1、章末自测卷(第四章)(限时：45 分钟)一、单项选择题1.关于物体的受力和运动，下列说法中正确的是()A.物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变B.物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向C.物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变D.做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用答案 D解析 物体在垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变，故 A 错误；物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向，而不是加速度方向，故 B 错误；物体受到变化的合力作用时，它的速度大小可以不改变，比如匀速圆周运动，故 C 错
2、误；物体做曲线运动的条件：一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用，故 D 正确.2.(2017辽宁师大附中期中)狗拉雪橇沿位于平面内的圆弧形道路匀速行驶，以下给出的四个关于雪橇受到的牵引力 F 及摩擦力 Ff 的示意图(图中 O 为圆心)中正确的是()答案 C解析 题图 A 中，Ff 与 F 的合力不指向圆心，没有力提供向心力，A 错误；题图 B 中，雪橇受到的滑动摩擦力不应指向圆心，应与速度方向相反，B 错误；题图 C、D 中，雪橇受到向后的滑动摩擦力，牵引力与滑动摩擦力的合力指向圆心，牵引力偏向圆弧的内侧，C 正确，D 错误.3.如图 1 所示，在足够长的斜面上的 A 点，以水平速度 v
3、0 抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上所用的时间为 t1；若将此球改用 2v0 抛出，落到斜面上所用时间为 t2，则 t1 与 t2之比为()图 1A.11B.12C.13D.14答案 B解析 斜面倾角的正切值 tan yx12gt2v0t gt2v0，则运动的时间 t2v0tan g，可知运动的时间与平抛运动的初速度有关，初速度变为原来的 2 倍，则运动时间变为原来的 2 倍，所以时间之比为 12，B 正确.4.(2018湖南衡阳调研)两个质量不同的天体构成双星系统，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，下列说法正确的是()A.质量大的天体线速度较大B.质量小的天体角速度较大C
4、.两个天体的向心力大小相等D.若在圆心处放一个质点，它受到的合力为零答案 C5.如图 2 所示，转动轴垂直于光滑水平面，交点 O 的上方 h 处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为 m 的小球 B，绳长 ABlh，小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动.要使球不离开水平面，转动轴的转速 n 的最大值是()图 2A.12ghB.gh C.12glD.2lg答案 A解析 对小球，在水平方向有 FTsin m2R42mn2R，在竖直方向有 FTcos FNmg，且 Rhtan，当球即将离开水平面时，FN0，转速 n 有最大值，联立解得 n 12gh，则 A正确.6.(2018吉林公主岭
5、模拟)飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，此时座位对飞行员的支持力大于其所受的重力，这种现象叫过荷.过荷过重会造成飞行员大脑贫血，四肢沉重，暂时失明，甚至昏厥.受过专门训练的空军飞行员最多可承受 9 倍重力大小的支持力影响.g 取 10 m/s2，则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲速度为 100 m/s 时，圆弧轨道的最小半径为()A.100 mB.111 mC.125 mD.250 m答案 C解析 在飞机经过最低点时，对飞行员受力分析：受重力 mg 和支持力 FN，两者的合力提供向心力，由题意，FN9mg 时，圆弧轨道半径最小，由牛顿第二定律列出：FNmgm v2Rmin，则得：8mgm v
6、2Rmin，联立解得：Rminv28g 1002810 m125 m，故 C 正确.7.假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为 4 200 km 的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为 6 400 km，地球同步卫星距地面高为 36 000 km，宇宙飞船和一地球同步卫星绕地球同向运行，每当二者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号送到地面接收站.某时刻二者相距最远，从此刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为(忽略从宇宙飞船向同步卫星发射信号到地面接收站接收信号所用的时间)()A.4 次B.6 次C.7 次D.8 次答案 C解析 对飞船，GMmRh12
