高考物理一轮复习章末质量检测（四）

幸未质量检测（四）

（时间：45分钟）

一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。1〜6题为单项选择题，7〜8

题为多项选择题）

1.野外骑行在近几年越来越流行，越来越受到人们的青睐，对于自行车的要求也

在不断的提高，很多都是可变速的。不管如何变化，自行车装置和运动原理都离

不开圆周运动。下面结合自行车实际情况与物理学相关的说法正确的是（）

甲乙丙

图1

A.图乙中前轮边缘处A、B、C、。四个点的线速度相同

B.大齿轮与小齿轮的齿数如图丙所示，则大齿轮转1圈，小齿轮转3圈

C.图乙中大齿轮边缘处E点和小齿轮边缘处R点角速度相同

D.在大齿轮处的角速度不变的前提下，增加小齿轮的齿数，自行车的速度将变

大

解析本题考查圆周运动中的传动装置，A、B、C、D四点线速度大小相等，方

向不同，选项A错误；齿数与周期成正比，选项B正确；E、/两点线速度大小

相同，半径不同，故角速度不同，选项C错误；若大齿轮角速度不变，增加小齿

轮齿数，则小齿轮周期变大，角速度变小，自行车速度变小，选项D错误。

答案B

2.组成星球的物质靠万有引力吸引在一起随星球自转。若某质量分布均匀的星球

的角速度为公，为使该星球不瓦解，该星球的密度至少为下列图象可能正确

的是（）

D

解析由题意知，赤道处最易瓦解，对于赤道处质量为〃7的物体，恰好瓦解时，

有“^=mR①，而解得口2=与多，B正确。

答案B

3.铁路在弯道处的内、外轨道高度是不同的，已知内、外轨道平面与水平面的夹

角为0,如图2所示，弯道处的圆弧半径为R,若质量为小的火车转弯时速度等

于y/gRtan/则（）

A.内轨对内侧车轮轮名彖有挤压

B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压

C.这时铁轨对火车的支持力等于婚

D.这时铁轨对火车的支持力大于黑

解析由牛顿第二定律/合=〃无，解得Z7合=mgtan。，此时火车只受重力和铁路

轨道的支持力作用，如图所示，/NCOS6="2g,则尸语焉，内、外轨道对火车

v-vJoC/

均无侧压力，故选项C正确，A、B、D错误。

mg

答案c

4.如图3所示，河水由西向东流，河宽为800m,河中各点的水流速度大小为。水,

3

各点到较近河岸的距离为x,。水与x的关系为v^=^r（m/s）（x的单位为m）,让

小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船划水速度大小恒为。船=4m/s,则下列说

法正确的是（）

亡东T

800

0tl，«

图3

A.小船渡河的轨迹为直线

B.小船在河水中的最大速度是5m/s

C.小船在距南岸200m处的速度小于在距北岸200m处的速度

D.小船渡河的时间是160s

解析小船在南北方向上为匀速直线运动，在东西方向上先加速，到达河中间后

再减速，小船的合运动是曲线运动，选项A错误；当小船运动到河中间时，东西

方向上的分速度最大，此时小船的合速度最大，最大值Om=5m/s,选项B正确;

