【步步高】2014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

1 步步高步步高 2014 2014 高考物理 人教版通用 大一轮复习讲义第四章高考物理 人教版通用 大一轮复习讲义第四章 章末限时练章末限时练 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 1 A 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 2h g C 球被击出时的初速度大小为L 2g h 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h gt2 所以t 在水平方向上 在时间t内速度由v0减 1 2 2h g 至零 有v0 at 且t L 所以v0 L a 水平风力F ma 因此选 v0 2 2g h gL h mgL h 项 A D 错误 B C 正确 2 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 2 B 相对地面做匀加速曲线运动 C t时刻猴子对地的速度大小为v0 at D t时间内猴子对地的位移大小为 x2 h2 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 x2 h2v2 0 at 2 4 2012 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G m 得v 因为r1 r2 故 天宫一号 的运行速度较小 选项 A 错误 Mm r2 v2 r GM r 根据G m 2r得T 2 故 天宫一号 的运行周期较长 选项 B 正确 Mm r2 2 T r3 GM 根据G m 2r 得 故 天宫一号 的角速度较小 选项 C 错误 根据G Mm r2 GM r3 ma 得a 故 天宫一号 的加速度较小 选项 D 错误 Mm r2 GM r2 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 3 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 2v0 g 答案 AD 解析 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动 x v0t 竖直方向的自由落体运动 y gt2 vy gt tan tan 1 2 y x vy v0 联立得 tan 2tan t 2v0 g 所以vy 2v0 故 B C 错误 A D 正确 6 2011 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 3 2 3 1 N N B 2 3 1 N N C 3 2 1 N N D 3 2 11 N N 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 N 1 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 N N 1 r3 T2 r行 r地 选项 B 正确 2 3 T T 行 地 2 3 1 N N 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T B 测出火星绕太阳做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r C 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v 4 D 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 2 知 C 错 D 对 3 GT2 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 g 2 L h1 h2 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 A P Q落地时间相同 B P Q落地时间差与车辆速度无关 C P Q落地时间差与车辆速度成正比 D P 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x1 vt1 x2 vt2 散落物的距离 2h1 g 2h2 g L x1 x2 由以上各式联立可求得 t1 t2 故 D 正确 L v 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 A ma B G 图 5 Mm R2 C D m R h 2 mgR2 R h 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 5 F万 而GM gR2 所以F万 C 项正确 由于Q点是椭圆轨道 GMm R h 2 mgR2 R h 2 的端点 不能用圆轨道的向心力公式m R h 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 l 2 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 v r v2 r 对小球受力分析 由牛顿第二定律得FT mg 即FT mg r减为原来的一 mv2 r mv2 r 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 gR 2 R R h 3 g 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G m g Mm R2 则GM R2g 卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力 则m G v2 1 R Mm R2 将 式代入 式得v1 gR 2 由 式可知 卫星受到的万有引力为 6 F G Mm R h 2 mgR2 R h 2 由牛顿第二定律得F m R h 4 2 T2 式联立解得T 2 R R h 3 g 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 37 0 6 cos 37 0 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x vt1 其竖直位移为y gt 1 22 1 考虑到斜面倾角有y xtan 根据 式可得t1 2vtan g 3v 2g B球位移为s x cos vt1 cos 15v2 8g 而在这段时间内A球总位移为l gsin t1 t 2 1 2 因为两球相碰 则s l 由 可得v gt 13 20 分 如图 7 所示 半径R 0 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L 0 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h 1 25 m 其右侧地面上有一直径D 0 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s 1 m B点在洞口的最右端 现 使质量为m 0 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 7 1 小物块到达圆轨道末端N时对轨道的压力 2 若v0 3 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 s v0 3 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 mgR mv 1 22 1 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 FN mg m v2 1 R 联立以上两式代入数据得 FN 15 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