2011高考物理第一轮总复习满分练兵测试题33

2011届高考第一轮总复习满分练兵场第四章综合测试题本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．小球在水平桌面上做匀速直线运动，当它受到如图所示的力的作用时，小球可能运动的方向是 ( )A ．OaB ．ObC ．OcD ．Od[答案] D[解析] 小球受到力F 作用后，运动轨迹将向力的方向一侧发生弯曲，所以轨迹可能为Od 方向而Oa 、Ob 、Oc 都是不可能的．2．(2009·江南十校模拟)如图所示，某同学为了找出平抛运动的物体初速度之间的关系，用一个小球在O 点对准前方的一块竖直放置的挡板，O 与A 在同一高度，小球的水平初速度分别是v 1、v 2、v 3，打在挡板上的位置分别是B 、C 、D ，且AB BC CD ＝1 3 5.则v 1、v 2、v 3之间的正确关系是 ( )A ．v 1 v 2 v 3＝3 2 1B ．v 1 v 2 v 3＝5 3 1C ．v 1 v 2 v 3＝6 3 2D ．v 1 v 2 v 3＝9 4 1[答案] C[解析] 在竖直方向上，由t ＝2y g得小球落到B 、C 、D 所需的时间比 t 1 t 2 t 3＝AB AC AD ＝1 (1＋3) (1＋3＋5)＝1 2 3；在水平方向上，由v ＝x t得： v 1 v 2 v 3＝x t 1 x t 2 x t 3＝6 3 2. 3．如图所示，将完全相同的两小球A 、B 用长L ＝0.8m 的细绳悬于以速度v ＝4m/s 向右匀速运动的小车顶部，两球与小车的前、后壁接触，由于某种原因，小车突然停止，此时悬线的拉力之比F B F A 为(g 取10m/s 2) ( )A ．1 1B ．1 2C ．1 3D ．1 4[答案] C[解析] 小车突然停止，球B 也随之停止，故F B ＝mg ，球A 开始从最低点摆动，则F A －mg ＝m v 2L ，F A ＝m (g ＋v 2L)＝3mg 所以F B F A ＝13. 4．(2009·合肥一中质检)同步卫星的加速度为a 1，运行速度为v 1，地面附近卫星的加速度为a 2，运行速度为v 2，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a 3，速度为v 3，则( )A ．v 2>v 1>v 3B ．v 3>v 1>v 2C ．a 2>a 3>a 1D ．a 2>a 1>a 3[答案] AD[解析] 卫星运行速度为v ＝GM r，因同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以有v 2>v 1，同步卫星与地球自转的角速度相同，由v ＝ω·r 可知，v 1>v 3.卫星做圆周运动的加速度为a ＝GM r2，因同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以有a 2>a 1，同步卫星与地球自转的角速度相同，由a ＝ω2·r 可知，a 1>a 3.5．(2009·莱州模拟)如图所示，长为L 的细线，一端固定在O 点，另一端系一小球．把小球拉到与悬点O 处于同一水平面的A 点，并给小球竖直向下的初速度，使小球绕O 点在竖直平面内做圆周运动．要使小球能够在竖直平面内做完整的圆周运动，在A 处小球竖直向下的最小初速度应为 ( ) A.7gL B.5gLC.3gLD.2gL[答案] C[解析] 要使小球能够在竖直平面内做圆周运动，最高点最小速度满足mg ＝m v 2L，从A 到最高点，由动能定理有mgL ＝12m v 20－12m v 2，解得v 0＝3gL . 6．人造地球卫星可在高度不同的轨道上运行，下述判断正确的是 ( )A ．各国发射的所有人造地球卫星的运动速度都不超过v m ＝GM R 地B ．各国发射的所有人造地球卫星的运行周期都不超过T m ＝2πR 地R 地GMC ．若卫星轨道为圆形，则该圆的圆心必定与地心重合D ．