [根据牛顿第三定律,汽车对桥的压力等于桥对汽车的支持力.对汽车受力分析,受重力和支持力,由于汽车做圆周运动,故合力提供向心力,有mg-FN=m
,解得FN=mg-m
,故选C.]
8.无风时气球匀速竖直上升,速度为3m/s.现吹水平方向的风,使气球获4m/s的水平速度,气球经一定时间到达某一高度h,则有风后( )
A.气球实际速度的大小为7m/s
B.气球的运动轨迹是曲线
C.若气球获5m/s的水平速度,气球到达高度h的路程变长
D.若气球获5m/s的水平速度,气球到达高度h的时间变短
C [有风时,气球实际速度的大小v=
m/s=5m/s,A错误;气球沿合速度方向做匀速直线运动,轨迹为直线,B错误;水平速度增大,但气球飞行的时间不变,水平方向的位移增大,竖直方向的位移不变,合位移增大,故气球到达高度h的路程变长,C正确,D错误.]
9.(2017·宁波联考)如图5所示,在光滑水平面上,钉有两个钉子A和B,一根长细绳的一端系一个小球,另一端固定在钉子A上,开始时小球与钉子A、B均在一条直线上(图示位置),且细绳的一大部分沿俯视顺时针方向缠绕在两钉子上,现使小球以初速度v0在水平面上沿俯视逆时针方向做圆周运动,使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放,在绳子完全被释放后与释放前相比,下列说法正确的是( )
图5
A.小球的线速度变大
B.小球的角速度变大
C.小球的加速度变大
D.细绳对小球的拉力变小
D [小球以初速度v0在水平面上沿俯视逆时针方向做圆周运动,小球的线速度不变,选项A错误;由于v=ωr,两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放,小球做圆周运动的半径r增大,角速度减小,选项B错误;由a=vω可知,小球的加速度变小,选项C错误;由牛顿第二定律可知,细绳对小球的拉力变小,选项D正确.]
10.如图6所示为空间站中模拟地球上重力的装置,环形实验装置的外侧壁相当于“地板”,让环形实验装置绕O点旋转,能使“地板”上可视为质点的物体与地球表面处有同样的“重力”,则旋转角速度应为(地球表面重力加速度为g,装置的外半径为R)( )【导学号:
81370613】
图6
A.
B.
C.2
D.
A [物体随同环形装置做圆周运动,“重力”提供向心力,可得mg=mω2R,解得ω=
,A正确,B、C、D错误.]
11.有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆台形表演台的侧壁高速行驶,在水平面内做匀速圆周运动.图7中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为h.如果增大高度h,则下列关于摩托车说法正确的是( )
图7
A.对侧壁的压力FN增大
B.做圆周运动的周期T不变
C.做圆周运动的向心力F增大
D.做圆周运动的线速度增大
D [摩托车做匀速圆周运动,提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力FN的合力,作出受力分析图.
设圆台侧壁与竖直方向的夹角为α,侧壁对摩托车的支持力FN=
不变,则摩托车对侧壁的压力不变,故A错误;向心力F=
,m、α不变,故向心力大小不变,C错误;根据牛顿第二定律得F=m
r,h越高,r越大,F不变,则T越大,故B错误;根据牛顿第二定律得F=m
,h越高,r越大,F不变,则v越大,故D正确.]
12.关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法,正确的是
( )
A.若其质量加倍,则轨道半径也要加倍
B.它在北京上空运行,故可用于我国的电视广播
C.它以第一宇宙速度运行
D.它运行的角速度与地球自转角速度相同
D [由G
=m
得r=
,可知轨道半径与卫星质量无关,A错;同步卫星的轨道平面必须与赤道平面重合,即在赤道上空运行,不能在北京上空运行,B错;第一宇宙速度是卫星在最低圆轨道上运行的速度,而同步卫星在高轨道上运行,其运行速度小于第一宇宙速度,C错;所谓“同步”就是卫星保持与地面赤道上某一点相对静止,所以同步卫星的角速度与地球自转角速度相同,D对.]
13.a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星.其中a、c的轨道相交于P,b、d在同一个圆轨道上,b、c的轨道在同一平面上.某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图8所示,下列说法中正确的是( )
图8
A.a、c的加速度大小相等,且大于b的加速度
B.b、c的角速度大小相等,且小于a的角速度
C.a、c的线速度大小相等,且小于d的线速度
D.a、c存在P点相撞的危险
A [由G
=m
=mω2r=m
r=ma可知,选项A正确,B、C错误;因a、c的轨道半径相同,周期相同,只要图示时刻不撞,以后就不可能相撞了.]
