（新课标）河南省高考物理总复习 第4章 第3讲 圆周运动课时限时检测.doc

圆周运动(时间：45分钟满分：100分)知识点题号易中难圆周运动及物理量的分析1、27、8圆周运动的应用34、5、9、1110圆周运动的综合问题612一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分在每小题给出的四个选项中，16题只有一个选项符合题目要求，710题有多个选项符合题目要求，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错或不选的得0分)1.图4315摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，如图4315所示当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，抵消离心力的作用；行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样假设有一超高速列车在水平面内行驶，以360 km/h的速度拐弯，拐弯半径为1 km，则质量为50 kg的乘客，在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力为(g取10 m/s2)()a500 nb1 000 nc500 n d0【解析】乘客所需的向心力：fm500 n，而乘客的重力为500 n，故火车对乘客的作用力大小为n500 n，c正确【答案】c图43162(2014河北廊坊联考)如图4316所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动当圆筒的角速度逐渐增大时(不滑动)，下列说法正确的是()a物体所受弹力增大，摩擦力也增大了b物体所受弹力增大，摩擦力减小了c物体所受弹力和摩擦力都减小了d物体所受弹力增大，摩擦力不变【解析】物体随圆筒一起转动时，受到三个力的作用：重力g、筒壁对它的弹力fn和筒壁对它的摩擦力ff(如图所示)其中g和ff是一对平衡力，筒壁对它的弹力fn提供它做圆周运动的向心力当圆筒转动时，不管其角速度多大，只要物体随圆筒一起转动而未滑动，则物体所受的(静)摩擦力ff大小就等于其重力而根据向心力公式，fnmr2，当角速度增大时fn也增大选项d正确【答案】d3.图4317如图4317所示，p为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，a为终端皮带轮，已知该皮带轮的半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑，当p可被水平抛出时，a轮每秒的转数最少是()a.b.c. d.【解析】小物体不沿曲面下滑，而被水平抛出时，需满足关系式mgmv2/r，即传送带转动的速度v，其大小等于a轮边缘的线速度大小，a轮转动的周期为t2，每秒的转数n.【答案】a4.图4318如图4318所示，长为l的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端有固定转轴o.现使小球在竖直平面内做圆周运动p为圆周轨道的最高点若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为，则以下判断正确的是()a小球不能到达p点b小球到达p点时的速度小于c小球能到达p点，但在p点不会受到轻杆的弹力d小球能到达p点，且在p点受到轻杆向下的弹力【解析】根据机械能守恒定律2mglmv2mv，可求出小球在p点的速度为，故b正确，a错误小球在p点所需要的向心力fmg，故小球在p点受到轻杆向上的弹力，故c、d均错误【答案】b5(2014湖北荆州联考)某同学设想驾驶一辆由火箭作动力的陆地太空两用汽车，沿赤道行驶并且汽车相对于地球的速度可以任意增加，不计空气阻力，当汽车的速度增加到某一值时，汽车将离开地球成为绕地球做圆周运动的“航天汽车”，对此下列说法正确的是(地球半径r6 400 km，g取9.8 m/s2)a汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大b在汽车离开地球的瞬间速度达到7.9 km/sc此“航天汽车”环绕地球做匀速圆周运动的最小周期为1 hd在此“航天汽车”上弹簧测力计无法测量力的大小【解析】汽车在地面上行驶上，受到竖直向下的万有引力f和竖直向上的支持力n的作用，它们的合力提供汽车做圆周运动的向心力，即fnm，所以nfm，可见，速度v增加时，支持力n减小，根据牛顿第三定律，它对地面的压力减小，a错；在汽车离开地球做离心运动的瞬间，万有引力提供向心力，即fm，又fmg, 所以vm/s7.9 km/s，b正确；此“航天汽车”环绕地球表面做匀速圆周运动周时期最小，为t1.4 h，c错；此“航天汽车”处于完全失重状态，“航天汽车”上的一切依靠重力工作的仪器都无法使用，但弹簧测力计不是依靠重力工作的，所以仍然可以测量力的大小，d错【答案】b图43196一个半径为r的1/4光滑圆弧与一倾角为30的光滑斜面通过一小段光滑圆弧相接于o点，如图4319所示，斜面高也为r，一质点第一次从圆弧的a点由静止下滑，第二次从圆弧上的c点由静止下滑(co1o60)，则()a质点两次离开o点后均做平抛运动而落在水平面上b质点两次离开o点后均做平抛运动，但均落在斜面上c质点两次离开o点前瞬间对轨道压力的比为32d质点第一次离开o点后做平抛运动，第二次沿斜面下滑【解析】质点两次离开o点后均做平抛运动，d错；若质点从a点下滑，到达o点时速度为v，假设质点均落在水平面上，由平抛运动规律，xvt，rgt2，可解得第一次水平射程为2r，同理得第二次水平射程为r.而由题图知斜面底端到o2的距离为r，所以质点第一次落到水平面上，第二次落在斜面上，a、b错；由牛顿第二定律知fmgm，解得质点第一次离开o点前瞬间对轨道的压力为3mg，第二次离开o点前瞬间对轨道的压力为2mg，c对【答案】c7(2014大连一中质检)在地球表面上，除了两极以外，任何物体都要随地球的自转而做匀速圆周运动，当同一物体先后位于a和b两地时，下列表述正确的是()图4320a该物体在a、b两地所受合力都指向地心b该物体在a、b两地时角速度一样大c该物体在b时线速度较大d该物体在b时向心加速度较小【解析】地球自转，地球上的物体将绕着地轴做匀速圆周运动，它们的圆心都在地轴上，轨迹在垂直于地轴的平面上，a、b两点不同纬度，它们到地轴的距离不同，即它们做圆周运动的半径不同，rarb.物体在a、b两地所受合力方向应垂直于地轴且指向地轴，a选项错误；a、b两地角速度相同，且rar1，故滑块2需要的向心力更大，故绳子拉力增大时滑块1的摩擦力反而减小，且与角速度的平方呈线性关系，故a、d正确【答案】ad二、非选择题(本题共2小题，共30分计算题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)11(15分)在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108 km/h.汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍(1)如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？(2)如果高速公路上设计了圆弧拱形立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱形立交桥的半径至少是多少？(取g10 m/s2)【解析】(1)汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力由车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有fmax0.6mgm，由速度v108 km/h30 m/s得，弯道半径rmin150 m.(2)汽车过拱桥，可看做在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，根据向心力公式有mgfnm.为了保证安全通过，车与路面间的弹力fn必须大于等于零，有mgm，则r90 m.【答案】见解析图432412.(15分)如图4324所示，一个质量为0.6 kg的小球以某一初速度从p点水平抛出，恰好沿光滑圆弧abc的a点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失)已知圆弧的半径r0.3 m，oa与竖直方向的夹角60，小球到达a点时的速度va4 m/s.(取g10 m/s2)求：(1)小球做平抛运动的初速度v0；(2)p点与a点的水平距离和竖直高度；(3)小球到达圆弧最高点c时对轨道的压力【解析】(1)小球到达a点的速度如图所示由图可知v0vxvacos 602 m/s(2)vyvasin 602 m/s由平抛运动规律得：v2gh，可得p点与a点的竖直高度，