高考物理一輪復(fù)習(xí)第四章《曲線運動與萬有引力》課時沖關(guān)(打包6套)新人教版.zip
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第四章 第3課時 圓周運動一、單項選擇題(本題共5小題,每小題7分,共35分)1(68520099)(2017內(nèi)蒙古赤峰期末)機動車檢測站進(jìn)行車輛尾氣檢測原理如下:車的主動輪壓在兩個相同粗細(xì)的有固定轉(zhuǎn)動軸的滾動圓筒上,可在原地沿前進(jìn)方向加速,然后把檢測傳感器放入尾氣出口,操作員把車加速到一定程度,持續(xù)一定時間,在與傳感器相連的電腦上顯示出一系列相關(guān)參數(shù)現(xiàn)有如下檢測過程簡圖:車軸A的半徑為ra,車輪B的半徑為rb,滾動圓筒C的半徑rc,車輪與滾動圓筒間不打滑,當(dāng)車輪以恒定轉(zhuǎn)速n(每秒鐘n轉(zhuǎn))運行時,下列說法正確的是()AC的邊緣線速度為2nrcBA、B的角速度大小相等,均為2n且A、B沿順時針方向轉(zhuǎn)動,C沿逆時針方向轉(zhuǎn)動CA、B、C的角速度大小相等,均為2n,且均沿順時針方向轉(zhuǎn)動DB、C的角速度之比為解析:B由v2nR可知B輪的線速度為vb2nrb,B、C線速度相同,即C的線速度為vcvb2nrb,A錯誤B、C線速度相同,B、C角速度比為半徑的反比,D錯誤A、B為主動輪,C為從動輪,A、B順時針轉(zhuǎn)動,C逆時針轉(zhuǎn)動,B正確,C錯誤2(2017安徽馬鞍山二中、安師大附中、淮北一中期中聯(lián)考)如圖所示為花樣滑冰雙人自由滑比賽時的情形男運動員以自己為轉(zhuǎn)動軸拉著女運動員做勻速圓周運動若男運動員轉(zhuǎn)速為30 r/min,手臂與豎直方向夾角約為60,女運動員質(zhì)量是50 kg,她觸地冰鞋的線速度為4.7 m/s,則下列說法正確的是()A女運動員做圓周運動的角速度為2 rad/sB女運動員觸地冰鞋做圓周運動的半徑約為2 mC男運動員手臂拉力約是850 ND男運動員手臂拉力約是500 N解析:C已知轉(zhuǎn)速n30 r/min0.5 r/s,由公式2n,解得 rad/s,故A錯誤由vr得r m1.5 m,故B錯誤對女運動員研究可知,其在豎直方向上受力平衡,拉力的水平分力提供向心力,則有Fsin 60m,解得F850 N,故C正確,D錯誤3(2017浙江杭州五校聯(lián)盟二診)質(zhì)量為m的物體沿著半徑為r的半球形金屬球殼滑到最低點時的速度大小為v,如圖所示,若物體與球殼之間的動摩擦因數(shù)為,則物體在最低點時的()A向心加速度為gB向心力為mC對球殼的壓力為D受到的摩擦力為m解析:D物體滑到半球形金屬球殼最低點時,速度大小為v,半徑為r,向心加速度為an,故A錯誤根據(jù)牛頓第二定律可知,物體在最低點時的向心力Fnm,故B錯誤根據(jù)牛頓第二定律得Nmgm,得到金屬球殼對物體的支持力Nm,由牛頓第三定律可知,物體對金屬球殼的壓力大小Nm,故C錯誤物體在最低點時,受到的摩擦力為fNm,故D正確4(2017山東文登市上學(xué)期期中)如圖所示,質(zhì)量為m的小環(huán)套在豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑大圓環(huán)軌道上做圓周運動小環(huán)經(jīng)過大圓環(huán)最高點時,下列說法錯誤的是()A小環(huán)對大圓環(huán)的壓力可以等于mgB小環(huán)對大圓環(huán)的拉力可以等于mgC小環(huán)的線速度大小不可能小于D小環(huán)的向心加速度可以等于g解析:C小環(huán)到達(dá)最高點的最小速度可以是零,可以小于,可以大于,當(dāng)速度大于時,大環(huán)對小環(huán)有向下的壓力,可以等于mg.當(dāng)速度等于零時,大環(huán)對小環(huán)有向上的拉力,等于mg.當(dāng)環(huán)之間作用力為零時,小環(huán)只受重力,加速度為g.