小船在距南岸2（）0m处的速度等于在距北岸200m处的速度，选项C错误；小船

的渡河时间/=200\,洗项D错误。

答案B

5.（2019•衡水一中月考）2016年12月22日，我国成功发射了国内首颗全球二氧

化碳监测科学实验卫星（以下简称“碳卫星”）。如图4所示，设“碳卫星”在半

径为R的圆周轨道上运行，经过时间3通过的弧长为s,已知引力常数为G,下

列说法正确的是（）

图4

A.“碳卫星”内的物体处于平衡状态

B.“碳卫星”的运行速度大于7.9km/s

C.“碳卫星”的发射速度大于11.2km/s

D,可算出地球质量为弯

解析“碳卫星”绕地球运行，做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，故不是

平衡状态，处于失重状态，A错误；o=7.9km/s为第一宇宙速度，是最大的运行

速度，“碳卫星”轨道半径比地球半径大，因此其运行速度应小于7.9km/s,B

错误：。=7.9m/s为第一宇宙速度，是最小的地面发射速度，“碳卫星”轨道半

径比地球半径大，因此其发射速度应大于7.9km/s,C错误；“碳卫星”的线速

度v=~r根据万有引力提供向心力甯=〃瞪，解得地球质量乂聋=焉D

正确。

答案D

6.如图5所示，斜面A8C放在水平面上，斜边BC长为/,倾角为30。，在斜面

的.上端6点沿水平方向抛出一小球，结果小球刚好落在斜面下端C点，重力加速

度为g，则小球初速度。。的值为（）

图5

A.3Gl

解析根据/sin30°=；gP得由/cos3O0=vot得初速度vo」。,"=；

屈，所以选项C正确。

答案C

7.据报道，“卡西尼”号探测器4月26日首次到达土星和土星内环（碎冰块、

岩石块、尘埃等组成）之间，并在近圆轨道做圆周运动。在极其稀薄的大气作用下，

开启探测之旅。最后阶段一一“大结局”阶段，这一阶段将持续到九月中旬，直

至坠向土星的怀抱。若“卡西尼”只受土星引力和稀薄气体阻力作用，贝M）

图6

A.4月26日，“卡西尼”在近圆轨道上绕土星运动的角速度小于内环的角速度

B.4月28日，“卡西尼”在近圆轨道上绕土星运动的速率大于内环的速率

C.5月到6月间，“卡西尼”的动能越来越大

D.6月到8月间，“卡西尼”的动能、以及它与土星的引力势能之和保持不变

解析由题意可知，“卡西尼”在4月26日到达土星和土星内环之间，然后逐渐

靠近土星，直到九月中旬落在七星上,4月26日“卡西尼”在七星和七星内环之

间，由开普勒第三定律可知，其周期小于内环的周期，即其角速度较大，选项A

错误；由。=、产可知，“卡西尼”在圆轨道上绕土星运动的速率。与其轨道

半径的平方根成反比，即轨道半径越小，运动的速率越大，选项B正确；5月到

6月间探测器逐渐靠近土星，速率越来越大，其动能也越来越大，选项C正确；6

月到8月间“卡西尼”在运动过程中克服稀薄气体的阻力做功，“卡西尼”的动

能以及它与土星的引力势能之和将减小，选项D错误。

答案BC

8.设计师设计了一个非常有创意的募捐箱，如图7甲所示，把硬币从投币口放入,

从出币口滚出，接着在募捐箱上类似于漏斗形的部位（如图内所示，。点为漏斗形

口的圆心）滚动很多圈之后从中间的小孔掉入募捐箱。如果把硬币在不同位置的运

动都可以看成匀速圆周运动，摩擦阻力忽略不计，则关于某一枚硬币在〃两处

的说法正确的是（）

图7

A.在〃、b两处做圆周运动的圆心都为。点

B.向心力的大小儿=用

C.角速度的大小口小面

D.周期的大小乙>7）,

解析在小〃两处做圆周运动的圆心在中轴线上与〃等高的位置，故选项A

错误；硬币受力分析如图所示，则硬币的合力尸=端,从。到匕的过程中，0

减小，故合力增大，硬币的合力提供向心力，故Fa<Fb,选项B错误；F=nico2r,

硬币在滑下的过程中，做圆周运动的半径一减小，故角速度切〃〈研，选项C正确；

根据①=爷，故Ta>Tb,选项D正确。

F

1mg

答案CD

二、非选择题

9.某新式可调火炮水平射出的炮弹所做的运动可视为平抛运动。如图8所示，目

标是一个剖面为9()。的扇形山崖043,半径为七重力加速度为g。

⑴若炮弹以初速度加射出，炮弹恰好垂直打在圆弧的中点C,求炮弹到达C点所

用时间；

(2)若在同一高地P处先后以不同速度射出两发炮弹，击中4点的炮弹运动的时间

是击中8点的两倍，已知。、A、B、。在同一竖直平面内，求高地产离A点的高

度。

解析(1)炮弹做平抛运动，当炮弹恰好垂直打在圆弧的中点C时，由几何关系可

知，其水平分速度和竖直分速度大小相等，即0、="=00

又知0，=gf,联立解得

⑵设高地P离4点的高度为〃,击中B点的炮弹运动的时间为如则有/?=Jg(2〃))2

h-R=]gR

4

联立解得〃=£?

答案(l)j⑵*?

10.一组宇航员乘坐太空穿梭机S去修理位于离地球表面力=6.0X105由的圆形

轨道上的太空望远镜"机组人员使穿梭机S进入与〃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9所示。已知地球半径为R=6.4X106m,

地球表面重力加速度为g=9.8m/s2,第一宇宙速度为。=7.9km/So(结果保留一

位小数)

图9

(1)求穿梭机所在轨道上的向心加速度

⑵计算穿梭机在轨道上的速率

(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，并说明理由。

解析(1)在地球表面处，由

_Mm

可得地球表面的重力加速度且=簧

同理，穿梭机所在轨道上的向心加速度，=誓，其中〃=/?+//

联立以上各式解得g，=8.2m/s2

(2)在地球表面处，由牛顿第二定律得

MmV2

企修=味

解得第一宇宙速度

同理，穿梭机在轨道上的速率片

解得v'=7.6km/s

(3)应减速，由笔=加今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，故当以减小时，〃;■减小，则6^^〉加工〉。

答案(1)8.2m/s2(2)7.6km/s(3)见解析

11.(2019•山东省实验中学)如