2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十三）圓周運(yùn)動(dòng).doc

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2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十三）圓周運(yùn)動(dòng) 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量 1.(xx湖北省重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖1所示，由于地球的自轉(zhuǎn)，地球表面上P、Q兩物體均繞地球自轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)于P、Q兩物體的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．P、Q兩點(diǎn)的角速度大小相等 B．P、Q兩點(diǎn)的線速度大小相等 C．P點(diǎn)的線速度比Q點(diǎn)的線速度大 D．P、Q兩物體均受重力和支持力兩個(gè)力作用 2.(xx資陽診斷)如圖2所示，水平放置的兩個(gè)用相同材料制成的輪P和Q靠摩擦傳動(dòng)，兩輪的半徑R∶r＝2∶1。當(dāng)主動(dòng)輪Q勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在Q輪邊緣上放置的小木塊恰能相對(duì)靜止在Q輪邊緣上，此時(shí)Q輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω1，木塊的向心加速度為a1，若改變轉(zhuǎn)速，把小木塊放在P輪邊緣也恰能靜止，此時(shí)Q輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω2，木塊的向心加速度為a2，則(　　) 圖2 A．＝　　　　　　　 B．＝ C．＝ D．＝ 3．自行車的小齒輪A、大齒輪B、后輪C是相互關(guān)聯(lián)的三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部分，且半徑RB＝4RA、RC＝8RA，如圖3所示。當(dāng)自行車正常騎行時(shí)A、B、C三輪邊緣的向心加速度的大小之比aA∶aB∶aC等于(　　) 圖3 A．1∶1∶8 B．4∶1∶4 C．4∶1∶32 D．1∶2∶4 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng) 4．山城重慶的輕軌交通頗有山城特色，由于地域限制，彎道半徑很小，在某些彎道上行駛時(shí)列車的車身嚴(yán)重傾斜。每到這樣的彎道乘客都有一種坐過山車的感覺，很是驚險(xiǎn)刺激。假設(shè)某彎道鐵軌是圓弧的一部分，轉(zhuǎn)彎半徑為R，重力加速度為g，列車轉(zhuǎn)彎過程中傾角(車廂地面與水平面夾角)為θ，則列車在這樣的軌道上轉(zhuǎn)彎行駛的安全速度(軌道不受側(cè)向擠壓)為(　　) 圖4 A． B． C． D． 5．(多選)如圖5所示，繩子的一端固定在O點(diǎn)，另一端拴一重物在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(　　) 圖5 A．轉(zhuǎn)速相同時(shí)，繩長(zhǎng)的容易斷 B．周期相同時(shí)，繩短的容易斷 C．線速度大小相等時(shí)，繩短的容易斷 D．線速度大小相等時(shí)，繩長(zhǎng)的容易斷 6．(多選)(xx河南漯河二模)如圖6所示，兩根長(zhǎng)度相同的細(xì)線分別系有兩個(gè)完全相同的小球，細(xì)線的上端都系于O點(diǎn)。設(shè)法讓兩個(gè)小球均在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知L1跟豎直方向的夾角為60，L2跟豎直方向的夾角為30，下列說法正確的是(　　) 圖6 A．細(xì)線L1和細(xì)線L2所受的拉力大小之比為∶1 B．小球m1和m2的角速度大小之比為∶1 C．小球m1和m2的向心力大小之比為3∶1 D．小球m1和m2的線速度大小之比為3∶1 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 7.(xx忻州一中檢測(cè))如圖7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)速率為2v，則此時(shí)每段線中張力大小為(　　) 圖7 A．mg B．2mg C．3mg D．4mg 8．(多選)如圖8所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，則下列說法中正確的是(　　) 圖8 A．小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin＝ B．小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin＝0 C．小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定無作用力 D．小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力 9．(xx山東省桓臺(tái)模擬)如圖9，質(zhì)量為M的物體內(nèi)有光滑圓形軌道，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小滑塊沿該圓形軌道在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。A、C點(diǎn)為圓周的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，B、D點(diǎn)是與圓心O同一水平線上的點(diǎn)。小滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體M在地面上靜止不動(dòng)，則物體M對(duì)地面的壓力N和地面對(duì)M的摩擦力有關(guān)說法正確的是(　　) 圖9 A．小滑塊在A點(diǎn)時(shí)，N＞Mg，摩擦力方向向左 B．小滑塊在B點(diǎn)時(shí)，N＝Mg，摩擦力方向向右 C．小滑塊在C點(diǎn)時(shí)，N＝(M＋m)g，M與地面無摩擦 D．小滑塊在D點(diǎn)時(shí)，N＝(M＋m)g，摩擦力方向向左 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：圓周運(yùn)動(dòng)的綜合問題 10．(xx安徽高考)如圖10所示，一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定對(duì)稱軸以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5 m處有一小物體與圓盤始終保持相對(duì)靜止。物體與盤面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，盤面與水平面的夾角為30，g取10 m/s2。則ω的最大值是(　　) 圖10 A． rad/s B． rad/s C．1.0 rad/s D．5 rad/s 11．(xx汕頭模擬)如圖11為某工廠生產(chǎn)流水線上水平傳輸裝置的俯視圖，它由傳送帶和轉(zhuǎn)盤組成。物品從A處無初速度放到傳送帶上，運(yùn)動(dòng)到B處后進(jìn)入勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤，設(shè)物品進(jìn)入轉(zhuǎn)盤時(shí)速度大小不發(fā)生變化，此后隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動(dòng)(無相對(duì)滑動(dòng))到C處被取走裝箱。已知A、B兩處的距離L＝10 m，傳送帶的傳輸速度v＝2 m/s，物品在轉(zhuǎn)盤上與軸O的距離R＝4 m，物品與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25。g取10 m/s2。求： 圖11 (1)物品從A處運(yùn)動(dòng)到B處的時(shí)間t； (2)質(zhì)量為2 kg的物品隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動(dòng)的靜摩擦力為多大。 12．(xx德州聯(lián)考)如圖12所示，水平放置的圓盤上，在其邊緣C點(diǎn)固定一個(gè)小桶，桶的高度不計(jì)，圓盤半徑為R＝1 m，在圓盤直徑CD的正上方，與CD平行放置一條水平滑道AB，滑道右端B與圓盤圓心O在同一豎直線上，且B點(diǎn)距離圓盤圓心的豎直高度h＝1.25 m，在滑道左端靜止放置質(zhì)量為m＝0.4 kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，物塊與滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.2，現(xiàn)用力F＝4 N的水平作用力拉動(dòng)物塊，同時(shí)圓盤從圖示位置，以角速度ω＝2π rad/s，繞通過圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，拉力作用在物塊一段時(shí)間后撤掉，最終物塊由B點(diǎn)水平拋出，恰好落入圓盤邊緣的小桶內(nèi)。重力加速度取10 m/s2。 圖12 (1)若拉力作用時(shí)間為0.5 s，求所需滑道的長(zhǎng)度； (2)求拉力作用的最短時(shí)間。 答 案 1．選A　P、Q兩點(diǎn)都是繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度相等，即ωP＝ωQ，選項(xiàng)A對(duì)。根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)線速度v＝ωR，P、Q兩點(diǎn)到地軸的距離不等，即P、Q兩點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)線速度大小不等，選項(xiàng)B錯(cuò)。Q點(diǎn)到地軸的距離遠(yuǎn)，圓周運(yùn)動(dòng)半徑大，線速度大，選項(xiàng)C錯(cuò)。P、Q兩物體均受到萬有引力和支持力作用，二者的合力是圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，我們把與支持力等大反向的平衡力即萬有引力的一個(gè)分力稱為重力，選項(xiàng)D錯(cuò)。 2．選C　根據(jù)題述，a1＝ω12r，ma1＝μmg；聯(lián)立解得μg＝ω12r。小木塊放在P輪邊緣也恰能靜止，μg＝ω2R＝2ω2r。由ωR＝ω2r聯(lián)立解得＝，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；ma＝μmg，所以＝，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 3．選C　A、C角速度相等，由a＝ω2R可知aA∶aC＝1∶8。A、B線速度相等，由a＝可知，aA∶aB＝4∶1，所以aA∶aB∶aC＝4∶1∶32，選項(xiàng)C正確。 4．選C　本題聯(lián)系實(shí)際考查圓周運(yùn)動(dòng)、向心力知識(shí)。軌道不受側(cè)向擠壓時(shí)，軌道對(duì)列車的作用力就只有彈力，重力和彈力的合力提供向心力，根據(jù)向心力公式mgtan θ＝m，得v＝，C正確。 5．選AC　繩子拉力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，繩子長(zhǎng)度即圓周運(yùn)動(dòng)半徑。轉(zhuǎn)速相同即周期和角速度相同，繩子拉力提供向心力即F＝mlω2，繩子越長(zhǎng)向心力越大即繩子拉力越大，越容易斷，選項(xiàng)A對(duì)B錯(cuò)。