1、章末检测(四)(时间：50分钟满分：100分)一、单项选择题(共6题，每小题5分，共30分)1.(2019沭阳月考)在我国探月工程计划中，“嫦娥五号”将会登月取样返回地球。当“嫦娥五号”离开绕月轨道飞回地球的过程中，地球和月球对它的引力F1和F2的大小变化情况是()A.F1增大，F2减小B.F1减小，F2增大C.F1和F2均增大D.F1和F2均减小解析根据FG知，当“嫦娥五号”离开绕月轨道飞回地球的过程中，与月球之间的距离变大，与地球之间的距离减小，可知地球对它的万有引力F1增大，月球对它的万有引力F2减小。故A项正确，B、C、D项错误。答案A2.(2019江苏省扬州中学高三4月质检)如图1，
2、A、B两物体叠放在水平地面上，A物体质量m20 kg，B物体质量M30 kg。处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁，另一端与A物体相连，弹簧处于自然状态，其劲度系数为250 N/m，A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为0.5。现有一水平推力F作用于物体B上，使B缓慢地向墙壁移动，当B移动0.2 m时，水平推力的大小为(g取10 m/s2)()图1A.200 N B.250 N C.300 N D.350 N解析若A物块与B间未发生相对滑动，则弹簧的压缩量为0.2 m，则弹簧的弹力F1kx2500.2 N50 Nmg100 N，假设成立。对B在竖直方向上平衡，在水平方向上受推力F、A对B的静摩
3、擦力、地面的滑动摩擦力，根据平衡有Ff1f2F1(Mm)g(50250) N300 N。故C正确，A、B、D错误。答案C3.(2019江苏省南通市高考物理二模)如图2所示，地球绕太阳的运动与月亮绕地球的运动可简化成同一平面内的匀速圆周运动，农历初一前后太阳与月亮对地球的合力约为F1，农历十五前后太阳与月亮对地球的合力约为F2，则农历初八前后太阳与月亮对地球的合力表达式正确的是()图2A.F1F2B.C.D.解析农历初一前后太阳与月亮对地球的合力约为：F1F日F月，农历十五前后太阳与月亮对地球的合力约为：F2F日F月，则农历初八前后太阳与月亮对地球的合力为：F，三式联立解得：F，故A、B、C项错
4、误，D项正确。答案D4.(2019江苏省宿迁市高三上学期期末)如图3所示，某人在水平地面上的C点射击竖直墙靶，墙靶上标一根水平线MN。射击者两次以初速度v0射出子弹，恰好水平击中关于z轴对称的A、B两点。忽略空气阻力，则两次子弹()图3A.在空中飞行的时间不同B.击中A、B点时速度相同C.射击时的瞄准点分别是A、BD.射出枪筒时，初速度与水平方向夹角相同解析将该斜抛运动逆向等效为平抛运动后，从A到C的平抛和从B到C的平抛，下落高度相等，故下落时间相等，A项错误；由于从A到C的平抛和从B到C的平抛，下落高度相同，水平射程相同，故水平初速度大小相等，但方向不同，B项错误；从C射出的子弹，如果瞄准点
5、是A、B，因为重力的作用，将打不到A和B的位置，C项错误；根据运动的对称性可知，两次子弹射出枪筒时，初速度与水平方向的夹角相同，D项正确。答案D5.(2018江都中学等六校联考)放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图4甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示。取重力加速度g10 m/s2。由这两个图象可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数分别为()图4A.0.5 kg，0.4 B.1 kg，0.4C.0.5 kg，0.2 D.1 kg，0.2解析由Ft图象和vt图象可得，物块在24 s内所受推力F3 N，物块做匀加速直线运动，a m/s2
6、2 m/s2，由牛顿第二定律得FFfma物块在46 s内所受推力F2 N，物块做匀速直线运动，则FFf，Fmg由并代入数据解得m0.5 kg，0.4，故选项A正确。答案A6.(2018常州一模)如图5所示，某同学把布娃娃“小芳”挂在“魔盘”竖直壁上的可缩回的小圆柱上、布娃娃“盼盼”放在“魔盘”底盘上，用手摇机械使“魔盘”转动逐渐加快，到某一转速时匀速转动，他发现小圆柱由于离心作用已缩回竖直壁内，“小芳”悬空随“魔盘”一起转动，“盼盼”在底盘上也随“魔盘”一起转动。若魔盘半径为r，布娃娃与魔盘的平面和竖直壁间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法中正确的是()图5A.“小芳”受
