【走向高考】2012年高考物理总复习 第4章综合测试题

用心 爱心 专心1 第四章综合测试题第四章综合测试题 本卷分第 卷 选择题 和第 卷 非选择题 两部分 满分 100 分 考试时间 90 分钟 第 卷 选择题 共 40 分 一 选择题 共 10 小题 每小题 4 分 共 40 分 在每小题给出的四个选项中 有的小 题只有一个选项符合题目要求 有些小题有多个选项符合题目要求 全部选对的得 4 分 选不全的得 2 分 有选错或不答的得 0 分 1 物体在平抛运动的过程中 在相等的时间内 下列物理量相等的是 A 速度的增量 B 加速度 C 位移 D 平均速度 答案 AB 解析 平抛运动是匀变速曲线运动 加速度为重力加速度g 由加速度定义 a 可知速度增量 v g t 所以相等时间内速度的增量和加速度是相等的 位移 v t 和平均速度是矢量 平抛运动是曲线运动 相等时间内位移和平均速度的方向均在变 化 综上所述 该题的正确答案是 A B 2 小球在水平桌面上做匀速直线运动 当它受到如图所示的力的作用时 小球可能运 动的方向是 A Oa B Ob C Oc D Od 答案 D 解析 小球受到力F作用后 运动轨迹将向力的方向一侧发生弯曲 所以轨迹可能 为Od方向而Oa Ob Oc都是不可能的 用心 爱心 专心2 3 汽车沿平直的公路向左匀速行驶 如图所示 经过一棵树附近时 恰有一颗果子从 上面自由落下 则车中的人以车为参照物 看到果子的运动轨迹是下列选项中的 答案 B 解析 车中的人以车为参考系 看到果子的运动轨迹是向右的平抛运动 4 如图所示 在某行星的轨道上有a b c d四个对称点 若行星运动周期为T 则 行星 A 从a到b的运动时间等于从c到d的时间 B 从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的时间 C 从a到b的时间tabT 4 答案 CD 解析 由开普勒行星运动定律可知 行星离太阳越近 运动的线速度越大 故从a 到b的运动时间小于从c到d的时间 从d经a到b的运动时间小于从b经c到d的时间 A B 错误 从a到b的时间tab C D 正确 T 4 T 4 5 如图所示 三个小球A B C分别在离地面不同高度处 同时以相同的速度向左水 平抛出 小球A落到D点 DE EF FG 不计空气阻力 每隔相等的时间间隔小球依次碰 到地面 则关于三小球 A B C两球也落在D点 用心 爱心 专心3 B B球落在E点 C球落在F点 C 三小球离地面的高度AE BF CG 1 3 5 D 三小球离地面的高度AE BF CG 1 4 9 答案 AD 解析 依题意 从抛出小球开始计时 每隔相等时间小球碰地 则下落时间比为 1 2 3 则在竖直方向上由自由落体运动规律可知高度比为 1 4 9 D 正确 水平方向 匀速运动的位移之比为 1 2 3 因此三球均落在D点 A 正确 6 2011 北京东城模拟 我国研制的月球卫星 嫦娥二号 已发射升空 已知月球质 量为M 半径为R 引力常量为G 以下说法正确的是 A 在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体 物体上升的最大高度为 2R2v2 0 GM B 在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体 物体落回到抛出点所用时间为 2R2v0 GM C 在月球上发射一颗绕其沿圆形轨道运行的卫星的最大运行速度为 R GM D 在月球上发射一颗绕其沿圆形轨道运行的卫星的最大周期为 2 R R GM 答案 B 解析 由万有引力定律可知 在月球表面上有 mg 可得月球表面重力加速度 GMm R2 为 g 则以v0上抛时 上升的最大高度为 h 可知 A 错误 返回出发点 GM R2 v2 0 2g R2v2 0 2GM 所需的时间为 t 可得 t 故 B 正确 环月卫星运行速度最大时 轨 2v0 g 2v0 g 2R2v0 GM 道半径为R 由 m 得 v 则 C 错误 由以上可知环月卫星只有最小周期为 GMm R2 v2 R GM R T 2 R 没有最大周期 D 错误 2 R v R GM 7 2011 郑州模拟 在处理交通事故中 测定碰撞前瞬间汽车的速度 对于事故责任 用心 爱心 专心4 的认定具有重要的作用 利用v 可以测定事故车辆碰撞前瞬间的速度 4 9 L h1 h2 其中h1 h2分别是散落物在车上时候的离地高度 如果不计空气阻力 g取 9 