地球同步卫星可相对地面静止在北京的正上空 [答案] AC[解析] G Mm r 2＝m v 2r ⇒v ＝GM r，故A 正确；轨道半径越大，周期越大，故B 错；万有引力提供向心力，万有引力在地心和卫星质心的连线上，故C 正确；地球同步卫星只能位于赤道上空，故D 错误．7．(2009·河南省实验中学模拟)如图所示，小球P 在A 点从静止开始沿光滑的斜面AB 运动到B 点所用的时间为t 1，在A 点以一定的初速度水平向右抛出，恰好落在B 点所用时间为t 2，在A 点以较大的初速度水平向右抛出，落在水平面BC 上所用时间为t 3，则t 1、t 2和t 3的大小关系错误的是 ( )A ．t 1>t 2＝t 3B ．t 1<t 2＝t 3C ．t 1>t 2>t 3D ．t 1<t 2<t 3[答案] BCD[解析] 设斜面倾角为θ，A 点到BC 面的高度为h ，则h sin θ＝12g sin θt 21，平抛落到B 点时，h ＝12gt 22，以较大的速度平抛，落到BC 面上时，h ＝12gt 23，可得出：t 1＝2h g sin 2θ>2h g ＝t 2＝t 3，故A 正确，B 、C 、D 错误．8．如图所示，我某集团军在一次空地联合军事演习中，离地面H 高处的飞机以水平对地速度v 1发射一颗炸弹轰炸地面目标P ，反应灵敏的地面拦截系统同时以初速度v 2竖直向上发射一颗炮弹拦截(炮弹运动过程看作竖直上抛)，设此时拦截系统与飞机的水平距离为s ，若拦截成功，不计空气阻力，则v 1、v 2的关系应满足 ( )A ．v 1＝H s v 2B ．v 1＝v 2s HC ．v 1＝s Hv 2 D ．v 1＝v 2 [答案] C[解析] 由题知从发射到拦截成功应满足，s ＝v 1t ，同时竖直方向应满足：H ＝12gt 2＋v 2t －12gt 2＝v 2t ，所以有s v 1＝H v 2，即v 1＝s Hv 2，C 选项正确． 9．(2009·郑州模拟)如图所示，倾斜轨道AC 与有缺口的圆轨道BCD 相切于C ，圆轨道半径为R ，两轨道在同一竖直平面内，D 是圆轨道的最高点，缺口DB 所对的圆心角为90°，把一个小球从斜轨道上某处由静止释放，它下滑到C 点后便进入圆轨道，要想使它上升到D 点后再落到B 点，不计摩擦，则下列说法错误的是 ( )A ．释放点须与D 点等高B ．释放点须比D 点高R /4C ．释放点须比D 点高R /2D ．使小球经D 点后再落到B 点是不可能的[答案] ABC[解析] 小球刚好过D 点的速度为v D ，由mg ＝m v 2D R得，v D ＝gR ，当落至与B 点等高的水平面上时，平抛的水平位移x ＝v D 2R g＝2R >R ，故经过D 点后小球不可能落至B 点，只有D 正确．10．(2010·长沙五校联考)如图所示光滑管形圆轨道半径为R (管径远小于R )，小球a 、b 大小相同，质量均为m ，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动．两球先后以相同速度v 通过轨道最低点，且当小球a 在最低点时，小球b 在最高点，以下说法正确的是 ( )A ．当小球b 在最高点对轨道无压力时，小球a 比小球b 所需向心力大5mgB ．当v ＝5gR 时，小球b 在轨道最高点对轨道无压力C ．速度v 至少为5gR ，才能使两球在管内做圆周运动D ．只要v ≥5gR ，小球a 对轨道最低点的压力比小球b 对轨道最高点的压力都大6mg[答案] BD [解析] 小球在最高点恰好对轨道没有压力时，小球b 所受重力充当向心力，mg ＝m v 20R⇒v 0＝gR ，小球从最高点运动到最低点过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒，2mgR＋12m v 20＝12m v 2，解以上两式可得：v ＝5gR ，B 项正确；小球在最低点时，F 向＝m v 2R＝5mg ，在最高点和最低点所需向心力的差为4mg ，A 项错；小球在最高点，内管对小球的支持力可以提供向心力，所以小球通过最高点的最小速度为零，再由机械能守恒定律可知，2mgR ＝12m v ′2，解得v ′＝2gR ，C 项错；当v ≥5gR 时，小球在最低点所受支持力F 1＝mg ＋m v 2R ，由最低点运动到最高点，2mgR ＋12m v 21＝12m v 2，小球对轨道压力F 2＋mg ＝m v 21R ，解得F 2＝m v 2R－5mg ，F 1－F 2＝6mg ，可见小球a 对轨道最低点压力比小球b 对轨道最高点压力都大6mg ，D 项正确．