【贏在高考】2013屆高三物理一輪配套練習(xí)4檢測新人教版必修2

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1、階段檢測評估（四） （時間：90分鐘滿分:100分） 第1卷（選擇題共40分） 一、本題10小題，每小題4分，共40分.在每小題給出的四個選項中 ，有的小題只有一個選項正 確，有的小題有多個選項正確，全選對的得4分,選對但不全的得 2分.有選錯或不答的得 0 分. 1 .牛頓以天體之間普遍存在著引力為依據(jù) ，運用嚴密的邏輯推理，建立了萬有引力定律.在創(chuàng)建 萬有引力定律的過程中，牛頓（） A.接受了胡克等科學(xué)家關(guān)于"吸引力與兩中心距離的平方成反比”的猜想 B.根據(jù)地球上一切物體都以相同加速度下落的事實 ，得出物體受地球的引力與其質(zhì)量成正比 ， 即F之m的結(jié)論 C.根據(jù)F垢m

2、和牛頓第三定律,分析了地月間的引力關(guān)系,進而彳#出F oc m1m2 D.根據(jù)大量實驗數(shù)據(jù)得出了比例系數(shù) G的大小 【解析】 在創(chuàng)建萬有引力定律的過程中 ，牛頓接受了平方反比猜想，和物體受地球的引力與 其質(zhì)量成正比，即F h m的結(jié)論，根據(jù)F芯m和牛頓第三定律，分析了地月間的引力關(guān)系 ， 進而彳#出F oc m1m2從而提出萬有引力定律.后來卡文迪許利用扭稱測量出萬有引力常量 G 的大小. 【答案】ABC 2 .（2012山東濟南外國語學(xué)校高三質(zhì)檢 ，3改編）下列關(guān)于曲線運動的說法中，正確的是（） A.做曲線運動的物體的加速度一定是變化的 B.做曲線運動的物體其速度大小一定是變

3、化的 C.做平拋運動的物體，加速度是恒定的 D.騎自行車沖到圓弧形橋頂時，人對自行車座子壓力減小，這是由于失重原因造成的 【解析】物體做曲線運動的條件是合加速度與合初速度有一定的夾角 ，例如平拋運動是勻變 速曲線運動，加速度恒定,A、B錯誤；做平拋運動的物體，只受重力作用，加速度為重力加速度 是恒定的，選項C正確；自行車沖到圓弧形橋頂時，重力和支持力共同提供向心力 ，人對自行 車座子壓力減小，這是由于失重原因造成的,D正確. 【答案】CD 3 .在水平冰面上，狗拉著雪橇做勻速圓周運動 ，0點為圓心.下圖中能正確的表示雪橇受到的牽 引力F及摩擦力Ff的圖是（） A B C

4、D 【解析】 由受力的特點知，滑動摩擦力總是與物體的相對運動的方向相反 ，所以滑動摩擦力應(yīng) 沿切線方向，而雪橇還做勻速圓周運動，即合外力提供向心力，切線方向的合力為零，選項C 正確. 【答案】C 4 .（2011江蘇物理，7） 一行星繞恒星做圓周運動，由天文觀測可得，其運行周期為T,速度為v,引 力常量為G,則（） A.恒星的質(zhì)量為桌 B.行星的質(zhì)量為事 C.行星運動的軌道半徑為頭 2 D.行星運動的加速度平 【解析】對行星：GMm = mr 4展t =穹 r T v - 解得 : M = 25G .r = 2T a =亍=2Tv - 選項ACDEE確. 【答案】AC

5、D 5.某同學(xué)在學(xué)習(xí)中記錄了一些與地球、月球有關(guān)的數(shù)據(jù)資料如表中所示 ，利用這些數(shù)據(jù)來計 算地球表面與月球表面的距離 s,則下列運算公式中正確的是 （） 地球半徑 R = 6 400 km 月球半徑 r=l 740 km 地球表面重力加速度 go =9. 80 m/s? 月球表面重力加速度 / = L 56 ni/s 月球繞地球轉(zhuǎn)動的線速度 v— 1 km/s 月球繞地球轉(zhuǎn)動周期 T- 27.3 天 光速 r = 2. 998X 105 km/s 用激光器向月球表面發(fā)射激光光束,經(jīng)過約l = 2. 565 s 接收到從月球表面反射回來的激光信號 A. s