線速度大小相等時(shí)，則有向心力即繩子拉力F＝，繩子越長(zhǎng)拉力越小，越不容易斷，C對(duì)D錯(cuò)。 6．選AC　對(duì)任一小球研究。設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，豎直方向受力平衡，則 Tcos θ＝mg， 解得T＝。 所以細(xì)線L1和細(xì)線L2所受的拉力大小之比＝＝，故A正確。 小球所受合力的大小為mgtan θ，根據(jù)牛頓第二定律得mgtan θ＝mLsin θω2， 得ω2＝。兩小球Lcos θ相等，所以角速度相等，故B錯(cuò)誤。 小球所受合力提供向心力，則向心力為F＝mgtan θ， 小球m1和m2的向心力大小之比為： ＝＝3，故C正確。 兩小球角速度相等，質(zhì)量相等，由合外力提供向心力，有F＝mgtan θ＝mωv，則小球m1和m2的線速度大小之比為＝＝3，故D錯(cuò)誤。 7．選A　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，有mg＝m；當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速率為2v，設(shè)每段線中張力大小為F，應(yīng)有2Fcos 30＋mg＝m；解得F＝mg，選項(xiàng)A正確。 8．選BC　在光滑圓形管道的最高點(diǎn)，小球的速度可以等于零，A錯(cuò)誤，B正確；在ab線以下時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球的彈力要提供向心力，而在ab線以上，當(dāng)速度較小時(shí)，小球要擠壓內(nèi)側(cè)管壁，故C正確，D錯(cuò)誤。 9．選B　因?yàn)檐壍拦饣?，所以小滑塊與軌道之間沒有摩擦力。小滑塊在A點(diǎn)時(shí)，與軌道的作用力在豎直方向上，水平方向?qū)壍罒o作用力，所以軌道相對(duì)于地面沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，即摩擦力為零；當(dāng)小滑塊的速度v＝時(shí)，對(duì)軌道的壓力為零，軌道對(duì)地面的壓力N＝Mg，當(dāng)小滑塊的速度v＞時(shí)，對(duì)軌道的壓力向上，軌道對(duì)地面的壓力N＜Mg，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小滑塊在B點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的作用力沿水平方向向左，所以軌道對(duì)地有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，地面給軌道向右的摩擦力；豎直方向上對(duì)軌道無作用力，所以軌道對(duì)地面的壓力N＝Mg，故選項(xiàng)B正確；小滑塊在C點(diǎn)時(shí)，在水平方向?qū)壍罒o作用力，所以地面對(duì)軌道沒有摩擦力；小滑塊做圓周運(yùn)動(dòng)，軌道對(duì)小滑塊的支持力大于其重力，其合力提供向上的向心力，所以滑塊對(duì)軌道的壓力大于其重力，所以軌道對(duì)地面的壓力N＞(M＋m)g，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小滑塊在D點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的作用力沿水平方向向右，所以軌道對(duì)地有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，地面給軌道向左的摩擦力；豎直上方向?qū)壍罒o作用力，所以軌道對(duì)地面的壓力N＝Mg，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 10．選C　物體隨圓盤做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)最容易滑動(dòng)，因此物體在最低點(diǎn)且剛好要滑動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為最大值，這時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可知，μmgcos 30－mgsin 30＝mrω2，求得ω＝1.0 rad/s，C項(xiàng)正確，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 11．解析：(1)物品先在傳送帶上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)：a＝μg＝2.5 m/s2 x1＝＝0.8 m t1＝＝0.8 s 之后，物品和傳送帶一起以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，則t2＝＝4.6 s 所以t＝t1＋t2＝5.4 s。 (2)物品在轉(zhuǎn)盤上所受的靜摩擦力提供向心力F＝m解得：F＝2 N。 答案：(1)5.4 s　(2)2 N 12．解析：(1)物塊平拋：h＝gt2； t＝ ＝0.5 s 物塊離開滑道時(shí)的速度：v＝＝2 m/s 拉動(dòng)物塊的加速度，由牛頓第二定律： F－μmg＝ma1；得：a1＝8 m/s2 撤去外力后，由牛頓第二定律： －μmg＝ma2； 得：a2＝－2 m/s2 物塊加速獲得速度：v1＝a1t1＝4 m/s 則所需滑道的長(zhǎng)度 L＝x1＋x2＝a1t12＋＝4 m (2)盤轉(zhuǎn)過一圈時(shí)落入，拉力時(shí)間最短； 盤轉(zhuǎn)過一圈時(shí)間：T＝＝1 s； 物塊在滑道上先加速后減速，最終獲得：v＝a1t1＋a2t2 物塊滑行時(shí)間、拋出在空中時(shí)間與圓盤周期關(guān)系：t1＋t2＋t＝T 由上兩式得：t1＝0.3 s。 答案：(1)4 m　(2)0.3 s