2019-2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 4.3圓周運(yùn)動及其應(yīng)用限時規(guī)范特訓(xùn).doc
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2019-2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 4.3圓周運(yùn)動及其應(yīng)用限時規(guī)范特訓(xùn) 一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分) 1. 如圖所示,A、B是兩個摩擦傳動輪,兩輪半徑大小關(guān)系為RA=2RB,則兩輪邊緣上的( ) A. 角速度之比ωA∶ωB=2∶1 B. 周期之比TA∶TB=1∶2 C. 轉(zhuǎn)速之比nA∶nB=1∶2 D. 向心加速度之比aA∶aB=2∶1 解析:由于沒有相對滑動,A、B兩輪邊緣上的線速度相等,==,選項A錯誤;==,選項B錯誤;==,選項C正確;向心加速度之比==,選項D錯誤。 答案:C 2. [xx福建四地六校聯(lián)考]在高速公路的拐彎處,通常路面都是外高內(nèi)低。如圖所示,在某路段汽車向左拐彎,司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些。汽車的運(yùn)動可看作是做半徑為R的圓周運(yùn)動。設(shè)內(nèi)外路面高度差為h,路基的水平寬度為d,路面的寬度為L。已知重力加速度為g。要使車輪與路面之間的橫向摩擦力(即垂直于前進(jìn)方向)等于零,則汽車轉(zhuǎn)彎時的車速應(yīng)等于( ) A. B. C. D. 解析:對汽車受力分析,如圖所示,若車輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零,則由路面對汽車的支持力FN與汽車的重力mg的合力提供向心力,由圖示可知,F(xiàn)向=mgtanθ,即mgtanθ=m。由幾何關(guān)系知,tanθ=,綜上有v=,選項B正確。 答案:B 3. [xx北京市西城區(qū)高三抽測](多選)如圖所示,長為L的細(xì)繩一端固定,另一端系一質(zhì)量為m的小球。給小球一個合適的初速度,小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,這樣就構(gòu)成了一個圓錐擺,設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ。下列說法中正確的是 ( ) A. 小球受重力、繩的拉力和向心力作用 B. 小球只受重力和繩的拉力作用 C. θ越大,小球運(yùn)動的速度越大 D. θ越大,小球運(yùn)動的周期越大 解析:本題考查了受力分析和勻速圓周運(yùn)動的有關(guān)知識。在運(yùn)動過程中小球只受重力和繩子的拉力,合力提供向心力,A選項錯誤,B選項正確;由合力提供向心力有mgtanθ=m,所以θ越大,小球運(yùn)動的速度越大,C選項正確;根據(jù)mgtanθ=mLsinθ,θ越大,小球運(yùn)動的周期越小,D選項錯誤。 答案:BC 4. [xx常德模擬]如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上,沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個物體A和B,它們與盤間的動摩擦因數(shù)相同,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動到兩個物體剛好還未發(fā)生滑動時,燒斷細(xì)線,兩個物體的運(yùn)動情況是( ) A. 兩物體沿切線方向滑動 B. 兩物體均沿半徑方向滑動,離圓盤圓心越來越遠(yuǎn) C. 兩物體仍隨圓盤一起做圓周運(yùn)動,不發(fā)生滑動 D. 物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動,物體A發(fā)生滑動,離圓盤圓心越來越遠(yuǎn) 解析:在圓盤上,角速度相同,由F=mω2r可知,在質(zhì)量相同的情況下,A需要的向心力較大,當(dāng)兩個物體剛好還未發(fā)生滑動時,其摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力,A的向心力大于最大靜摩擦力,而B的向心力小于最大靜摩擦力,此時燒斷細(xì)線,A的向心力不足將做離心運(yùn)動,而B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動,故選項D正確。 答案:D 5. [xx廊坊模擬]如圖所示,光滑水平面上,小球m在拉力F作用下做勻速圓周運(yùn)動。若小球運(yùn)動到P點時,拉力F發(fā)生變化,關(guān)于小球運(yùn)動情況的說法正確的是( ) A. 若拉力突然消失,小于將沿軌跡Pa做離心運(yùn)動 B. 若拉力突然變小,小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動 C. 若拉力突然變大,小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運(yùn)動 D. 若拉力突然變小,小球?qū)⒀剀壽EPc運(yùn)動 解析:若拉力突然消失,小球?qū)⒀厍芯€Pa做離心運(yùn)動,A正確;若拉力突然變小,小球?qū)⒀豍b做離心運(yùn)動,而拉力變大時,小球應(yīng)沿Pc做近心運(yùn)動,故B、C、D均錯誤。 答案:A 6. [xx西安模擬]如圖所示,m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質(zhì)點),A為終端皮帶輪。已知皮帶輪的半徑為r,傳送帶與皮帶輪間不會打滑。當(dāng)m可被水平拋出時,A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少為( ) A. B. C. D. 