6、 = c ； B.能一R。r C-7-R-r .符-”「 【解析】 激光經(jīng)時間t的路程為2 s,有2s=ct,選項A正確；月球繞地球轉(zhuǎn)動，則月球球心到 地心的距離為 生.s=2T-R-r .選項B正確；選項C錯在式中g(shù)應(yīng)為月球所在處的重力加 速度；地球?qū)υ虑虻娜f有引力提供其繞地轉(zhuǎn)動的向心力 ，有請爺 =m（零）2（s+R + r） .又 -R2- = go得s = V^0玩—R - r選項d正確. 【答案】ABD 6.水平拋出的小球，t秒末的速度方向與水平方向的夾角為 由,T+t0秒末速度方向與水平方向 的夾角為生 .忽略空氣阻力，則小球初速度的大小為（） A. gt0 （ c

7、os -1 cos 2）） B. 言 黑語 C. gt0（tan -1 -tan 2）） D. tan-J-ZIan^ 【解析】 設(shè)初速度為v0 .則t秒末速度的豎直分量為 v0tand.t+ t0秒末速度的豎直分量為 v0tan % v0 tan 日2 -v0tan 日1 =gt0 選項 D 正確. 【答案】D 7 .（2011浙江紹興一中期中，14）如圖所示，放于豎直面內(nèi)的光滑金屬圓環(huán)半徑為 R,質(zhì)量為m的 帶孔小球穿于環(huán)上同時有一長為 R的細繩一端系于球上，另一端系于圓環(huán)最低點.當圓環(huán)以 角速度O繞豎直直徑轉(zhuǎn)動時，發(fā)現(xiàn)小球受三個力作用.則O可能為（） 【解析】 當角速度

8、較小時，小球受重力和環(huán)的彈力作用 .當角速度增大到某個值 00時，繩上剛 好出現(xiàn)拉力.沿半徑方向有 Ncos30 0 = m；R cos30?,沿豎直方向有 Nsin30 =mg,解得 % = J2g ?凡是切 下切0的角速度都符合題意，選項A、B正確. 【答案】AB 8 .乒乓球在我國有廣泛的群眾基礎(chǔ) ，并有“國球”的美譽，中國乒乓球的水平也處于世界領(lǐng)先 地位.現(xiàn)討論乒乓球發(fā)球問題，已知球臺長L、網(wǎng)高h,假設(shè)乒乓球反彈前后水平分速度不變 ， 豎直分速度大小不變、方向相反，且不考慮乒乓球的旋轉(zhuǎn)和空氣阻力 .若球在球臺邊緣 。點正 上方某高度處以一定的速度被水平發(fā)出 （如圖所示）

9、,球恰好在最高點時越過球網(wǎng) ，則根據(jù)以 上信息可以求出（） P, A.發(fā)球的初速度大小 B.發(fā)球時的高度 C.球從發(fā)出到第一次落在球臺上的時間 D.球從發(fā)出到對方運動員接住的時間 【解析】由運動對稱性可知，發(fā)球位置距球臺的高度等于網(wǎng)高 h,發(fā)球點到球第一次落在臺上 p 點的水平距離為 L/4,根據(jù)平拋運動的規(guī)律 h =4 gt2,-L = Vot.由此兩式可求出發(fā)球時的速度 V0和球從發(fā)出到第一次落在臺上的時間 t,所以A、B C項均正確；但由于不知道對方運動員 在何處接住球，故無法求出總時間,D項錯誤. 【答案】ABC 9 .某人站在地球上最高的山頂上以初速度 v=7

10、.9 km/s水平拋出一小球，山高為h,如果假設(shè)沒有 空氣阻力，以下說法正確的是（） A.小球的水平射程為 B.小球的著地速度一定為 Jv2 +2gh C.小球?qū)⒔?jīng)歷大約八十多分鐘的時間回到山頂 D.小球?qū)⒔?jīng)歷24小時回到山頂 【解析】 以初速度 v=7.9 km/s（第一宇宙速度）水平拋出一小球，小球?qū)⒊蔀榻匦l(wèi)星.根據(jù) ,2-2 2 6 mg = m（ t-） R g =1。m/s ,R=6. 4 10 m,得 T 85 min. 【答案】C 10.衛(wèi)星電話在搶險救災(zāi)中能發(fā)揮重要作用 .第一代、第二代海事衛(wèi)星只使用靜止軌道衛(wèi)星 ，不 能覆蓋地球上的高緯度地區(qū).

