【三維設(shè)計(jì)】2014屆高三物理一輪 課時(shí)跟蹤檢測15 圓周運(yùn)動(dòng)

課時(shí)跟蹤檢測(十五)圓周運(yùn)動(dòng)高考?？碱}型：選擇題計(jì)算題1如圖1所示，物塊在水平圓盤上，與圓盤一起繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法中正確的是()A物塊處于平衡狀態(tài)B物塊受三個(gè)力作用 圖1C在角速度一定時(shí)，物塊到轉(zhuǎn)軸的距離越遠(yuǎn)，物塊越不容易脫離圓盤D在物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí)，物塊運(yùn)動(dòng)周期越小，越不容易脫離圓盤2.變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度。如圖2所示是某一變速車齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒，則()A該車可變換兩種不同擋位 圖2B該車可變換四種不同擋位C當(dāng)A輪與D輪組合時(shí)，兩輪的角速度之比AD14D當(dāng)A輪與D輪組合時(shí)，兩輪的角速度之比AD413.如圖3所示是一個(gè)玩具陀螺，a、b和c是陀螺表面上的三個(gè)點(diǎn)。當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)，下列表述正確的是()Aa、b和c三點(diǎn)的線速度大小相等Bb、c兩點(diǎn)的線速度始終相同Cb、c兩點(diǎn)的角速度比a的大Db、c兩點(diǎn)的加速度比a點(diǎn)的大 圖34雨天的野外騎車時(shí)，在自行車的后輪輪胎上常會(huì)粘附一些泥巴，行駛時(shí)感覺很“沉重”。如果將自行車后輪撐起，使后輪離開地面而懸空，然后用手勻速搖腳踏板，使后輪飛速轉(zhuǎn)動(dòng)，泥巴就被甩下來。如圖4所示，圖中a、b、c、d為后輪輪胎邊緣上的四個(gè)特殊位置，則() 圖4A泥巴在圖中a、c位置的向心加速度大于b、d位置的向心加速度B泥巴在圖中的b、d位置時(shí)最容易被甩下來C泥巴在圖中的c位置時(shí)最容易被甩下來D泥巴在圖中的a位置時(shí)最容易被甩下來5(2012·廣東高考)圖5是滑道壓力測試的示意圖，光滑圓弧軌道與光滑斜面相切，滑道底部B處安裝一個(gè)壓力傳感器，其示數(shù)FN表示該處所受壓力的大小。某滑塊從斜面上不同高度h處由靜止下滑，通過B 圖5時(shí)，下列表述正確的有()AFN小于滑塊重力BFN大于滑塊重力CFN越大表明h越大 FN越大表明h越小6.如圖6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(gè)合適的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)圓錐擺，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為。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小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L 圖6C越大，小球運(yùn)動(dòng)的速度越大D越大，小球運(yùn)動(dòng)的周期越大7.如圖7所示，長為L的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球，另一端有固定轉(zhuǎn)軸O。現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。P為圓周軌道的最高點(diǎn)。若小球通過圓周軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為 ，則以下判斷正確的是()A小球不能到達(dá)P點(diǎn) 圖7B小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度小于C小球能到達(dá)P點(diǎn)，但在P點(diǎn)不會(huì)受到輕桿的彈力D小球能到達(dá)P點(diǎn)，且在P點(diǎn)受到輕桿向下的彈力8.如圖8所示，兩段長均為L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，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()A.mg B2mg 圖8C3mg D4mg9如圖9所示，是某課外研究小組設(shè)計(jì)的可以用來測量轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的裝置。該裝置上方是一與轉(zhuǎn)盤固定在一起有橫向均勻刻度的標(biāo)尺，帶孔的小球穿在光滑細(xì)桿上與一輕彈簧相連，彈簧的另一端固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，小球可沿桿自由滑動(dòng)并隨轉(zhuǎn)盤在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn) 圖9盤不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，指針指在O處，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為1時(shí)，指針指在A處，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為2時(shí)，指針指在B處，設(shè)彈簧均沒有超過彈性限度。則1與2的比值為()A. B.C. D.10.如圖10所示，兩個(gè)用相同材料制成的靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)的輪A和B 水平放置，兩輪半徑RA2RB。當(dāng)主動(dòng)輪A勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在A輪邊緣上放置的小木塊恰能相對(duì)靜止在A輪邊緣上。若將小木塊放在B輪上，欲使木塊相對(duì)B輪也靜止，則木塊距B輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸的最大距離為() 圖10A. B.C. DRB11. (2012·重慶模擬)如圖11所示，半徑為R、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A、B以不同的速度進(jìn)入管內(nèi)。A通過最高點(diǎn)C時(shí)，對(duì)管壁上部壓力為3mg，B通過最高點(diǎn)C時(shí)，對(duì)管壁下部壓力為0.75mg，求A、B兩球落地點(diǎn)間的距離。 