2018-2019學(xué)年高考物理 主題一 曲線運(yùn)動(dòng)與萬(wàn)有引力定律 1.2 圓周運(yùn)動(dòng)階段檢測(cè) 粵教版.doc
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1.2 圓周運(yùn)動(dòng)階段檢測(cè)(時(shí)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(xiàng)選擇題,812為多項(xiàng)選擇題。)1.下列關(guān)于向心力的說(shuō)法中正確的是()A.物體受到向心力的作用才可能做圓周運(yùn)動(dòng)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(lái)命名的,但受力分析時(shí)應(yīng)該畫(huà)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(yùn)動(dòng)的方向,也改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢解析向心力是一種效果力,實(shí)際由某種或某幾種性質(zhì)力提供,受力分析時(shí)不分析向心力,A、B錯(cuò)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(cuò)誤。答案C2.大型游樂(lè)場(chǎng)中有一種“摩天輪”的娛樂(lè)設(shè)施,如圖1所示,坐在其中的游客隨輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而做勻速圓周運(yùn)動(dòng),對(duì)此有以下說(shuō)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(yùn)動(dòng)C.游客做的是一種勻變速運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),速度和加速度的大小不變,但它們的方向時(shí)刻在改變,均為變量,因此游客做的是變加速曲線運(yùn)動(dòng),而非勻變速運(yùn)動(dòng),處于非平衡狀態(tài)。答案B3.(2018潮州高一檢測(cè))如圖2所示,A、B是兩個(gè)摩擦傳動(dòng)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(xiàng)A錯(cuò)誤;由T知,TATBBA21,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由2n知,nAnBAB12,選項(xiàng)C正確;由a知,aAaBRBRA12,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案C4.如圖3所示是自行車(chē)傳動(dòng)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(chē)前進(jìn)的速度為()圖3A. B.C. D.解析自行車(chē)前進(jìn)的速度即為輪的線速度,由同一個(gè)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(cè))在離心澆鑄裝置中,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)支承輪同向轉(zhuǎn)動(dòng),管狀模型放在這兩個(gè)輪上靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),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(shí)的鑄件,澆鑄時(shí)轉(zhuǎn)速不能過(guò)低,否則,鐵水會(huì)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(dòng)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(diǎn)處的鐵水為研究對(duì)象,轉(zhuǎn)速最低時(shí),重力提供向心力,即mgm2R,得。答案A6.一汽車(chē)通過(guò)拱形橋頂點(diǎn)時(shí)速度為10 m/s,車(chē)對(duì)橋頂?shù)膲毫檐?chē)重的,如果要使汽車(chē)在橋頂對(duì)橋面沒(méi)有壓力,車(chē)速至少為()A.15 m/s B.20 m/sC.25 m/s D.30 m/s解析當(dāng)NG時(shí),因?yàn)镚Nm,所以Gm;當(dāng)N0時(shí),Gm,所以v2v20 m/s。答案B7.(2018中山高一檢測(cè))質(zhì)量分別為M和m的兩個(gè)小球,分別用長(zhǎng)2l和l的輕繩拴在同一轉(zhuǎn)軸上,當(dāng)轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),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(duì)于球M,受重力和繩子拉力作用,由兩個(gè)力的合力提供向心力,如圖所示。設(shè)它們轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是,由Mgtan M22lsin ,可得cos ,同理可得cos ,則cos ,所以選項(xiàng)A正確。答案A8.一小球質(zhì)量為m,用長(zhǎng)為L(zhǎng)的懸繩(不可伸長(zhǎng),質(zhì)量不計(jì))固定于O點(diǎn),在O點(diǎn)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(wú)初速度釋放后,當(dāng)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(shí)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(yùn)動(dòng)的半徑變?yōu)樵瓉?lái)的一半,由vr知,角速度變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;由a知,小球的向心加速度變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍,選項(xiàng)C正確;由Fmg可知,F(xiàn)mg,r減半,F(xiàn)變大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案AC9.如圖7所示,“旋轉(zhuǎn)秋千”中的兩個(gè)座椅A、B質(zhì)量相等,通過(guò)相同長(zhǎng)度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)上。不考慮空氣阻力的影響,當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)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?yàn)锳、B的角速度相同,線速度vr,而rArB,所以vAvB,則A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)ar2知aAaB,則B項(xiàng)正確;如圖,tan ,而B(niǎo)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TAmg,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(chē)走壁”,由雜技演員駕駛摩托車(chē)沿圓臺(tái)形表演臺(tái)的側(cè)壁高速行駛,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如圖9所示,圖中虛線表示摩托車(chē)的行駛軌跡,軌跡離地面的高度為h(不計(jì)摩托車(chē)所受的阻力),下列說(shuō)法中正確的是()圖9A.h越高,摩托車(chē)對(duì)側(cè)壁的壓力將越大B.h越高,摩托車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度將越大C.h越高,摩托車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將越大D.h越高,摩托車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力將越大解析摩托車(chē)受力如圖所示。