2022年高考物理大一轮复习讲义 第四章 章末限时练（含解析） 新人教版

2022年高考物理大一轮复习讲义 第四章 章末限时练（含解析） 新人教版 (满分：100分时间：90分钟)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分，每小题至少有一个选项正确，选对但不全的得4分，有选错或不答的得0分)1一辆静止在水平地面上的汽车里有一个小球从高处自由下落，下落一半高度时汽车突然向右匀加速运动，站在车厢里的人观测到小球的运动轨迹是图中的()答案C解析开始时小球相对观察者是做自由落体运动，当车突然加速时，等效成小球相对汽车向左突然加速，刚开始加速时，水平方向的相对速度较小，随着时间的延长，水平方向的相对速度逐渐增大，故观察者看到小球的运动轨迹应该是C图2随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐项目之一如图1所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的球，由于恒定的水平风力的作用，球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴则() 图1A球被击出后做平抛运动B球从被击出到落入A穴所用的时间为 C球被击出时的初速度大小为L D球被击出后受到的水平风力的大小为mgh/L答案BC解析在竖直方向上hgt2，所以t ，在水平方向上，在时间t内速度由v0减至零，有v0at，且tL，所以v0L ，a，水平风力Fma，因此选项A、D错误，B、C正确3在杂技表演中，猴子由静止开始沿竖直杆向上做加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动，经过时间t，猴子沿杆向上移动的高度为h，人顶杆沿水平地面移动的距离为x，如图2所示关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是()A相对地面的运动轨迹为直线图2B相对地面做匀加速曲线运动Ct时刻猴子对地的速度大小为v0atDt时间内猴子对地的位移大小为答案BD解析猴子在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做匀加速直线运动，合力在竖直方向上，与合初速度不共线，所以相对地面做匀加速曲线运动，A项错，B项对；合位移为x合，D项对；t时刻v，C项错4(xx安徽理综14)我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km，“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则()A“天宫一号”比“神舟八号”速度大B“天宫一号”比“神舟八号”周期长C“天宫一号”比“神舟八号”角速度大D“天宫一号”比“神舟八号”加速度大答案B解析由题知“天宫一号”运行的轨道半径r1大于“神舟八号”运行的轨道半径r2，天体运行时由万有引力提供向心力根据Gm，得v .因为r1r2，故“天宫一号”的运行速度较小，选项A错误；根据Gm()2r得T2 ，故“天宫一号”的运行周期较长，选项B正确；根据Gm2r，得 ，故“天宫一号”的角速度较小，选项C错误；根据Gma，得a，故“天宫一号”的加速度较小，选项D错误5以速度v0水平抛出一小球后，不计空气阻力，某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等，以下判断正确的是()A此时小球的竖直分速度大小大于水平分速度大小B此时小球速度的方向与位移的方向相同C此时小球速度的方向与水平方向成45角D从抛出到此时，小球运动的时间为答案AD解析平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动：xv0t竖直方向的自由落体运动：ygt2，vygt，tan ，tan 联立得：tan 2tan ，t所以vy2v0，故B、C错误，A、D正确6(xx重庆21)某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆每过N年，该行星会运动到日地连线的延长线上，如图3所示该行星与地球的公转半径之比为 ()A 图3BCD答案B解析地球绕太阳公转周期T地1年，N年转N周，而该行星N年转(N1)周，故T行年，又因为行星和地球均绕太阳公转，由开普勒第三定律知k，故，选项B正确7到目前为止，火星是除了地球以外人类了解最多的行星，已经有超过30枚探测器到达过火星，并发回了大量数据如果已知万有引力常量为G，根据下列测量数据，能够得出火星密度的是()A发射一颗绕火星做匀速圆周运动的卫星，测出卫星的轨道半径r和卫星的周期TB测出火星绕太阳做匀速圆周运动的周期T和轨道半径rC发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的速度vD发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的角速度答案D解析A项中只能测出火星的质量；B项能测出太阳的质量，在C、D项中由T和知，C错，D对8在交通事故处理过程中，测定碰撞瞬间汽车的速度，对于事故责任的认定具有重要的作用中国汽车驾驶员杂志曾给出一个计算碰撞瞬间车辆速度的公式v ，图4式中L是被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体沿前进方向上的水平距离，h1、h2分别是散落物P、Q在车上时的离地高度，如图4所示，只要用米尺测量出事故现场的L、h1、h2三个量，根据上述公式就能计算出碰撞瞬间车辆的速度不计空气阻力，则下列叙述正确的有()AP、Q落地时间相同BP、Q落地时间差与车辆速度无关CP、Q落地时间差与车辆速度成正比DP、Q落地时间差与车辆速度乘积等于L答案D解析由题意可知，散落物做平抛运动的初速度与车速相同，由离地高度可以求得时间t1 ，t2 ；各散落物的水平位移x1vt1，x2vt2；散落物的距离Lx1x2；由以上各式联立可求得：t1t2，故D正确9探月卫星沿地月转移轨道到达月球附近，在P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道绕月飞行，如图5所示若卫星的质量为m，远月点Q距月球表面的高度为h，运行到Q点时它的角速度为，加速度为a，月球的质量为M、半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则卫星在远月点Q时对月球的万有引力大小为()Ama BG 图5C. Dm(Rh)2答案AC解析由F万ma知A项正确，B项中的R不是Q点到月心的距离，B项错误；在Q点，F万，而GMgR2，所以F万，C项正确；由于Q点是椭圆轨道的端点，不能用圆轨道的向心力公式m(Rh)2来求Q点的万有引力，D项错误10如图6所示，长为l的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球，在O点的正下方与O点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子；把小球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到 图6钉子的瞬间，下列说法正确的是()A小球的线速度不发生突变B小球的角速度不发生突变C小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D绳子对小球的拉力突然增大到原来的2倍答案AC解析由于惯性，小球的线速度不会发生突变，但由于继续做圆周运动的半径减小为原来的一半，则角速度增为原来的2倍；向心加速度a也增为原来的2倍；对小球受力分析，由牛顿第二定律得FTmg，即FTmg，r减为原来的一半，拉力增大，但不到原来的两倍二、非选择题(共50分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(14分)已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响(1)推导第一宇宙速度v1的表达式；(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T的表达式答案(1)v1(2)T 解析(1)设卫星的质量为m，地球的质量为M，地球表面处的某物体质量为m不考虑地球自转的影响，在地球表面附近满足Gmg则GMR2g卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力则mG将式代入式得v1(2)由式可知，卫星受到的万有引力为FG由牛顿第二定律得Fm(Rh)式联立解得T 12(16分)在一足够长的倾角为37的光滑斜面顶端，由静止释放小球A，经过时间t后，仍在斜面顶端水平抛出另一小球B，为使抛出的小球B能够刚好击中小球A，小球B应以多大速度抛出？(已知重力加速度为g.sin 370.6，cos 370.8)答案gt解析设B球平抛后经时间t1落到斜面上其水平位移为xvt1其竖直位移为ygt考虑到斜面倾角有yxtan 根据式可得t1B球位移为s而在这段时间内A球总位移为lgsin (t1t)2因为两球相碰，则sl由可得vgt13(20分)如图7所示，半径R0.2 m的光滑四分之一圆轨道MN竖直固定放置，末端N与一长L0.8 m的水平传送带相切，水平衔接部分摩擦不计，传动轮(轮半径很小)做顺时针转动，带动传送带以恒定的速度v0运动传送带离地面的高度h1.25 m，其右侧地面上有一直径D0.5 m的圆图7形洞，洞口最左端的A点离传送带右端的水平距离s1 m，B点在洞口的最右端现使质量为m0.5 kg的小物块从M点由静止开始释放，经过传送带后做平抛运动，最终落入洞中，传送带与小物块之间的动摩擦因数0.5，g取10 m/s2.求：(1)小物块到达圆轨道末端N时对轨道的压力；(2)若v03 m/s，求小物块在传送带上运动的时间；(3)若要使小物块能落入洞中，求v0应满足的条件答案(1)15 N，方向竖直向下(2)0.3 s(3)2 m/sv03 m/s解析(1)设小物块滑到圆轨道末端时速度为v1，根据机械能守恒定律得：mgRmv设小物块在轨道末端所受支持力的大小为FN，据牛顿第二定律得：FNmgm联立以上两式代入数据得：FN15 N根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力为15 N，方向竖直向下(2)小物块在传送带上加速运动时，由mgma，得ag5 m/s2加速到与传送带达到共同速度所需要的时间t10.2 s，位移xt10.5 m匀速运动的时间t20.1 s故小物块在传送带上运动的时间tt1t20.3 s(3)小物块从传送带右端做平抛运动，有hgt2恰好落在A点sv2t，得v22 m/s恰好落在B点Dsv3t，得v33 m/s故v0应满足的条件是2 m/sv03 m/s