导学教程高考物理总复习 第四章 曲线运动 万有引力与航 第三节 圆周运动限时检测 新人教版.doc

圆周运动限时检测(限时45分钟，满分100分)一、选择题(每小题7分，共63分)1(2016廊坊模拟)如图4318所示，光滑水平面上，小球m在拉力f作用下做匀速圆周运动。若小球运动到p点时，拉力f发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是图4318a若拉力突然消失，小球将沿轨迹pa做离心运动b若拉力突然变小，小球将沿轨迹pa做离心运动c若拉力突然变大，小球将沿轨迹pb做离心运动d若拉力突然变小，小球将沿轨迹pc运动答案a2如图4319所示，长为l的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球，给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为。下列说法中正确的是图4319a小球受重力、绳的拉力和向心力作用b小球做圆周运动的半径为lc越大，小球运动的速度越大d越大，小球运动的周期越大解析小球只受重力和绳的拉力作用，合力大小为fmgtan ，半径为rlsin ，a、b均错；小球做圆周运动的向心力是由重力和绳的拉力的合外力提供的，则mgtan m，得到vsin ，越大，小球运动的速度越大，c对；周期t2，越大，小球运动的周期越小，d错。答案c3 (2016宁波模拟)在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图4320所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看做是半径为r的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为l。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于图4320a. b. c. d. 解析汽车做匀速圆周运动，向心力由重力与斜面对汽车的支持力的合力提供，且向心力的方向水平，向心力大小f向mgtan ，根据牛顿第二定律：f向m，tan ，解得汽车转弯时的速度v ，b对。答案b4如图4321所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则图4321a绳的张力可能为零b桶对物块的弹力不可能为零c随着转动的角速度增大，绳的张力保持不变d随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大解析当物块随圆桶做圆周运动时，绳的拉力的竖直分力与物块的重力保持平衡，因此绳的张力为一定值，且不可能为零，a、d项错误，c项正确；当绳的水平分力提供向心力的时候，桶对物块的弹力恰好为零，b项错误。答案c5质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的a点和c点，如图4322所示，当轻质木架绕轴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被烧断的同时木架停止转动，则下列说法不正确的是图4322a小球仍在水平面内做匀速圆周运动b在绳b被烧断瞬间，绳a中张力突然增大c若角速度较小，小球可在垂直于平面abc的竖直平面内摆动d若角速度较大，小球可在垂直于平面abc的竖直平面内做圆周运动解析绳b被烧断前，竖直方向合力为零，即famg，烧断绳b后，因惯性，球要在竖直面内做圆周运动，且famgm，所以fafa，选项a错误、b正确；当足够小时，小球不能摆过ab所在高度，小球在垂直于平面abc的竖直平面内摆动，选项c正确；当足够大时，小球在竖直面内能通过ab上方最高点，从而做圆周运动，选项d正确。答案a6 (多选)如图4323所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体a和b，它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，烧断细线，则图4323a两物体均沿切线方向滑动b物体b仍随圆盘一起做匀速圆周运动，同时所受摩擦力减小c两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动d物体b仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体a发生滑动，离圆盘圆心越来越远解析两物体刚要发生滑动时，b所受摩擦力恰好达最大值(a早已达最大静摩擦力)。剪断绳子后，b仍能随盘一起转动，而a所受摩擦力不足以提供其做圆周运动所需向心力，故a将做离心运动，b、d正确。答案bd7“飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜爱，这项运动由杂技演员驾驶摩托车，简化后的模型如图4324所示，表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车，简化后的模型如图4324所示，表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，轨道平面离地面的高度为h，侧壁倾斜角度不变，则下列说法中正确的是图4324a摩托车做圆周运动的h越高，向心力越大b摩托车做圆周运动的h越高，线速度越大c摩托车做圆周运动的h越高，向心力做功越多d摩托车对侧壁的压力随高度h增大而减小答案b8 (多选)(2016河南八市质检)质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的a点和b点，如图4325所示，绳a与水平方向成角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴ab以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是图4325aa绳的张力不可能为零ba绳的张力随角速度的增大而增大c当角速度 ，b绳将出现弹力d若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化解析对小球受力分析可得a绳的弹力在竖直方向的分力平衡了小球的重力，解得ta，为定值，a正确、b错误。当tacos m2l 时，b绳的弹力为零，若角速度大于该值，则b绳将出现弹力，c正确。由于绳b可能没有弹力，故绳b突然被剪断，则a绳的弹力可能不变，d项错。答案ac9 (多选)半径分别为r和r/2的两个半圆，分别组成图甲、乙所示的两个圆弧轨道，一小球从某一高度下落，分别从图4326甲、乙所示的开口向上的半圆轨道的右侧边缘进入轨道，都沿着轨道内侧运动并恰好能从开口向下半圆轨道的最高点通过，则下列说法正确的是图4326a图甲中小球开始下落的高度比图乙中小球开始下落的高度高b图甲中小球开始下落的高度和图乙中小球开始下落的高度一样高c图甲中小球对轨道最低点的压力比图乙中小球对轨道最低点的压力大d图甲中小球对轨道最低点的压力和图乙中小球对轨道最低点的压力一样大解析图甲中小球恰好通过最高点的速度为，图乙中小球恰好通过最高点的速度为，图甲中小球开始下落的高度为h11.5r2r，同理可得，图乙中小球开始下落的高度为h21.5r1.75r，a项正确、b项错误；由mghmv2和fmgm可知，两次小球到轨道最低点时，对轨道的压力分别为f1mgm ，f2mgm，解得f1mgm，同理f2mgm，得f19mg，f24.5mg，d项错误、c项正确。答案ac二、计算题(共37分)10 (11分)(2016临沂质检)游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量均为m的8位同学，如图4327所示，“摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动，若某时刻转到顶点a上的甲同学让一小重物做自由落体运动，并立即通知下面的同学接住，结果重物掉落时正处在c处(如图)的乙同学恰好在第一次到达最低点b处接到，已知“摩天轮”半径为r，重力加速度为g，不计人和吊篮的大小及重物的质量。求：图4327(1)接住前重物下落运动的时间t；(2)人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度大小v；(3)乙同学在最低点处对地板的压力。解析(1)由2rgt2，解得t2 。(2)v，s，联立解得v。(3)由牛顿第二定律，fmgm，解得f(1)mg，由牛顿第三定律可知，乙同学在最低点处对地板的压力大小为f(1)mg，方向竖直向下。答案(1)2(2)(3)(1)mg，方向竖直向下11 (13分)如图4328所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心r20 cm处放置一小物块a，其质量为m2 kg，a与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍(k0.5)。图4328 (1)当圆盘转动的角速度2 rad/s时，物块与圆盘间的摩擦力大小多大？方向如何？(2)欲使a与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度多大？(取g10 m/s2)解析(1)物块随圆盘一起绕轴转动，需要向心力，而竖直方向物块受到的重力mg、支持力fn不可能提供向心力，向心力只能来源于圆盘对物块的静摩擦力。根据牛顿第二定律可求出物块受到的静摩擦力的大小fff向m2r1.6 n，方向沿半径指向圆心。(2)欲使物块与盘面不发生相对滑动，做圆周运动的向心力应不大于最大静摩擦力所以f向mrkmg解得max 5 rad/s。答案(1)1.6 n方向沿半径指向圆心(2)5 rad/s12 (13分)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，