2018-2019學年高考物理 主題一 曲線運動與萬有引力定律 1.2 圓周運動階段檢測 粵教版.doc

1.2 圓周運動階段檢測(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分。17為單項選擇題，812為多項選擇題。)1.下列關(guān)于向心力的說法中正確的是()A.物體受到向心力的作用才可能做圓周運動B.向心力是指向圓心方向的合力，是根據(jù)力的作用效果來命名的，但受力分析時應(yīng)該畫出C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力，也可以是其中某一種力的分力或某幾種力的合力D.向心力不但改變物體運動的方向，也改變物體運動的快慢解析向心力是一種效果力，實際由某種或某幾種性質(zhì)力提供，受力分析時不分析向心力，A、B錯誤，C正確；向心力只改變物體速度的方向，不改變速度的大小，D錯誤。答案C2.大型游樂場中有一種“摩天輪”的娛樂設(shè)施，如圖1所示，坐在其中的游客隨輪的轉(zhuǎn)動而做勻速圓周運動，對此有以下說法，其中正確的是()圖1A.游客處于一種平衡狀態(tài)B.游客做的是一種變加速曲線運動C.游客做的是一種勻變速運動D.游客的速度不斷地改變，加速度不變解析游客做勻速圓周運動，速度和加速度的大小不變，但它們的方向時刻在改變，均為變量，因此游客做的是變加速曲線運動，而非勻變速運動，處于非平衡狀態(tài)。答案B3.(2018潮州高一檢測)如圖2所示，A、B是兩個摩擦傳動輪，兩輪半徑大小關(guān)系為RA2RB，則兩輪邊緣上的()圖2A.角速度之比AB21B.周期之比TATB12C.轉(zhuǎn)速之比nAnB12D.向心加速度之比aAaB21解析兩輪邊緣的線速度大小相等，由知，ABRBRA12，選項A錯誤；由T知，TATBBA21，選項B錯誤；由2n知，nAnBAB12，選項C正確；由a知，aAaBRBRA12，選項D錯誤。答案C4.如圖3所示是自行車傳動結(jié)構(gòu)的示意圖，其中是半徑為r1的大齒輪，是半徑為r2的小齒輪，是半徑為r3的后輪，假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n r/s，則自行車前進的速度為()圖3A. B.C. D.解析自行車前進的速度即為輪的線速度，由同一個輪上的角速度相等，同一鏈條上的線速度大小相等，可得1r12r2，32，再由12n，v3r3，所以v。答案C5.(2018佛山高一檢測)在離心澆鑄裝置中，電動機帶動兩個支承輪同向轉(zhuǎn)動，管狀模型放在這兩個輪上靠摩擦轉(zhuǎn)動，如圖4所示，鐵水注入之后，由于離心作用，鐵水緊緊靠在模型的內(nèi)壁上，從而可得到密實的鑄件，澆鑄時轉(zhuǎn)速不能過低，否則，鐵水會脫離模型內(nèi)壁，產(chǎn)生次品。已知管狀模型內(nèi)壁半徑為R，則管狀模型轉(zhuǎn)動的最低角速度為()圖4A. B. C. D.2解析以管狀模型內(nèi)最高點處的鐵水為研究對象，轉(zhuǎn)速最低時，重力提供向心力，即mgm2R，得。答案A6.一汽車通過拱形橋頂點時速度為10 m/s，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?，如果要使汽車在橋頂對橋面沒有壓力，車速至少為()A.15 m/s B.20 m/sC.25 m/s D.30 m/s解析當NG時，因為GNm，所以Gm；當N0時，Gm，所以v2v20 m/s。答案B7.(2018中山高一檢測)質(zhì)量分別為M和m的兩個小球，分別用長2l和l的輕繩拴在同一轉(zhuǎn)軸上，當轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)動時，拴質(zhì)量為M和m的小球懸線與豎直方向夾角分別為和，如圖5所示，則()圖5A.cos B.cos 2cos C.tan D.tan tan 解析對于球M，受重力和繩子拉力作用，由兩個力的合力提供向心力，如圖所示。