2019-2020年高中物理第4章勻速圓周運(yùn)動(dòng)章末檢測(cè)含解析魯科版.doc
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2019-2020年高中物理第4章勻速圓周運(yùn)動(dòng)章末檢測(cè)含解析魯科版一、選擇題(本大題共8小題,每小題6分,共48分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的)1物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),關(guān)于受力情況,下列說(shuō)法中正確的是()A必須受到恒力的作用B物體所受合力必須等于零C物體所受合力大小可能變化D物體所受合力大小不變,方向不斷改變解析:勻速圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),就一定是變速運(yùn)動(dòng),合力一定不為零,故B錯(cuò)誤。在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,合力充當(dāng)向心力,合力的大小是恒定的,但方向是時(shí)刻改變的,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的力一定是一個(gè)變力,故A、C錯(cuò)誤,D正確。答案:D2曾經(jīng)流行過(guò)一種向自行車(chē)車(chē)頭燈供電的小型交流發(fā)電機(jī),它的一端有一半徑為r01.0 cm的摩擦小輪,小輪與自行車(chē)車(chē)輪的邊緣相接觸,如圖1所示,當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng),自行車(chē)車(chē)輪的半徑R135 cm,小齒輪的半徑R24.0 cm,大齒輪的半徑R310.0 cm。要使小輪的角速度為280 rad/s,大齒輪的角速度為()圖1A3.2 rad/sB6.4 rad/sC1.6 rad/s D2.4 rad/s解析:已知0280 rad/s,設(shè)車(chē)輪的角速度為輪,由摩擦小輪和車(chē)輪邊緣的線速度相等,可得r00R1輪,大齒輪邊緣的線速度和小齒輪邊緣線速度相等,車(chē)輪與小齒輪的角速度相等,所以R33R2輪,聯(lián)立以上兩式得33.2 rad/s。答案:A3.如圖2所示,長(zhǎng)為l的輕桿,一端固定一個(gè)小球,另一端固定在光滑的水平軸O上,使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。關(guān)于小球在最高點(diǎn)的速度v,下列敘述中不正確的是()Av的最小值為Bv由零逐漸增大,所需向心力逐漸增大 圖2C當(dāng)v由逐漸增大時(shí),桿對(duì)小球的彈力逐漸增大D當(dāng)v由逐漸減小時(shí),桿對(duì)小球的彈力逐漸增大解析:由于桿可以對(duì)小球施加拉力,又可以施加支撐力,因此,在最高點(diǎn)v的最小值可以為零,這時(shí)桿對(duì)球的彈力為支持力,大小等于重力,選項(xiàng)A錯(cuò)。球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力大小由公式Fm知,v增大,向心力F也增大,選項(xiàng)B正確。當(dāng)v時(shí),重力提供向心力,桿對(duì)球無(wú)彈力。當(dāng)v時(shí),所需向心力增大,桿必須對(duì)球施以豎直向下的拉力F,與重力一起充當(dāng)向心力,由Fmgm可知Fmmg,v增大,F(xiàn)增大,選項(xiàng)C正確。當(dāng)v時(shí),所需向心力減小,桿必須對(duì)球施以豎直向上的支持力F,由mgFm可知Fmgm,v減小時(shí),F(xiàn)增大,選項(xiàng)D正確。答案:A4.如圖3所示,A、B兩個(gè)齒輪的齒數(shù)分別是z1、z2,各自固定在過(guò)O1、O2的軸上。其中過(guò)O1的軸與電動(dòng)機(jī)相連,此軸的轉(zhuǎn)速為n1,則下列判斷錯(cuò)誤的是()AB齒輪的轉(zhuǎn)速n2n1圖3BA、B兩齒輪的半徑之比r1r2z1z2C在時(shí)間t內(nèi),A、B兩齒輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比ABz2z1DB齒輪外緣上一點(diǎn)在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)的路程sB解析:在齒輪傳動(dòng)裝置中,各齒輪的齒數(shù)是不同的,齒輪的齒數(shù)對(duì)應(yīng)齒輪的周長(zhǎng),在齒輪傳動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速變換時(shí),單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)齒輪轉(zhuǎn)過(guò)的齒數(shù)相等,相當(dāng)于每個(gè)接合的齒輪邊緣處的線速度大小相等,因此齒輪的轉(zhuǎn)速與齒數(shù)成反比,所以B齒輪的轉(zhuǎn)速n2n1,選項(xiàng)A正確;A齒輪邊緣的線速度大小v11r12n1r1,B齒輪邊緣的線速度大小v22r22n2r2,兩齒輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等,即v1v2,所以有2n1r12n2r2,則兩齒輪的半徑之比r1r2n1n2z1z2,選項(xiàng)B正確;在時(shí)間t內(nèi),A、B轉(zhuǎn)過(guò)的角度分別為A1t2n1t,B2t2n2t,所以?xún)升X輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比ABn1n2z2z1,選項(xiàng)C正確;B齒輪外緣上一點(diǎn)在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)的路程為sBv2t2r2t,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:D5.