二、非选择题(本题共4小题,共35分)
14.(7分)在研究平抛运动的实验中:
(1)研究平抛运动,下面哪些做法可以减小实验误差________.
A.使用密度大、体积小的钢球
B.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
C.实验时,让小钢球每次都从同一高度由静止开始滚下
D.使斜槽末端切线保持水平
(2)小钢球抛出点的位置必须及时记录在白纸上,然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴,竖直线是用____________来确定的.
(3)某同学在做“研究平抛运动”的实验中,忘记记下小钢球做平抛运动的起点位置O,A为小钢球运动一段时间后的位置,根据如图9所示,求出小钢球做平抛运动的初速度为________m/s.【导学号:
81370614】
图9
【解析】
(1)研究平抛运动时,钢球体积越小,所受空气阻力越小,并且记录小钢球通过的位置越准确,A正确;小钢球每次从斜槽上的同一位置由静止开始滚下,可保证小钢球的初速度不变,与钢球和斜槽间的摩擦无关,B错误,C正确;实验时必须使斜槽末端的切线水平,以确保小钢球水平飞出做平抛运动,D正确.(3)由题图可知AB、BC间的竖直距离
yAB=15cm=0.15m,yBC=25cm=0.25m
因为xAB=xBC=0.20m,所以小钢球从A运动到B的时间和从B运动到C的时间相同,设此时间为t.
据yBC-yAB=gt2得
t=
=
s=0.10s
又因为xAB=v0t
所以v0=
=
m/s=2.0m/s.
【答案】
(1)ACD
(2)重垂线 (3)2.0
15.(8分)如图10所示是马戏团中上演的飞车节目,在竖直平面内有半径为R的圆轨道.表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动.已知人和摩托车的总质量为m,人以v1=
的速度过轨道最高点B,并以v2=
v1的速度过最低点A.求在A、B两点轨道与摩托车之间的弹力大小各为多少?
图10
【解析】 在A点受力如图,由牛顿第二定律有:
FN-mg=m
可得:
FN=7mg
在B点受力如图,由牛顿第二定律有:
FN′+mg=m
得:
FN′=mg.
【答案】 7mg mg
16.(9分)(2017·绍兴调研)一辆质量m=2t的轿车,驶过半径R=90m的一段凸形桥面,g取10m/s2,求:
(1)轿车以10m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面的压力是多大?
(2)在最高点对桥面的压力等于轿车重力的一半时,车的速度大小是多少?
【解析】
(1)轿车通过凸形桥面最高点时,受力分析如图所示:
合力F=mg-FN,由向心力公式得mg-FN=m
故轿车受到桥面的支持力大小FN=mg-m
=(2000×10-2000×
)N=1.78×104N
根据牛顿第三定律,轿车在桥的顶点时对桥面压力的大小为1.78×104N.
(2)对桥面的压力等于轿车重力的一半时,向心力F=mg-FN=0.5mg,而F=m
,所以此时轿车的速度大小v′=
=
m/s=15
m/s.
【答案】
(1)1.78×104N
(2)15
m/s
17.(11分)如图11所示,一个可视为质点的质量m=1kg的木块从P点以初速度v0=5m/s向右运动,木块与水平面间的动摩擦因数为0.4,木块运动到M点后水平抛出,恰好沿竖直的粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力).已知圆弧的半径R=0.5m,半径OA与竖直半径OB间的夹角θ=53°,木块到达A点时的速度vA=5m/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2.
(1)求P到M的距离l;
(2)求M、A间的距离s;
(3)若木块到达圆弧底端B点时速度大小vB=5m/s,求此时木块对轨道的压力.【导学号:
81370615】
图11
【解析】
(1)木块做平抛运动的初速度v等于vA的水平分速度,由题图可知:
v=vAcosθ=3m/s
木块在水平面上滑行时的加速度大小a=μg=4m/s2
P到M的距离l=
=2m.
(2)由题图可知,木块运动至A点时竖直方向的分速度为:
vy=vAsinθ=4m/s
设M点与A点的水平距离为x,竖直距离为h,有:
vy=gt
v
=2gh
x=vt
s=
=
m.
(3)根据向心力公式得FN-mg=m
代入数据得FN=60N
由牛顿第三定律可知,木块对轨道的压力大小FN′=FN=60N,方向竖直向下.
【答案】
(1)2m
(2)
m (3)60N 方向竖直向下
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