設(shè)它們轉(zhuǎn)動的角速度是，由Mgtan M22lsin ，可得cos ，同理可得cos ，則cos ，所以選項A正確。答案A8.一小球質(zhì)量為m，用長為L的懸繩(不可伸長，質(zhì)量不計)固定于O點，在O點正下方處釘有一顆光滑釘子。如圖6所示，將懸線沿水平方向拉直無初速度釋放后，當懸線碰到釘子后的瞬間，則()圖6A.小球的角速度突然增大B.小球的線速度突然減小到零C.小球的向心加速度突然增大D.小球所受的拉力不變解析由于懸線與釘子接觸時小球在水平方向上不受力，故小球的線速度不能發(fā)生突變，由于做圓周運動的半徑變?yōu)樵瓉淼囊话?，由vr知，角速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，選項A正確，B錯誤；由a知，小球的向心加速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?，選項C正確；由Fmg可知，F(xiàn)mg，r減半，F(xiàn)變大，選項D錯誤。答案AC9.如圖7所示，“旋轉(zhuǎn)秋千”中的兩個座椅A、B質(zhì)量相等，通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上。不考慮空氣阻力的影響，當旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是()圖7A.A的速度比B的大B.A的向心加速度比B的小C.懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等D.懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小解析因為A、B的角速度相同，線速度vr，而rA<rB，所以vA<vB，則A項錯誤；根據(jù)ar2知aA<aB，則B項正確；如圖，tan ，而B的向心加速度較大，則B的纜繩與豎直方向夾角較大，纜繩拉力T，則TA<TB，所以C項錯誤，D項正確。答案BD10.如圖8所示，雜技演員在表演“水流星”節(jié)目時，用細繩系著的盛水的杯子可以在豎直平面內(nèi)做圓周運動，甚至當杯子運動到最高點時杯里的水也不流出來。下列說法中正確的是()圖8A.在最高點時，水對杯底一定有壓力B.在最高點時，盛水杯子的速度一定不為零C.在最低點時，細繩對杯子的拉力充當向心力D.在最低點時，杯中的水不只受重力作用解析杯子在圓周運動最高點和最低點受力都是重力和繩子拉力，而且二力都在半徑方向，所以二者合力提供向心力。杯子在最高點受拉力方向只可能向下或為零，則有Fmgmmg，所以最高點速度v，不可能等于0，B正確；對水分析，杯底對水的彈力只能向下或為零，當v時，F(xiàn)0，A錯誤；在最低點時，不管是繩子拉力還是杯子對水的彈力只能向上，合力提供向心力則有Fmgm，也就是拉力和重力的合力提供向心力，C錯誤；而且最低點拉力Fmgm>mg，杯中水受到的杯子彈力不可能等于0，所以D正確。答案BD11.有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺形表演臺的側(cè)壁高速行駛，做勻速圓周運動。如圖9所示，圖中虛線表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h(不計摩托車所受的阻力)，下列說法中正確的是()圖9A.h越高，摩托車對側(cè)壁的壓力將越大B.h越高，摩托車做圓周運動的線速度將越大C.h越高，摩托車做圓周運動的周期將越大D.h越高，摩托車做圓周運動的向心力將越大解析摩托車受力如圖所示。由于N所以摩托車受到側(cè)壁的支持力與高度無關(guān)，保持不變，由牛頓第三定律，摩托車對側(cè)壁的壓力F也不變，選項A錯誤；由Fmgtan mm2rmr知h變化時，向心力F不變，但高度升高，r變大，所以線速度變大，角速度變小，周期變大，選項B、C正確，D錯誤。答案BC12.(2018惠州高一檢測)如圖10所示，小物體位于半徑為R的半球頂端，若給小物體一個水平初速度v0時，小物體對球頂恰無壓力，則()圖10A.