（北京專用）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第四章 全章闖關(guān)檢測（含解析）

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1、全章闖關(guān)檢測 一、選擇題 1.某人試渡黃浦江,他以一定速度且視線始終垂直河岸向?qū)Π队稳ァ．?dāng)水流運動是勻速時,他所游過的路程、過河所用的時間與水速的關(guān)系是(　　) A.水速越大,路程越長,時間越長 B.水速越大,路程越長,時間越短 C.水速越大,路程越長,時間不變 D.路程、時間與水速無關(guān) 答案　C　t=dv人,與水速無關(guān),s=d2+v水·dv人2,水速越大,路程越長,故選C。 2.(多選)如圖所示的塔吊臂上有一個可以沿水平方向運動的小車A,小車下裝有吊著物體B的吊鉤。在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運動的同時,吊鉤將物體B向上吊起,A、B之間的距離以h=H-2t2

2、規(guī)律變化(H為塔吊高),則物體做(　　) A.速度大小不變的曲線運動 B.速度大小增加的曲線運動 C.加速度大小、方向均不變的曲線運動 D.加速度大小、方向均變化的曲線運動 答案　BC　由題意得物體B在豎直方向上做勻加速直線運動,在水平方向上做勻速直線運動,所以其合運動是勻變速曲線運動,加速度不變,但速度增大,B、C正確。 3.如圖所示,將兩個質(zhì)量相等的小鋼球同時釋放,滑道2與光滑水平板吻接,則將觀察到的現(xiàn)象是A、B兩個小球在水平面上相遇,改變釋放點的高度和上面滑道對地的高度,重復(fù)實驗,A、B兩球仍會在水平面上相遇,這說明(　　) A.平拋運動在水平方向的運動是勻速直線運

3、動 B.平拋運動在豎直方向的運動是自由落體運動 C.A球在下落過程中機械能守恒 D.A、B球的速度任意時刻都相同 答案　A　A球與B球在水平板上相遇,知A球在水平方向上的運動規(guī)律與B球相同,B球在水平面上做勻速直線運動,所以A球在水平方向上的分運動是勻速直線運動。故A正確,B、C、D錯誤。 4.如圖滑雪雪道,運動員從AB開始下滑,到達C點后水平飛出,落到F點?？罩熊壽E上E點的速度方向與斜坡軌道CD平行。從C到E運動時間為t1;從E到F運動時間為t2,則它們的大小關(guān)系為(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.t1一定大于t2 B.

4、t1一定等于t2 C.t1一定小于t2 D.條件不足,無法確定 答案　B　設(shè)斜坡與水平面夾角為θ,運動員飛出時初速度為v0,位于E點時有vyv0=tan θ,即gt1'v0=tan θ;位于F點時有tan θ=12gt'2?2v0t2'=gt2'2v0,t1'=t1,t2'=t1+t2,得t2't1'=21,即t1=t2,故選B。 5.(多選)一個環(huán)繞中心線AB以一定的角速度轉(zhuǎn)動,P、Q為環(huán)上兩點,位置如圖所示,則(　　) A.P、Q兩點的角速度相等 B.P、Q兩點的線速度相等 C.P、Q兩點的角速度之比為 3∶1 D.P、Q兩點的線速度之比為 3∶1 答案　AD　P、Q兩

5、點的角速度相等,半徑之比RP∶RQ=R sin 60°∶R sin 30°=3∶1;由v=ωR可得vP∶vQ=RP∶RQ=3∶1。 6.擺式列車是集電腦、自動控制等高新技術(shù)于一體的新型高速列車,如圖所示。當(dāng)列車轉(zhuǎn)彎時在電腦控制下車廂會自動傾斜,沿直線行駛時車廂又恢復(fù)成豎直狀態(tài),就像玩具“不倒翁”一樣。假設(shè)有一超高速列車在水平面內(nèi)行駛,以360 km/h的速度拐彎,拐彎半徑為1 km,則車廂內(nèi)質(zhì)量為50 kg的乘客,在拐彎過程中受到火車給他的作用力為(g取10 m/s2)(　　) A.0 B.500 N C.5002 N D.1 000 N 答案　C　360 km/h=100 m/s,

6、人所受的合力即向心力F合=mv2R=50×10021000 N=500 N?；疖嚱o人的作用力是斜向上的,水平方向分力提供向心加速度,豎直方向分力等于重力,則火車給人的作用力F=(mg)2+F合2=5002+5002 N=5002 N。 7.如圖所示,長為L的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球,另一端固定在轉(zhuǎn)軸O,現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,P為圓周的最高點,若小球通過圓周最低點時的速度大小為92gL,忽略摩擦阻力和空氣阻力,則以下判斷正確的是(　　) A.小球不能到達P點 B.小球到達P點時的速度大于gL C.小球能到達P點,且在P點受到輕桿向上的彈力 D.小球能到達P點,且在P點受

7、到輕桿向下的彈力 答案　C　要使小球到達P點,由機械能守恒定律有12mv2=mg·2L,可知它在圓周最低點必須具有的速度為v≥2gL,而92gL>2gL,所以小球能到達P點;由機械能守恒定律可知小球到達P點的速度為12gL;由于12gL

8、拉力比懸掛B的小 答案　D　根據(jù)v=ωr,兩座椅的ω相等,由rB>rA可知vB>vA,A錯誤;向心加速度a=ω2r,因ω相等r不等,故a不相等,B錯誤;水平方向mg tan θ=mω2r,即tan θ=ω2rg,因rB>rA,故θB>θA,C錯誤;豎直方向T cos θ=mg,繩子拉力T=mgcosθ,因θB>θA,故TB>TA,D正確。 二、非選擇題 9.(2018東城二模)如圖所示,一質(zhì)量為m=0.10 kg的小物塊以初速度v0從粗糙水平桌面上某處開始運動,經(jīng)時間t=0.2 s后以速度v=3.0 m/s飛離桌面,最終落在水平地面上。物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,桌面高h=0.

