【优化方案】高考物理总复习 第四章第三节知能演练强化闯关 新人教版必修2.doc

知能优化演练1(2012清华附中检测)如图4313所示，洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中错误的是() 图4313a脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的b水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故c加快脱水桶转动角速度，脱水效果会更好d靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好答案：b2(2012广东高三调研)如图4314所示，a、b是两个摩擦传动轮，两轮半径大小关系为ra2rb，则两轮边缘上的()图4314a角速度之比ab21b周期之比tatb12c转速之比nanb12d向心加速度之比aaab21解析：选c.由于没有相对滑动，a、b两轮边缘上的线速度相等，a不正确.，b不正确.，c正确向心加速度，d不正确3冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍，则运动员在水平冰面上做半径为r的圆周运动，其安全速度为()avkbvcv dv 解析：选b.运动员所需向心力由摩擦力提供，则摩擦力达到最大值时，其速度也最大，则kmgm，得vm，安全速度v，b正确4如图4315所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，管道内侧壁半径为r，小球半径为r，则下列说法中正确的是() 图4315a小球通过最高点时的最小速度vminb小球通过最高点时的最小速度vmin0c小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力d小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力答案：bc5长l0.5 m质量可忽略的细杆，其一端可绕o点在竖直平面内转动，另一端固定着一个物体a.a的质量为m2 kg，当a通过最高点时，如图4316所示，求在下列两种情况下杆对小球的作用力：图4316(1)a在最低点的速率为 m/s；(2)a在最低点的速率为6 m/s.解析：对物体a由最低点到最高点过程，由机械能守恒定律得mv2mg2lmv假设细杆对a的弹力f向下，则a的受力图如图所示以a为研究对象，在最高点有mgfm，所以fm.(1)当v0 m/s时，由式得v1 m/s，f2n16 n，负值说明f的实际方向与假设的向下的方向相反，即杆给a向上的16 n的支持力(2)当v06 m/s时，由式得v4 m/s，f2n44 n，正值说明杆对a施加的是向下的44 n的拉力答案：(1)16 n向上(2)44 n向下一、选择题1(2012包头模拟)如图4317所示的齿轮传运装置中，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4317a顺时针转动，周期为2/(3)b逆时针转动，周期为2/(3)c顺时针转动，周期为6/d逆时针转动，周期为6/解析：选b.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2如图4318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4318a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：选b.对物块受力分析可知，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fmr2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fmr2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3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：选c.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力提供的，则mgtanm，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4一个光滑的水平轨道ab，与一光滑的圆形轨道bcd相接，其中圆轨道在竖直平面内，d为最高点，b为最低点，半径为r.一质量为m的小球以初速度v0沿ab运动，恰能通过最高点，则()am越大，v0值越大br越大，v0值越大cv0值与m、r无关dm与r同时增大，有可能使v0不变解析：选b.小球恰能到最高点，此时重力提供向心力，mgm，即v，从a运动到d，利用动能定理得：mv2mv2mgr，解之得：v0，所以b正确5(2012武汉模拟)如图4320所示，oo为竖直轴，mn为固定在oo上的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球a、b套在水平杆上，ac和bc为抗拉能力相同的两根细线，c端固定在转轴oo上当细绳拉直时，a、b两球转动半径之比恒为21，当转轴的角速度逐渐增大时() 图4320aac先断 bbc先断c两线同时断 d不能确定哪根线先断答案：a6如图4321所示，质量不计的轻质弹性杆p插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为r的匀速圆周运动，且角速度为，则杆的上端受到小球对其作用力的大小为() 图4321am2rbmcmd条件不足，不能确定解析：选b.对小球进行受力分析，小球受重力和杆对小球的作用力，合力提供向心力，由题意知，小球所受合力在水平方向，合力大小为m2r，即重力和杆对球的作用力的合力在水平方向，大小为m2r，根据力的合成得fm.7(2012兰州模拟)上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到8000 m，近距离用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1300 m一个质量为50 kg的乘客坐在车上以360 km/h不变速率随车驶过半径2500 m弯道，下列说法正确的是()a乘客受到的向心力大小约为200 nb乘客受到来自车厢的力大小约为200 nc乘客受到来自车厢的力大小约为539 nd弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适答案：acd8(2012张家界模拟)如图4322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，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4322a2 m/s b2 m/sc2 m/s d2 m/s解析：选c.小球通过最高点的最小速度为va 2 m/s，在b点的最小速度vb满足mvmv2mglsin，解得vb2 m/s.9用一根细线一端系一小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥顶上，如图4323所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为，细线的张力为ft，则ft随2变化的图象是下图中的()图4323图4324解析：选c.小球角速度较小，未离开锥面时，如图所示设细线的张力为ft，线的长度为l，锥面对小球的支持力为fn，则有ft cosfn sinmg，ft sinfncosm2lsin，可得出：ftmgcosm2lsin2，可见随由0开始增加，ft由mgcos开始随2的增大线性增大，当角速度增大到小球飘离锥面时，ftsinm2lsin2，得ftm2l，可见ft随2的增大仍线性增大，但图线斜率增大了，综上所述，只有c项正确10如图4325所示光滑管形圆轨道半径为r(管径远小于r)，小球a、b大小相同，质量均为m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动两球先后以相同速度v通过轨道最低点，且当小球a在最低点时，小球b在最高点，以下说法正确的是() 图4325a当小球b在最高点对轨道无压力时，小球a比小球b所需向心力大5mgb当v时，小球b在轨道最高点对轨道无压力c速度v至少为，才能使两球在管内做圆周运动d只要v，小球a对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力都大6mg解析：选bd.小球在最高点恰好对轨道没有压力时，小球b所受重力充当向心力，mgm v0，小球从最高点运动到最低点过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒，2mgrmvmv2，解以上两式可得：v，b项正确；小球在最低点时，f向m 5mg，在最高点和最低点所需向心力的差为4 mg，a项错；小球在最高点，内管对小球的支持力与重力的合力可以提供向心力，所以小球通过最高点的最小速度为零，再由机械能守恒定律可知，2mgrmv2，解得v2，c项错；当v时，小球在最低点所受轨道压力f1mg，由最低点运动到最高点，2mgrmvmv2，小球所受轨道压力f2mg，f25mg，f1f26 mg，再根据牛顿第三定律，可见小球a对轨道最低点压力比小球b对轨道最高点压力都大6mg，d项正确二、非选择题11(2010高考重庆卷)小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图4326所示已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力图4326(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2.(2)问绳能承受的最大拉力多大？解析：(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，竖直方向ddgt2，水平方向dv1t联立解得v1由机械能守恒定律，有mvmvmg解得v2 .(2)设绳能承受的最大拉力大小为ft，这也是球受到绳的最大拉力大小球做圆周运动的半径为rd由圆周运动向心力公式，在其圆周运动的最低点，有ftmg联立解得ftmg由牛顿第三定律知绳能承受的最大拉力为mg.答案：见解析12(2012宣城模拟)如图4327甲所示，在同一竖直平面内的两条正对着的相同半圆形的光滑轨道，相隔一定的距离，虚线沿竖直方向，一小球能在其间运动，今在最高点与最低点各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来，当轨道距离变化时，测得两点压力差与距离x的图象如图乙所示，g取10 m/s2，不计空气阻力求：图4327(1)小球的质量