11、第三代海事衛(wèi)星采用同步和中軌道衛(wèi)星結(jié)合的方案 ，它由4顆 同步衛(wèi)星與12顆中軌道衛(wèi)星構(gòu)成.中軌道衛(wèi)星高度為 10 354千米，分布在幾個軌道平面上 （與赤道平面有一定的夾角 ）.在這個高度上，衛(wèi)星沿軌道旋轉(zhuǎn)一周的時間為四分之一天 .下列 說法中正確的是（） A.中軌道衛(wèi)星的線速度小于同步衛(wèi)星的線速度 B.中軌道衛(wèi)星的線速度大于同步衛(wèi)星的線速度 C.在中軌道衛(wèi)星經(jīng)過地面某點的正上方的一天后 ，該衛(wèi)星還在地面該點的正上方 D.如果某一時刻中軌道衛(wèi)星、同步衛(wèi)星與地球的球心在同一直線上 ，那么經(jīng)過6小時它們?nèi)栽? 同一直線上 【解析】 由題意知，中軌道衛(wèi)星的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑

12、 （42 400千米）,所以， 其線速度大于同步衛(wèi)星的線速度 ，選項B正確；中軌道衛(wèi)星的周期 T1 = 6 h,其經(jīng)過地面某點 的正上方的一天后，仍在該點，選項C正確；選項D中，中軌道衛(wèi)星需經(jīng)過t =（［+nT,）.T1 =6 h,n=0,1,2,3, ?，同步衛(wèi)星需經(jīng)過 t =(1+nTJ.T2 =24 h,n=0,1,2,3, …二者再次在同一 直線上，顯然t t .選項D錯誤. 【答案】BC 第H卷(非選擇題共60分) 、本題共包括2個小題，共16分，把答案填到題中橫線上或按要求作答 . 11.(8分)一物理興趣小組利用學(xué)校實驗室的數(shù)字實驗系統(tǒng)探究物體做圓周運動時向心力與

13、 角速度、半徑的關(guān)系. (1)首先，他們讓一祛碼做半徑 r為0.08 m的圓周運動，數(shù)字實驗系統(tǒng)通過測量和計算得到若 干組向心力F和對應(yīng)的角速度6 .如下表.請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖甲上繪出 F-8的關(guān)系圖 象. 實驗序號 1 2 3 4 5 6 7 s F/N 2.42 1. 13 0. 97 0. 76 0. 50 0.23 0. 06 cu/ (rad , s-1 ) 28, 8 25.7 22~O\ 18.0 15.9 13.0 &5 4. 3 (2)通過對圖象的觀察，興趣小組的同學(xué)猜測 F與02成正比.你認為，可以通過進

14、一步的轉(zhuǎn)換 通過繪出關(guān)系圖象來確定他們的猜測是否正確 ^ (3)在證實了 F岔之后,他們將祛碼做圓周運動的半徑 r再分別調(diào)整為0.04 m、0.12 m, 又得到了兩條 F- 6圖象，他們將三次實驗得到的圖象放在一個坐標系中 ，如圖乙所示.通過 對三條圖象的比較、分析、討論 ，他們得出F oc r的結(jié)論，你認為他們的依據(jù)是. (4)通過上述實驗，他們得出：做圓周運動的物體受到的向心力 F與角速度與、半徑r的數(shù)學(xué) 2 關(guān)系式是F =k6r.其中比例系數(shù)k的大小為，單位是. 10 3.0 2.0 1.0 0 甲 ［竺 川JI川川IIUU川I川川輔 g：=

