高考总复习物理试题必修2第4章第4讲知能演练轻巧夺冠

参考答案【教材原题】 解析 秋千板摆到最低点时，F N －mg ＝m v 2R ，可得F N ＝500 N ，由牛顿第三定律可知她对秋千板的压力是500 N 。

答案 500 N【教材提升1】 CD [小球在圆弧最低点的加速度方向指向圆心，所以加速度方向为竖直向上，故选项A 错误；小球在圆弧最低点时，F N －mg ＝ma B ，可得F N ＝3mg ，故选项B 错误，C 正确；由a B ＝v 2B R 可得v B ＝5 m/s ，小球在水平轨道运动时由0.2mgx ＝12m v 2B ，可得x ＝6.25 m ，故选项D 正确。

]【教材提升2】 C [小球从水平位置摆动至最低点，由动能定理得mgL ＝12m v 2，解得v ＝2gL ，因L P <L Q ，故v P <v Q ，选项A 错误；因为E k ＝mgL ，又m P >m Q ，则两小球的动能大小无法比较，选项B 错误；对小球在最低点受力分析得F T －mg ＝m v 2L ，可得F T ＝3mg ，选项C 正确；由a ＝v 2L ＝2g 可知，两球的向心加速度相等，选项D 错误。

]【教材拓展】 D [人过最高点时，F N ＋mg ＝m v 2R ，当v ≥gR 时，不用保险带，人也不会掉下来，当v ＝2gR 时，人在最高点时对座位产生的压力为mg ，选项A 、B 错误；人在最低点具有竖直向上的加速度，处于超重状态，故人此时对座位的压力大于mg ，选项C 错误，D 正确。

]【拓展提升1】 C [小球恰好能通过轨道2的最高点B 时，有mg ＝m v 2B 1.8R ，小球在轨道1上经过A 处时，有F ＋mg ＝m v 2A R ，根据机械能守恒定律，有1.6mgR＋12m v 2B ＝12m v 2A ，解得F ＝4mg ，由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力F ′＝ F ＝4mg ，选项C 正确。

]【拓展提升2】 解析 (1)设小球的质量为m ，小球在A 点的动能为E k A ，由机械能守恒得E k A ＝mg ·R 4①设小球在B 点的动能为E k B ，同理有E k B ＝mg ·5R 4②由①②式得E k B E k A＝5③ (2)若小球能沿轨道运动到C 点，小球在C 点所受轨道的正压力F N 应满足F N ≥0④ 设小球在C 点的速度大小为v C ，由牛顿运动定律和向心加速度公式有F N ＋mg ＝m v 2C R 2⑤由④⑤式得，v C 应满足mg ≤m 2v 2C R ⑥由机械能守恒有mg ·R 4＝12m v 2C ⑦由⑥⑦式可知，小球恰好可以沿轨道运动到C 点。

