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1、高考物理第四章综合测试题高考物理第四章综合测试题本卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。满分 100 分，考试时间 90 分钟。第卷(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，第 16题只有一项符合题目要求，第 710 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。)1(2014佛山质量检测)“套圈圈”是小孩和大人都喜爱的一种游戏。某小孩和大人直立在界外，在同一竖直线上不同高度分别水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体。假设小圆环的运动可以视为平抛运动，则( )A大人抛出的圆环运动时
2、间较短B大人应以较小的速度抛出圆环C小孩抛出的圆环发生的位移较大D小孩抛出的圆环单位时间内速度的变化量较小答案 B解析 本题考查平抛运动规律，意在考查考生的分析推理能力。由平抛运动规律可知，h gt2，大人抛出的圆环高度大，故运动时间较长，A 项错；又圆环水平位移相同，由 xv0t12可知，大人应以较小的速度抛出圆环，B 项正确；小孩抛出的圆环竖直位移较小，故总位移也较小，C 项错；抛出的圆环加速度均为 g，即单位时间内速度的变化量相同，D 项错。2.(2014湖北孝感高三调研)一偏心轮绕垂直纸面的轴 O 匀速转动，a 和b 是轮上质量相等的两个质点，a、b 两点的位置如图所示，则偏心轮转动过
3、程中 a、b 两质点( )A线速度大小相等 B向心力大小相等C角速度大小相等 D向心加速度大小相等答案 C解析 a 和 b 两个质点都绕同一个转轴 O 转动，角速度 相等，C 对。但是由图知半径不相等，而线速度 vR，因此线速度不相等，A 错。向心加速度 a2R，角速度相等半径不等，因此向心加速度不等，D 错。向心力等于 Fma，质量相等 a 不等，所以向心力不相等，B错。3.(2014保定调研)固定在竖直平面内的光滑细圆管，管道半径为 R。若沿如图所示的两条虚线截去轨道的四分之一，管内有一个直径略小于管径的小球在运动，且恰能从一个截口抛出，从另一个截口无碰撞的进入继续做圆周运动。那么小球每次
4、飞越无管区域的时间为( )A B3Rg2 2RgC D2 3Rg2Rg答案 B解析 本题考查平抛运动，意在考查考生对平抛运动和对称法的分析综合能力。小球在竖直虚线两侧运动对称，小球“抛出点”在此竖直线上，进入截口时速度方向与水平方向成45角，则此时水平分速度和竖直分速度大小相等，由数学知识可知平抛的水平位移为R，22则竖直位移为R。根据竖直方向的自由落体运动可知R gt ，根据对称可知 t2t1，B242412 2 1正确。4(2014山东理综)2013 年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、 “嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带“玉兔”的返回系
5、统由月球表面发射到 h 高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球。设“玉兔”质量为m，月球半径为 R，月面的重力加速度为 g月。以月面为零势能面， “玉兔”在 h 高度的引力势能可表示为 EP，其中 G 为引力常量，M 为月球质量。若忽略月球的自转，从开GMmhRRh始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为( )A(h2R) B(hR)mg月RRhmg月RRh2C(hR) D(h R)mg月RRh22mg月RRh12答案 D解析 玉兔在 h 处，Gm，又 Gg月，可得 v，动能MmRh2v2RhMR2g月R2RhEk mv2，势能为 Ep，需要对玉兔做功1
6、2mg月R22RhGMmhRRhmg月RhRhWEpEk(h R)，选项 D 正确。mg月RRh125(2015江苏苏北联考)北京时间 2014 年 11 月 13 日凌晨， “罗塞塔”号探测器携带的“菲莱”着陆器成功登陆 67P/CG 彗星，实现了人类航天史上第一次彗星探测器成功软着陆。假设 67P/CG 彗星为球体，探测器绕彗星做匀速圆周运动的轨道半径为 r，周期为T，引力常量为 G，据此可求出( )A探测器的质量B彗星的密度C探测器绕彗星运动的线速度D彗星表面的重力加速度答案 C解析 由于探测器绕彗星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式mr，已知探测器运动的轨道半径 r 和周
7、期 T，再利用引力常量 G，通过前面的表达GMmr242T2式只能算出彗星的质量 M，无法求出探测器质量，由于不知道彗星的体积，无法求出彗星的密度，选项 A、B 错误；探测器绕彗星做圆周运动的线速度为r，故选项 C 正确；由于不知道2T彗星的半径等关键数据，故彗星表面的重力加速度无法求出，选项 D 错误。6(2014河北邯郸一模)质量为 2 kg 的质点在竖直平面内斜向下做曲线运动，它在竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )A前 2s 内质点处于超重状态B2s 末质点速度大小为 4m/sC质点的加速度方向与初速度方向垂直D质点向下运动的过程中机械能减小答案
8、 D解析 质点在竖直向下方向上做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，前两秒内有向下的加速度，物体处于失重状态，A 错误；2s 末质点速度大小vm/sm/s，B 错误；质点的加速度方向竖直向下，初速度方向斜向下，C 错误；424324 103质点向下的加速度为 1m/s2，说明除重力作用外竖直方向上还有向上的力的作用，且该力做负功，故机械能减小，D 正确。7(2014昆明三中、玉溪一中统考)美国科学家通过射电望远镜观察到宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统：三颗星位于同一直线上，两颗环绕星围绕中央星在同一半径为 R 的圆形轨道上运行。设每个星体的质量均为 M，忽略