15、====E1 = ：35====Sh=i：：： 川川川川川川口口川皿. ）0 20 30w/（rad ?4） 【解析】（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)描點，并用平滑的曲線連接各點，得到圖象如圖所示 S1） 甲 （2）描繪F與關(guān)系圖象,若圖象是過原點的直線,則F與82成正比. （3）當切不變時，r增大幾倍，F(xiàn)增大幾倍.因此作一條平行于縱軸的輔助線 ，觀察其和圖象的 交點中力的數(shù)值之比是否為 1 ： 2 ： 3. （4）將 r=0.08 m,F=0.5 N 刈=13 rad/s,代入 F = k02r.得 k=0.037 kg. 【答案】（1）見解析（2分）（2）F

16、與切2（2分）（3）做一條平行于縱軸的輔助線，觀察其和 圖象的交點中力的數(shù)值之比是否為 1 ： 2： 3（2分）（4）0.037（1 分）kg（1 分） 12.（8分）在”研究水柱的射程”課題研究中 ，各研究小組用如圖所示的裝置 ，研究了水桶內(nèi)水 的深度h與水柱射程s之間的關(guān)系.在某班舉行的研究成果交流會上 ，甲組的李明同學(xué)發(fā)現(xiàn) 乙組水平射程的最大值大于甲組水平射程的最大值 .他感到納悶：怎么會比我們的水平射程 大呢？由于李明同學(xué)在甲組負責水平射程的測量 ，對別的測量數(shù)據(jù)印象不深 ，因此，對乙組水 平射程大的原因進行了猜想 . （1）如果你是李明同學(xué)，你會怎么猜想？請說出

17、猜想的理由.（說明：各組的實驗環(huán)境均無風，兩組 同學(xué)的操作過程均正確無誤 .） （2）你又將打算怎樣驗證自己的猜想呢 根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有 G展 =m行（孕）2r①（2分） 于是有： = 3m太②（2分） T 4 人 即k =2m太.③（2分） 4n （2）在地月系統(tǒng)中，設(shè)月球繞地球運動的軌道半徑為 R,周期為T.由②式可得 導(dǎo)= 4^M太④（2分） 解得M地=6父1024 kg. （2 分） 【答案】（1）k=4GyM太（2）6 父1024 kg 4 14.（11分）如圖所示，宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡上 P點沿水平方向以初速度 v0拋出一個小

18、球，測得小球經(jīng)時間t落到斜坡上另一點 Q,斜面的傾角為a .已知該星球半徑 為R,萬有引力常量為 G,求: （1）該星球表面的重力加速度； （2）該星球白^密度； ⑶該星球的第一宇宙速度； （4）人造衛(wèi)星繞該星球表面做勻速圓周運動的最小周期 . 【解析】⑴由平拋運動規(guī)律得,tan & =苓.（2分） 2 Votan ]. g = —（1 （2）在星球表面有：G曙=mg . （1分） 2 所以M =哈. 該星球白^密度：「=m=券碧.（2分） （3）由 GMm^mt （1 分） R 可得V 2 又 GM =gR . （1 分） 所以丫=產(chǎn)黑.（1

19、分） （4）繞星球表面運行的衛(wèi)星具有最小的周期 ，即T = 2妒=2 n R、后羨,.（2 分） 0 【答案】⑴辛.（2）黑⑶〒 山二1而 15.（11分）如圖所示，在距地面21高空水平初速度v0=JgT投擲飛鏢，在與A點水平距離為l 的水平地面上的 B點有一個氣球，選擇適當時機讓氣球以速度 v0 = JgT勻速上升，在升空過 程中被飛鏢擊中.飛鏢在飛行過程中受到的空氣阻力不計 ，在計算過程中可將飛鏢和氣球視 為質(zhì)點，已知重力加速度為 g.試求： （1）飛鏢是以多大的速度擊中氣球的 ，經(jīng)過時間 1 V0 （2）擲飛鏢和放氣球兩個動作之間的時間間隔 At應(yīng)為多少？