(温馨提示：凡题号前标有☆的为稍难题目)一、单项选择题1．在下列情况下，物体可以看成质点的是()A．研究列车全部通过桥所需的时间B．研究“天宫”一号绕地球飞行C．研究地球昼夜交替D．研究原子核的结构解析：选B.列车过桥时，车身的长度不能忽略，列车不能视为质点；“天宫”一号的大小与所研究的空间范围相比是一个很小的量，可以看成质点；昼夜交替现象是地球自转引起的，研究转动现象不能将地球看成质点；原子核虽小，但有一定的组成和形态，故不能把原子核看成质点．2.图1－1－3(2013·安庆模拟)如图1－1－3所示，飞行员跳伞后飞机上的其他飞行员(甲)和地面上的人(乙)观察跳伞飞行员的运动后，引发了对跳伞飞行员运动状况的争论，下列说法正确的是()A．甲、乙两人的说法中必有一个是错误的B．他们的争论是由于参考系的选择不同而引起的C．研究物体运动时不一定要选择参考系D．参考系的选择只能是相对于地面静止的物体解析：选B.甲、乙两人的争论是由于参考系的选择不同而引起的，A错、B对；研究物体的运动一定要选择参考系，C错；参考系的选取具有任意性，选取时要以方便为原则，D错．3．(2012·高考山东基本能力测试)假如轨道车长度为22cm，记录仪记录的信号如图1－1－4所示，则轨道车经过该监测点的速度为()图1－1－4A．0.20cm/sB．2.0cm/sC．22cm/sD．220cm/s解析：选C.由题图可知车头到达该监测点与车尾离开该监测点的时间间隔为1.0s，即＝22cm/s，C正确．轨道车运行车身长度的位移时所用时间为1.0s，故车速为v＝xt4.图1－1－5三个质点A 、B 、C 均由N 点沿不同路径运动至M 点，运动轨迹如图1－1－5所示，三个质点同时从N 点出发，同时到达M 点，下列说法正确的是( )A ．三个质点从N 点到M 点的平均速度相同B ．三个质点任意时刻的速度方向都相同C ．三个质点从N 点出发到任意时刻的平均速度都相同D ．三个质点从N 点到M 点的路程相同 解析：选A.位移是指从初位置指向末位置的有向线段，在任意时刻，三个质点的位移方向不同，只有均到达M 点后，位移方向相同，故C 错误；根据平均速度的定义式v ＝xt 可知三个质点从N 点到M 点的平均速度相同，A 正确；质点任意时刻的速度方向沿轨迹的切线方向，故三个质点的速度方向不会在任意时刻都相同，B 错误；因三个质点的路径不同，故路程也不同，D 错误．5．(2013·湖北黄冈中学高三模拟)对加速度的理解，下列说法正确的是( ) A ．加速度增大，速度可能减小B ．速度变化量Δv 越大，加速度就越大C ．物体有加速度，速度就增大D ．物体速度很大，加速度也一定很大解析：选A.当a 与v 反向时，a 增大，v 减小，故A 正确；Δv 大，ΔvΔt 不一定大，故B错误；物体做减速运动时，速度减小，故C 错误；物体若做速度很大的匀速运动时，加速度为零，故D 错误．6．有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断的错误说法( )①点火后即将升空的火箭②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车③运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶④太空的空间站在绕地球匀速转动A ．①因火箭还没运动，所以加速度一定为零B ．②轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大C ．③高速行驶的磁悬浮列车，虽然速度很大，但加速度可能为零D ．④尽管空间站匀速转动，但加速度不为零解析：选A.加速度表示速度变化的快慢，速度变化越快，加速度越大，B 正确；一个物体运动速度大，但速度不发生变化，如匀速直线运动，它的加速度为零，C 正确；曲线运动的速度方向发生了变化，速度就发生了变化，所以一定有加速度，D 正确；点火后虽然火箭速度为零，但由于气体的反冲力很大而具有很大的加速度，故A 错误．7．某物体以30m/s 的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g 取10m/s 2,5s 内物体的( ) A ．路程为65mB ．位移大小为25m ，方向向下C ．速度改变量的大小为10m/sD ．平均速度大小为13m/s ，方向向上解析：选A.由t ＝v 0g 得物体上升到最高点所用时间为t 上＝3s ，由H ＝v 202g得物体上升的最大高度为H ＝45m ，后2s 内下落的距离为x 2＝12gt 2＝20m ．5s 内的路程s ＝H ＋x 2＝65m ，5s内的总位移为x ＝H －x 2＝25m ，方向向上．故A 正确，B 错误；由Δv ＝gt 得速度改变量为50m/s ，故C 错；5s 内的平均速度v ＝xt＝5m/s ，故D 错．☆8.