《状元桥》高三物理二轮复习训练训练二习题doc.docx
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《状元桥》高三物理二轮复习训练训练二习题doc
t专题沖刺训练:
）
1.（多选）在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系兀。
〃质量为1kg的物体原来静止在坐标原点0（0,0）,从/=0时刻起受到如图所示随时间变化的外力作用,竹表示沿卩轴方向的外力，人表示沿X轴方向的外力，下列说法中正确的是（）
4E/N
21
I
I
I
O2
E/N
2—・:
:
：
O2Hs
A・前2S内物体沿X轴做匀加速直线运动
B.后2s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向
C.4s末物体坐标为（4m,4m）
D・4s末物体坐标为（12m,4m）
解析：
前2s内物体只受x轴方向的作用力，故沿兀轴做匀加速直线运动，A正确；前2s内其加速度ax=2m/s2,位移X]=^ax^=4m.后2s内物体沿x轴方向做匀速直线运动，位移兀2=8m,沿尹轴方向做匀加速直线运动，加速度dy=2in/s2,位移p=£z/=4m,故4s末物体坐标为（12m,4m）,D正确.
答案:
AD
2.（多选）（2015-天津卷）戸、戶2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星$、S2做匀速圆周运动.图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度Q,横坐标表示物体到行星中心的距离厂的平方，两条曲线分别表示戸、A周围的Q与，的反比关系，它们左端点横坐标相同•贝”）
A・Pl的平均密度比戶2的大
B・鬥的“第一宇宙速度”比戶2的小
C.S1的向心加速度比S2的大
D・『的公转周期比S2的大
解析：
图象的左端点对应的横坐标相同，表明两行星的半径相同，万有引力定律提供向心力G爷=应,a=晋,由图象可知，戸的质量大，因此P1的密度大,A项正确；第一宇宙速度0=寸字，因此质量大的行星的第一宇宙速度大，B项错误；由q=¥怡可知，小的向心加速度大，C项正确；由得T=2
口丫而，因此行星质量大的卫星公转周期小，d项错误.
答案：
AC
3.用一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示.设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为◎线的张力为T,则厂随/的变化的图象是图中的（）
小球在光滑锥面做匀速圆周运动，0—Ncos0=m厶sin07cos0+Nsin6=mgf由上述方程解得：
T=mgcos0+m厶si『&
.当角速度较大时，小球离开光滑锥面做匀速圆周运动，根据向心力公式可得：
T=mL（J,综上所述，只有C选项正确.
答案：
C
4.（2015-全国新课标I卷）一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示.水平台面的长和宽分别为厶和厶2,中间球网高度为仕发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3/2.不计空气的作用，重力加速度大小为g.若乒乓球的发射速率。
在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则。
的最大取值范围是（）
解析：
发射点高度不变的情况下，平抛运动水平射程由初速度决定，初速度越大，射程越远，本题要求乒乓球能够落在台面上，初速度的取值范围，其中最小值要求能过网，即下落高度为3h_h=2h时，水平位移不小于*厶I,即丸i=3,2h解得此时。
=牛\店；最大值要求不出台面，根据勾股定理得，发射点距台边缘最远点距离为厶f+茅，即下落高度3〃时，水平位移不大于\/（厶f+牛）,
为D.
答案：
D
5.（2015-L1I东卷）如图，拉格朗日点厶位于地球和刀球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动.据此，科学家设想在拉格朗日点厶建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动.以01、©分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，表示地球同步卫星向心加速度的大小.以下判断正确的是（）
2
r可得
A.Q2>°3>Q1B.02>4>°3C・。
3>°1>°2D・。
3>02>。
1
解析：
空间站与月球周期相同，绕地球运动的半径n＜r2,
答案：
D
6.如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动.有一个质量为加的小球力紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为7?
和小球力所在的高度为筒高的一半.已知重力加速度为g,则（）
A.小球/做匀速圆周运动的角速度60=^^
B.小球力受到重力、支持力和向心力三个力作用
C.小球/受到的合力大小为仝乎
D・小球/受到的合力方向垂直于筒壁斜向上
解析：
小球/受到重力、支持力两个力作用，合力的方向水平且指向转轴，则zngtan6=mco2t\设圆锥筒内壁倾角为0）,半径厂=孚，tan&=务’解得角速度①="^'选项A正确，选项B、C、D错误.