7、到重力、摩擦力和向心力的作用B.“盼盼”放在底盘靠近竖直壁附近，也可能随“魔盘”一起转动C.此时“魔盘”的转速一定不大于D.此时“魔盘”的转速一定不小于解析“小芳”受到重力、支持力和静摩擦力作用，A项错误；对“小芳”分析，有f静mgf最大静FNm2r，得出，对“盼盼”分析，若放在竖直壁附近需保持相对静止有f静m2rf最大静mg，得出，则，得1，不可能，所以满足“小芳”相对壁静止，“盼盼”不可能在底盘竖直壁附近相对静止，B项错误；由2n得出n，D项正确；设“盼盼”离圆心的距离为r，由2n，得出n，无法判断n与的大小关系，C项错误。答案D二、多项选择题(共4小题，每小题6分，共24分)7.(201
8、9运河中学高三初考)有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是()图6A.如图6a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B.如图6b所示是一圆锥摆，增大，若保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变C.如图6c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等D.火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用解析图a中汽车在最高点mgFN知FNmg，故处于失重状态，故选项A错误；如图b所示是一圆锥摆，重力和拉力的合力提供向心力Fmgtan m2r，rLsin ，知，故增大，但保持圆锥的高不变，角速度不变，故选项B正确；根据受
9、力分析知两位置小球受力情况相同，即向心力相同，由Fm2r知r不同，角速度不同，故选项C错误；火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，则外轨对火车轮缘会有挤压作用，故选项D正确。答案BD8.(2019高邮市高三年级阶段性学情联合调研)北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系(CNSS)，建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星。关于这些卫星，以下说法正确的是()A.5颗同步卫星的轨道半径都相同B.5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内C.导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度D.导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期
10、越小解析因为同步卫星要和地球自转同步，所以运行轨道就在赤道所在平面内，根据FGm2r，因为一定，所以r必须固定，所以一定位于空间同一轨道上，故A正确；它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的。所以我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空，故B正确；第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。导航系统所有卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度，故C错误；根据周期公式T2，运行轨道半径越大的，周期越大，故D错误。答案AB9.(2018盐城市期中)公路转弯处通常是交通事故多发地带。如图7所示，某公路转弯处
11、是一圆弧，当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处()图7A.路面外侧一定高于内侧B.车速只能为v0，否则将发生交通事故C.只要车速小于v0，车辆便会向内侧滑动D.车速大于v0，车辆也不一定会向外侧滑动解析路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供做圆周运动的向心力，故A项正确；当汽车行驶的速率为v0时，摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，当车速大于v0时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，车辆会受到沿路面指向公路内侧的摩擦力，当车速小于v0，重力和支持力的合力大于所需要的向心力，车辆会受到沿路面指向公路外侧的摩擦力，不一定发生滑
