2年模拟（新课标）高考物理大一轮复习 第四章 第2讲 圆周运动练习.doc

第2讲圆周运动a组20142015年模拟基础题组时间:25分钟分值:36分选择题(每题6分,共36分)1.(2015北京东城联考)如图所示,一个匀速转动的半径为r的水平圆盘上放着两个小木块m和n,木块m放在圆盘的边缘处,木块n放在离圆心r处,它们都随圆盘一起运动。下列说法中正确的是()a.m受到重力、支持力、向心力b.m、n两木块的线速度相等c.m的角速度是n的3倍d.m的向心加速度是n的3倍2.(2015湖南浏阳一中、醴陵一中、攸县一中联考)(多选)如图所示,竖直面内有两个3/4圆形轨道固定在一水平地面上,半径r相同,左图轨道由金属凹槽制成,右图轨道由金属圆管制成,均可视为光滑轨道。在两轨道右侧的正上方将质量均为m的金属小球a和b由静止释放,小球距离地面的高度分别用ha和hb表示,则下列说法正确的是()a.适当调整ha和hb,均可使两小球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处b.若ha=hb=2r,则两小球在轨道最低点对轨道的压力为4mgc.若ha=hb=r,则两小球都能上升到离地高度为r的位置d.若使小球沿轨道运动并且能从最高点飞出,a小球的最小高度为5r/2,b小球在hb2r的任何高度均可3.(2015浙江杭州重点中学联考)某同学利用如图实验装置研究摆球的运动情况,摆球由a点由静止释放,经过最低点c到达与a等高的b点,d、e、f是oc连线上的点,oe=ed,df=fc,oc连线上各点均可钉细钉子。每次均将摆球从a点由静止释放,不计绳与钉子碰撞时机械能的损失,不计空气阻力。下列说法正确的是()a.若只在f点以下某点钉钉子,摆球可能做完整的圆周运动b.若只在f点钉钉子,摆球最高可能摆到d点c.若只在d点钉钉子,摆球最高只能摆到ab连线以下的某点d.若只在e点钉钉子,摆球最高可能摆到ab连线以上的某点4.(2014浙江慈溪中学月考)某机器内有两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘a、b,a盘上固定一个信号发射装置p,能持续沿半径向外发射红外线,p到圆心的距离为28 cm。b盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置q,q到圆心的距离为16 cm。p、q转动的线速度相同,都是4 m/s。当p、q正对时,p发出的红外线恰好进入q的接收窗口,如图所示,则q每隔一定时间就能接收到红外线信号,这个时间的最小值应为()a.0.56 sb.0.28 sc.0.16 sd.0.07 s5.(2014广东顺德一中月考)(多选)如图所示,质量相同的两个小球,分别用长l和2l的细绳悬挂在天花板上。分别拉起小球使细绳伸直呈水平状态,然后轻轻释放,不计任何阻力作用。当小球到达最低位置时()a.两球运动的线速度相等b.两球运动的角速度相等c.两球的向心加速度相等d.细绳对两球的拉力相等6.(2014黑龙江示范性高中联考)一对男女溜冰运动员质量分别为m男=80 kg和m女=40 kg,面对面拉着一弹簧测力计做圆周运动的溜冰表演,如图所示,两人相距0.9 m,弹簧测力计的示数为9.2 n,则两人()a.速度大小相同约为40 m/sb.运动半径分别为r男=0.3 m和r女=0.6 mc.角速度相同为6 rad/sd.运动速率之比为v男v女=21b组20142015年模拟提升题组时间:40分钟分值:60分一、选择题(每题6分,共18分)1.(2015江西赣州联考)(多选)质量为m的小球由轻绳a和b系于一轻质木架上的a点和c点,且lalb,如图所示。当轻杆绕轴bc以角速度匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向、绳b在水平方向。当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时杆也停止转动,则() a.