物體立即離開球面做平拋運動B.物體落地時水平位移為RC.物體的初速度v0D.物體落地時的速度方向與地面成45角解析物體僅受重力，有水平初速度，做平拋運動，故A正確；根據(jù)牛頓第二定律得mg，則v0，由Rgt2得t，則水平位移sv0tR，故B、C正確；物體落地時豎直方向上的速度vygt，設(shè)落地時速度方向與地面的夾角為，有tan ，45，故D錯誤。答案ABC二、非選擇題(本題共4小題，共40分)13.(8分)如圖11所示，在豎直平面內(nèi)有半徑為R的圓軌道，表演者騎著摩托車在圓軌道內(nèi)做圓周運動。已知人和摩托車的總質(zhì)量為m，人以v1的速度過軌道最高點B，并以v2v1的速度過最低點A。求A、B兩點摩托車對軌道的壓力大小相差多少？圖11解析在B點，NBmgm，解得NBmg，根據(jù)牛頓第三定律，在B點摩托車對軌道的壓力大小NBNBmg在A點，NAmgm解得NA7mg，根據(jù)牛頓第三定律，在A點摩托車對軌道的壓力大小NANA7mg所以在A、B兩點車對軌道的壓力大小相差NANB6mg。答案6mg14.(8分)如圖12所示，一光滑的半徑為R的半圓形軌道固定在水平面上，一個質(zhì)量為m的小球以某一速度沖上軌道，然后小球從軌道口B處飛出，最后落在水平面上。已知小球落地點C距B處的距離為3R，求小球?qū)壍揽贐處的壓力大小為多少？圖12解析設(shè)小球經(jīng)過B點時速度為v0，則小球平拋的水平位移為xR，2Rgt2，所以tv0。對小球過B點時由牛頓第二定律Fmg，得Fmg。由牛頓第三定律得FFmg。答案mg15.(12分)(2018江門高一檢測)如圖13所示，軌道ABCD的AB段為一半徑R0.2 m的光滑圓形軌道，BC段為高為h5 m的豎直軌道，CD段為水平軌道。一質(zhì)量為0.2 kg的小球從A點由靜止開始下滑，到達B點時的速度大小為2 m/s，離開B點做平拋運動(g10 m/s2)，求：圖13(1)小球離開B點后，在CD軌道上的落地點到C點的水平距離；(2)小球到達B點時對圓形軌道的壓力大小；(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距離B點有多遠。如果不能，請說明理由。解析(1)設(shè)小球離開B點后做平拋運動的時間為t1，落地點到C點距離為x由hgt，得t11 s，xvBt12 m。(2)小球到達B點時受重力mg和豎直向上的彈力N作用，由牛頓第二定律知Nmgm解得N6 N。(3)運動過程分析如圖所示，斜面BE的傾角45，CE長dh5 m，因為dx，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t2Lcos vBt2Lsin gt聯(lián)立兩式得t20.4 sL1.13 m。答案(1)2 m(2)6 N(3)能落到斜面上，第一次落在斜面上的位置距離B點1.13 m16.(12分)如圖14所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上，沿半徑方向放置兩個用細線相連的質(zhì)量均為m的小物體A、B，它們到轉(zhuǎn)軸的距離分別為rA20 cm，rB30 cm，A、B與盤間的最大靜摩擦力均為重力的k0.4倍，現(xiàn)極其緩慢地增加轉(zhuǎn)盤的角速度，試求：(g10 m/s2，答案可用根號表示)圖14(1)當細線上開始出現(xiàn)張力時，圓盤的角速度0；(2)當A開始滑動時，圓盤的角速度；(3)當A即將滑動時，燒斷細線，A、B運動狀態(tài)如何？解析(1)當細線上開始出現(xiàn)張力時，B與圓盤之間的靜摩擦力達到最大值。對B有mrBkmg即0 rad/s rad/s(2)當A開始滑動時，A、B所受靜摩擦力均達最大，設(shè)此時細線張力為T，對B有Tkmgm2rB對A有kmgTm2rA聯(lián)立解得 rad/s4 rad/s(3)燒斷細線時，線的拉力消失，B所受靜摩擦力不足以提供所需向心力，故將遠離圓心；對A，拉力消失后，靜摩擦力變小，提供所需向心力，故繼續(xù)做圓周運動。答案見解析