解析:m到達(dá)皮帶輪的頂端時,若m≥mg,表示m受到的重力小于或等于m沿皮帶輪表面做圓周運(yùn)動的向心力,m將離開皮帶輪的外表面而做平拋運(yùn)動,又因為每秒轉(zhuǎn)數(shù)n==,所以當(dāng)v≥,即轉(zhuǎn)數(shù)n≥時,m可被水平拋出,故選項A正確。 答案:A 7. [xx杭州模擬]如圖所示,小球m可以在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動,下列說法中正確的是( ) A. 小球通過最高點的最小速度為v= B. 小球通過最高點的最小速度可以為0 C. 小球在水平線ab以下管道中運(yùn)動時,內(nèi)側(cè)管壁對小球一定有作用力 D. 小球在水平線ab以上管道中運(yùn)動時,內(nèi)側(cè)管壁對小球一定有作用力 解析:由于圓形管道可提供支持力,故小球通過最高點時的速度可以為零;小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動時,重力方向豎直向下,而向心力指向圓心,故內(nèi)側(cè)管壁不會對小球有作用力,而在水平線ab以上的管道中運(yùn)動時,如果小球的速度較大,如在最高點的速度v≥時,最高點的內(nèi)側(cè)管壁對小球無作用力,故選項B正確,A、C、D錯誤。 答案:B 8. 如圖所示,用一連接體一端與一小球相連,繞過O點的水平軸在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,設(shè)軌道半徑為r,圖中P、Q兩點分別表示小球軌道的最高點和最低點,則以下說法正確的是( ) A. 若連接體是輕質(zhì)細(xì)繩時,小球到達(dá)P點的速度可以為零 B. 若連接體是輕質(zhì)細(xì)桿時,小球到達(dá)P點的速度可以為零 C. 若連接體是輕質(zhì)細(xì)繩時,小球在P點受到細(xì)繩的拉力不可能為零 D. 若連接體是輕質(zhì)細(xì)桿時,小球在P點受到細(xì)桿的作用力為拉力,在Q點受到細(xì)桿的作用力為推力 解析:若連接體是輕質(zhì)細(xì)繩,小球在最高點的最小速度為,此時細(xì)繩拉力為零,選項A、C錯誤;若連接體是輕質(zhì)細(xì)桿,小球剛好到達(dá)P點的速度為零,選項B正確;如果小球在最高點P的速度為,細(xì)桿拉力為零,如果v>,細(xì)桿的作用力為拉力,如果v<,細(xì)桿的作用力為推力,小球在最低點Q時受到細(xì)桿的拉力作用,選項D錯誤。 答案:B 9. [xx杭州質(zhì)檢]如圖所示,在雙人花樣滑冰運(yùn)動中,有時會看到被男運(yùn)動員拉著的女運(yùn)動員離開地面在空中做圓錐擺運(yùn)動的精彩場面,目測體重為G的女運(yùn)動員做圓錐擺運(yùn)動時和水平冰面的夾角約為30,重力加速度為g,估算該女運(yùn)動員( ) A. 受到的拉力為 B. 受到的拉力為2G C. 向心加速度為 D. 向心加速度為2g 解析:對女運(yùn)動員由牛頓第二定律得,水平方向FTcos30=ma,豎直方向FTsin30-G=0,解得FT=2G,a=g,A、C、D錯誤,B正確。 答案:B 10. [xx珠海調(diào)研](多選)質(zhì)量為m的木塊從半徑為R的半球形碗的碗口下滑到碗底的過程中,碗口及碗底是固定不動的,如果由于摩擦力的作用使得木塊的速率不變,如圖所示,那么( ) A. 雖然木塊速率不變,但木塊并非處于平衡狀態(tài) B. 木塊下滑過程中所受的合力大小保持不變 C. 木塊下滑過程中機(jī)械能守恒 D. 木塊下滑過程中摩擦力的大小不變 解析:由于速率保持不變,所以木塊做勻速圓周運(yùn)動,具有向心加速度,所受合力是向心力且大小保持不變,A、B正確;木塊的動能不變,重力勢能不斷減小,故C錯;又因支持力FN=mgcosθ+m不斷增大,摩擦力也增大,故D錯。 答案:AB 二、非選擇題(本題共2小題,共40分) 11. (14分)如圖所示,質(zhì)量為m的木塊,用一輕繩拴著,置于很大的水平轉(zhuǎn)盤上,細(xì)繩穿過轉(zhuǎn)盤中央的細(xì)管,與質(zhì)量也為m的小球相連,木塊與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為其重力的μ倍(μ=0.2),當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度ω=4 rad/s勻速轉(zhuǎn)動時,要保持木塊與轉(zhuǎn)盤相對靜止,木塊轉(zhuǎn)動半徑的范圍是多少(g取10 m/s2)? 解析:由于轉(zhuǎn)盤以角速度ω=4 rad/s勻速轉(zhuǎn)動,當(dāng)木塊恰不做近心運(yùn)動時有 mg-μmg=mr1ω2 解得r1=0.5 m 當(dāng)木塊恰不做離心運(yùn)動時有 mg+μmg=mr2ω2 解得r2=0.75 m 因此,要保持木塊與轉(zhuǎn)盤相對靜止,木塊轉(zhuǎn)動半徑的范圍是0.5 m≤r≤0.75 m。 答案:0.5 m≤r≤0.75 m 12. (26分)如圖所示,在光滑水平面上豎直固定一半徑為R的光滑半圓槽軌道,其底端恰與水平面相切。質(zhì)量為m的小球以大小為v0的初速度經(jīng)半圓槽軌道最低點B滾上半圓槽,小球恰能通過最高點C后落回到水平面上的A點。(不計空氣阻力,重力加速度為g)求: (1)小球通過B點時對半圓槽的壓力大??; (2)A、B兩點間的距離; (3)小球落到A點時的速度方向。 解析:(1)在B點小球做圓周運(yùn)動, FN-mg=m FN=mg+m。 (2)在C點小球恰能通過,故只有重力提供向心力, 則mg=m 過C點小球做平拋運(yùn)動:xAB=vCt h=gt2 h=2R 聯(lián)立以上各式可得xAB=2R。 (3)設(shè)小球落到A點時,速度方向與水平面的夾角為θ,則 tanθ=,v⊥=gt,2R=gt2 解得:tanθ=2 小球落到A點時,速度方向與水平面成θ角向左下方,且tanθ=2。 答案:(1)mg+ (2)2R (3)見解析- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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