綜合以上分析,選C.5(68520100)(2016河北石家莊質(zhì)檢)如圖所示,長為3L的輕桿可繞光滑水平轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動,在桿兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A、B,球A距軸O的距離為L.現(xiàn)給系統(tǒng)一定能量,使桿和球在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動當(dāng)球B運動到最高點時,水平轉(zhuǎn)軸O對桿的作用力恰好為零,忽略空氣阻力,已知重力加速度為g,則球B在最高點時,下列說法正確的是()A球B的速度為零B球B的速度為C球A的速度為D桿對球B的彈力方向豎直向上解析:C水平轉(zhuǎn)軸O對桿的作用力為零,這說明A、B對桿的作用力是一對平衡力,由于A所受桿的彈力必豎直向上,故B所受桿的彈力必豎直向下,且兩力大小相等,D錯誤對A球有Fmgm2L,對B球有Fmgm22L,由以上兩式解得,則A球的速度vAL,C正確;B球的速度vB2L2,A、B錯誤二、多項選擇題(本題共3小題,每小題7分,共21分全部選對的得7分,部分選對的得3分,有選錯或不答的得0分)6(2017江蘇揚州中學(xué)月考)如圖所示,一根細(xì)線下端拴一個金屬小球P,細(xì)線的上端固定在金屬塊Q上,Q放在帶小孔(小孔光滑)的水平桌面上,小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動(圓錐擺)現(xiàn)使小球改到一個更高一些的水平面上做勻速圓周運動(圖中P位置),兩次金屬塊Q都靜止在桌面上的同一點,則后一種情況與原來相比較,下面的判斷中正確的是()AQ受到桌面的支持力變大BQ受到桌面的靜摩擦力變大C小球P運動的周期變大D小球P運動的角速度變大解析:BD金屬塊Q保持在桌面上靜止,根據(jù)平衡條件可知,Q受到桌面的支持力等于其重力,保持不變,故A錯誤設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為,細(xì)線的拉力大小為T,細(xì)線桌面下方的長度為L.小球做勻速圓周運動時,由重力和細(xì)線的拉力的合力提供向心力,如圖所示,則有T,mgtan m2Lsin ,解得角速度為,周期為T2 ;使小球改到一個更高一些的水平面上做勻速圓周運動時,增大,cos 減小,則得到細(xì)線拉力T增大,角速度增大,周期T減小對Q由平衡條件得知,Q受到桌面的靜摩擦力變大,故B、D正確,C錯誤7(68520101)(2017廣東廣州執(zhí)信中學(xué)期中)如圖所示,質(zhì)量為m的小球由輕繩a、b分別系于一輕質(zhì)木架上的A點和C點當(dāng)輕桿繞軸BC以角速度勻速轉(zhuǎn)動時,小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,繩a在豎直方向,繩b在水平方向,當(dāng)小球運動到圖示位置時,繩b被燒斷的同時輕桿停止轉(zhuǎn)動,若繩a、b的長分別為la、lb,且lal,則()A繩b燒斷前,繩a的拉力等于mg,繩b的拉力等于m2lbB繩b燒斷瞬間,繩a的拉力突然增大C繩b燒斷后,小球在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)擺動D繩b燒斷后,小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運動解析:ABC繩b燒斷前,在豎直方向有Tamg,即繩a的拉力等于mg,水平方向有Tbm2lb,即繩b的拉力等于m2lb,選項A正確;繩b燒斷后,小球在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)擺動,在最低點,由牛頓第二定律可知Tamgm,可知繩a的拉力突然增大,由la可知,mglam(lb)2,即小球不能擺到與A等高位置,選項B、C正確,D錯誤8(2017廣東深圳月考)如圖甲所示,一長為l的輕繩,一端穿在過O點的水平轉(zhuǎn)軸上,另一端固定一質(zhì)量未知的小球,整個裝置繞O點在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動小球通過最高點時,繩對小球的拉力F與其速度平方v2的關(guān)系如圖乙所示,重力加速度為g,下列判斷正確的是()A圖象函數(shù)表達(dá)式為FmmgB重力加速度gC繩長不變,用質(zhì)量較小的球做實驗,得到的圖線斜率更大D繩長不變,用質(zhì)量較小的球做實驗,b值不變解析:BD由受力分析得Fmmg,故A錯誤;由圖象可知,當(dāng)F0時,mgm,即v2gl,得g,B正確;結(jié)合圖象和上式可知,圖象的斜率k,所以m減小,斜率減小,C錯誤bgl,當(dāng)m減小時,b值不變,D正確三、非選擇題(本題2小題,共44分寫出必要的文字說明和重要的演算步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)9(68520102)(22分)(2017福建泉州一診)如圖所示,M是水平放置的半徑足夠大的圓盤,繞過其圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動,以經(jīng)過O水平向右的方向作為x軸的正方向在圓心O正上方距盤面高為h處有一個正在間斷滴水的容器,在t0時刻開始隨傳送帶沿與x軸平行的方向做勻速直線運動,速度大小為v.已知容器在t0時滴下第一滴水,以后每當(dāng)前一滴水剛好落到盤面上時再滴一滴水(1)每一滴水經(jīng)多長時間滴落到盤面上?(2)要使每一滴水在盤面上的落點都位于一條直線上,求圓盤轉(zhuǎn)動的最小角速度.(3)求第二滴水與第三滴水在盤面上的落點間的最大距離s.解析:(1)水滴在豎直方向做自由落體運動,有hgt,得t1.(2)要使每一滴水在圓盤面上的落點都位于同一條直線上,在相鄰兩滴水的下落時間內(nèi),圓盤轉(zhuǎn)過的最小角度為,所以最小角速度為.(3)第二滴水落在圓盤上距圓心的距離為x2v2t12v.第三滴水在圓盤上距圓心的距離為x3v3t13v.當(dāng)?shù)诙嗡c第三滴水在圓盤上的落點位于同一直徑上圓心的兩側(cè)時兩點間的距離最大,為sx2x35v.答案:(1)(2)(3)5v10(68520103)(22分)(2017安徽月考)如圖所示,軌道ABCD的AB段為一半徑R0.2 m的光滑圓形軌道,BC段為高h(yuǎn)5 m的豎直軌道,CD段為水平軌道一質(zhì)量為0.1 kg的小球由A點從靜止開始下滑到B點時速度的大小為2 m/s,離開B點做平拋運動(g取10 m/s2)求:(1)小球離開B點后,在CD軌道上的落地點到C的水平距離;(2)小球到達(dá)B點時對圓形軌道的壓力大?。?3)如果在BCD軌道上放置一個傾角45的斜面(如圖中虛線所示),那么小球離開B點后能否落到斜面上?如果能,求它第一次落在斜面上的位置解析:(1)設(shè)小球離開B點做平拋運動的時間為t1,落地點到C點距離為s.在豎直方向,由hgt得t1 s1 s.水平方向有svBt121 m2 m.(2)小球在B點受重力G和向上的彈力F作用,根據(jù)向心力公式和牛頓第二定律得F向Fmgm,解得F3 N.由牛頓第三定律知小球到達(dá)B點時對圓形軌道的壓力大小為3 N,方向豎直向下(3)如圖,斜面BEC的傾角45,CE的長度dh5 m,因為ds,所以小球離開B點后能落在斜面上假設(shè)小球第一次落在斜面上F點,BF長為L,小球從B點到F點的時間為t2,則有Lcos vBt2,Lsin gt,聯(lián)立解得t20.4 s,L m0.8 m1.13 m,即落點位于斜面上距B點1.13 m處答案:(1)2 m(2)3 N(3)見解析- 6 -
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