8m s2 下列 说法正确的是 A 题中公式是根据牛顿运动定律得出的 B A B的落地时间与它们在车上的高度无关 C L是在事故现场被水平抛出的散落物沿公路方向上的水平距离 D A B落地时间与车辆速度的乘积等于 L 答案 C 解析 由题意可知 散落物做平抛运动的初速度与车速相同 由下落高度可以求得 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 v 该式是由平抛运动规律求得 4 9 L h1 h2 的 因此选项 A B D 错误 答案选 C 8 2011 潍坊模拟 我国于 2010 年 10 月 1 日成功发射了月球探测卫星 嫦娥二号 CE 2 CE 2 在椭圆轨道近月点Q完成近月拍摄任务后 到达椭圆轨道的远月点P变轨成 圆形轨道 如图所示 忽略地球对CE 2 的影响 则CE 2 A 在由椭圆轨道变成圆形轨道过程中机械能不变 B 在由椭圆轨道变成圆形轨道过程中线速度增大 C 在Q点的线速度比沿圆轨道运动的线速度大 D 在Q点的加速度比沿圆轨道运动的加速度大 用心 爱心 专心5 答案 BCD 解析 卫星由椭圆轨道到更高的圆周轨道的变轨要在P点加速 因此机械能要增大 所以选项 A 错 B 正确 因为卫星圆周运动的线速度v 椭圆轨道在Q点的线速度要 GM r 大于Q点对应点的圆周轨道的线速度 大于P点对应的圆周轨道的线速度 而加速度a 可知Q点距离地球近加速度大 选项 C D 均正确 GM r2 9 2011 菏泽模拟 质量为 1kg 的物体在水平面内做曲线运动 已知该物体在互相垂 直方向上的两分运动的速度 时间图象分别如图所示 则下列说法正确的是 A 2s 末质点速度大小为 7m s B 质点所受的合外力大小为 3N C 质点的初速度大小为 5m s D 质点初速度的方向与合外力方向垂直 答案 D 解析 2s 末质点在x y方向的分速度分别为vx 3m s vy 4m s 质点的速度 v 5m s A 选项错误 质点的加速度a ax m s2 1 5m s2 质点受到的合 v2x v2y 3 0 2 外力F ma 1 1 5N 1 5N B 选项错误 质点的初速度大小v0 4m s C 选 v2 0 x v2 0y 项错误 质点初速度方向沿y方向 合力方向沿x方向 相互垂直 D 选项正确 10 如图所示 小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动 内侧壁半径为R 小球 半径为r 则下列说法正确的是 用心 爱心 专心6 A 小球通过最高点时的最小速度vmin g R r B 小球通过最高点时的最小速度vmin 0 C 小球在水平线ab以下的管道中运动时 内侧管壁对小球一定无作用力 D 小球在水平线ab以上的管道中运动时 外侧管壁对小球一定有作用力 答案 BC 解析 小球沿管上升到最高点的速度可以为零 A 错误 B 正确 小球在水平线ab 以下的管道中运动时 由外侧管壁对小球的作用力N与球重力在背离圆心方向的分力Fmg 的合力提供向心力 即 N Fmg mv2 R r 因此外侧管壁一定对球有作用力 而内侧壁 无作用力 C 正确 小球在水平线ab以上的管道中运动时 小球受管壁的作用力与小球速 度大小有关 D 错误 第 卷 非选择题 共 60 分 二 填空题 共 3 小题 每小题 6 分 共 18 分 把答案直接填在横线上 11 6 分 如图所示 台阶的高度都是 0 4m 一球以水平速度由第一级台阶上抛出欲 打在第五级台阶上 则水平速度v的取值范围是 答案 m s v 2m s 62 解析 台阶的高度都是 0 4m 小球欲打在第五级台阶上 初速度最小时应擦着第四 级台阶边缘落下 初速度最大时应擦着第五级台阶边缘落下 这两种情况下与台阶碰撞位 移夹角一定是 45 tan 可知下落的高度越大 初速度越大 y x gt 2v0 用心 爱心 专心7 由t 得 2y g vmin m s m s s1 t1 3 0 4 3 0 4 2 106 vmax m s 2m s s2 t2 4 0 4 4 0 4 2 102 故m s vm 即v GM R h Mm R h 2 v 2 R h 才会在低轨道做椭圆运动 由G ma得 a 由于地心是导弹 GM R h Mm R h 2 GM R h 2 做椭圆运动的一个焦点 故椭圆的半长轴一定小于R h 由开普勒第三定律可知 导弹做 椭圆运动的周期T一定小于在距地面高度为h的圆轨道上运动的卫星的周期T0 且导弹沿 