2022年高考物理第一轮复习 第四章 运动的合成与分解

2022年高考物理第一轮复习 第四章 运动的合成与分解1.(2011上海高考)如图1所示，人沿平直的河岸以速度v行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为时，船的速率为() 图1Avsin BCvcos D2(2011江苏高考)如图2所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且OAOB。若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间 t甲、t乙的大小关系为 () 图2At甲t乙 D无法确定高频考点二：抛体运动问题3(多选)(xx江苏高考)如图3所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同。空气阻力不计，则()图3AB的加速度比A的大BB的飞行时间比A的长CB在最高点的速度比A在最高点的大DB在落地时的速度比A在落地时的大4(xx北京高考)在实验操作前应该对实验进行适当的分析。研究平抛运动的实验装置示意如图4。小球每次都从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3，机械能的变化量依次为E1、E2、E3，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是()图4Ax2x1x3x2，E1E2E3Bx2x1x3x2，E1E2E3Cx2x1x3 x2，E1E2E3Dx2x1 x3x2，E1E2v水，设OAOBL，对甲同学t甲，对乙同学来说，要想垂直到达B点，其速度方向要指向上游，并且来回时间相等，即t乙，则即t甲t乙，C正确。3选CD本题考查抛体运动的规律，意在考查考生对抛体运动特点的理解与应用。做抛体运动的物体只有重力作用，加速度都是重力加速度，A项错误；由于两球上升时在竖直方向做的是竖直上抛运动，上升的高度相等，因此运动的时间相等，B项错误；由于水平方向都做匀速直线运动，且在相等时间内B运动的水平位移大，因此B在水平方向的分速度大，在最高点时竖直分速度为零，因此最高点的速度等于水平分速度，C项正确；两小球回到地面时在竖直方向的分速度相等，而B的水平分速度大，因此落回地面时B的合速度大，D项正确。4选B因水平板1、2的间距等于水平板2、3的间距，则小球在水平板1、2之间运动的时间大于小球在水平板2、3之间运动的时间，因小球在水平方向做匀速运动，有x2x1x3x2，又因小球在平抛运动过程中机械能守恒，则有E1E2E30，故B项正确，其他选项错误。5选ADA、B两球在第一次落地前沿竖直方向均做自由落体运动，若在落地时相遇，则A球水平抛出的初速度v0，又hgt2，解得v0l，只要A的水平初速度大于v0，A、B两球就可在第一次落地前相碰，A正确；若A、B在第一次落地前不能碰撞，则落地反弹后的过程中，由于A向右的水平速度保持不变，所以当A的水平位移为l时，即在t时，A、B一定相碰，在t时，A、B可能在最高点，也可能在竖直高度h中的任何位置，所以B、C错误，D正确。6选AC汽车以速率v0转弯，需要指向内侧的向心力，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，说明此处公路内侧较低外侧较高，选项A正确。车速只要低于v0，车辆便有向内侧滑动的趋势，但不一定向内侧滑动，选项B错误。车速虽然高于v0，由于车轮与地面有摩擦力，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动，选项C正确。根据题述，汽车以速率v0转弯，需要指向内侧的向心力，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，没有受到摩擦力，所以当路面结冰时，与未结冰时相比，转弯时v0的值不变，选项D错误。7选DA、B两个座椅都绕中心轴做匀速圆周运动，角速度相等，由于B的半径大，由vr可知，B的线速度大，A项错误；由ar2可知，B的向心加速度大，B项错误；由Fmr2可知，B受到的向心力大，而向心力是由缆绳拉力的水平分力提供的，即Tsin mr2，而竖直方向Tcos mg，因此，tan ，因此悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角不等，C项错误；半径大的大，由Tcos mg可知，对应的拉力就大，D项正确。8选BC设滑块到达B点时的速度为v，根据向心力公式得：Nmgm ，根据机械能守恒定律可得：mghmv2，解得Nmg(1)，所以B、C正确。