答案：
A
7.（201牛安徽卷）如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度e转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止.物体与盘面间的动摩擦因数为爭（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面的夹角为30。
g取10m/s2.则e的最大值是（）
A.^/5rad/sB.羽rad/sC.1.0rad/sD・0.5rad/s解析：
小物体运动到最低点时最容易与匀质圆盘发生相对运动，在最低点当®
最大时，小物体与匀质圆盘存在最大静摩擦力，由牛顿第二定律可知，
（“cos&—sin&）g
（“cos&—sin0）mg=mco2r,解得co=
；=1.0rad/s,
故选项C正确.
答案：
c
8.（2015-海南卷）若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处，以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2：
羽，已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为/?
.由此可知，该行星的半径约为（）
C.2R
A.|t?
B.》C.2RD普R
解析：
物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，x=votf乎，由于两次抛出的速度相同，所以，¥=£由得R=警，由于该行星质量约为地球的7倍，得R行=2R,C项正确.
答案:
C
；（201牛全国新课标II卷）假设地球可视为质量均匀分布的球体.己知地球表面重力加速度在两极的大小为go,在赤道的大小为g；地球自转的周期为八引力常量为G.地球的密度为（）
人3兀（go—g）
A・―G尸go
3ngo
B，G八（go—g）
D.
体做圆周运动的周期等于地球的自转周期匚则竽聖一加g=〃7〒-7?
则密度p=
3M3賦3ng。
4n7?
3_4n7?
3G一G八（go~g），B正角’
答案：
B
10.（2014-浙江卷）长期以来“卡戎星（Charon）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径门=19600km,公转周期八=6.39天.2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径厂2=48000km,则它的公转周期厂2最接近于（）
A.15天B.25天C.35天D・45天
33
解析：
根据开普勒第三定律#=袞，代入数据计算可得卩2约等于25天.选项B正确.
答案：
B
11.（多选）如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为加的小球，在竖肓平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为F,小球在最高点的速度大小为e,其F-v2图象如图乙所示，贝ij（）
A.轻质绳长为警
B.当地的重力加速度为号
C.当v2=c时，轻质绳的拉力大小为年+q
D.只要小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为6q
解析：
设绳长为7?
由牛顿第二定律知小球在最高点满足F+mg=inj,即F
=严2—加g,由题图乙知ct=nig,b=gRf所以g=不，7?
=—,A正确，B错误；
当v2=c时，有F+mg=m^,将g和7?
的值代入得尸=年一q,C错误；因小球在
2
最低点满足F_mg=r）诘,即在最低点和最高点时绳的拉力差AF=F—F=2mg+—v2）,又由机械能守恒定律知^niv\=2mgR+^mv2,可得△F=6tng=6ci,D正
确.
答案:
AD
12.（多选）（2014-全国新课标I卷）太阳系各行星儿乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动.当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”・据报道，2014年各行星冲日I］寸间分别是：
1月6口木星冲口；4月9口火星冲口；5月11口土星冲口；8月29口海王星冲10月8H天王星冲日.已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（）
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径/AU
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
A.各地外行星每年都会出现冲口现彖
B.在2015年内一定会出现木星冲H
C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半
D.地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短
体多出2龙，所以不可能每年都出现，A选项错误.
解析：
因为冲日现象实质上是角速度大的天体转过的弧度恰好比角速度小的天
=140.608,周期的近似比值为12,故木星的周期为12年，由曲线运动追及公式争
/1（―琴7=2刃n,将n=\代入可得/=普年，为木星两次冲日的时间间隔，所以2015年能看到木星冲日现象，B正确.同理可算出天王星相邻两次冲日的时间间隔为1.01年，土星两次冲日的时间间隔为1.03年，海王星两次冲日的时间间隔为1.006年，由此可知C错误，D正确.
答案:
BD
13.（2015-重庆卷）同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如下图所示的实验装置.图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板.M板上部有一半径为7?
的+圆弧形的粗糙轨道，P为最高点，0为最低点，0点处的切线水平，距底板高为N板上固定有三个圆环.将质量为加的小球从P处静止释放，小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心,落到底板上距Q水平距离为厶处•不考虑空气阻力，重力加速度为g.求：
（1）距0水平距离为扌的圆环屮心到底板的高度；
（2）小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向;
（3）摩擦力对小球做的功.