图1－1－6(2013·阜阳一中高三月考)某人骑自行车在平直道路上行进，图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v －t 图象，某同学为了简化计算，用虚线作近似处理，下列说法正确的是( )A ．0～t 1这段时间内的平均速度一定小于v 1t 12t 3B ．0～t 3这段时间内的平均速度一定小于v 12C ．在t 1时刻，实际加速度一定小于v 1t 3D ．在t 3～t 4时间内，自行车的速度恒定 解析：选A.设t 1时刻对应的速度为v 0,0～t 1这段时间内的位移小于自行车做匀变速直线运动的位移(题图中虚线)，因而平均速度v ＜v 02.根据几何知识有v 0v 1＝t 1t 3，则v 0＝v 1t 1t 3，则v ＜v 02＝v 1t 12t 3，选项A 正确；若自行车做匀变速直线运动，则0～t 3这段时间内的平均速度为(0＋v 1)/2，由题图可知，车的实际位移不一定小于虚线所围面积，选项B 错误；图线在t 1时刻的斜率大于虚线在该处的斜率，表明实际加速度一定大于v 1t 3，选项C 错误；在t 3～t 4时间内，速度图线为曲线，说明速度是变化的，选项D 错误．☆9.一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s,1s 后速度的大小变为10m/s ，在这1s 内该物体的( )A ．位移的大小不可能小于4mB ．位移的大小可能大于10mC ．加速度的大小可能小于4m/s 2D ．加速度的大小可能大于10m/s 2解析：选D.若初、末速度同向时：v ＝v 0＋v 2＝4＋102m/s ＝7m/s ，x ＝v t ＝7m ；a ＝v －v 0t ＝10－41m/s 2＝6m/s 2.若初、末速度反向时：v ＝v 0＋v 2＝－4＋102m/s ＝3m/s x ＝v t ＝3m ；a ＝v －v 0t ＝10－(－4)1m/s 2＝14m/s 2.因此可得出D 正确．二、非选择题10．汽车从甲地由静止出发，沿直线运动到丙地，乙地是甲丙两地的中点．汽车从甲地匀加速运动到乙地，经过乙地速度为60km/h ；接着又从乙地匀加速运动到丙地，到丙地时速度为120km/h ，求汽车从甲地到达丙地的平均速度．解析：设甲丙两地距离为2l ，汽车通过甲乙两地的时间为t 1，通过乙丙两地的时间为t 2. 甲到乙是匀加速运动，由l ＝v 甲＋v 乙2·t 1得t 1＝l (v 甲＋v 乙)/2＝l (0＋60)/2h ＝l30h从乙到丙也是匀加速运动，由l ＝v 乙＋v 丙2·t 2得t 2＝l (v 乙＋v 丙)/2＝l (60＋120)/2h ＝l90h所以v 甲丙＝2l t 1＋t 2＝2ll 30＋l 90km/h ＝45km/h.答案：45km/h 11．一辆汽车从静止开始匀加速开出，然后保持匀速运动，最后匀减速运动，直到停止，(1)动时的加速度大小是否相等？(2)汽车从开出到停止共经历的时间是多少？ (3)汽车通过的总路程是多少？解析：(1)加速运动时，速度大小从0增到12m/s ；减速运动从12m/s 到0，速度变化量的大小一样，但所需时间不一样，所以加速度大小不相等．(2)汽车匀减速运动的加速度 a 2＝3－91m/s 2＝－6m/s 2设汽车经t ′秒停止，t ′＝0－3－6s ＝0.5s 故汽车从开出到停止总共经历的时间为 10．5s ＋0.5s ＝11s.(3)汽车匀加速运动的加速度 a 1＝6－31m/s 2＝3m/s 2汽车匀加速运动的时间t 1＝12－03s ＝4s汽车匀减速运动的时间t 3＝0－12－6s ＝2s汽车匀速运动的时间t 2＝11－t 1－t 3＝5s 汽车匀速运动的速度为v ＝12m/s则汽车通过的总路程为s ＝v 2t 1＋v t 2＋v2t 3＝⎝⎛⎭⎫122×4＋12×5＋122×2m ＝96m.答案：(1)是不相等 (2)11s (3)96m 00☆12.(2013·合肥一中高三模拟)甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目标，甲车在前一半时间内以速度v 1做匀速直线运动，后一半时间内以速度v 2做匀速直线运动；乙车在前一半路程中以速度v 1做匀速直线运动，后一半路程中以速度v 2做匀速直线运动(v 1≠v 2)，通过计算判断是哪辆车先到达目标？解析：对甲车：设用时为t ，则前一半时间内的位移为x 1＝v 1·t2，后一半时间内的位移为x 2＝v 2·t 2v 甲＝x 1＋x 2t ＝v 1·t /2＋v 2·t /2t ＝v 1＋v 22对乙车：设整段位移为x ，则前一半位移用时为t 1＝x /2v 1后一半位移用时为t 2＝x /2v 2v 乙＝x t 1＋t 2＝xx /2v 1＋x /2v 2＝2v 1v 2v 1＋v 2.则v 甲－v 乙＝v 1＋v 22－2v 1v 2v 1＋v 2＝(v 1－v 2)22(v 1＋v 2)＞0故v甲＞v 乙，甲车先到．答案：甲车先到。

