2024年新高考物理第一轮复习：章末质量检测（四）

幸未质量检测（四）

（时间：45分钟）

一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。1〜6题为单项选择题，7〜8

题为多项选择题）

1.野外骑行在近几年越来越流行，越来越受到人们的青睐，对于自行车的要求也

在不断的提高，很多都是可变速的。不管如何变化，自行车装置和运动原理都离

不开圆周运动。下面结合自行车实际情况与物理学相关的说法正确的是（）

甲乙丙

图1

A.图乙中前轮边缘处A、B、C、。四个点的线速度相同

B.大齿轮与小齿轮的齿数如图丙所示，则大齿轮转1圈，小齿轮转3圈

C.图乙中大齿轮边缘处E点和小齿轮边缘处F点角速度相同

D.在大齿轮处的角速度不变的前提下，增加小齿轮的齿数，自行车的速度将变

大

解析本题考查圆周运动中的传动装置，A、B、C、D四点线速度大小相等，方

向不同，选项A错误；齿数与周期成正比，选项B正确；E.b两点线速度大小

相同，半径不同，故角速度不同，选项C错误；若大齿轮角速度不变，增加小齿

轮齿数，则小齿轮周期变大，角速度变小，自行车速度变小，选项D错误。

答案B

2.组成星球的物质靠万有引力吸引在一起随星球自转。若某质量分布均匀的星球

的角速度为公，为使该星球不瓦解，该星球的密度至少为下列图象可能正确

的是（）

D

解析由题意知，赤道处最易瓦解，对于赤道处质量为，〃的物体，恰好瓦解时，

有水G,而解得小=今°〃，B正确。

答案B

3.铁路在弯道处的内、外轨道高度是不同的，已知内、外轨道平面与水平面的夹

角为仇如图2所示，弯道处的圆弧半径为A,若质量为〃?的火车转弯时速度等

FyjgRlan则（）

A.内轨对内侧车轮轮爆有挤压

B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压

C.这时铁轨对火车的支持力等于毋

v\JoC7

D.这时铁轨对火车的支持力大于毋

解析由牛顿第二定律/合=〃仄，解得f\=〃?gtanO,此时火车只受重力和铁路

统道的支持力作用，如图所示，FNCOSe=mg,则/N=；^,内、外轨道对火车

均无侧压力，故选项C正确，A、B、D错误。

mg

答案C

4.如图3所示，河水由西向东流，河宽为800m,河中各点的水流速度大小为。木,

各点到较近河岸的距离为x,。水与x的关系为v水=喜&©»/5）（X的单位为m）,让

小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船划水速度大小恒为。船=4m/s,则下列说

法正确的是（）

亡东T

800

0tl，«

图3

A.小船渡河的轨迹为直线

B.小船在河水中的最大速度是5m/s

C.小船在距南岸200m处的速度小于在距北岸200m处的速度

D.小船渡河的时间是160s

解析小船在南北方向上为匀速直线运动，在东西方向上先加速，到达河中间后

再减速，小船的合运动是曲线运动，选项A错误；当小船运动到河中间时，东西

方向上的分速度最大，此时小船的合速度最大，最大值Om=5m/s,选项B正确;

