2011届高考物理一轮复习练习及解析4_24单元小结

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1、第 24 讲 单 元 小 结链接高考 1.在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落 地.若不计空气阻力，则2006 年高考天津理综卷( ) A.垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定 B.垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定 C.垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定 D.垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定 解析：垒球的运动是平抛运动，根据平抛运动规律可得垒球落地速度 v1v2 0v2 y，其中 h 为垒球下落的高度，A 错；同理，垒球落地时速度的方向与水平方向的v2 02gh夹角 arctan arctan ，与高度 h 有关，B 错

2、；水平位移 xv0tv0，C 错；而vyv02ghv02hg运动时间 t，D 正确.2hg答案：D 2.如图所示，一物体自倾角为 的固定斜面顶端沿水平方向被抛出后落在斜面上，物 体与斜面接触时速度与水平方向的夹角 满足2008 年高考全国理综卷( )A.tan sin B.tan cos C.tan tan D.tan 2tan 解析：小球落在斜面上，位移与水平方向夹角为 ，则 有tan 12gt2v0tgt2v0 速度与水平方向的夹角 满足：tan gtv0 故 tan 2tan ，选项 D 正确.答案：D 3.据报道，我国数据中继卫星“天链一号 01 星”于 2008 年 4 月 25 日

3、在西昌卫星发 射中心发射升空，经过 4 次变轨控制后，于 5 月 1 日成功定点在东经 77赤道上空的同步 轨道.关于成功定点后的“天链一号 01 卫星” ，下列说法正确的是2008 年高考山东理综卷 ( ) A.运行速度大于 7.9 km/s B.离地面高度一定，相对地面静止 C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 解析：由题意可知“天链一号卫星”是地球同步卫星，运行速度要小于 7.9 km/s，而他的位置在赤道上空，高度一定，A 错误、B 正确.由 可知，C 正确.由 a可知，2TGMR2 D 错误.答案：BC 4.1990

4、年 4 月 25 日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约 600 km 的高空，使 得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展.假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行.已 知地球半径为 6.4106 m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为 3.6107 m 这一事实可得 到哈勃望远镜绕地球运行的周期.以下数据中最接近其运行周期的是2008 年高考四川理综 卷( )A.0.6 h B.1.6 h C.4.0 h D.24 h解析：由开普勒行星运动定律可知，恒量，所以，r 为地球的R3T2(rh1)3t2 1(rh2)3t2 2 半径，h1、t1、h2、t2分别表示望远镜到地表的距离，望远镜的周期

5、、同步卫星距地表的距 离、同步卫星的周期(24 h)，代入数据得：t11.6 h.答案：B 5.某行星绕太阳运行可近似看做匀速圆周运动.已知行星运动的轨道半径为 R，周期为 T，引力常量为 G，则该行星的线速度大小为 ；太阳的质量可表示为 . 2008 年高考上海物理卷解析：v，由 GmR2RTMmR242T2解得：M42R3GT2答案： 2RT42R3GT2 6.一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行.认为行星是密度均匀的球体.要确定 该行星的密度，只需要测量2006 年高考北京理综卷( ) A.飞船的轨道半径 B.飞船的运行速度 C.飞船的运行周期 D.行星的质量 解析：“飞船在某行星

6、表面附近沿圆轨道绕该行星飞行” ，可以认为飞船的轨道半径与 行星的半径相等.飞船做圆周运动的向心力由行星对它的万有引力提供，由万有引力定律和牛顿第二定律有：Gm()2R，由上式可得：，可得行星的密度 MmR22TM43R34243GT2.上式表明：只要测得卫星公转的周期，即可得到行星的密度，选项 C 正确.3GT2答案：C 7.已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为 390，月球绕地球旋转的周期约为 27 天.利用上述数据以及日常的天文知识，可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的 比值约为2008 年高考全国理综卷( ) A.0.2 B.2 C.20 D.200 解析：由万有引力提供向

7、心力，得：Gm月r地月M地m月r 2地月42T 2 月GM地r日地M日m地r 2日地42T 2 地解得：M日M地r 3日地T 2 月r 3地月T 2 地 又由万有引力定律知：F日月GM日m月r 2日月F地月GM地m月r 2地月 而 r日地r日月可得：2.F日月F地月答案：B 8.图示是“嫦娥一号奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并 开展对月球的探测.下列说法正确的是2008 年高考广东物理卷( )A.发射嫦娥一号的速度必须达到第三宇宙速度 B.在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关 C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平

8、方成反比 D.在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力 解析：嫦娥一号变成绕月卫星后仍在太阳系内部，故 A 选项错误；卫星绕月球做圆周运动的动力学方程为：Gmr，由此可知 T 与卫星的质量无关，B 选项错误；由万Mmr242T2有引力定律有：FG，C 选项正确；卫星受到月球的引力总是指向月球的中心.受到地Mmr2 球的引力总是指向地球的中心，由图可知卫星受到地球的引力大部分时间不在其轨道的半 径方向，故 F月F地时卫星才能绕月做圆周运动，故 D 选项错误.答案：C9.如图所示是一种叫“飞椅”的游乐项目的示意图，长为 L 的钢绳一端系着座椅，另 一端固定在半径为 r 的水平转盘边缘，转盘

