2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí)講義 第四章 章末限時(shí)練（含解析） 新人教版

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1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí)講義 第四章 章末限時(shí)練（含解析） 新人教版 (滿分：100分　時(shí)間：90分鐘) 一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分，每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)但不全的得4分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 1．一輛靜止在水平地面上的汽車?yán)镉幸粋€(gè)小球從高處自由下落，下落一半高度時(shí)汽車突然向右勻加速運(yùn)動(dòng)，站在車廂里的人觀測(cè)到小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是圖中的 (　　) 答案　C 解析　開始時(shí)小球相對(duì)觀察者是做自由落體運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然加速時(shí)，等效成小球相對(duì)汽車向左突然加速，剛開始加速時(shí)，水平方向的相對(duì)速度較小，隨著時(shí)間的延長，水平方向的相對(duì)速度逐漸增大，故觀察者看到

2、小球的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)該是C圖． 2．隨著人們生活水平的提高，打高爾夫球?qū)⒅饾u成為普通人的 休閑娛樂項(xiàng)目之一．如圖1所示，某人從高出水平地面h的 坡上水平擊出一個(gè)質(zhì)量為m的球，由于恒定的水平風(fēng)力的 作用，球豎直地落入距擊球點(diǎn)水平距離為L的A穴．則(　　) 圖1 A．球被擊出后做平拋運(yùn)動(dòng) B．球從被擊出到落入A穴所用的時(shí)間為 C．球被擊出時(shí)的初速度大小為L D．球被擊出后受到的水平風(fēng)力的大小為mgh/L 答案　BC 解析　在豎直方向上h＝gt2，所以t＝ ，在水平方向上，在時(shí)間t內(nèi)速度由v0減至零，有v0＝at，且t＝L，所以v0＝L ，a＝，水平風(fēng)力F＝ma＝，因此選項(xiàng)

3、A、D錯(cuò)誤，B、C正確． 3．在雜技表演中，猴子由靜止開始沿豎直桿向上做加速度為a的 勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)人頂著直桿以速度v0水平勻速移動(dòng)，經(jīng)過時(shí) 間t，猴子沿桿向上移動(dòng)的高度為h，人頂桿沿水平地面移動(dòng)的 距離為x，如圖2所示．關(guān)于猴子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法中正 確的是 (　　) A．相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線 圖2 B．相對(duì)地面做勻加速曲線運(yùn)動(dòng) C．t時(shí)刻猴子對(duì)地的速度大小為v0＋at D．t時(shí)間內(nèi)猴子對(duì)地的位移大小為 答案　BD 解析　猴子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，合力在豎直方向上，與合初速度不共線，所以相對(duì)地

4、面做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)，B項(xiàng)對(duì)；合位移為x合＝，D項(xiàng)對(duì)；t時(shí)刻v＝，C項(xiàng)錯(cuò)． 4．(xx·安徽理綜·14)我國發(fā)射的“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”在對(duì)接前，“天宮一號(hào)”的運(yùn)行軌道高度為350 km，“神舟八號(hào)”的運(yùn)行軌道高度為343 km.它們的運(yùn)行軌道均視為圓周，則 (　　) A．“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”速度大 B．“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”周期長 C．“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”角速度大 D．“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”加速度大 答案　B 解析　由題知“天宮一號(hào)”運(yùn)行的軌道半徑r1大于“神舟八號(hào)”運(yùn)行的軌道半徑r2，天體運(yùn)行時(shí)由萬有引力提供向心力．

5、 根據(jù)G＝m，得v＝ .因?yàn)閞1>r2，故“天宮一號(hào)”的運(yùn)行速度較小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)G＝m()2r得T＝2π ，故“天宮一號(hào)”的運(yùn)行周期較長，選項(xiàng)B正確；根據(jù)G＝mω2r，得ω＝ ，故“天宮一號(hào)”的角速度較小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)G＝ma，得a＝，故“天宮一號(hào)”的加速度較小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5．以速度v0水平拋出一小球后，不計(jì)空氣阻力，某時(shí)刻小球的豎直分位移與水平分位移大小相等，以下判斷正確的是 (　　) A．此時(shí)小球的豎直分速度大小大于水平分速度大小 B．此時(shí)小球速度的方向與位移的方向相同 C．此時(shí)小球速度的方向與水平方向成45°角 D．從拋出到此時(shí)，小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)