第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上)11．(5分)如图所示，台阶的高度都是0.4m ，一球以水平速度由第一级台阶上抛出欲打在第五级台阶上，则水平速度v 的取值范围是________．[答案] 6m/s ≤v ≤22m/s[解析] 台阶的高度都是0.4m ，小球欲打在第五级台阶上，初速度最小时应擦着第四级台阶边缘落下，初速度最大时应擦着第五级台阶边缘落下，这两种情况下与台阶碰撞位移夹角一定是45°，tan α＝y x ＝gt 2v 0，可知下落的高度越大，初速度越大．由t ＝2y g，得 v min ＝s 1t 1＝3×0.43×0.4×210m/s ＝6m/s ， v max ＝s 2t 2＝4×0.44×0.4×210m/s ＝22m/s. 故6m/s ≤v <22m/s.12．(5分)已知地球的半径为R ，自转角速度为ω，地球表面的重力加速度为g ，在赤道上空一颗相对地球静止的同步卫星离地面的高度是________．(用以上三个量表示)[答案] 3gR 2ω2－R [解析] 设地球质量为M ，卫星质量为m ，则GMm (R ＋h )2＝mω2(R ＋h )① 在地球表面，有g ＝GM /R 2②联立①②得h ＝3gR 2ω2－R . 13．(8分)F 1赛车是大众感兴趣的一项活动．上海国际赛车场采用了现代造型与中国文化融为一体的设计理念．下图是上海国际赛车场赛道(甲图)和美国印第安纳波利斯赛道(乙图)的图形(箭头方向表示赛车行驶方向)．(1)赛道中赛车的行驶速度是不同的，赛场通常会根据赛道特点，经过计算和测试，在赛道示意图上标注一些关键速度参考点(如速度最快点、速度最慢点等)，供赛车手参考．甲赛道标注的这些点中，速度最快的应是________点，速度最慢的应是________点．(2)甲赛道中，在f 、g 之间赛车手应当采取什么措施以保证顺利转弯？结合圆周运动，说明为什么需要采取该措施．类似f 到g 这样的区域乙赛道中也有，请指出其中一个(用乙赛道中所给字母表示)．[答案] (1)a b (2)刹车或减速 原因略 B 到C[解析] (1)车手驾驶赛车在比赛过程中为赢得比赛，当然是越快越好，但赛车在转弯时，需要摩擦力提供向心力，由于摩擦力达到最大静摩擦力后，不能再增加，所以赛车转弯时要减小到适当的速度．由F ＝m v 2r 可得v ＝Fr m，故弯道半径越小，赛车的速度越小才越安全，所以在直线段赛车速度较大，如图中a 点；车在弯道半径最小处速度最小，如b 点． (2)在赛车受到的最大静摩擦力(提供向心力)一定的情况下，由v ＝Fr m可知，转弯半径越小，车速要越小，故赛车在f 、g 间要减速，在乙赛道中可选B 到C .三、论述计算题(共4小题，共42分．解答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)14．(10分)五个直径d ＝5cm 的圆环连接在一起，用细线悬于O 点，枪管水平时枪口中心与第五个环心在同一水平面上，如图．它们相距100m ，且连线与球面垂直，现烧断细线，经过0.1s 后开枪射出子弹．若子弹恰好穿过第2个环的环心，求子弹离开枪口时的速度．(不计空气阻力，g 取10m/s 2)[答案] 1000m/s[解析] 设从子弹射出到穿过环心所用时间为t ，则根据平抛运动在竖直方向上做自由落体运动的特点，得竖直方向的位移关系：s 弹＋0.05×(5－2)m ＝s 环 即12gt 2＋0.05×3m ＝12g (t ＋0.1s)2， 解得t ＝0.1s.