7、m42T 21(Rh1)，对同步卫星，G MmRh22m42T 22(Rh2)，由于同步卫星的运行周期为 T224 h，可求出载人宇宙飞船的运行周期 T13 h，因此飞船一昼夜内绕地球 8 圈，比同步卫星多运动了 7 圈，因此相遇 7 次，接收站共接收到 7 次信号，C 正确，A、B、D 错误.8.一个物体静止在质量均匀的球形星球表面的赤道上，已知万有引力常量为 G，星球密度为，若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零，则星球自转的角速度为()A.43GB.3GC.GD.3G答案 A二、多项选择题9.(2018河南郑州质检)暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革
8、命.为了探测暗物质，我国曾成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星.已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间 t(t 小于其运动周期)，运动的弧长为 s，与地球中心连线扫过的角度为(弧度)，引力常量为 G，则下列说法中正确的是()A.“悟空”的线速度大于第一宇宙速度B.“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度C.“悟空”的环绕周期为2tD.“悟空”的质量为 s3GT2答案 BC解析 第一宇宙速度为卫星的最大环绕速度，“悟空”的线速度不会大于第一宇宙速度，A错误；根据万有引力提供向心力得 aGMr2，可知半径小的向心加速度大，则“悟空”的向心加速度大于地球同
9、步卫星的向心加速度，B 正确；“悟空”运动的角速度为 t，周期 T2t，C 正确；“悟空”为绕行天体，不能计算其质量，D 错误.10.如图 3 所示，两个水平圆盘的半径分别为 R、2R，小圆盘转动时会带动大圆盘不打滑地一起转动.质量为 m 的小物块甲放置在大圆盘上距离转轴为 R 处，质量为 2m 的小物块乙放置在小圆盘的边缘处，它们与盘面间的动摩擦因数相同.当小圆盘以角速度 转动时，两物块均相对圆盘静止.下列说法正确的是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图 3A.小物块甲受到的摩擦力大小为14m2RB.两物块的线速度大小相等C.在角速度 逐渐增大的过程中，小物块甲先滑动D.在角速度 逐渐减小的
10、过程中，摩擦力对两物块做负功答案 AD11.我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星 500”的模拟实验活动.假设王跃登陆火星后，测得火星的半径是地球半径的12，质量是地球质量的19.已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为 R，王跃在地球表面上能向上竖直跳起的最大高度是 h，忽略自转的影响，下列说法正确的是()A.火星的密度为 2g3GRB.火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度相等C.火星表面的重力加速度是4g9D.王跃以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能达到的最大高度是9h4答案 ACD解析 由 GMmR2 mg，得 gGMR2，已知火星半径是地球半径的12，质量是地球质量的
11、19，则火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的49，即为49g，选项 C 正确；设火星质量为 M，由万有引力等于重力可得：GMmR2 mg，解得：MgR29G，密度为：MV 2g3GR，选项 A 正确；由 GMmR2 mv2R，得 vGMR，火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的 23 倍，选项 B 错误；王跃以 v0 在地球上起跳时，根据竖直上抛的运动规律得出跳起的最大高度是：hv 202g，由于火星表面的重力加速度是49g，王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度 h94h，故 D 正确.三、非选择题12.在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图 4 所示.P 是个微粒
12、源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒.高度为 h 的探测屏 AB 竖直放置，离 P 点的水平距离为 L，上端 A 与 P 点的高度差也为 h.图 4(1)若微粒打在探测屏 AB 的中点，求微粒在空中飞行的时间；(2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围；(3)若打在探测屏 A、B 两点的微粒的动能相等，求 L 与 h 的关系.答案(1)3hg (2)L2ghvLg2h(3)L2 2h解析(1)打在 AB 中点的微粒 32h12gt2解得 t3hg (2)打在 B 点的微粒 v1Lt1；2h12gt12 解得 v1L2gh 同理，打在 A 点的微粒初速度 v2Lg2h 则能被屏探测到的微粒的初速度范围为L2ghvLg2h (3)由能量关系可得12mv22mgh12mv122mgh联立式得 L2 2h.
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