小船在距南岸20（）m处的速度等于在距北岸200m处的速度，选项C错误；小船

的渡河时间，=200、，洗项D错误。

答案B

5.（2019•衡水一中月考）2016年12月22日，我国成功发射了国内首颗全球二氧

化碳监测科学实验卫星（以下简称“碳卫星”）。如图4所示，设“碳卫星”在半

径为A的圆周轨道上运行，经过时间通过的弧长为s,已知引力常数为G,下

列说法正确的是（）

图4

A.“碳卫星”内的物为处于平衡状态

B.“碳卫星”的运行速度大于7.9km/s

C.“碳卫星”的发射速度大于11.2km/s

D.可算出地球质量为停

解析“碳卫星”绕地球运行，做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，故不是

平衡状态，处于失重状态，A错误；o=7.9km/s为第一宇宙速度，是最大的运行

速度，“碳卫星”轨道半径比地球半径大，因此其运行速度应小于7.9km/s,B

错误：。=7.9m/s为第一宇宙速度，是最小的地面发射速度，“碳卫星”轨道半

间，由开普勒第三定律可知，其周期小于内环的周期，即其角速度较大，选项A

错误；由。='性可知，“卡西尼”在圆轨道上绕土星运动的速率。与其轨道

半径的平方根成反比，即轨道半径越小，运动的速率越大，选项B正确；5月到

6月间探测器逐渐靠近土星，速率越来越大，其动能也越来越大，选项C正确；6

月到8月间“卡西尼”在运动过程中克服稀薄气体的阻力做功，“卡西尼”的动

能以及它与土星的引力势能之和将减小，选项D错误。

答案BC

8.设计师设计了一个非常有创意的募捐箱，如图7甲所示，把硬币从投币口放入,

从出币口滚出，接着在募捐箱上类似于漏斗形的部位（如图闪所示，。点为漏斗形

口的圆心）滚动很多圈之后从中间的小孔掉入募捐箱。如果把硬币在不同位置的运

动都可以看成匀速圆周运动，摩擦阻力忽略不计，则关于某一枚硬币在。、b两处

的说法正确的是（）

图7

A.在人人两处做圆周运动的圆心都为。点

B.向心力的大小乙=必

C.角速度的大小

D.周期的大小

解析在〃、力两处做圆周运动的圆心在中轴线上与久〃等高的位置，故选项A

错误；硬币受力分析如图所示，则硬币的合力/=器，从。到人的过程中，0

减小，故合力增大，硬币的合力提供向心力，故&<见，选项B错误；F=wco2r,

硬币在滑下的过程中，做圆周运动的半径一减小，故角速度口小神，选项C正确；

2兀

根据8=万,故Ta>Tb,选项D正确。

F

1mg

答案CD

二、非选择题

9.某新式可调火炮水平射出的炮弹所做的运动可视为平抛运动。如图8所示，目

标是一个剖面为9()。的扇形山崖QA3,半径为重力加速度为g。

B

R

⑴若炮弹以初速度。o射出，炮弹恰好垂直打在圆弧的中点C,求炮弹到达。点所

用时间；

(2)若在同一高地P处先后以不同速度射出两发炮弹，击中A点的炮弹运动的时间

是击中3点的两倍，已知。、A、3、尸在同一竖直平面内，求高地产离A点的高

度。

解析(1)炮弹做平抛运动，当炮弹恰好垂直打在圆瓠的中点C时，由几何关系可

知，其水平分速度和竖直分速度大小相等，即4、=内=。0

又知“=G，联立解得f*

⑵设高地P离A点的高度为"击中8点的炮弹运动的时间为g则有人=5(2附2

h-R=>i

联立解得〃=京4？

答案⑴*⑵京

10.一组宇航员乘坐太空穿梭机S去修理位于离地球表面〃=6.0X105m的圆形

轨道上的太空望远镜〃。机组人员使穿梭机S进入与〃相同的轨道并关闭助推火

箭，望远镜在穿梭机前方数千米处，如图9所示。已知地球半径为R=6.4Xl()6m,

地球表面重力加速度为g=9.8m/s2,第一宇宙速度为0=7.9km/s。(结果保留一

位小数)

图9

(1)求穿梭机所在轨道上的向心加速度心

⑵计算穿梭机在轨道上的速率

(3)穿梭机需先进入半径较小的轨道，才有较大的角速度追上望远镜。试判断穿梭

机要进入较低轨道时应增加还是减小其原有速率，并说明理由。

解析(1)在地球表面处，由

"7g=

可得地球表面的重力加速度8=鬻

同理，穿梭机所在轨道上的向心加速度父=等，其中r=/?+〃

联立以上各式解得g，=8.2m/s2

(2)在地球表面处，由牛顿第二定律得

MmV2

G^="9

解得第一宇宙速度

同理，穿梭机在轨道上的速率"

解得v'=7.6km/s

(3)应减速，由G誓=打中知穿梭机要进入较低轨道，必须有万有引力大于穿梭机

做圆周运动所需的向心力，故当。'减小时，/〃;减小，则G，誓＞〃弓二。

答案(1)8.2m/s2(2)7.6km/s(3)见解析

11.(2019•山东省实验中学)如图10所示，高”=0.8m的桌面上固定一半径R=

0.45m的四分之一光滑圆弧轨道A8,轨道末端8与桌面边缘水平相切，地面上

的C点位于B点的正下方。将一质量加=0.04kg的小球由