2020屆高考物理一輪復習 穩(wěn)中培優(yōu)非選擇練習（四） 新人教版

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1、 穩(wěn)中培優(yōu)非選擇練習（四） 1、所謂“深空探測”是指航天器脫離地球引力場，進入太陽系空間或更遠的宇宙空間進行探測，現(xiàn)在世界范圍內(nèi)的深空探測主要包括對月球、金星、火星、木星等太陽系星體的探測．繼對月球進行深空探測后，2018年左右我國將進行第一次火星探測．圖示為探測器在火星上著陸最后階段的模擬示意圖．首先在發(fā)動機作用下，探測器受到推力作用在距火星表面一定高度處(遠小于火星半徑)懸停；此后發(fā)動機突然關(guān)閉，探測器僅受重力下落2t0時間(未著地)，然后重新開啟發(fā)動機使探測器勻減速下降，經(jīng)過時間t0，速度為0時探測器恰好到達火星表面．已知探測器總質(zhì)量為m(不計燃料燃燒引起的質(zhì)量變化)，地球和火星

2、的半徑的比值為k1，質(zhì)量的比值為k2，地球表面附近的重力加速度為g，求： (1)探測器懸停時發(fā)動機對探測器施加的力． (2)探測器懸停時的高度． 【參考答案】(1)mg　(2) 解析：(1)物體在火星表面受到的重力近似等于萬有引力． mg火＝G. 根據(jù)地球和火星的參數(shù)關(guān)系可知，火星表面的重力加速度g火＝g. 探測器受到萬有引力和發(fā)動機施加的力的作用，處于平衡狀態(tài)． 發(fā)動機對探測器施加的力F＝mg火＝mg. (2)發(fā)動機關(guān)閉，探測器由靜止下落2t0時間后，速度為v，根據(jù)運動學公式可知，v＝2g火t0，根據(jù)平均速度公式可知，探測器懸停時距火星表面高度 h＝·3t0. 聯(lián)立

3、解得，h＝. 2、如圖所示，光滑絕緣的水平桌面上有一個帶正電的小球，用長為L的輕質(zhì)絕緣絲線系于O點，做俯視為順時針方向的勻速圓周運動，空間中存在著豎直向下的勻強磁場，磁場的右邊界為圖中直線CD，圓心O和直線CD距離OE＝2L，已知小球運動過程中所受絲線拉力的大小為其所受洛倫茲力大小的3倍，當小球運動到圖中所示位置時，絲線突然斷開(此瞬間小球速度不變)，求小球離開磁場時的位置與E點的距離． 【參考答案】L 解析：小球在絲線拉力和洛倫茲力作用下，做勻速圓周運動，F(xiàn)－qvB＝m. 其中，F(xiàn)＝3qvB. 絲線突然斷開時，洛倫茲力提供向心力， qvB＝m. 聯(lián)立各式解得，小球運動的軌跡

4、半徑R＝2L. 畫出運動軌跡如圖所示： 根據(jù)幾何關(guān)系可知，R2＝(R－L)2＋x. 聯(lián)立解得，xEF＝ L 3、（實驗）為測定木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)，某同學設(shè)計了如圖所示的裝置進行實驗．實驗中，當木塊A位于水平桌面上的O點時，重物B剛好接觸地面，不考慮B反彈對系統(tǒng)的影響．將A拉到P點，待B穩(wěn)定后，A由靜止釋放，最終滑到Q點．分別測量PO、OQ的長度h和s. (1)實驗開始時，發(fā)現(xiàn)A釋放后會撞到滑輪，為了解決這個問題，可以適當________(填“增大”或“減小”)重物B的質(zhì)量． (2)滑塊A在PO段和OQ段運動的加速度的比值為________． (3)實驗測得A、B的