圖1112(2012·唐山摸底)“太極球”是近年來在廣大市民中較流行的一種健身器材。做該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，健身者半馬步站立，手持太極球拍，拍上放一橡膠太極球，健身者舞動(dòng)球拍時(shí)，球卻不會(huì)掉落地上?，F(xiàn)將太極球簡化成如圖12甲所示的平板和小球，熟練的健身者讓球在豎直面內(nèi)始終不脫離板而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且在運(yùn)動(dòng)到圖中的A、B、C、D位置時(shí)球與板間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢。A為圓周的最高點(diǎn)，C為最低點(diǎn)，B、D與圓心O等高。設(shè)球的重力為1 N，不計(jì)拍的重力。求：(1)健身者在C處所需施加的力比在A處大多少？(2)設(shè)在A處時(shí)健身者需施加的力為F，當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到B、D位置時(shí)，板與水平方向需有一定的夾角，請作出tan F的關(guān)系圖象。圖12答 案課時(shí)跟蹤檢測(十五) 圓周運(yùn)動(dòng)1選B對(duì)物塊進(jìn)行受力分析可知，物塊受豎直向下的重力、垂直圓盤向上的支持力及指向圓心的摩擦力共三個(gè)力作用，合力提供向心力，A錯(cuò)，B正確。根據(jù)向心力公式Fnmr2可知，當(dāng)一定時(shí)，半徑越大，所需的向心力越大，越容易脫離圓盤；根據(jù)向心力公式Fnmr()2可知，當(dāng)物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí)，周期越小，所需向心力越大，越容易脫離圓盤，C、D錯(cuò)誤。2選BC該車可變換四種不同擋位，分別為A與C、A與D、B與C、B與D，A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)A輪與D輪組合時(shí)，由于兩輪齒數(shù)可知，當(dāng)A輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，D輪要轉(zhuǎn)4周，故AD14，C正確，D錯(cuò)誤。3選D當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)，a、b和c三點(diǎn)的角速度相同，a半徑小，線速度要比b、c的小，A、C錯(cuò)；b、c兩點(diǎn)的線速度大小始終相同，但方向不相同，B錯(cuò)；由a2r可得b、c兩點(diǎn)的加速度比a點(diǎn)的大，D對(duì)。4選C當(dāng)后輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由aR2知a、b、c、d四個(gè)位置的向心加速度大小相等，A錯(cuò)誤。在角速度相同的情況下，泥巴在a點(diǎn)有Famgm2R，在b、d兩點(diǎn)有Fbdm2R，在c點(diǎn)有Fcmgm2R。所以泥巴與輪胎在c位置的相互作用力最大，容易被甩下，故B、D錯(cuò)誤，C正確。5選BC設(shè)滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為v，根據(jù)向心力公式得：FNmgm ，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得：mghmv2，解得FNmg(1)，所以B、C正確。6選C小球只受重力和繩的拉力作用，合力大小為Fmgtan ，半徑為RLsin ，A、B均錯(cuò)；小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由重力和繩的拉力的合力提供的，則mgtan m，得到vsin ，越大，小球運(yùn)動(dòng)的速度越大，C對(duì)；周期T2 ，越大，小球運(yùn)動(dòng)的周期越小，D錯(cuò)。7選B根據(jù)機(jī)械能守恒定律2mgLmv2mvP2，可求出小球在P點(diǎn)的速度為 <，故B正確，A錯(cuò)誤。小球在P點(diǎn)所需要的向心力Fmg，故小球在P點(diǎn)受到輕桿向上的彈力，故C、D均錯(cuò)誤。8選A當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速率為v，有mgm，當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)速率為2v時(shí)，應(yīng)有Fmgm4mg，所以F3mg，此時(shí)最高點(diǎn)各力如圖所示，所以FTmg，A正確。9選B小球隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)由彈簧的彈力提供向心力。設(shè)標(biāo)尺的最小分度的長度為x，彈簧的勁度系數(shù)為k，則有kxm·4x·12，k·3xm·6x·22，故有121，B正確。10選C由圖可知，當(dāng)主動(dòng)輪A勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A、B兩輪邊緣上的線速度相同，由，得。由于小木塊恰能在A輪邊緣靜止，則由靜摩擦力提供的向心力達(dá)最大值mg，故mgmA2RA設(shè)放在B輪上能使木塊相對(duì)靜止的距B輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸的最大距離為r，則向心力由最大靜摩擦力提供，故mgmB2r因A、B材料相同，故木塊與A、B的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，式左邊相等，故mA2RAmB2r，得r()2RA()2RA。所以選項(xiàng)C正確。11解析：A球通過最高點(diǎn)時(shí)，由FNAmgm已知FNA3mg，可求得vA2B球通過最高點(diǎn)時(shí)，由mgFNBm已知 FNB0.75mg，可求得vB平拋落地歷時(shí)t 故兩球落地點(diǎn)間的距離l(vAvB)t解得l3R答案：3R12解析：(1)設(shè)球運(yùn)動(dòng)的線速度為v，半徑為R則在A處時(shí)Fmgm在C處時(shí)Fmgm由式得FFF2mg2 N。(2)在A處時(shí)健身者需施加的力為F，球在勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F向Fmg，在B處不受摩擦力作用，受力分析如圖甲所示。則tan F1作出的tan F的關(guān)系圖象如圖乙所示。甲乙答案：(1)2 N(2)見解析圖6