1．下列叙述中正确的是()A．当狼吃掉一只兔时，就获得了兔的全部能量B．当狼捕食兔并经同化作用合成了自身有机物时，能量就从第一营养级流入了第二营养级C．生产者通过光合作用制造有机物时，能量就由非生物环境流入了生物群落D．生态系统的能量流动是往复循环的解读：选C。

当狼吃掉一只兔时，并不能获得兔的全部能量，如兔子的骨骼、毛等中的能量不能被同化。

狼捕食兔，狼不属于第二营养级。

生态系统的能量流动不能循环。

2．生态系统的物质循环是指组成生物的基本元素()A．在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程B．在能量流经生态系统各营养级时逐级递减的全过程C．在组成生态系统的生物群落中的生物体内的反复循环运动D．在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动解读：选D。

生态系统的物质循环指的是最大的生态系统(生物圈)中的物质循环，是组成生物体的基本元素在生物圈的生物群落与无机环境之间的反复循环运动。

这种运动带有全球性，它不局限于陆地生态系统，更不局限于生物群落中的生物体内，也不同于能量在流经各营养级时逐级递减的过程。

3．右图为某一生态系统的能量金字塔，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别代表不同的营养级，E1、E2代表能量的形式。

下列叙述正确的是()A．Ⅰ是初级消费者B．Ⅳ为分解者C．E1为太阳能，E2为热能D．能量可在食物链中循环利用解读：选C。

依题意，Ⅰ是生产者，Ⅱ是初级消费者，Ⅲ是次级消费者，Ⅳ是三级消费者，E1为生产者利用的能量，应是太阳能，E2为各营养级的生物释放出的能量，应为热能。

4．在自然生态系统中，物质是能量的载体，下列叙述正确的是()A．能量可驱动物质循环B．物质和能量可循环利用C．能量只能在食物链中流动D．能量和生物数量金字塔均可倒置解读：选A。

生态系统中的物质是能量的载体，能量可驱动物质循环，但物质可循环利用，而能量不可以。

生态系统中能量流动有多种方式，如寄生关系、腐生关系，沿食物链流动只是其中一种。

5．(2012·盐城高二检测)下图表示一个池塘生态系统中各种生物之间的关系。

第四章综合测试答案解析一、 1.【答案】A【解析】由开普勒第一定律知所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

选项 A 正确，B 错误；由开普勒第三定律知所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相 等，选项 C 、D 错误。

2.【答案】B【解析】同一物体在地球上的不同位置所受重力不同，在地球上同一高度，同一物体在两极的重力大于赤 道的重力，故 A 错误；设地球的质量为 M ，半径为 R ，物体的质量为 m ，离地面的高度为 h ，不考虑地球 自转的影响，则有 mgGMm (R h) 2，得 g GM (R h)2，当把物体从地面移向高空中时，g 减小，物体的质量m 不变，则物体的重力G mg 重也减小，故 B 正确；设地球自转的角速度为 ，在赤道上，物体随地球自转需要向心力，则有 2 mgm R G 赤Mm R2，而在两极，物体不需要向心力，则有mg G 极Mm R2，可见，赤道物体的重力 mg 赤比两极的重力 mg 极小，故 C 错误；在地球上赤道和两极，物体所受重力的方向与所受万有引力的方向是相同的，故 D 错误。

3.【答案】D【解析】托勒密的“地心说”和哥白尼的“日心说”，都具有历史局限性，是人类发展到不同历史时期的 产物，D 正确；太阳、地球等天体都是运动的，并且运动的轨道是椭圆，A 错误；太阳系在银河系中运动， 银河系也在运动，且运动是绝对的，静止是相对的，B 、C 错误；故选 D 。

4.【答案】B【解析】设地球质量为 M ，半径为 R ，宇航员的质量为 m ，可知地球对宇航员的万有引力：MmF G；R2该星球对宇航员的万有引力：1Mm GMm2 0.125F GF(2R) 8R22；故选 B 。

5.【答案】B【解析】地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，所以凡是地球卫星，轨道面必定经过地 球中心，所以b 轨道是不可能的，a 、c 是可能的；同步卫星的轨道是固定的，必定跟赤道面重合，所以 c 不 可能是同步卫星，只有 a 有可能，所以②④正确；故选 B 。