2019-2020年高考物理一輪總復習 4.3圓周運動及其應用限時規(guī)范特訓.doc

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2019-2020年高考物理一輪總復習 4.3圓周運動及其應用限時規(guī)范特訓 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福建四地六校聯考]在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內低。如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機左側的路面比右側的路面低一些。汽車的運動可看作是做半徑為R的圓周運動。設內外路面高度差為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(即垂直于前進方向)等于零，則汽車轉彎時的車速應等于(　　) 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向＝mgtanθ，即mgtanθ＝m。由幾何關系知，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的細繩一端固定，另一端系一質量為m的小球。給小球一個合適的初速度，小球便可在水平面內做勻速圓周運動，這樣就構成了一個圓錐擺，設細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，小球運動的速度越大 D. θ越大，小球運動的周期越大 解析：本題考查了受力分析和勻速圓周運動的有關知識。在運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，小球運動的速度越大，C選項正確；根據mgtanθ＝mLsinθ，θ越大，小球運動的周期越小，D選項錯誤。 答案：BC 4. [xx常德模擬]如圖所示，在勻速轉動的水平圓盤上，沿半徑方向放著用細線相連的質量相等的兩個物體A和B，它們與盤間的動摩擦因數相同，當圓盤轉動到兩個物體剛好還未發(fā)生滑動時，燒斷細線，兩個物體的運動情況是(　　) 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 C. 兩物體仍隨圓盤一起做圓周運動，不發(fā)生滑動 D. 物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，物體A發(fā)生滑動，離圓盤圓心越來越遠 解析：在圓盤上，角速度相同，由F＝mω2r可知，在質量相同的情況下，A需要的向心力較大，當兩個物體剛好還未發(fā)生滑動時，其摩擦力達到最大靜摩擦力，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，此時燒斷細線，A的向心力不足將做離心運動，而B仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，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動。若小球運動到P點時，拉力F發(fā)生變化，關于小球運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做離心運動 B. 若拉力突然變小，小球將沿軌跡Pa做離心運動 C. 若拉力突然變大，小球將沿軌跡Pb做離心運動 D. 若拉力突然變小，小球將沿軌跡Pc運動 解析：若拉力突然消失，小球將沿切線Pa做離心運動，A正確；若拉力突然變小，小球將沿Pb做離心運動，而拉力變大時，小球應沿Pc做近心運動，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m可被水平拋出時，A輪每秒的轉數最少為(　　) A. B. C. D. 解析：m到達皮帶輪的頂端時，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動的向心力，m將離開皮帶輪的外表面而做平拋運動，又因為每秒轉數n＝＝，所以當v≥，即轉數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做圓周運動，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以下管道中運動時，內側管壁對小球一定有作用力 D. 小球在水平線ab以上管道中運動時，內側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以下的管道中運動時，重力方向豎直向下，而向心力指向圓心，故內側管壁不會對小球有作用力，而在水平線ab以上的管道中運動時，如果小球的速度較大，如在最高點的速度v≥時，最高點的內側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做圓周運動，設軌道半徑為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. 若連接體是輕質細繩時，小球到達P點的速度可以為零 B. 若連接體是輕質細桿時，小球到達P點的速度可以為零 C. 若連接體是輕質細繩時，小球在P點受到細繩的拉力不可能為零 D. 若連接體是輕質細桿時，小球在P點受到細桿的作用力為拉力，在Q點受到細桿的作用力為推力 解析：若連接體是輕質細繩，小球在最高點的最小速度為，此時細繩拉力為零，選項A、C錯誤；若連接體是輕質細桿，小球剛好到達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，細桿拉力為零，如果v>，細桿的作用力為拉力，如果v<，細桿的作用力為推力，小球在最低點Q時受到細桿的拉力作用，選項D錯誤。 答案：B 9. [xx杭州質檢]如圖所示，在雙人花樣滑冰運動中，有時會看到被男運動員拉著的女運動員離開地面在空中做圓錐擺運動的精彩場面，目測體重為G的女運動員做圓錐擺運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珠海調研](多選)質量為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，質量為m的木塊，用一輕繩拴著，置于很大的水平轉盤上，細繩穿過轉盤中央的細管，與質量也為m的小球相連，木塊與轉盤間的最大靜摩擦力為其重力的μ倍(μ＝0.2)，當轉盤以角速度ω＝4 rad/s勻速轉動時，要保持木塊與轉盤相對靜止，木塊轉動半徑的范圍是多少(g取10 m/s2)? 解析：由于轉盤以角速度ω＝4 rad/s勻速轉動，當木塊恰不做近心運動時有 mg－μmg＝mr1ω2 解得r1＝0.5 m 當木塊恰不做離心運動時有 mg＋μmg＝mr2ω2 解得r2＝0.75 m 因此，要保持木塊與轉盤相對靜止，木塊轉動半徑的范圍是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。質量為m的小球以大小為v0的初速度經半圓槽軌道最低點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點小球做平拋運動：xAB＝vCt h＝gt2 h＝2R 聯立以上各式可得xAB＝2R。 (3)設小球落到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