如圖4所示,將完全相同的兩小球A、B用長(zhǎng)L0.8 m的細(xì)繩懸于以v4 m/s向左勻速運(yùn)動(dòng)的小車(chē)頂部,兩球與小車(chē)前后壁接觸。由于某種原因,小車(chē)突然停止,此時(shí)懸線中張力之比TATB為(g10 m/s2)() 圖4A11 B12C13 D14解析:小車(chē)突然停止,B球?qū)⒆鰣A周運(yùn)動(dòng),所以TBmmg30m;A球:TAmg10m,故此時(shí)懸線中張力之比為T(mén)ATB13,C選項(xiàng)正確。答案:C6.如圖5所示,小球P用兩根長(zhǎng)度相等、不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩系于豎直桿上,隨桿轉(zhuǎn)動(dòng)。若轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A只有超過(guò)某一值時(shí),繩子AP才有拉力B繩子BP的拉力隨的增大而增大C繩子BP的張力一定大于繩子AP的張力圖5D當(dāng)增大到一定程度時(shí),繩子AP的張力大于繩子BP的張力解析:當(dāng)細(xì)繩AP伸直卻無(wú)張力時(shí)的臨界條件,設(shè)繩長(zhǎng)為l對(duì)P受力分析如圖所示:則水平方向上:Fx合FBPcos 豎直方向上:FBPsinmg 又Fx合mr02 rlcos 由解得0當(dāng)0時(shí),繩AP有張力。此時(shí):FBPcos FAPcos m2rFBPsin FAPsin mg由知:FBPsin FAPsin 即FBPFAP,所以C對(duì)D錯(cuò);當(dāng)0時(shí),繩子AP才有拉力,A對(duì);當(dāng)0時(shí),由得FBPm2l當(dāng)增大時(shí),F(xiàn)BP增大當(dāng)RA,當(dāng)圓盤(pán)以轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物體B所需向心力大,當(dāng)增大到某一數(shù)值時(shí),圓盤(pán)對(duì)B的最大靜摩擦力不足以提供其所需向心力,細(xì)線開(kāi)始被拉緊產(chǎn)生拉力,由牛頓第二定律得kmgmRB02即0 rad/s3.65 rad/s;(2)當(dāng)A開(kāi)始滑動(dòng)時(shí),設(shè)細(xì)線產(chǎn)生的拉力為F,對(duì)B滿(mǎn)足kmgFmRB2對(duì)A滿(mǎn)足kmgFmRA2即2kmgm(RARB)2,解得 rad/s4 rad/s;(3)燒斷細(xì)線后,細(xì)線上張力消失,A與盤(pán)面間靜摩擦力減小,繼續(xù)隨盤(pán)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng);B由于所受最大靜摩擦力不足以提供其所需向心力而做離心運(yùn)動(dòng)。答案:(1)3.65 rad/s(2)4 rad/s(3)A隨盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),B做離心運(yùn)動(dòng)11(12分)如圖10所示,質(zhì)量M2 kg的滑塊套在光滑的水平軌道上,質(zhì)量m1 kg的小球通過(guò)長(zhǎng)L0.5 m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接,小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動(dòng),開(kāi)始輕桿處于水平狀態(tài)?,F(xiàn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度v04 m/s,g取10 m/s2。若鎖定滑塊,試求小球 圖10通過(guò)最高點(diǎn)P時(shí)對(duì)輕桿的作用力大小和方向。解析:設(shè)小球能通過(guò)最高點(diǎn),且此時(shí)的速度為v1。在上升過(guò)程中,因只有重力作功,小球的機(jī)械能守恒。則mv12mgLmv02v1 m/s設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),輕桿對(duì)小球的作用力為F,方向向下,則Fmgm由式,得F2 N由牛頓第三定律可知,小球?qū)p桿的作用力大小為2 N,方向豎直向上。答案:2 N豎直向上12(16分)如圖11所示,半徑為R的內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球,以不同的速度進(jìn)入管內(nèi)。A通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)管壁上部的壓力為3mg。B通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)管壁下部的壓力為0.75mg。求A、B兩球落地點(diǎn)間的距離。 圖11解析:A球通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)管的上部有壓力,則A球在最高點(diǎn)C的受力情況如圖所示,則:FN1mgmFN13mg 聯(lián)立得vA2 此后A球以vA做平拋運(yùn)動(dòng),落地的水平距離為sAvAt24RB球過(guò)最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)管的下部有壓力,則B球在C點(diǎn)的受力情況如圖所示mgFN2mFN20.75 mg 聯(lián)立得vB同理,B球平拋的水平位移為sBvBtR故ssAsB3R。答案:3R- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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