20、 【解析】（1）飛鏢A被投擲后做平拋運動，從擲出飛鏢到擊中氣球 分） 此時飛鏢在豎直方向上的分速度 Vy=gt=jgr （1 分） 故此時飛鏢的速度大小 V = Jv； +v2 = V2gT. （2 分） （2）飛鏢從擲出到擊中氣球過程中 ， 下降的高度％ gt2 =2 （2分） 氣球從被釋放到被擊中過程中上升的高度 h2=2l-%=看（1分） 氣球的上升時間t2=2=2v;制居（2分） 可見的 >t〔 .所以應(yīng)先釋放氣球. 釋放氣球與擲飛鏢之間的時間間隔 分） 【答案】（1） 2gl ⑵2。 16.（12分）如圖所示，一玩滾軸溜冰的小孩（可視作質(zhì)點）質(zhì)量為

21、m=30 kg,他在左側(cè)平臺上滑 行一段距離后平拋，恰能無碰撞地沿圓弧切線從 A點進入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下 滑,A、B為圓弧兩端點，其連線水平.已知圓弧半徑為 R=1.0 m,對應(yīng)圓心角為e=106circ, 平臺與AB連線的高度差為h=0.8 m.(計算中取g=10 m/s 2 . s i n53 0= 0. 8, =0.6) 求: （1）小孩平拋的初速度； （2）小孩運動到圓弧軌道最低點 。時對軌道的壓力. 【解析】（1）由于小孩無碰撞進入圓弧軌道 ，即小孩落到A點時速度方向沿 A點切線方向 則 tan a = ="=tan53 ?（2 分） 又由 h =3

22、gt2得 t =「=0.4 s （2 分） 而 vy =gt =4 m/s （1 分） 聯(lián)立以上各式得v0 =3 m/s. （1 分） （2）設(shè)小孩到最低點的速度為 vx . 由機械能守恒，有 ^mv2 —gmv2 =mg[h +R（1-cos53 ）] （2 分） v2 在最低點，據(jù)牛頓第二定律，有FN-mg = m^ （2分） 代入數(shù)據(jù)解得Fn =1 290 N （1 分） 由牛頓第三定律可知，小孩對軌道的壓力為 1 290 N. （1 分） 【答案】（1）3 m/s （2）1 290 N 11 （3）甲組同學(xué)在探究過程中，某次測量的水柱的水平射程為 4

23、0 cm.已知小孔離水槽底部的高度為 0.80 m,水柱從小孔射出時沿水平方向 ,忽略空氣阻力,重力加速度g取10 m/s * 2 * * *.那么此次測 量中，水從小孔射出的初速度大小應(yīng)為 :v= m/s. 【解析】本題通過探究性實驗考查平拋運動的水平位移與初速度的關(guān)系 .水流出后做平拋運動 而初速度又與液體的深度有關(guān) .通過小孔的高度可以求出水做平拋運動的時間 ，再根據(jù)水平 射程求出小孔處水流的初速度 v的大小. 【答案】（1）乙組水的深度較大，流出的水初速度也較大，又因為高度相同，水做平拋運動的時 間相同，因此乙組水的水平射程必然較大 .（共4分，說出“深度” 2分，理由2分

24、） （2）改變水的深度，測量兩次水平射程，討論水平射程與水的深度的關(guān)系 .（2分） （3）1（2 分） 三、本題包括4小題，共44分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟 ，只寫 出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值的單位 . 13.（10 分）（2011 安徽理綜,22） （1）開普勒行星運動第三定律指出：行星繞太陽運動的橢 2 圓軌道的半長軸 a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期 T的二次方成正比，即%=k .k是一個對所有行星 都相同的常量.將行星繞太陽的運動按圓周運動處理 ，請你推導(dǎo)出太陽系中該常量 k的表達 式.已知引力常量為G,太陽的質(zhì)量為M太. （2）開普勒定律不僅適用于太陽系 ，它對一切具有中心天體的引力系統(tǒng) （如地月系統(tǒng)）都成立.經(jīng) 測定月地距離為 3. 84 M108 m,月球繞地球運動的周期為 2. 36父106號:試計算地球的質(zhì) 量M地.（G=6. 67父104N m2kg2 .結(jié)果保留一位有效數(shù)字） 【解析】（1）因行星繞太陽做勻速圓周運動 ，于是軌道半長軸a即為軌道半徑r,