由于N所以摩托車(chē)受到側(cè)壁的支持力與高度無(wú)關(guān),保持不變,由牛頓第三定律,摩托車(chē)對(duì)側(cè)壁的壓力F也不變,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由Fmgtan mm2rmr知h變化時(shí),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(xiàng)B、C正確,D錯(cuò)誤。答案BC12.(2018惠州高一檢測(cè))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(gè)水平初速度v0時(shí),小物體對(duì)球頂恰無(wú)壓力,則()圖10A.物體立即離開(kāi)球面做平拋運(yùn)動(dòng)B.物體落地時(shí)水平位移為RC.物體的初速度v0D.物體落地時(shí)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(yùn)動(dòng),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(shí)豎直方向上的速度vygt,設(shè)落地時(shí)速度方向與地面的夾角為,有tan ,45,故D錯(cuò)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(chē)在圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。已知人和摩托車(chē)的總質(zhì)量為m,人以v1的速度過(guò)軌道最高點(diǎn)B,并以v2v1的速度過(guò)最低點(diǎn)A。求A、B兩點(diǎn)摩托車(chē)對(duì)軌道的壓力大小相差多少?圖11解析在B點(diǎn),NBmgm,解得NBmg,根據(jù)牛頓第三定律,在B點(diǎn)摩托車(chē)對(duì)軌道的壓力大小NBNBmg在A點(diǎn),NAmgm解得NA7mg,根據(jù)牛頓第三定律,在A點(diǎn)摩托車(chē)對(duì)軌道的壓力大小NANA7mg所以在A、B兩點(diǎn)車(chē)對(duì)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(gè)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(diǎn)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(guò)B點(diǎn)時(shí)速度為v0,則小球平拋的水平位移為xR,2Rgt2,所以tv0。對(duì)小球過(guò)B點(diǎn)時(shí)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(mén)高一檢測(cè))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(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為2 m/s,離開(kāi)B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)(g10 m/s2),求:圖13(1)小球離開(kāi)B點(diǎn)后,在CD軌道上的落地點(diǎn)到C點(diǎn)的水平距離;(2)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓形軌道的壓力大??;(3)如果在BCD軌道上放置一個(gè)傾角45的斜面(如圖中虛線所示),那么小球離開(kāi)B點(diǎn)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(diǎn)有多遠(yuǎn)。如果不能,請(qǐng)說(shuō)明理由。解析(1)設(shè)小球離開(kāi)B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,落地點(diǎn)到C點(diǎn)距離為x由hgt,得t11 s,xvBt12 m。(2)小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)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(yùn)動(dòng)過(guò)程分析如圖所示,斜面BE的傾角45,CE長(zhǎng)dh5 m,因?yàn)閐x,所以小球離開(kāi)B點(diǎn)后能落在斜面上。假設(shè)小球第一次落在斜面上F點(diǎn),BF長(zhǎng)為L(zhǎng),小球從B點(diǎn)到F點(diǎn)的時(shí)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(diǎn)1.13 m16.(12分)如圖14所示,在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤(pán)上,沿半徑方向放置兩個(gè)用細(xì)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(pán)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(pán)的角速度,試求:(g10 m/s2,答案可用根號(hào)表示)圖14(1)當(dāng)細(xì)線上開(kāi)始出現(xiàn)張力時(shí),圓盤(pán)的角速度0;(2)當(dāng)A開(kāi)始滑動(dòng)時(shí),圓盤(pán)的角速度;(3)當(dāng)A即將滑動(dòng)時(shí),燒斷細(xì)線,A、B運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何?解析(1)當(dāng)細(xì)線上開(kāi)始出現(xiàn)張力時(shí),B與圓盤(pán)之間的靜摩擦力達(dá)到最大值。對(duì)B有mrBkmg即0 rad/s rad/s(2)當(dāng)A開(kāi)始滑動(dòng)時(shí),A、B所受靜摩擦力均達(dá)最大,設(shè)此時(shí)細(xì)線張力為T(mén),對(duì)B有Tkmgm2rB對(duì)A有kmgTm2rA聯(lián)立解得 rad/s4 rad/s(3)燒斷細(xì)線時(shí),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(yuǎn)離圓心;對(duì)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(yùn)動(dòng)。答案見(jiàn)解析- 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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