高考物理一轮 4.3圆周运动及其应用课时知能训练.doc

2014届高考物理一轮课时知能训练：4.3圆周运动及其应用 (时间：45分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共5小题，每小题6分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得6分，选错或不答的得0分)1一只小狗拉着雪橇在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，下图为雪橇受到的牵引力f及摩擦力f1的示意图(o为圆心)，其中正确的是()【解析】雪橇做匀速圆周运动，牵引力f及摩擦力f1的合力提供向心力，指向圆心， a、b项错误；滑动摩擦力f1是阻力，与线速度反向，d项错误【答案】c图43162在光滑的水平桌面上，有两个小球固定在一根长为l的杆的两端，绕杆上的o点做圆周运动，如图4316所示当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则转轴o到小球2的距离是()alv1/(v1v2)blv2/(v1v2)cl(v1v2)/v1 dl(v1v2)/v2【解析】两球固定在同一杆上转动，其相同，设小球1、2到o点的距离分别为r1、r2，则v1r1，v2r2，且r1r2l，解得：r2，选项b正确【答案】b3质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋(如图4317所示)，其做匀速圆周运动的半径为r，重力加速度为g，则此时空气对飞机的作用力大小为()图4317am bmgcm dm 【解析】飞机在空中水平盘旋时在水平面内做匀速圆周运动，受到重力和空气的作用力两个力的作用，其合力提供向心力fnm.飞机受力情况示意图如图所示，根据勾股定理得：f m .【答案】c图43184(2013徐州模拟)如图4318所示，两个用相同材料制成的靠摩擦转动的轮a和b水平放置，两轮半径ra2rb，当主动轮a匀速转动时，在a轮边缘放置的小木块恰能相对静止在a轮边缘上若将小木块放在b轮上，欲使木块相对b轮也静止，则木块距b轮转轴的最大距离为()arb/4 brb/3 crb/2 drb【解析】根据a和b靠摩擦转动可知，a和b边缘线速度大小相等，即raarbb，b2a.又根据在a轮边缘放置的小木块恰能相对静止得mgmra，设小木块放在b轮上相对b轮也静止时，距b轮转轴的最大距离为rb，则有：mgmrb，解上面式子可得rbrb/2.【答案】c5如图4319所示，一根光滑的轻杆沿水平方向放置，左端o处连接在竖直的转动轴上，a、b为两个可看做质点的小球，穿在杆上，并用细线分别连接oa和ab，且oaab，已知b球质量为a球质量的2倍当轻杆绕o轴在水平面内匀速转动时，oa和ab两线的拉力之比f1f2为()图4319a21 b12c 51 d54【解析】对a球有：f1f2m2l；对b球有：f22m22l.联立解出f1f254.【答案】d二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分全部选对的得8分，只选1个且正确的得4分，有选错或不答的得0分)图43206如图4320所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三个点当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时，下列表述正确的是()aa、b和c三点的线速度大小相等ba、b和c三点的角速度相等ca、b的角速度比c的大dc的线速度比a、b的小【解析】由于a、b、c三点是陀螺上的三个点，所以当陀螺转动时，三个点的角速度相同，选项b正确，c错误；根据vr，由于a、b、c三点的半径不同，rarbrc，所以有vavbvc，选项a错误，d正确【答案】bd7(2013肇庆模拟)奥运会单杠比赛中有一个“单臂大回环”动作，难度系数非常大假设运动员质量为m，单臂抓杠身体下垂时，手掌到人体重心的距离为l，在运动员单臂回转从顶点倒立(已知此时速度为0)转动至最低点的过程中(可将人视做质量集中于重心的质点，且不考虑手掌与单杠间的摩擦力，重力加速度为g)下列分析正确的有()a到最低点处速度是2b在最低点处的加速度大小是3gc在最低点时运动员手臂拉力是其自身重力的3倍d经过最低点角速度最大且等于2 【解析】该题考查竖直平面内圆周运动问题运动到最低点时：v2，a4g；fmgm，f5mg；2 .由此可知，a、d选项正确【答案】ad8(2012潮州模拟)城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥如图4321所示，桥面是半径为r的圆弧形的立交桥ab横跨在水平路面上，跨度为l，桥高为h.一辆质量为m的小汽车，在a端以速度v0冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为v1，若小汽车在上桥过程中，克服桥面摩擦力做的功忽略不计，则()图4321a小汽车通过桥顶时处于失重状态b小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为nmgmc上桥过程中小汽车发动机做的功为mvmvd小汽车到达桥顶时的速度不会大于【解析】由圆周运动知识知，小汽车通过桥顶时，其加速度方向向下，由牛顿第二定律得mgn，解得nmgmg，故其处于失重状态，a正确；此式只在小汽车通过桥顶时成立，而其上桥过程中的受力情况较为复杂，b错误；上桥过程中小汽车发动机做的功为wmghmvmv，c不正确；由mgnm解得v1，d正确【答案】ad图43229有一种杂技表演叫“飞车走壁”由杂技演员驾驶摩擦车沿圆台形表演台的侧壁，做匀速圆周运动图4322中粗线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h.下列说法中正确的是()ah越高，摩托车对侧壁的压力不变bh越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大ch越高，摩托车做圆周运动的周期将越小dh越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大【解析】只有重力和支持力作用，这两个力合力方向指向圆心，f合mgtan ，大小不变，合外力等于圆周运动物体所需的向心力f向m.h越高，r越大，摩托车做圆周运动的线速度将越大【答案】ad10如图4323水平的木板b图4323托着木块a一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中()ab对a的支持力越来越大bb对a的支持力越来越小cb对a的摩擦力越来越小db对a的摩擦力越来越大【解析】因物体做匀速圆周运动，所以其向心力大小不变，方向始终指向圆心，故对a物体，在ab的过程中，竖直方向的分加速度向下且增大，而竖直方向的力是由a的重力减去b对a支持力提供的，因重力不变，所以支持力越来越小，即a错b对；在水平方向上a的加速度向左且减小，至b时减为0，因水平方向的加速度是由摩擦力提供的，故b对a的摩擦力越来越小，所以c对d错【答案】bc三、非选择题(本题共2小题，共30分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图432411(14分)(2013中山模拟)如图4324所示，质量为m的木块，用一轻绳拴着，置于很大的水平转盘上，细绳穿过转盘中央的细管，与质量也为m的小球相连，木块与转盘间的最大静摩擦力为其重力的倍(0.2)，当转盘以角速度4 rad/s匀速转动时，要保持木块与转盘相对静止，木块转动半径的范围是多少？(g取10 m/s2)【解析】由于转盘以角速度4 rad/s匀速转动，当木块恰不做近心运动的有mgmgmr12解得r10.5 m当木块恰不做离心运动时有：mgmgmr22解得r20.75 m因此，要保持木块与转盘相对静止，木块转动半径的范围是：0.5 mr0.75 m.【答案】0.5 mr0.75 m图432512(16分)(2012汕头模拟)物体做圆周运动时所需的向心力f需由物体运动情况决定，合力提供的向心力f供由物体受力情况决定若某时刻f需f供，则物体能做圆周运动；若f需f供，物体将做离心运动；若f需v0，故绳中有张力根据牛顿第二定律有tmgm，代入数据