ACB运动的过程不足一个周期 故导弹从A点运动到B点的时间一定小于T0 三 论述计算题 共 4 小题 共 42 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演 算步骤 只写出最后答案不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 14 10 分 五个直径d 5cm 的圆环连接在一起 用细线悬于O点 枪管水平时枪口 中心与第五个环心在同一水平面上 如图 它们相距 100m 且连线与环面垂直 现烧断细 线 经过 0 1s 后开枪射出子弹 若子弹恰好穿过第 2 个环的环心 求子弹离开枪口时的速 度 不计空气阻力 g取 10m s2 答案 1000m s 用心 爱心 专心9 解析 设从子弹射出到穿过环心所用时间为t 则根据平抛运动在竖直方向上做自 由落体运动的特点 得竖直方向的位移关系 s弹 0 05 5 2 m s环 即gt2 0 05 3m g t 0 1s 2 1 2 1 2 解得t 0 1s 又据子弹水平方向做匀速直线运动 则v0 m s 1000m s s t 100 0 1 15 10 分 2011 南京模拟 嫦娥二号 探月卫星于 2010 年 10 月 1 日成功发射 这次发射的卫星直接进入近地点高度 200 公里 远地点高度约 38 万公里的地月转移轨道而 奔月 如图甲所示 当卫星到达月球附近的特定位置时 卫星就必须 急刹车 也就是近 月制动 以确保卫星既能被月球准确捕获 又不会撞上月球 并由此进入近月点 100 公里 周期 12 小时的椭圆轨道a 再经过两次轨道调整 最终进入 100 公里的近月圆轨道b 轨道 a和b相切于P点 如图乙所示 设月球质量为M 半径为r 嫦娥二号 卫星质量为m 轨道b距月球表面的高度为 h 引力常量为G 试求下列问题 1 进入近月圆轨道b后 请写出卫星受到月球的万有引力表达式 2 卫星在近月圆轨道b上运行的速度表达式 3 卫星分别在椭圆轨道a 近月圆轨道b运动时 试比较经过P点的加速度大小 并 简述理由 答案 1 2 3 见解析 GMm r h 2 GM r h 解析 1 根据万有引力定律有F GMm r h 2 2 万有引力提供向心力 解得卫星速度v GMm r h 2 mv2 r h GM r h 3 卫星在椭圆轨道a 近月圆轨道b运动时 经过P点时受到的万有引力相同 所以 用心 爱心 专心10 向心加速度相同 即aa ab 16 11 分 如图所示 ABC和ABD为两个光滑固定轨道 A B E在同一水平面上 C D E在同一竖直线上 D点距水平面的高度为h C点距水平面的高度为 2h 一滑块从 A点以初速度v0分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出 1 求滑块落到水平面上 落点与E点间的距离sC和sD 2 为实现sC sD v0应满足什么条件 答案 1 4hv2 0 g 16h2 2hv2 0 g 4h2 2 2 v0 gh6gh 解析 1 根据机械能守恒可得mv 2mgh mv mv mgh mv 1 22 0 1 22C 1 22 0 1 22D 根据平抛运动规律 2h gt h gt 1 22C 1 22D 又因为sC vCtC sD vDtD 综合以上式子 得sC sD 4hv2 0 g 16h2 2hv2 0 g 4h2 2 为实现sC sD 即 得v0mg 2h 即 1 22 0 v0 2 gh 所以 2 v0 gh6gh 17 11 分 如图所示 BC为半径等于m 竖直放置的光滑细圆管 O为细圆管的圆 2 5 2 心 在圆管的末端C连接倾斜角为 45 动摩擦因数 0 6 的足够长粗糙斜面 一质量 为m 0 5kg 的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出 恰好能垂直OB从B点进入细圆 用心 爱心 专心11 管 小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F 5N 的作用 当小球运动到圆管的末端 C时作用力F立即消失 小球能平滑地冲上粗糙斜面 g 10m s2 求 1 小球从O点的正上方某处A点水平抛出的初速度v0为多少 2 小球在圆管中运动时对圆管的压力是多少 3 小球在CD斜面上运动的最大位移是多少 答案 1 2m s 2 7 1N 3 0 35m 解析 1 小球从A运动到B为平抛运动 有 rs