小球仍在水平面内做匀速圆周运动b.在绳b被烧断瞬间,a绳中张力突然增大c.在绳b被烧断瞬间,小球所受的合外力突然变小d.若角速度较大,小球可以在垂直于平面abc的竖直平面内做圆周运动2.2015福建福州八县(市)一中联考如图所示,从光滑的圆弧槽的最高点滑下的小滑块,滑出槽口时速度方向为水平方向,槽口与一个半球顶点相切,半球底面为水平,若要使小物块滑出槽口后不再沿半球面下滑,已知圆弧轨道半径为r1,半球半径为r2,则r1和r2应满足的关系是()a.r1b.r1c.r1r2d.r1r23.(2014上海联考)一位同学做飞镖游戏,已知圆盘直径为d,飞镖距圆盘为l,且对准圆盘上边缘的a点水平抛出,初速度为v0,飞镖抛出的同时,圆盘以垂直圆盘且过盘心o的水平轴匀速转动,角速度为。若飞镖恰好击中a点,则下列关系中正确的是()a.d=l2gb.l=(1+2n)v0(n=0,1,2,)c.v0=d/2d.d2=g2(1+2n)2(n=0,1,2,)二、非选择题(共42分)4.(2015安徽安庆联考)(12分)如图所示,在水平向左的匀强电场中,一带电小球质量为m,电荷量为-q。用绝缘轻绳(不伸缩)悬于o点,平衡时小球位于a点,此时绳与竖直方向的夹角=30。绳长为l,ao=co=do=l,od水平,oc竖直。求:(1)电场强度e。(2)当小球移到d点后,让小球由静止自由释放,小球向右摆动过程中的最大速率和该时刻轻绳中的张力(计算结果可带根号)。5.(2014北京石景山模拟)(14分)如图所示,让小球从图中的c位置由静止开始摆下,摆到最低点d处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由d点向右做匀减速运动,到达小孔a进入半径r=0.3 m的竖直放置的光滑竖直圆轨道,当小球进入圆轨道立即关闭a孔,小球恰好能做圆周运动。已知摆线长l=2 m,=60,小球质量为m=0.5 kg,d点与小孔a的水平距离s=2 m,g取10 m/s2。求:(1)小球摆到最低点时的速度大小以及小球在最低点时对线的拉力大小;(2)小球运动到a点时的速度大小;(3)求粗糙水平面的动摩擦因数。6.(2015北京重点中学第一次月考)(16分)“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上。现将太极球拍和太极球简化成如图甲所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的a、b、c、d位置时小球与板间无相对运动趋势。a为圆周的最高点,c为最低点,b、d与圆心o等高,圆的半径为r。已知小球的重力为1 n,不计平板的重力,且在a处板对小球的作用力为f。(1)设小球在a处的速度大小为v,写出在a处板对小球的作用力与小球速度大小的关系式;(2)求在c处时板对小球的作用力比在a处时大多少?(3)当球运动到b、d位置时,板与水平方向需有一定的夹角,才能使小球在竖直面内做匀速圆周运动,请作出tan -f的关系图象。第2讲圆周运动a组20142015年模拟基础题组选择题1.dm受到重力、支持力以及摩擦力作用,其所受合外力充当其做圆周运动的向心力,a错误;因为两个小木块是同轴转动,所以角速度相等,根据v=r可得由于半径不同,所以线速度不同,b、c错误;已知rm=3rn,又m=n,则由a=2r,可知m的向心加速度是n的3倍,d正确。2.cd左图中为绳模型,小球a能从轨道最高点飞出的最小速度应满足mg=,得v=,从最高点飞出后下落r高度时,水平位移的最小值为:xa=r,小球a落在轨道右端口外侧;而右图中适当调整hb,b球可以落在轨道右端口处,故a错误。若ha=hb=2r,由机械能守恒定律可知,小球到达轨道最低点时的速度v=2,则由向心力公式可得:f=mg+m=5mg,故b错误。