9、可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度 匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为 ，不计钢绳的重力， 求转盘转动的角速度 与夹角 的关系.2008 年高考广东物理卷 解析：设转盘转动角速度为 ，夹角为 ，则 座椅到做圆周运动的半径 RrLsin 对座椅有：F向心mgtan mR2联立两式解得：.gtan rLsin 答案：gtan rLsin 10.神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双 星系统的运动规律.天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了 LMCX3 双星系统，如 图所示，它由可见星 A 和不可见的暗星 B 构成.两星视为质点，不

10、考虑其他天体的影响， A、B 围绕两者连线上的 O 点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变.引力常量为 G， 由观测能够得到可见星 A 的速率 v 和运行周期 T. (1)可见星 A 所受暗星 B 的引力 FA 可等效为位于 O 点处质量为 m的星体(视为质点) 对它的引力，设 A 和 B 的质量分别为 m1、m2，试求 m. (用 m1、m2 表示) (2)求暗星 B 的质量 m2 与可见星 A 的速率 v、运行周期 T 和质量 m1 之间的关系式. (3)恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量 ms 的 2 倍，它将有可能成为黑洞.若可 见星 A 的速率 v2.7105 m/s，运行周期

11、 T4.7104 s，质量 m16ms，试通过估算来判断 暗星 B 有可能是黑洞吗？ (G6.671011 Nm2/kg2，ms2.01030 kg)2006 年高考天津 理综卷 解析：(1)设 A、B 的圆轨道半径分别为 r1、 r2 ，由题意知，A、B 做匀速圆周运动 的角速度相同，设其为 .由牛顿运动定律，有： FAm1 2r1 FBm22r2 FAFB 设 A、B 之间的距离为 r，又 rr1r2，由上述各式得：rr1m1m2m2 由万有引力定律，有：FAGm1m2r2联立解得：FAGm1m3 2(m1m2)2r2 1令 FAGm1mr2 1比较可得：m.m3 2(m1m2)2(2)由

12、牛顿第二定律，有：Gm1m1mr2 1v2r1可见星 A 的轨道半径 r1vT2将 m代入，可解得：.m3 2(m1m2)2v3T2G (3)将 m16ms代入上式，得：m3 2(6msm2)2v3T2G代入数据得：3.5msm3 2(6msm2)2 设 m2nms(n0)，可得：ms3.5msm3 2(6msm2)2n(f(6,n)1)2可见，的值随 n 的增大而增大，试令 n2，得：m3 2(6msm2)2ms0.125ms3.5msn(f(6,n)1)2 故 n 必大于 2，即暗星 B 的质量 m2必大于 2ms.由此得出结论：暗星 B 有可能是黑洞.答案：(1) (2)m3 2(m1m

13、2)2m3 2(m1m2)2v3T2G (3)有可能11.有两个完全相同的小滑块 A 和 B，A 沿光滑水平面以速度 v0与静止在平面边缘 O 点 的 B 发生正碰，碰撞中无机械能损失.碰后 B 运动的轨迹为 OD 曲线，如图所示. (1)已知滑块质量为 m，碰撞时间为 t，求碰撞过程中 A 对 B 平均冲力的大小. (2)为了研究物体从光滑抛物线轨道顶端无初速下滑的运动，特制做一个与 B 平抛轨道 完全相同的光滑轨道，并将该轨道固定在与 OD 曲线重合的位置，让 A 沿该轨道无初速下 滑(经分析，A 下滑过程中不会脱离轨道). a.分析 A 沿轨道下滑到任意一点的动量 pA与 B 平抛经过该

14、点的动量 pB的大小关系； b.在 OD 曲线上有一 M 点，O 和 M 两点连线与竖直方向的夹角为 45.求 A 通过 M 点 时的水平分速度和竖直分速度. 2008 年高考北京理综卷 解析：(1)滑块 A 与 B 正碰，有： mv0mvAmvBmv mv mv122 0122 A122 B 解得：vA0，vBv0， 根据动量定理，滑块 B 满足：Ftmv0解得：F.mv0t (2)a.设任意点到 O 点竖直高度差为 d. A、 B 由 O 点分别运动至该点过程中，只有重力做功，所以机械能守恒. 选该任意点为势能零点，有：EkAmgd，EkBmgd mv122 0由于 p，有12mEkpAp

15、BEkAEkB2gdv2 02gd即 pApB A 下滑到任意一点的动量总是小于 B 平抛经过该点的动量. b.以 O 为原点，建立直角坐标系 xOy，x 轴正方向水平向右，y 轴正方向竖直向下，则 对 B 有： xv0ty gt212B 的轨迹方程：yx2g2v2 0在 M 点 xy，所以 y2v2 0g 因为 A、B 的运动轨迹均为 OD 曲线，故在任意一点，两者速度方向相同.设 B 水平和 竖直分速度大小分别为 vBx和 vBy，速率为 vB；A 水平和竖直分速度大小分别为 vAx和 vAy， 速率为 vA，则：，vAxvAvBxvBvAyvAvByvB B 做平抛运动，故 vBxv0，yBy，vB2gyv2 02gy对 A 由机械能守恒得 vA2gy由以上三式解得：vAx，vAyv0 2gyv2 02gy2gyv2 02gy将代 y入得：vAxv0，vAyv0.2v2 0g2 554 55答案：(1) (2)a.pApB b.v0，v0mv0t2 554 55版权所有：高考资源网()