高考物理一輪復(fù)習(xí) 高效課堂精講精練34

一、單項(xiàng)選擇題(本大題共5小題，每小題5分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，選對(duì)的得5分，選錯(cuò)或不答的得0分．)1．(2012·肇慶模擬)如圖1所示，兩輪用皮帶傳動(dòng)，皮帶不打滑，圖中有A、B、C三點(diǎn)，這三點(diǎn)所在處半徑rA>rB＝rC，則這三點(diǎn)的向心加速度aA、aB、aC的關(guān)系是()圖1A．a(chǎn)A＝aB＝aC B．a(chǎn)C>aA>aBC．a(chǎn)C<aA<aB D．a(chǎn)C＝aB>aA【解析】皮帶傳動(dòng)且不打滑，A點(diǎn)和B點(diǎn)線速度大小相等，由a＝eq\f(v2,r)有a∝eq\f(1,r)，所以aA<aB；A點(diǎn)與C點(diǎn)共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同，由a＝ω2r知a∝r，所以有aA>aC，故aC<aA<aB，可見選項(xiàng)C正確．【答案】C2．(2012·營(yíng)口模擬)m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，A為終端皮帶輪，如圖2所示，已知皮帶輪半徑為r，傳送帶與皮帶輪間不會(huì)打滑．當(dāng)m可被水平拋出時(shí)，A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)至少是()圖2A.eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,r)) B.eq\r(\f(g,r))C.eq\r(gr) D.eq\f(1,2π)eq\r(gr)【解析】A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)的最小值對(duì)應(yīng)物體m在A輪正上方時(shí)，對(duì)傳送帶的壓力恰好為零，有：mg＝mω2r，又ω＝2πn，可得n＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,r))，故A正確．【答案】A圖33．(2011·福州模擬)如圖3所示，兩段長(zhǎng)均為L(zhǎng)的輕質(zhì)線共同系住一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端分別固定在等高的A、B兩點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間距也為L(zhǎng)，今使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速率為v，兩段線中張力恰好均為零，若小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度為2v，則此時(shí)每段線中張力大小為()A.eq\r(3)mg B．2eq\r(3)mgC．3mg D．4mg【解析】當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速率為v，有mg＝meq\f(v2,r)，當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速率為2v，應(yīng)有F＋mg＝meq\f(2v2,r)＝4mg，所以F＝3mg，此時(shí)最高點(diǎn)各力如圖所示，所以FT＝eq\r(3)mg，A正確．【答案】A圖44．(2012·廣元模擬)一圓盤可以繞其豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤半徑為R，甲、乙物體質(zhì)量分別為M和m(M>m)，它們與圓盤之間的最大靜摩擦力均為正壓力的μ倍，兩物體用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<R)的輕繩連在一起．如圖4所示，若將甲物體放在轉(zhuǎn)軸的位置上，甲、乙之間連線剛好沿半徑方向被拉直，要使兩物體與圓盤不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的角速度最大不得超過(guò)(兩物體均看做質(zhì)點(diǎn))()A.eq\r(\f(μM－mg,M＋mL)) B.eq\r(\f(μg,L))C.eq\r(\f(μM＋mg,ML)) D.eq\r(\f(μM＋mg,mL))【解析】經(jīng)分析可知，繩的最大拉力F＝μMg，對(duì)m，F(xiàn)＋μmg＝mω2L，所以μ(M＋m)g＝mω2L解得ω＝eq\r(\f(μM＋mg,mL)).【答案】D5．(2011·全國(guó)高考)我國(guó)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時(shí)軌道”上繞地球運(yùn)行(即繞地球一圈需要24小時(shí))；然后，經(jīng)過(guò)兩次變軌依次到達(dá)“48小時(shí)軌道”和“72小時(shí)軌道”；最后奔向月球．如果按圓形軌道計(jì)算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比()A．衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能減小B．衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能增大C．衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能減小D．衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能增大【解析】衛(wèi)星每次變軌完成后到達(dá)軌道半徑較大的軌道，由萬(wàn)有引力提供向心力，即eq\f(GMm,r2)＝eq\f(mv2,r)，衛(wèi)星的動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)·eq\f(GMm,r)，因此衛(wèi)星動(dòng)能減少；變軌時(shí)需要衛(wèi)星上的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火加速，使其機(jī)械能增加，因而引力勢(shì)能增大，只有D正確．【答案】D二、雙項(xiàng)選擇題(本大題共5小題，每小題6分，共30分．全部選對(duì)的得6分，只選1個(gè)且正確的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分．)6．(2012·陽(yáng)江模擬)在廣州亞運(yùn)會(huì)上一位運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行射擊比賽時(shí)，子彈水平射出后擊中目標(biāo)．當(dāng)子彈在飛行過(guò)程中速度平行于拋出點(diǎn)與目標(biāo)的連線時(shí)，大小為v，不考慮空氣阻力，已知連線與水平面的夾角為θ，則子彈()A．初速度v0＝vcosθB．飛行時(shí)間t＝eq\f(2vtanθ,g)C．飛行的水平距離x＝eq\f(v2sin2θ,g)D．飛行的豎直距離y＝eq\f(2v2tan2θ,g)【解析】如圖所示，初速度v0＝vcosθ，A正確；tanθ＝eq\f(\f(1,2)gt2,v0t)，則t＝eq\f(2vsinθ,g)，所以B錯(cuò)誤；飛行的水平距離x＝v0t＝eq\f(v2sin2θ,g)，C正確；飛行的豎直距離y＝eq\f(2v2sin2θ,g)，D錯(cuò)誤．【答案】AC7．(2012·濟(jì)南模擬)質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星到地面的距離等于地球的半徑R.已知地球表面上的重力加速度的大小為g.則()A．衛(wèi)星環(huán)繞速度的大小為eq\r(2gR)B．衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為2πeq\r(\f(2R,g))C．衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的加速度大小為eq\f(1,4)gD．以地面為參考平面，衛(wèi)星的重力勢(shì)能小于mgR【解析】設(shè)地球的質(zhì)量為M，根據(jù)題意有：g＝eq\f(GM,R2)，根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律有：Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)，其中r＝2R，聯(lián)立解得衛(wèi)星環(huán)繞速度的大小為eq\r(\f(1,2)gR).衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為T＝eq\f(2πr,v)＝4πeq\r(\f(2R,g)).衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a＝Geq\f(Mm,mr2)＝eq\f(1,4)g.由于從地球表面到衛(wèi)星所在的軌道，衛(wèi)星的重力是不斷減小的，其平均值小于mg，所以，以地面為參考平面，衛(wèi)星的重力勢(shì)能小于mgR，故C、D正確．【答案】CD8．(2010·惠能模擬)如圖5所示，水平拋出的物體，抵達(dá)斜面上端P處，其速度方向恰好沿斜面方向，然后沿斜面無(wú)摩擦滑下，下列選項(xiàng)中的圖象是描述物體沿x方向和y方向運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象，其中正確的是()圖5【解析】O～tP段，水平方向：vx＝v0恒定不變；豎直方向：vy＝gt；tP～tQ段，水平方向：vx＝v0＋a水平t，豎直方向：vy＝vP＋a豎直t(a豎直＜g)，因此選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，B、C正確．【答案】BC9．2007年美國(guó)宇航員評(píng)出了太陽(yáng)系外10顆最神奇的行星，包括天文學(xué)家1990年發(fā)現(xiàn)的第一顆太陽(yáng)系外行星，以及最新發(fā)現(xiàn)的可能適合居住的行星．在這10顆最神奇的行星中排名第三的是一顆不斷縮小的行星，命名為HD209458b，它的一年只有3.5個(gè)地球日．這顆行星以極近的距離繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)，因此它的大氣層不斷被恒星風(fēng)吹走．據(jù)科學(xué)家估計(jì)，這顆行星每秒就丟失至少10000噸物質(zhì)，最終這顆縮小行星將只剩下一個(gè)死核．假設(shè)該行星是以其球心為中心均勻減小的，且其繞恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．則下列說(shuō)法正確的是()A．該行星繞恒星運(yùn)行周期會(huì)不斷增大B．該行星繞恒星運(yùn)行的速度大小會(huì)不斷減小C．該行星繞恒星運(yùn)行周期不變D．該行星繞恒星運(yùn)行的線速度大小不變【解析】由于該行星是以其球心為中心均勻減小的，所以其運(yùn)行的半徑不變，由于該行星的質(zhì)量改變，而恒星的質(zhì)量不變化，由eq\f(GMm,R2)＝eq\f(mv2,R)和eq\f(GMm,R2)＝eq\f(4π2mR,T2)可知，周期和線速度大小均不改變．【答案】CD10．美國(guó)太空總署(NASA)為探測(cè)月球是否存在水分，于2009年10月9日利用一支火箭和一顆衛(wèi)星連續(xù)撞擊月球．