9、45 m,不計空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2。求: (1)小物塊的初速度v0的大小; (2)小物塊落地點距飛出點的水平距離x; (3)小物塊落地時的動能Ek。 答案　(1)3.5 m/s　(2)0.9 m　(3)0.9 J 解析　(1)由牛頓第二定律得小物塊在桌面上運動時的加速度大小a=fm=μmgm=μg 由運動學(xué)公式有v0-v=at 解得小物塊的初速度v0=3.5 m/s。 (2)小物塊飛離桌面后做平拋運動,飛行時間t'=2hg 小物塊落地點距飛出點的水平距離x=vt' 解得水平距離x=0.9 m。 (3)對小物塊從離開桌面到落地的過程應(yīng)用動能定理有 m

10、gh=Ek-12mv2 解得小物塊落地時的動能Ek=0.9 J。 10.(2018朝陽期中)如圖所示,細(xì)線的一端固定,另一端系著質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點),小球在如圖所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動。已知細(xì)線長為l,與豎直方向的夾角為θ,重力加速度為g。求: (1)小球?qū)?xì)線拉力F的大小; (2)小球角速度ω的大小。 答案　(1)mgcosθ　(2)glcosθ 解析　小球的受力情況如圖所示 (1)在豎直方向,根據(jù)牛頓第二定律有 F' cos θ-mg=0 所以F'=mgcosθ 根據(jù)牛頓第三定律可知,小球?qū)?xì)線拉力的大小F=F'=mgcosθ (2)由幾何關(guān)系可知

11、,小球在水平面內(nèi)做圓周運動的軌道半徑r=l sin θ 在水平方向,根據(jù)牛頓第二定律有 F' sin θ=mω2r 所以ω=glcosθ 11.(2018房山二模)有一個質(zhì)量為800 kg的小汽車駛上圓弧半徑為50 m的拱橋,重力加速度g取10 m/s2。 (1)汽車到達橋頂時速度為5 m/s,汽車對橋的壓力是多大; (2)汽車以多大的速度經(jīng)過橋頂時恰好對橋面沒有壓力; (3)假如拱橋的半徑增大到與地球半徑R=6 370 km一樣,當(dāng)汽車的速度不斷地增大就會在橋上騰空形成繞地球做圓周運動的衛(wèi)星,求使汽車成為衛(wèi)星的最小速度。(結(jié)果可帶根號) 答案　(1)7 600 N　(2)

12、105 m/s　(3)63.7 km/s 解析　(1)汽車在拱橋上做圓周運動,在橋頂時受力如圖,由牛頓第二定律有mg-N=mv2r 解得N=7 600 N 根據(jù)牛頓第三定律知,汽車對橋的壓力為7 600 N (2)當(dāng)汽車對橋的壓力為零時,有mg=mv02r 代入數(shù)據(jù)解得v0=500 m/s=10 5 m/s (3)當(dāng)橋的半徑增大到與地球的半徑一樣時,汽車要在橋面上騰空,車對橋頂沒壓力,則有mg=mvmin2R 代入數(shù)據(jù)解得vmin=63.7 km/s 12.如圖所示,細(xì)繩一端系著質(zhì)量m=0.1 kg的小物塊A,置于光滑水平臺面上;另一端通過光滑小孔O與質(zhì)量M=0.5 kg的

13、物塊B相連,B靜止于水平地面上。當(dāng)A以O(shè)為圓心做半徑r=0.2 m的勻速圓周運動時,地面對B的支持力FN=3.0 N,求物塊A的速度和角速度的大小。(g=10 m/s2) 答案　2 m/s　10 rad/s 解析　設(shè)細(xì)繩的拉力為F,對A:F=mv2r 對B:F+FN=Mg 解得A的速度大小 v=2 m/s A的角速度大小為ω=vr=10 rad/s 13.如圖,一個質(zhì)量為0.6 kg的小球以某一初速度從P點水平拋出,恰好從光滑圓弧ABC的A點的切線方向進入圓弧(不計空氣阻力,進入圓弧時無機械能損失)。已知圓弧的半徑R=0.3 m,θ=60°,小球到達A點時的速度 vA=4

14、m/s。(取g=10 m/s2)求: (1)小球做平拋運動的初速度v0 ; (2)P點到A點的水平距離和豎直高度; (3)小球到達圓弧最高點C時對軌道的壓力。 答案　(1)2 m/s　(2)0.69 m　0.6 m　(3)8 N,方向豎直向上 解析　(1)小球到A點時的速度方向與OA垂直,將其沿水平方向和豎直方向分解,由幾何關(guān)系可得 v0=vx=vA cos θ=4×cos 60° m/s=2 m/s vy=vA sin θ=4×sin 60° m/s=23 m/s (2)由平拋運動的規(guī)律得vy2=2gh 又因為vy=gt x=v0t 所以h=0.6 m x=0.43 m≈0.69 m (3)取A點為重力勢能的零點,由機械能守恒定律得 12mvA2=12mvC2+mg(R+R cos θ) 代入數(shù)據(jù)得vC=7 m/s 由圓周運動向心力公式得FNC+mg=mvC2R 代入數(shù)據(jù)得FNC=8 N 由牛頓第三定律得,小球?qū)壍赖膲毫Υ笮NC'=FNC=8 N,方向豎直向上。 9