解析：
（1）设小球在Q处的速度为Vo,由平抛运动可知水平方向厶=如、¥=如’
竖直方向H=看、y=^2,解得y=^H
则距0水平距离为彳的圆环中心到底的高度
h=H-y=^H
⑵由厶=%/和H=*gP解得“）=厶寸嘉在0点受到支持力为F,由牛顿第二定律可得
解得尸=曲宦+1]
由牛顿第三定律得小球对轨道的压力大小为
加
方向竖直向下
⑶在圆弧上运动时，由动能定理mgR+W=^mvl,得摩擦力做功W=
答案：
（1）尹
（2）加g（Q页+1丿，方向竖直向下
（LA
⑶加4矿珂
14.如图所示，从/点以％=4m/s的水平速度抛出一质量m=lkg的小物块（可视为质点），当物块运动至B点吋，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道5C,经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平，已知长木板的质量A/=4kg,A.〃两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m,R=0.75rn,物块与长木板之间的动摩擦因数〃|=0.5,长木板与地面间的动摩擦因数“2=0.2,g取10m/s2.求：
R/；
（2）从/至C点，由动能定理mgH=^mV2—*加就
设C点受到的支持力为乐，则有F^-mg=m-^
由上式可得5=2命m/s,Fn=47.3N
根据牛顿第三定律可知，物块加对圆弧轨道C点的压力大小为47.3N,方向竖直向下.
（3）由题意可知小物块m对长木板的摩擦力
F[=/.i\mg=5N
长木板与地面间的最大静摩擦力不小于滑动摩擦力
F/=“2（M+加）g=10N
因,所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动.
小物块在长木板上做匀减速运动，至长木板右端时速度刚好为0,才能保证小物块不滑出长木板.
2
则长木板长度至少为/=t^=2.8m.
2"ig
答案:
（1）5m/s,方向与水平方向的夹角为37°斜向下
（2）47.3N,方向竖肓向下（3）2.8m
15.（201牛四川卷）石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖.用石墨烯制作超级缆绳，使得人类搭建“太空电梯”的梦想有望在木世纪实现.科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换.
⑴若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为A1的同步轨道站，求轨道站内质量为如的货物相对地心运动的动能.设地球自转角速度为co,地球半径为R.
（2）当电梯仓停在距地面高度h2=4R的站点吋，求仓内质量加2=50kg的人对水平地板的压力大小•地面附近重力加速度g取10m/sS地球自转角速度e=7.3X10-5rad/s,地球半径7?
=6.4X103km.
解析：
（1）设货物相对地心的距离为厂1,线速度为可，贝U：
ri=/?
+/?
!
①
V\=r\e②
货物相对地心的动能Ek1诉③
联立①②③得：
£k=|m!
cu\R+h{）2④
（2）设地球质量为M,人相对地心的距离为厂2,向心加速度为给，受地球的万有引力为F,则:
r2=R+h2®
an=（jD2r2®
设水平地板对人的支持力大小为Fn,人对水平地板的压力大小为Ff,贝U：
F—氐=加2务⑨
FY=凡⑩
联立⑤〜⑩式并代入数据得：
F"=11.5N
答案:
（1）如1^2（7?
+加严
（2）11.5N
16.（2015-海南卷）如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧必和抛
物线be组成，圆弧半径0°水平，b点为抛物线顶点，已知h—2m,s=y[2m.取重力加速度大小g=10m/s2.
（1）一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在比段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；
（2）若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点吋速度的水平分量的大小.
解析：
环套在比段与轨道无相互作用，即环在加段以某一初速度％做平拋运动，运动轨迹与轨道相同.由平抛运动公式有
s=如①
②
设圆弧轨道半径为7?
由机械能守恒定律得
mgR=^mvl®
联立①②③式，并代入题给条件得
7?
=0.25m④
（2）环由b处静止下滑过程中机械能守恒，设环下滑至c点的速度大小为久有nigh=^mv2®
环在c点速度的水平分量
vx=vcos0@
式中，&为环在C点速度的方向与水平方向的夹角.由题意知，环在C点速度的方向和以初速度％做平抛运动的物体在C点速度的方向相同；而做平抛运动的物体末速度的水平分量。
/=Vo,竖直分量
因此COS0=^~^~|I/-2^
联立①②⑤⑥⑦⑧式得
2帧/©
6=—m/s.®
答案：
（1）0.25m
（2）2计"m/s
失分警示：
本题第
（2）问屮环到c点水平分速度，易错误地认为等于
（1）问做平抛运动的初速度，实际上这个分速度等于大小为初速度为零的自由落体到水平面时的速度再分解的速度，这个速度将比做平抛运动到水平面的速度分解的速度小.
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