【三维设计】高考物理一轮复习 第四章 第3单元 圆周运动提升练习 粤教版（广东专用）.doc

2013届高考物理三维设计（粤教版广东专用）一轮复习课下提升练习：第四章 第3单元 圆周运动1.如图1所示，某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中，物体的速率逐渐增大，则()图1a物体的合外力为零b物体的合力大小不变，方向始终指向圆心oc物体的合外力就是向心力d物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外)解析：物体做加速曲线运动，合力不为零，a错。物体做速度大小变化的圆周运动，合力不指向圆心，合力沿半径方向的分力等于向心力，合力沿切线方向的分力使物体速度变大，即除在最低点外，物体的速度方向与合外力的方向夹角为锐角，合力与速度不垂直，b、c错，d对。答案：d2.如图2是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动。对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是()图2a摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用b摩托车所受外力的合力小于所需的向心力c摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去d摩托车将沿其半径方向沿直线滑去解析：当摩托车所受外力的合力恰好提供所需的向心力时，摩托车做匀速圆周运动，当摩托车所受外力的合力小于所需的向心力时，摩托车将做离心运动，因摩擦力的存在，摩托车圆周运动的半径变大，但不会沿半径方向沿直线滑出，也不会沿线速度方向沿直线滑出，故b正确，c、d错误；摩托车做离心运动，并不是受离心力作用，a错误。答案：b3.如图3所示的齿轮传动装置中，主动轮的齿数z124，从动轮的齿数z28，当主动轮以角速度顺时针转动时，从动轮的运动情况是()图3a顺时针转动，周期为2/3b逆时针转动，周期为2/3c顺时针转动，周期为6/d逆时针转动，周期为6/解析：主动轮顺时针转动，从动轮逆时针转动，两轮边缘的线速度相等，由齿数关系知主动轮转一周时，从动轮转三周，故t从，b正确。答案：b4汽车甲和汽车乙质量相等，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲车在乙车的外侧。两车沿半径方向受到的摩擦力分别为f甲和f乙。以下说法正确的是()af甲小于f乙bf甲等于f乙cf甲大于f乙df甲和f乙大小均与汽车速率无关解析：两车做圆周运动的向心力均由沿半径方向的静摩擦力提供，因f甲m，f乙m，又r甲r乙，所以f甲f乙，故a正确。答案：a5.如图4所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速转动，下列说法中正确的是()图4a物块处于平衡状态b物块受三个力作用c在角速度一定时，物块到转轴的距离越远，物块越不容易脱离圆盘d在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越不容易脱离圆盘解析：对物块进行受力分析可知，物块受竖直向下的重力、垂直圆盘向上的支持力及指向圆心的摩擦力共三个力作用，合力提供向心力，a错，b正确。根据向心力公式fnmr2可知，当一定时，半径越大，所需的向心力越大，越容易脱离圆盘；根据向心力公式fnmr()2可知，当物块到转轴距离一定时，周期越小，所需向心力越大，越容易脱离圆盘，c、d错误。答案：b6.在离心浇铸装置中，电动机带动两个支承轮同向转动，管状模型放在这两个轮上靠摩擦转动，如图5所示，铁水注入之后，由于离心作用，铁水紧紧靠在模型的内壁上，从而可得到密实的铸件，浇铸时转速不能过低，否则，铁水会脱离模型内壁，产生次品。已知管状模型内壁半径r，则管状模型转动的最低角速度为()图5a. b. c. d2 解析：最易脱离模型内壁的位置在最高点，转动的最低角速度对应铁水在最高点受内壁的作用力为零，即mgm2r，得：，a正确。答案：a7.如图6所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为r的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则()图6a该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于2 b该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2 c盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于2mgd盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于2mg解析：在最高点时，盒子与小球之间恰好无作用力。则mgmmv2/r，解得：t2 ，v。在最低点时，fnmgmv2/r。解得：fn2mg由此看出b正确。答案：b8.如图7所示，在倾角为30的光滑斜面上，有一根长为l0.8 m的细绳，一端固定在o点，另一端系一质量为m0.2 kg的小球，沿斜面做圆周运动，若要小球能通过最高点a，则小球在最低点b的最小速度是()图7a2 m/s b2 m/sc2 m/s d2 m/s解析：恰好过最高点时由mgsin，得va2 m/s，由b到a由机械能守恒有mvb2mva2mg2lsin，代入数据解得vb2 m/s，c项正确。答案：c9.一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为r，甲、乙物体质量分别为m和m(mm)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的倍，两物体用一根长为l(lr)的轻绳连在一起。如图8所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大不得超过(两物体均看做质点)()图8a. b.c. d.解析：经分析可知，绳的最大拉力fmg，对m，fmgm2l，所以(mm)gm2l解得 。答案：d10. （双选）如图9所示，放置在水平地面上的支架质量为m，支架顶端用细绳拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动，以下说法正确的是()图9a在释放前的瞬间，支架对地面的压力为(mm)gb在释放前的瞬间，支架对地面的压力为mgc摆球到达最低点时，支架对地面的压力为(mm)gd摆球到达最低点时，支架对地面的压力为(3mm)g解析：在释放前的瞬间绳拉力为零，对m：fn1mg；当摆球运动到最低点时，由机械能守恒得mgr由牛顿第二定律得：ftmg由得绳对小球的拉力ft3mg对支架m由受力平衡，地面支持力fnmg3mg由牛顿第三定律知，支架对地面的压力fn23mgmg，故选项b、d正确。答案：bd11.某实验中学的学习小组在进行科学探测时，一位同学利用绳索顺利跨越了一道山涧，他先用绳索做了一个单摆(秋千)，通过摆动，使自身获得足够速度后再平抛到山涧对面，如图10所示，若他的质量是m，所用绳长为l，在摆到最低点b处时的速度为v，离地高度为h，当地重力加速度为g，则：图10 (1)他用的绳子能承受的最大拉力不小于多少？(2)这道山涧的宽度不超过多大？解析：(1)该同学在b处，由牛顿第二定律得：fmgm，解得：fmgm，即他用的绳子能承受的最大拉力不小于mgm。(2)对该同学做平抛运动的过程由运动学公式得：水平方向有：xvt，竖直方向有：hgt2。解得：xv ，即这道山涧的宽度不超过v 。答案：(1)mgm(2)v 12.如图11所示，有一内壁光滑的试管装有质量为1 g的小球，试管的开口端封闭后安装在水平轴o上，转动轴到管底小球的距离为5 cm，让试管在竖直平面内做匀速转动。问：图11 (1)转动轴达某一转速时，试管底部受到小球的压力的最大值为最小值的3倍，此时角速度多大？(2)当转速10 rad/s时，管底对小球的作用力的最大值和最小值各是多少？(g取10 m/s2)解析：(1)转至最低点时，小球对管底压力最大；转至最高点时，小球对管底压力最小，最低点时管底对小球的支持力f1应是最高点时管底对小球支持力f2的3倍，即f13f2根据牛顿第二定律有最低点：f1mgmr2最高点：f2mgmr2由得 rad/s20 rad/s(2)在最高点时，设小球不掉下来的最小角速度为0，则mgmr020 ra