9选A“嫦娥二号”在近月表面做匀速圆周运动，已知周期T，有GmR，无法求出月球半径R及质量M，但结合球体体积公式可估算出密度，A正确。10选D本题考查万有引力定律的应用，意在考查考生利用万有引力定律估算的能力。对“嫦娥一号”探月卫星，由于万有引力提供其做圆周运动的向心力，则Gm(Rh)，整理得：M(Rh)3，代入数据可得M7.41022kg，则D正确。11选ACD因vr，所以r，C正确；结合万有引力定律公式m，可解得恒星的质量M，A正确；因不知行星和恒星之间的万有引力的大小，所以行星的质量无法计算，B错误；行星的加速度a2r，D正确。12选A同步卫星轨道只能在赤道平面内，高度一定，轨道半径一定，速率一定，但质量可以不同，A项正确。13选C因各小行星到太阳中心的距离不同，皆大于地球到太阳中心的距离，根据万有引力公式Gmm()2rma，知太阳对各小行星的引力不相同，各小行星绕太阳运动的周期均大于一年，则选项A、B错误，由a和v2，r小，a大，r大，v小，则选项C正确，D错误。14选A恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，二者之间的万有引力减小，小行星运动的半径增大，速率减小，角速度减小，加速度减小，选项A正确，B、C、D错误。15选AB飞行器与地球同步绕太阳运动，说明二者角速度、周期相同，则线速度vr，因飞行器的轨道半径大，所以飞行器的线速度大于地球的线速度，A正确；因向心加速度a2r，所以飞行器的向心加速度大于地球的向心加速度，B正确；由题意可知飞行器的向心力应由太阳和地球对飞行器的引力的合力提供，C、D错误。16选B“天宫一号”做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由Gm可得v，则变轨前后，选项B正确。17选C由万有引力提供向心力，可得v。根据动能减小为原来的可知，速度减小为原来的，轨道半径增加到原来的4倍，向心加速度a减小到原来的，向心加速度大小之比为161，轨道半径之比为14，选项A、D错误。由角速度公式，可知角速度减小为原来的，角速度大小之比为81，根据周期与角速度成反比可知，周期之比为18，选项B错误，C正确。18选C本题考查万有引力与航天，意在考查考生对万有引力定律、圆周运动相关公式的应用能力。卫星做匀速圆周运动，有m，变形得mv2，即卫星的动能Ek，结合题意，卫星的机械能EEkEp，题述过程中因摩擦产生的热量等于卫星的机械能损失，即QE1E2()()。19解析：(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有Hgt2在水平方向上有sv0t由式解得v0s 1 m/s。(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有fmmfmNmg由式解得0.2。答案：(1)1 m/s(2)0.220解析：本题考查曲线运动及功能关系的分析，意在考查考生对基本运动形式的分析以及功能关系应用的能力。(1)小球从A到B过程机械能守恒，有mghmvB2小球从B到C做平抛运动，在竖直方向上有Hgt2在水平方向上有svBt由式解得s1.41 m。(2)小球下摆到达B点时，绳的拉力和重力的合力提供向心力，有Fmgm由式解得F20 N根据牛顿第三定律FF轻绳所受的最大拉力为20 N。答案：(1)1.41 m(2)20 N21解析：(1)物块从P点下滑经B点至C点的整个过程，根据动能定理得mgh1mgL0代入数据得h0.2 m。(2)设物块的加速度大小为a，P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为，由几何关系可得cos 根据牛顿第二定律，对物块有mgtan ma对工件和物块整体有F2(Mm)g(Mm)a联立式，代入数据得F8.5 N设物块做平抛运动的时间为t，水平位移为x1，物块落点与B点间的距离为x2，由运动学公式得hgt2x1vtx2x1Rsin 联立式，代入数据得x20.4 m答案：(1)0.2 m(2)8.5 N0.4 m22解析：(1)装甲车匀减速运动时的加速度大小am/s2(2)第一发子弹飞行时间t10.5 s弹孔离地高度h1hgt120.55 m第二发子弹的弹孔离地的高度h2hg21.0 m两弹孔之间的距离hh2h10.45 m(3)第一发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L1L1(v0v) 492 m第二发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L2L2v s570 mL的范围492 mL570 m。答案：(1) m/s2(2)0.55 m0.45 m(3)492 mL570 m