高中高考物理总复习一轮复习知识归纳第四章本章综合能力提升练

高考试卷试题学习资料本章综合能力提升练一、单项选择题1．下列关于运动和力的叙述中，正确的是()A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的B．做圆周运动的物体，所受的合力一定指向圆心C．物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做直线运动D．物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同答案C解析做匀变速曲线运动的物体，其加速度不变，故A错误；做匀速圆周运动的物体，所受的合力才指向圆心，做变速圆周运动的物体，所受的合力不指向圆心，故B错误；物体所受合外力与运动方向共线，一定做直线运动，故C正确；物体运动的速率在增加，所受合力方向与运动方向可能相同，也可能夹角为锐角，故D错误．2．(2018·福建省漳州市期末调研)如图1，甲、乙两小球离地高度分别为h1、h2(h1>h2)，两小球以v1、v2的速度水平相向抛出(两小球运动轨迹在同一竖直面内)，两小球在运动中相遇，下面说法正确的是()图1A．v1一定小于v2 B．v1一定大于v2C．甲先抛出 D．乙先抛出答案C解析根据h＝eq\f(1,2)gt2，由于甲下落的高度大于乙下落的高度，故甲下落的时间大于乙下落的时间，所以甲先抛出，故C正确，D错误；水平抛出甲、乙两个小球，水平方向的运动是匀速直线运动，由于不知水平方向位移关系，所以甲、乙两球速度关系无法确定，故A、B错误．3．(2018·河北省五校联盟摸底)如图2所示，在室内自行车比赛中，运动员以速度v在倾角为θ的赛道上做匀速圆周运动．已知运动员的质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，则下列说法正确的是()图2A．将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用B．运动员受到的合力为eq\f(mv2,R)，是一个恒力C．若运动员加速，则可能沿斜面上滑D．若运动员减速，则一定加速沿斜面下滑答案C4．(2018·闽粤期末大联考)图3所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r.b点在小轮上，到小轮中心的距离为r.c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中皮带不打滑，则()图3A．a点与b点的线速度大小相等B．a点与b点的角速度大小相等C．a点与c点的线速度大小相等D．a点与d点的向心加速度大小不相等答案C解析由于a、c两点是皮带传动的两轮边缘上两点，则va＝vc，b、c两点为共轴的轮上两点，ωb＝ωc，rc＝2ra，根据v＝rω，则ωc＝eq\f(1,2)ωa，所以ωb＝eq\f(1,2)ωa，va＝2vb，故A、B错误，C正确．由于ωb＝eq\f(1,2)ωa，ωb＝ωd，则ωd＝eq\f(1,2)ωa，rd＝4ra，根据公式a＝rω2知，所以aa＝ad，故D错误．5．(2018·河南省新乡市第三次模拟)中国将建由156颗卫星组成的天基互联网，建成后WiFi信号覆盖全球．假设这些卫星中有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为1.1R(R为地球的半径)，已知地球的第一宇宙速度为v，地球表面的重力加速度为g，则该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期可表示为()A．1.1eq\r(\f(1.1R,g)) B.eq\r(\f(1.1R,g))C.eq\f(1.1πR,2v)eq\r(1.1) D.eq\f(2.2πR,v)eq\r(1.1)答案D解析根据v＝eq\r(\f(GM,r))，则第一宇宙速度v＝eq\r(\f(GM,R))，卫星的速度v1＝eq\r(\f(GM,1.1R))，卫星的周期T＝eq\f(2π×1.1R,v1)，联立解得T＝eq\f(2.2πR,v)eq\r(1.1)，又GM＝gR2，则T＝eq\f(2.2πR,\r(gR))eq\r(1.1)＝2.2πeq\r(\f(1.1R,g))，故选D.6．(2018·广东省湛江市第二次模拟)2017年4月22日，我国成功发射的“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿“天宫二号”原来的轨道(可视为圆轨道)运行，对接前“天宫二号”的运行轨道高度为393km，“天舟一号”货运飞船轨道高度为386km，它们的运行轨道均视为圆周，则()A．“组合体”比“天宫二号”加速度大B．“组合体”比“天舟一号”货运飞船角速度大C．“组合体”比“天宫二号”周期大D．“组合体”比“天舟一号”货运飞船机械能大答案D解析根据Geq\f(Mm,r2)＝ma＝mω2r＝meq\f(4π2,T2)r，解得：a＝eq\f(GM,r2)，ω＝eq\r(\f(GM,r3))，T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，因组合体仍沿“天宫二号”原来的轨道，故组合体的加速度、周期与“天宫二号”的加速度、周期一样大，而组合体的轨道半径大于“天舟一号”货运飞船轨道的半径，故组合体的角速度小于“天舟一号”货运飞船的角速度，故A、B、C错误；“天舟一号”货运飞船要从低轨道与较高轨道的“天宫二号”对接，必须加速做离心运动，所以对接后“天舟一号”货运飞船的机械能将增大，而“天宫二号”的机械能不变，故组合体的机械能比“天舟一号”货运飞船机械能大，故D正确．7．(2016·全国卷Ⅱ·16)小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图4所示．将两球由静止释放．在各自轨迹的最低点()图4A．P球的速度一定大于Q球的速度B．