6、間為 答案　AD 解析　平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)： x＝v0t 豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)： y＝gt2，vy＝gt，tan α＝，tan θ＝ 聯(lián)立得：tan θ＝2tan α，t＝ 所以vy＝2v0，故B、C錯(cuò)誤，A、D正確． 6．(xx·重慶·21)某行星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓．每過N年， 該行星會(huì)運(yùn)動(dòng)到日地連線的延長線上，如圖3所示．該行星與地球的 公轉(zhuǎn)半徑之比為 (　　) A． 圖3 B． C． D． 答案　B 解析　地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期T地＝1年，N年轉(zhuǎn)N周，而該行星N年轉(zhuǎn)(N－1)周

7、，故T行＝年，又因?yàn)樾行呛偷厍蚓@太陽公轉(zhuǎn)，由開普勒第三定律知＝k，故＝＝，選項(xiàng)B正確． 7．到目前為止，火星是除了地球以外人類了解最多的行星，已經(jīng)有超過30枚探測(cè)器到達(dá)過火星，并發(fā)回了大量數(shù)據(jù)．如果已知萬有引力常量為G，根據(jù)下列測(cè)量數(shù)據(jù)，能夠得出火星密度的是 (　　) A．發(fā)射一顆繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，測(cè)出衛(wèi)星的軌道半徑r和衛(wèi)星的周期T B．測(cè)出火星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T和軌道半徑r C．發(fā)射一顆貼近火星表面繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船，測(cè)出飛船運(yùn)行的速度v D．發(fā)射一顆貼近火星表面繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船，測(cè)出飛船運(yùn)行的角速度ω 答案　D

8、 解析　A項(xiàng)中只能測(cè)出火星的質(zhì)量；B項(xiàng)能測(cè)出太陽的質(zhì)量，在C、D項(xiàng)中由T＝和ρ＝知，C錯(cuò)，D對(duì)． 8．在交通事故處理過程中，測(cè)定碰撞瞬間汽車的速度，對(duì)于 事故責(zé)任的認(rèn)定具有重要的作用．《中國汽車駕駛員》雜志 曾給出一個(gè)計(jì)算碰撞瞬間車輛速度的公式v＝ ·， 圖4 式中ΔL是被水平拋出的散落在事故現(xiàn)場(chǎng)路面上的兩物體沿前進(jìn)方向上的水平距離，h1、h2分別是散落物P、Q在車上時(shí)的離地高度，如圖4所示，只要用米尺測(cè)量出事故現(xiàn)場(chǎng)的ΔL、h1、h2三個(gè)量，根據(jù)上述公式就能計(jì)算出碰撞瞬間車輛的速度．不計(jì)空氣阻力，則下列敘述正確的有 (　　) A．P、Q落地時(shí)間相同 B

9、．P、Q落地時(shí)間差與車輛速度無關(guān) C．P、Q落地時(shí)間差與車輛速度成正比 D．P、Q落地時(shí)間差與車輛速度乘積等于ΔL 答案　D 解析　由題意可知，散落物做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度與車速相同，由離地高度可以求得時(shí)間t1＝ ，t2＝ ；各散落物的水平位移x1＝vt1，x2＝vt2；散落物的距離ΔL＝x1－x2；由以上各式聯(lián)立可求得：t1－t2＝，故D正確． 9．探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達(dá)月球附近，在P點(diǎn)進(jìn)行第一次“剎車制動(dòng)” 后被月球捕獲，進(jìn)入橢圓軌道繞月飛行，如圖5所示．若衛(wèi)星的質(zhì)量為 m，遠(yuǎn)月點(diǎn)Q距月球表面的高度為h，運(yùn)行到Q點(diǎn)時(shí)它的角速度為ω， 加速度為a，月球的質(zhì)量為M、半徑為R，月

10、球表面的重力加速度為g， 引力常量為G，則衛(wèi)星在遠(yuǎn)月點(diǎn)Q時(shí)對(duì)月球的萬有引力大小為(　　) A．ma B．G 圖5 C. D．m(R＋h)ω2 答案　AC 解析　由F萬＝ma知A項(xiàng)正確，B項(xiàng)中的R不是Q點(diǎn)到月心的距離，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在Q點(diǎn)，F(xiàn)萬＝，而GM＝gR2，所以F萬＝，C項(xiàng)正確；由于Q點(diǎn)是橢圓軌道的端點(diǎn)，不能用圓軌道的向心力公式m(R＋h)ω2來求Q點(diǎn)的萬有引力，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 10．如圖6所示，長為l的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端拴住一個(gè)小球， 在O點(diǎn)的正下方與O點(diǎn)相距的地方有一枚與豎直平面垂直的釘子； 把小球拉起使細(xì)繩在水平方向伸