5、質(zhì)量分別為m、M，可得滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ的表達式為________(用m、M、h、s表示)． (4)以下能減小實驗誤差的是________(填序號)． A．改變h，測量多組h和s的值，算出結(jié)果求平均值 B．增加細線的長度 C．減小細線與滑輪的摩擦 【參考答案】(1)減小　(2)　(3) (4)AC 解析：(1)A釋放后會撞到滑輪，說明A的動能較大，根據(jù)能量守恒可知，B重力勢能的減少量較大，故需要適當減小重物B的質(zhì)量，進而減小B的動能． (2)滑塊A在PO段做勻加速直線運動，在OQ段做勻減速直線運動，根據(jù)運動學公式可知，a＝，即加速度之比等于位移的反比，aOP：aOQ＝

6、s：h. (3)滑塊A在PO段運動過程中，根據(jù)牛頓第二定律可知，Mg－μmg＝(M＋m)aPO，滑塊A在OQ段運動過程中，aOQ＝μg，聯(lián)立解得，μ＝. (4)改變h，測量多組h和s的值，算出結(jié)果求平均值，可以減少偶然誤差，A選項正確；減小細線與滑輪的摩擦，可以減少系統(tǒng)誤差，C選項正確． 4、閱讀如下資料，并根據(jù)資料中有關(guān)信息回答問題． (1)以下是地球和太陽的有關(guān)數(shù)據(jù) 太陽的半徑 R日＝7×105 km＝110R地 太陽的質(zhì)量 M日＝2×1030 kg＝3.33×105M地 平均密度 ρ日＝1.4×103 kg/m3＝ρ地 自傳周期 赤道附近26天，兩極附近長于30

7、天 (2)已知物體繞地球表面做勻速圓周運動的速度為v＝7.9 km/s，萬有引力常量G＝6.67×10－11 m3kg－1s－2，光速c＝3×108 ms－1； (3)大約200年前法國數(shù)學家兼天文學家拉普拉斯曾預言一個密度如地球，直徑為太陽250倍的發(fā)光星體由于其引力作用將不允許任何光線離開它，其逃逸速度大于等于真空中的光速(逃逸速度為第一宇宙速度的倍)，這一奇怪的星體就叫作黑洞． 在下列問題中，把星體(包括黑洞)看作是一個質(zhì)量分布均勻的球體．(①②的計算結(jié)果用科學記數(shù)法表達，且保留1位有效數(shù)字；③的推導結(jié)論用字母表達) ①試估算地球的質(zhì)量； ②試估算太陽表面的重力加速度； ③已

8、知某星體演變?yōu)楹诙磿r的質(zhì)量為M，求該星體演變?yōu)楹诙磿r的臨界半徑R. 【參考答案】①6×1024kg?、?×103 m/s2?、? 解析：①物體繞地球表面做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，G＝m. 解得地球的質(zhì)量M地＝. 代入數(shù)據(jù)解得，M地＝6×1024 kg. ②物體在太陽表面受到重力近似等于萬有引力． G＝mg日． 太陽和地球的參數(shù)進行對比，g日＝g地＝3×103 m/s2. ③黑洞的第一宇宙速度為v1，根據(jù)萬有引力提供向心力可知，G＝m. 黑洞的逃逸速度大于等于真空中的光速，第二宇宙速度c＝v1. 聯(lián)立解得，R＝. 5、據(jù)有關(guān)資料介紹，受控核聚變裝置中有極高的溫度，因

9、而帶電粒子將沒有通常意義上的“容器”可裝，而是由磁場約束帶電粒子運動，使之束縛在某個區(qū)域內(nèi)．如圖所示，環(huán)狀磁場的內(nèi)半徑為R1，外半徑為R2，被束縛的帶電粒子的比荷為k，中空區(qū)域內(nèi)帶電粒子具有各個方向的速度，速度大小為v.中空區(qū)域中的帶電粒子都不會穿出磁場的外邊緣而被約束在半徑為R2的區(qū)域內(nèi)，求：環(huán)狀區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度的取值范圍． 【參考答案】B＞ 解析：粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力． 要使所有的粒子都不能穿出磁場，則與內(nèi)圓相切的方向進入磁場的粒子在磁場運動的軌跡剛好與外圓相切，軌跡如圖所示： 此時2r＝R2－R1，解得粒子運動的最大半徑 r＝. qvB＝m，聯(lián)立解得，B＞. 6