P球的动能一定小于Q球的动能C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度答案C解析小球由水平位置摆动至最低点，由动能定理得，mgL＝eq\f(1,2)mv2，解得v＝eq\r(2gL)，因LP<LQ，故vP<vQ，选项A错误；因为Ek＝mgL，又mP>mQ，LP<LQ，则两小球的动能大小无法比较，选项B错误；对小球在最低点受力分析得，FT－mg＝meq\f(v2,L)，可得FT＝3mg，选项C正确；由an＝eq\f(v2,L)＝2g可知，两球的向心加速度相等，选项D错误．二、多项选择题8.如图5所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1∶m2＝3∶2，下列说法中正确的是()图5A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为2∶3B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2C．m1做圆周运动的半径为eq\f(2,5)LD．m2做圆周运动的半径为eq\f(2,5)L答案AC解析设双星m1、m2距转动中心O的距离分别为r1、r2，双星绕O点转动的角速度均为ω，据万有引力定律和牛顿第二定律得Geq\f(m1m2,L2)＝m1r1ω2＝m2r2ω2，又r1＋r2＝L，m1∶m2＝3∶2所以可解得r1＝eq\f(2,5)L，r2＝eq\f(3,5)Lm1、m2运动的线速度分别为v1＝r1ω，v2＝r2ω，故v1∶v2＝r1∶r2＝2∶3.综上所述，选项A、C正确．9．(2019·安徽省宿州市模拟)如图6甲所示，一长为l的轻绳，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动．小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示，重力加速度为g，下列判断正确的是()图6A．图象函数表达式为F＝meq\f(v2,l)＋mgB．重力加速度g＝eq\f(b,l)C．绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的图线斜率更大D．绳长不变，用质量较小的球做实验，图线b点的位置不变答案BD解析小球在最高点，F＋mg＝meq\f(v2,l)，解得F＝meq\f(v2,l)－mg，所以A错误．当F＝0时，mg＝meq\f(v2,l)，解得g＝eq\f(v2,l)＝eq\f(b,l)，所以B正确．根据F＝meq\f(v2,l)－mg知，图线的斜率k＝eq\f(m,l)，绳长不变，用质量较小的球做实验，斜率更小，所以C错误．当F＝0时，g＝eq\f(b,l)，可知b点的位置与小球的质量无关，绳长不变，用质量较小的球做实验，图线b点的位置不变，所以D正确．10．(2019·陕西省西安市调研)如图7所示，倾角为θ的斜面上有A、B、C三点，现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球，三个小球均落在斜面上的D点，今测得AB∶BC∶CD＝5∶3∶1，由此可判断(不计空气阻力)()图7A．A、B、C处三个小球运动时间之比为1∶2∶3B．A、B、C处三个小球落在斜面上时速度与初速度间的夹角之比为1∶1∶1C．A、B、C处三个小球的初速度大小之比为3∶2∶1D．A、B、C处三个小球的运动轨迹可能在空中相交答案BC解析由于沿斜面AB∶BC∶CD＝5∶3∶1，故三个小球竖直方向运动的位移之比为9∶4∶1，运动时间之比为3∶2∶1，A项错误；斜面上平抛的小球落在斜面上时，速度与初速度之间的夹角α满足tanα＝2tanθ，与小球抛出时的初速度大小和位置无关，B项正确；同时tanα＝eq\f(gt,v0)，所以三个小球的初速度大小之比等于运动时间之比，为3∶2∶1，C项正确；三个小球的运动轨迹(抛物线)在D点相交，不会在空中相交，D项错误．三、非选择题11．(2018·安徽省安庆市模拟)发射宇宙飞船的过程要克服引力做功，已知将质量为m的飞船在距地球中心无限远处移到距地球中心为r处的过程中，引力做功为W＝eq\f(GMm,r)，飞船在距地球中心为r处的引力势能公式为Ep＝－eq\f(GMm,r)，式中G为引力常量，M为地球质量．若在地球的表面发射一颗人造地球卫星，发射的速度很大，此卫星可以上升到离地心无穷远处(即地球引力作用范围之外)，这个速度称为第二宇宙速度(也称逃逸速度)．(1)试推导第二宇宙速度的表达式；(2)已知逃逸速度大于真空中光速的天体叫黑洞，设某黑洞的质量等于太阳的质量M0＝1.98×1030kg，求它可能的最大半径．答案(1)v＝eq\r(\f(2GM,R))(2)2.93×103m解析(1)设距地心无穷远处的引力势能为零，地球的半径为R，第二宇宙速度为v，所谓第二宇宙速度，就是卫星摆脱中心天体束缚的最小发射速度．则卫星由地球表面上升到离地球表面无穷远的过程，根据机械能守恒定律得Ek＋Ep＝0即eq\f(1,2)mv2－Geq\f(Mm,R)＝0解得v＝eq\r(\f(2GM,R))(2)v0＝eq\r(\f(2GM0,R0))，由题意知v0>c，即eq\r(\f(2GM0,R0))>c得R0<eq\f(2GM0,c2)＝eq\f(2×6.67×10－11×1.98×1030,9×1016)m≈2.93×103m则该黑洞可能的最大半径为2.93×103m.12．(2018·山东省济南一中期中)如图8所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动，规定经过圆心O点且水平向右为x轴正方向．在O点正上方距盘面高为h＝5m处有一个可间断滴水的容器，从t＝0时刻开始，容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动．已知t＝0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水．(取g＝10m/s2)图8(1)每一滴水离开容器后