11、直，由靜止開始釋放，當(dāng)細(xì)繩碰到 圖6 釘子的瞬間，下列說法正確的是 (　　) A．小球的線速度不發(fā)生突變 B．小球的角速度不發(fā)生突變 C．小球的向心加速度突然增大到原來的2倍 D．繩子對(duì)小球的拉力突然增大到原來的2倍 答案　AC 解析　由于慣性，小球的線速度不會(huì)發(fā)生突變，但由于繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑減小為原來的一半，則角速度ω＝增為原來的2倍；向心加速度a＝也增為原來的2倍；對(duì)小球受力分析，由牛頓第二定律得FT－mg＝，即FT＝mg＋，r減為原來的一半，拉力增大，但不到原來的兩倍． 二、非選擇題(共50分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)

12、11．(14分)已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響． (1)推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式； (2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運(yùn)行周期T的表達(dá)式． 答案　(1)v1＝　(2)T＝ 解析　(1)設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為M，地球表面處的某物體質(zhì)量為m′ 不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，在地球表面附近滿足G＝m′g 則GM＝R2g ① 衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于它受到的萬有引力 則m＝G ② 將①式代入②式得v1＝ (2)由①式可知，衛(wèi)星受到的萬有引力為 F＝G

13、＝ ③ 由牛頓第二定律得F＝m(R＋h) ④ ③④式聯(lián)立解得T＝ 12．(16分)在一足夠長的傾角為θ＝37°的光滑斜面頂端，由靜止釋放小球A，經(jīng)過時(shí)間t后，仍在斜面頂端水平拋出另一小球B，為使拋出的小球B能夠剛好擊中小球A，小球B應(yīng)以多大速度拋出？(已知重力加速度為g.sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 答案　gt 解析　設(shè)B球平拋后經(jīng)時(shí)間t1落到斜面上 其水平位移為x＝vt1 ① 其豎直位移為y＝gt ② 考慮到斜面傾角有y＝xtan θ

14、③ 根據(jù)①②③式可得t1＝＝ ④ B球位移為s＝＝＝ ⑤ 而在這段時(shí)間內(nèi)A球總位移為l＝gsin θ(t1＋t)2 ⑥ 因?yàn)閮汕蛳嗯?，則s＝l ⑦ 由⑤⑥⑦可得v＝gt 13．(20分)如圖7所示，半徑R＝0.2 m的光滑四分之一圓軌道 MN豎直固定放置，末端N與一長L＝0.8 m的水平傳送帶 相切，水平銜接部分摩擦不計(jì)，傳動(dòng)輪(輪半徑很小)做順時(shí) 針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)傳送帶以恒定的速度v0運(yùn)動(dòng)．傳送帶離地面 的高度h＝1.25 m，其右側(cè)地面上有一直徑D＝0.5 m的圓 圖7 形洞，洞口最左端的

15、A點(diǎn)離傳送帶右端的水平距離s＝1 m，B點(diǎn)在洞口的最右端．現(xiàn)使質(zhì)量為m＝0.5 kg的小物塊從M點(diǎn)由靜止開始釋放，經(jīng)過傳送帶后做平拋運(yùn)動(dòng)，最終落入洞中，傳送帶與小物塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，g取10 m/s2.求： (1)小物塊到達(dá)圓軌道末端N時(shí)對(duì)軌道的壓力； (2)若v0＝3 m/s，求小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間； (3)若要使小物塊能落入洞中，求v0應(yīng)滿足的條件． 答案　(1)15 N，方向豎直向下　(2)0.3 s (3)2 m/s

16、FN，據(jù)牛頓第二定律得：FN－mg＝m 聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)得：FN＝15 N 根據(jù)牛頓第三定律，小物塊對(duì)軌道的壓力為15 N，方向豎直向下． (2)小物塊在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由μmg＝ma，得 a＝μg＝5 m/s2 加速到與傳送帶達(dá)到共同速度所需要的時(shí)間 t1＝＝0.2 s，位移x＝t1＝0.5 m 勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝＝0.1 s 故小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝t1＋t2＝0.3 s (3)小物塊從傳送帶右端做平拋運(yùn)動(dòng)，有h＝gt2 恰好落在A點(diǎn)s＝v2t，得v2＝2 m/s 恰好落在B點(diǎn)D＋s＝v3t，得v3＝3 m/s 故v0應(yīng)滿足的條件是2 m/s