據(jù)天文學(xué)家測(cè)量，月球的半徑約為1800km，月球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的1/6，月球表面在陽(yáng)光照射下的溫度可達(dá)127℃，而此時(shí)水蒸氣分子的平均速率達(dá)2km/s，下列說(shuō)法正確的是()A．衛(wèi)星撞月前應(yīng)先在原繞月軌道上減速B．衛(wèi)星撞月前應(yīng)先在原繞月軌道上加速C．由于月球的第一宇宙速度大于2km/s，所以月球表面可能有水D．由于月球的第一宇宙速度小于2km/s，所以月球表面在陽(yáng)光照射下不可能有水【解析】衛(wèi)星撞月屬于近心運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)在原繞月軌道上減速，選項(xiàng)A正確；月球的第一宇宙速度為v月＝eq\r(\f(GM月,R月))，GM月＝g月Req\o\al(2,月)，g月＝eq\f(1,6)g地，聯(lián)立得v月＝1.7km/s，而127℃時(shí)水蒸氣分子的平均速率大于月球第一宇宙速度，故選項(xiàng)D正確．【答案】AD三、計(jì)算題(本題共3小題，共45分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11．(12分)(2012·云浮模擬)兩個(gè)質(zhì)量均為m的物體，由輕質(zhì)硬桿相連，形如一個(gè)“啞鈴”，圍繞一個(gè)質(zhì)量為M的天體旋轉(zhuǎn)，如圖6所示．兩物體和天體中心在一條直線上，兩物體分別以r1和r2為半徑繞M做圓周運(yùn)動(dòng)，兩物體成了M的衛(wèi)星，求此衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期和輕質(zhì)硬桿分別對(duì)A、B的彈力．圖6【解析】設(shè)輕質(zhì)硬桿對(duì)A的彈力大小為F，方向向上，則輕質(zhì)硬桿對(duì)B的彈力大小也為F，方向向下，對(duì)A、B分別根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律可得：Geq\f(Mm,r\o\al(2,1))－F－Geq\f(m2,r2－r12)＝mr1eq\f(4π2,T2)①Geq\f(Mm,r\o\al(2,2))＋F＋Geq\f(m2,r2－r12)＝mr2eq\f(4π2,T2)②由①②式得：T＝2πr1r2eq\r(\f(r1＋r2,GMr\o\al(2,1)＋r\o\al(2,2)))F＝GMmeq\f(r\o\al(3,2)－r\o\al(3,1),r\o\al(2,1)r\o\al(2,2)r1＋r2)－Gm2eq\f(1,r2－r12).【答案】2πr1r2eq\r(\f(r1＋r2,GMr\o\al(2,1)＋r\o\al(2,2)))GMmeq\f(r\o\al(3,2)－r\o\al(3,1),r\o\al(2,1)r\o\al(2,2)r1＋r2)－Gm2eq\f(1,r2－r12)圖712．(18分)(2011·江蘇高考)如圖7所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、內(nèi)壁光滑的直管與水平地面成30°角固定放置．將一質(zhì)量為m的小球固定在管底，用一輕質(zhì)光滑細(xì)線將小球與質(zhì)量為M＝km的小物塊相連，小物塊懸掛于管口．現(xiàn)將小球釋放，一段時(shí)間后，小物塊落地靜止不動(dòng)，小球繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)管口的轉(zhuǎn)向裝置后做平拋運(yùn)動(dòng)，小球在轉(zhuǎn)向過(guò)程中速率不變．(重力加速度為g)．(1)求小物塊下落過(guò)程中的加速度大??；(2)求小球從管口拋出時(shí)的速度大?。?3)試證明小球平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移總小于eq\f(\r(2),2)L.【解析】(1)設(shè)細(xì)線中的張力為T，根據(jù)牛頓第二定律得Mg－T＝MaT－mgsin30°＝ma且M＝km解得a＝eq\f(2k－1,2k＋1)g.(2)設(shè)M落地時(shí)的速度大小為v，m射出管口時(shí)速度大小為v0，M落地后m的加速度為a0根據(jù)牛頓第二定律得－mgsin30°＝ma0做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，v2＝2aLsin30°，veq\o\al(2,0)－v2＝2a0L(1－sin30°)解得v0＝eq\r(\f(k－2,2k＋1)gL)(k>2)．(3)小球做平拋運(yùn)動(dòng)，則x＝v0tLsin30°＝eq\f(1,2)gt2解得x＝Leq\r(\f(k－2,2k＋1))由eq\f(k－2,2k＋1)<eq\f(1,2)得x＝Leq\r(\f(k－2,2k＋1))<eq\f(\r(2),2)L.【答案】(1)eq\f(2k－1,2k＋1)g(2)eq\r(\f(k－2,2k＋1)gL)(k>2)(3)見解析圖813．(15分)(2011·河池模擬)如圖8所示，豎直平面內(nèi)的eq\f(3,4)圓弧形光滑管道半徑略大于小球半徑，管道中心到圓心距離為R，A點(diǎn)與圓心O等高，AD為水平面，B點(diǎn)在O的正下方，小球自A點(diǎn)正上方由靜止釋放，自由下落至A點(diǎn)時(shí)進(jìn)入管道，當(dāng)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，管壁對(duì)小球的彈力大小為小球重力大小的9倍，求：(1)釋放點(diǎn)距A點(diǎn)的豎直高度；(2)落點(diǎn)C與A的水平距離．【解析】(1)設(shè)小球到達(dá)B點(diǎn)的速度為v1，因?yàn)榈竭_(dá)B點(diǎn)時(shí)管壁對(duì)小球的彈力大小為小球重力大