若ha=hb=r,根据机械能守恒定律可知,两小球都到达与o点等高的位置时速度为零,即两小球都能上升到离地高度为r的位置,故c正确。因a球到达轨道最高点的最小速度为,由机械能守恒定律有mg(ha-2r)=m,得a球下落的最小高度为r;因右图为管轨道,则可知b小球下落的最小高度大于2r即可,故d正确。3.a若在f点以下某点钉钉子,则小球做圆周运动的半径很小,只要小球到达最高点时,重力小于等于小球做圆周运动所需的向心力,小球就可以做完整的圆周运动,故a正确;若在f点钉钉子,则根据机械能守恒定律知小球应该摆到d点,但由于小球在竖直面内做圆周运动,由竖直面内圆周运动的临界条件可知,到达d点时速度为零,则说明小球达不到d点就已下落,故b错误;若钉子在d点及以上,则由机械能守恒定律可知,小球最高只能摆到ab连线上的某点,故c错误;若只在e点钉钉子,根据机械能守恒定律,摆球最高只能摆到ab连线上的某点,则d错误。4.ap转动的周期tp=0.14 s,q转动的周期tq=0.08 s,设这个时间的最小值为t,t必须是二者周期的最小公倍数,解得t=0.56 s,选项a正确。5.cd设小球质量为m,则在两种方式中由动能定理有mgh=mv2,则v左球=,v右球=2,由v=r,知其角速度分别为左球=,右球=,由a=2r知其向心加速度分别为a左球=2g,a右球=2g,由t=mg+ma,f向=ma,知细绳对两球拉力相等,综上知a、b错误,c、d正确。6.b因为两人的角速度相等,由f=m2r以及两者的质量关系m男=2m女,可得=2r男, 所以r男=0.3 m,r女=0.6 m,则角速度均为0.6 rad/s,b正确,c错误;由v=r知,运动速率之比为v男v女=12,a、d错误。b组20142015年模拟提升题组一、选择题1.bd小球原来在水平面内做匀速圆周运动,绳b被烧断后,小球在垂直于平面abc的竖直平面内摆动或做圆周运动,故a错误。绳b被烧断前,小球在竖直方向没有位移,加速度为零,a绳中张力等于重力,在绳b被烧断瞬间,a绳中张力与重力的合力提供小球的向心力,而此时向心力竖直向上,绳a的张力将大于球的重力,即张力突然增大,故b正确。绳b被烧断前,球所受合力f前=m2lb,绳被烧断瞬间,球所受合力f后=m2,则可知小球所受合外力突然变大,故c错误。若角速度较大,小球原来的速度较大,小球可能在垂直于平面abc的竖直平面内做圆周运动,故d正确。2.a滑块沿光滑的圆弧槽下滑过程,只有重力做功,机械能守恒,有mgr1=mv2要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑,即做平抛运动,则满足mgm由解得:r1,故选a。3.b飞镖做平抛运动,则l=v0t,d=gt2,圆盘转过的角度t=(1+2n)(n=0,1,2,),由得l=(1+2n)v0(n=0,1,2,),b正确;由得2d=l2g,a错误;由得2d2=g2(1+2n)2(n=0,1,2,),d错误;此题飞镖与圆盘不存在v=r的关系,c错误。二、非选择题4.答案(1)(2)va=f=mg解析(1)由平衡条件有:=tan 30得e=(2)当小球移到d点后,让小球由静止自由释放,小球先做匀加速直线运动,运动到与竖直方向成30时(图中b处)绳绷直,且与oa关于oc对称,设此时速度为vb由牛顿第二定律有=ma解得a=g对匀加速过程有=2al绳绷直后,沿绳方向速度变为0,垂直于绳方向速度大小vbx不变vbx=vb cos 30到达a点时切向加速度为0,速度达到最大值,则有m+qel=m解得va=由牛顿第二定律有f-mg=解得f=mg5.答案(1)vd= m/st=10 n(2)va= m/s(3)=0.125解析(1)对cd段应用动能定理,得mgl(1-cos )=m代入数据解得:vd= m/s在最低点有:t-mg=m解得:t=10 n由作用力与反作用力的关系可知:小球在最低点时对线的拉力为10 n。(2)小球运动到光滑竖直圆轨道最高点时,有mg=m,得v= m/s由动能定理得:2mgr=m-mv2代入数据