9、其他星体对它们的引力作用，则( )A环绕星运动的角速度为5GMR2B环绕星运动的线速度为5GM4RC环绕星运动的周期为 4R35GMD环绕星运动的周期为 2R2GM答案 BC解析 环绕星做匀速圆周运动，其他两星对它的万有引力充当向心力，即：GGM2R2MM2RM()2R，解得 v，T4，B、C 正确，A、D 错M22R2v2R2T5GM4R5GM4R3R35GM误。8变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。如图所示是某一变速自行车齿轮转动结构示意图，图中 A 轮有 48 齿，B 轮有 42 齿，C 轮有 18 齿，D 轮有 12 齿，则( )A该自行车可变换两种不同挡位B该自行车可变换四种不同
10、挡位C当 A 轮与 D 轮组合时，两轮的角速度之比 AD14D当 A 轮与 D 轮组合时，两轮的角速度之比 AD41答案 BC解析 该自行车可变换四种不同挡位，分别为 A 与 C、A 与 D、B 与 C、B 与 D，A 错误，B 正确；当 A 轮与 D 轮组合时，由两轮齿数可知，当 A 轮转动一周时，D 轮要转 4 周，故AD14，C 正确，D 错误。9(2015日照检测)2014 年 9 月 10 日，太空探索者协会第 27 届年会在北京开幕，据中方大会主席杨利伟透露：2016 年我国将发射“天宫二号”空间实验室，并发射“神舟十一号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船，与“天宫二号”交会对接。假
11、设“天宫二号”在离地球表面 h 高处的轨道上做周期为 T 的匀速圆周运动，地球的半径为 R，引力常量为 G。则下列说法正确的是( )A “天宫二号”运行的线速度大小为2RTB “天宫二号”运行的线速度小于第一宇宙速度C “天宫二号”的向心加速度大小为42RhT2D地球表面的重力加速度大小为42Rh3T2R2答案 BCD解析 “天宫二号”运行的线速度为 v，故 A 错误；第一宇宙速度2RhTGMRhv，故“天宫二号”运行的线速度小于第一宇宙速度，所以 B 正确；“天宫二号”的向GMR心加速度 a2(Rh)(Rh)，故 C 正确；根据万有引力提供向心力有42T2Gm(Rh)，GMgR2，解得 g，
12、故 D 正确。MmRh242T242Rh3T2R210(2014云南一模)如图所示，两星球相距为 L，质量为 mAmB19，两星球半径远小于 L。从星球 A 沿 A、B 连线向 B 以某一初速度发射一探测器，只考虑星球 A、B 对探测器的作用，下列说法正确的是( )A探测器的速度一直减小B探测器在距星球 A 为 L/4 处加速度为零C若探测器能到达星球 B，其速度可能恰好为零D若探测器能到达星球 B，其速度一定大于发射时的初速度答案 BD解析 本题考查了万有引力定律、牛顿第二定律、运动和力的关系。设探测器距星球 A距离为 x 时，两星球对探测器的引力相等，即 GG，解得 x L，根据牛顿第二m
13、Amx2mBmLx214定律可得，此时探测器的加速度为零，选项 B 正确；探测器先减速后加速，故选项 A、C 错误，选项 D 正确。当物体的加速度为零时，要么物体的速度最大，要么物体的速度最小。第卷(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(2014四川理综)小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度 v0运动，得到不同轨迹。图中 a、b、c、d 为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置 A 时，小钢珠的运动轨迹是_(填轨迹字母代号)，磁铁放在位置 B 时，小钢珠的运
14、动轨迹是_(填轨迹字母代号)。实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向_(选填“在”或“不在”)同一直线上时，物体做曲线运动。答案 b c 不在解析 因条形磁铁与钢珠间的作用力为引力，方向沿二者的连线方向，而物体所受合力与速度共线时做直线运动，不共线时做曲线运动，且运动轨迹向合力方向的一侧弯曲。由图知磁铁在 A 位置时对钢珠引力与 v0同向，轨迹为 b；磁铁在 B 位置时钢珠所受合力指向 B 点，a、c、d 三条轨迹中只有 c 是向 B 点弯曲的，故对应于轨迹 c。12(6 分)如图所示，从地面上 A 点发射的一枚远程弹道导弹，在引力作用下沿 ACB 椭圆轨道飞行击中地面目标 B，C 为
15、轨道的远地点，距地面高度为 h。已知地球半径为 R，地球质量为 M，引力常量为 G，设距地面高度为 h 的圆轨道上卫星运动周期为 T0，则导弹在 C 点的速度一定_(填“大于” 、 “等于”或“小于”)；导弹在 C 点的加速GMRh度等于_；导弹从 A 点运动到 B 点的时间一定_T0(填“大于” 、 “等于”或“小于”)。答案 小于 小于GMRh2解析 如果在高为 h 的圆轨道上做匀速圆周运动，由 Gm得：v，MmRh2v2RhGMRh而导弹沿 ACB 椭圆运动，且 C 为远地点，故在 C 点 Gm，即 v才会在MmRh2v2RhGMRh低轨道做椭圆运动；由 Gma 得：a；由于地心是导弹做椭圆运动的一个焦点，MmRh2GMRh2故椭圆的半长轴一定小于 Rh，由开普勒第三定律可知，导弹做椭圆运动的周期 T 一定小于在距地面高度为 h 的圆轨道上运动的卫星的周期 T0，且导弹沿 ACB 运动的过程不足一个周期，故导弹从 A 点运动到 B 点的时间一定小于 T0。13(6 分)(2014北京东城模拟)一小球从水平台面边缘以