12、动，故B、C错误，D正确。答案AD10.(2017常州中学模拟)如图8所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，重力加速度为g，则下列说法正确的是()图8A.小球通过最高点时的最小速度vminB.小球通过最高点时的最小速度vmin0C.小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D.小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力解析在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为mg，故最小速度为0，故选项A错误，B正确；小球在水平线ab以下管道运动时，由于沿半径方向的合力提
13、供小球做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力，故选项C正确；小球在水平线ab以上管道运动时，由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，可能外侧壁对小球有作用力，也可能内侧壁对小球有作用力，故选项D错误。答案BC三、计算题(共3小题，共46分)11.(12分)(2018宿迁期末)如图9所示，杆OO是竖直放置的转轴，水平轻杆BC的长为L，B端通过铰链与轴相连(它们之间无摩擦)，C端固定小球P，细线AC的一端固定在轴上的A点，另一端连在小球P上。已知小球的质量为m，细线AC与轴的夹角为，重力加速度为g。求：图9(1)当系统处于静止状态时，杆BC对小球的
14、弹力F1的大小；(2)当轻杆BC对小球的弹力为零时，系统转动角速度的大小和细线上的弹力F2的大小；并据此判断当变化时细线上的弹力大小是否变化。解析(1)当系统处于静止状态时，小球受重力、细线拉力和BC杆的弹力处于平衡，根据平衡知F1mgtan 。(2)当轻杆BC对小球的弹力为零时，小球靠重力和细线拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得mgtan m2L，解得。在竖直方向上小球合力为零，有F2cos mg，解得F2。当角速度增大时，由于小球竖直方向上的合力为零，则细线上的弹力不变。答案(1)mgtan (2)变化时细线上的弹力大小不变12.(16分)(2018仪征中学模拟)如图10所示，一物体
15、M从A点以某一初速度沿倾角37的粗糙固定斜面向上运动，自顶端B点飞出后，垂直撞到高H2.25 m的竖直墙面上C点，又沿原轨道返回。已知B、C两点的高度差h0.45 m，物体M与斜面间的动摩擦因数0.25，取sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g10 m/s2。试求：图10(1) 物体M沿斜面向上运动时的加速度大小；(2) 物体被墙面弹回后返回B点时的速度的大小；(3) 物体被墙面弹回后，从B点回到A点所需的时间。解析(1)物体M沿斜面向上运动时的加速度大小为a，由牛顿第二定律有mgsin mgcos ma代入数据得a8 m/s2。(2)从C点到B点做平抛运动，设落至B点时在竖直方
16、向的速度为vBy，由平抛运动规律有vBy m/s3 m/s由题意知物体落至B点时的速度方向沿斜面向下，与水平方向的夹角为37，vB m/s5 m/s。(3)设物体从B点返回到A点过程中的加速度大小为a，时间为t，由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma，得a4 m/s2由运动学公式有vBtat2代入数据得t0.5 s(3 s舍去)。答案(1)8 m/s2(2)5 m/s(3)0.5 s13.(18分)(2018泰州模拟)如图11甲所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，上面放置劲度系数为k46 N/m的弹簧，弹簧的一端固定于轴O上，另一端连接质量为m1 kg的小物块A，物块与盘间的动摩擦因
17、数为0.2，开始时弹簧未发生形变，长度为l00.5 m，若最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度g取10 m/s2，物块A始终与圆盘一起转动。则：图11(1)圆盘的角速度多大时，物块A将开始滑动？(2)当角速度缓慢地增加到4 rad/s时，弹簧的伸长量是多少？(弹簧伸长在弹性限度内且物块未脱离圆盘)。(3)在角速度从零缓慢地增加到4 rad/s过程中，物块与盘间摩擦力大小为Ff，试通过计算在如图乙所示的坐标系中作出Ff2图象。解析(1)设圆盘的角速度为0时，物块A将开始滑动，此时物块的最大静摩擦力提供向心力，则有mgml0解得0 rad/s2 rad/s。(2)设此时弹簧的伸长量为x，物块受到的摩擦力和弹簧的弹力的合力提供向心力，则有mgkxm2(l0x)代入数据解得x0.2 m。(3)在角速度从零缓慢地增加到2 rad/s过程中，物块与盘间摩擦力为静摩擦力Ffml0，Ff2，Ff随着角速度平方的增加而增大；当2 rad/s时，物块与盘间摩擦力为滑动摩擦力为定值，Ffmg2 N。答案(1)2 rad/s(2)0.2 m(3)如图所示