又据子弹水平方向做匀速直线运动，则v 0＝s t ＝1000.1m/s ＝1000m/s.15．(10分)2008年9月25日，我国载人航天宇宙飞船“神舟七号”进入预定轨道，且中国人成功实现了太空行走，并顺利返回地面．我们通过电视转播画面看到宇航员在出舱时好像“飘浮”在空中．(1)试分析航天员“飘浮”起来的原因．(2)已知地球的半径R ，地面的重力加速度g ，飞船距地面高h ，航天员在舱外活动的时间为t ，求这段时间内飞船走过的路程．[答案] (1)见[解析] (2)tR g R ＋h[解析] (1)航天员随舱做圆周运动，万有引力充当向心力，处于完全失重状态，故航天员“飘浮”起来．(2)由题知g ＝GM R2⇒GM ＝gR 2 又∵GM (R ＋h )2＝v 2(R ＋h )∴v ＝GM R ＋h ＝gR 2R ＋hl ＝v t ＝tR g R ＋h. 16．(11分)(2009·宁德模拟)我国射击运动员曾多次在国际大赛中为国争光，在2008年北京奥运会上又夺得射击冠军．我们以打靶游戏来了解射击运动．某人在塔顶进行打靶游戏，如图所示，已知塔高H ＝45m ，在与塔底部水平距离为s 处有一电子抛靶装置，圆形靶可被竖直向上抛出，初速度为v 1，且大小可以调节．当该人看见靶被抛出时立即射击，子弹以v 2＝100m/s 的速度水平飞出．不计人的反应时间及子弹在枪膛中的运动时间，且忽略空气阻力及靶的大小(取g ＝10m/s 2)．(1)当s 的取值在什么范围时，无论v 1多大都不能被击中？(2)若s ＝200m ，v 1＝15m/s 时，试通过计算说明靶能否被击中？[答案] (1)s >300m (2)见解析[解析] (1)欲使靶不被击中，抛靶装置应在子弹射程范围外．由H ＝12gt 2，s ＝v 2t 代入数据得s ＝300m ；故s 的取值范围应为s >300m. (2)设经过时间t 1，子弹恰好在抛靶装置正上方，此时靶离地面h 1，子弹下降了h 2，h 1＝v 1t 1－12gt 21，h 2＝12gt 21，s ＝v 2t 1， 联立以上各式解得h 1＝10m ，h 2＝20m.所以h 1＋h 2≠H ，靶不能被击中．17．(11分) (2010·安徽省合肥市五校联考)如图所示，BC 为半径等于252m 竖直放置的光滑细圆管，O 为细圆管的圆心，在圆管的末端C 连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ＝0.6的足够长粗糙斜面，一质量为m ＝0.5kg 的小球从O 点正上方某处A 点以v 0水平抛出，恰好能垂直OB 从B 点进入细圆管，小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F ＝5N 的作用，当小球运动到圆管的末端C 时作用力F 立即消失，小球能平滑地冲上粗糙斜面．(g ＝10m/s 2)求：(1)小球从O 点的正上方某处A 点水平抛出的初速度v 0为多少？(2)小球在圆管中运动时对圆管的压力是多少？(3)小球在CD 斜面上运动的最大位移是多少？[答案] (1)2m/s (2)7.1N (3)0.35m[解析] (1)小球从A 运动到B 为平抛运动，有：r sin45°＝v 0t在B 点有：tan45°＝gt v 0解以上两式得：v 0＝2m/s(2)在B 点由运动的合成与分解有：v B ＝v 0sin45°＝22m/s 小球在管中受三个力作用，则小球在管中以v B ＝22m/s 做匀速圆周运动 由圆周运动的规律可知圆管对小球的作用力F N ＝m v 2B r＝7.1N 据牛顿第三定律得小球对圆管的压力F N ′＝F N ＝7.1N(3)据牛顿第二定律得小球在斜面上滑的加速度a ＝mg sin45°＋μmg cos45°m＝82m/s 2 由匀变速运动规律得：小球在CD 斜面上运动的最大位移s ＝v 2B 2a ＝82×82m ＝0.35m.。