【精品】2011届高考物理第一轮总复习满分练兵场 第4章第3讲

20112011 届高考第一轮总复习满分练兵场第届高考第一轮总复习满分练兵场第 4 4 章章 第第 3 3 讲讲 一 选择题 1 2009 青岛模拟 在一棵大树将要被伐倒的时候 有经验的伐木工人就会双眼紧盯 着树梢 根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下 从而避免被倒下的大 树砸伤 从物理知识的角度来解释 以下说法正确的是 A 树木开始倒下时 树梢的角速度较大 易于判断 B 树木开始倒下时 树梢的线速度最大 易于判断 C 树木开始倒下时 树梢的向心加速度较大 易于判断 D 伐木工人的经验缺乏科学依据 答案 B 解析 树木开始倒下时 树各处的角速度一样大 故 A 错误 由v r可知 树梢 的线速度最大 易判断树倒下的方向 B 正确 由a 2r知 树梢处的向心加速度最大 方向指向树根处 但无法用向心加速度确定倒下方向 故 C D 均错误 2 如图所示 在双人花样滑冰运动中 有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地 面在空中做圆锥摆运动的精彩场面 目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面 的夹角约为 30 重力加速度为g 估算该女运动员 A 受到的拉力为 G 3 B 受到的拉力为 2G C 向心加速度为g 3 D 向心加速度为 2g 答案 BC 解析 女运动员做圆锥摆运动 由对女运动员受力分析可知 受到重力 男运动员 对女运动员的拉力 如图所示 竖直方向合力为零 由Fsin30 G得F 2G B 项正 确 水平方向的合力提供匀速圆周运动的向心力 有Fcos30 ma向即 2mgcos30 ma向 所以a向 g C 项正确 3 3 2009 杭州模拟 皮带传送机传送矿石的速度v大小恒定 在轮缘A处矿石和皮带 恰好分离 如图所示 若轮子的半径为R 则通过A点的半径OA和竖直方向OB的夹角 为 A arcsin B arccot v2 Rg v2 Rg C arctan D arccos v2 Rg v2 Rg 答案 D 解析 矿石和皮带分离时两者之间的弹力为零 将重力沿半径OA方向和垂直于OA 的方向分解 有mgcos m 则 arccos D 正确 v2 R v2 Rg 4 质量为m的小球 用长为l的细线悬挂在O点 在O点的正下方 处有一光滑的钉 l 2 子P 把小球拉到与钉子P等高的位置 摆线被钉子挡住 如图让小球从静止释放 当小 球第一次经过最低点时 A 小球运动的线速度突然减小 B 小球的角速度突然减小 C 小球的向心加速度突然减小 D 悬线的拉力突然增大 答案 BC 解析 小球第一次经过最低点时 线速度大小不变 A错误 由 r突然变大 v r 突然减小 B正确 由a 向 r突然变大 a向突然减小 C 正确 悬线拉力 v2 r F mg m mg ma向应突然减小 D 错误 v2 r 5 2009 沈阳模拟 一质量为m的小球A用轻绳系于O点 如果给小球一个初速度使 其在竖直平面内做圆周运动 某时刻小球A运动到圆轨道的水平直径的右端点时 如图所 示位置 其加速度大小为g 则它运动到最低点时 绳对球的拉力大小为 17 A 3 mg B 7mg 17 C 2 mg D 6mg 17 答案 B 解析 设小球在水平直径右端时的速度为v1 由已知条件得 a水平 而a合 v2 1 r 得 v 4gr 设小球在最低时的速度为v2 则由机械能守恒得 a2水平 g22 1 mv mgr mv 在最低点 F mg m 由以上两式可解得 F 7mg 故 B 正确 1 22 1 1 22 2 v2 2 r 6 2009 安徽联考 如图所示 一只小球在固定的竖直平面内的圆环内侧连续做圆周 运动 当它第 4 次经过最低点时速率为 7m s 第 5 次经过最低点时速率为 5m s 那么当它 第 6 次经过最低点时速率应该为 在所研究的过程中小球始终没有脱离圆周轨道 A 一定是 3m s B 一定是 1m s C 一定大于 1m s D 一定小于 1m s 答案 C 解析 因为圆周运动的速度减小 所以N减小 所以f减小 故Ek4 Ek5 Ek5 Ek6 即 49 25 25 Ek6 v6 1m s 7 2010 泰州市联考 如图所示 半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光 滑小球 现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度v0 若v0大小不同 则小球能 够上升到的最大高度 距离底部 也不同 下列说法中正确的是 A 如果v0 则小球能够上升的最大高度为 gR R 2 B 如果v0 则小球能够上升的最大高度为 2gR R 2 C 如果v0 则小球能够上升的最大高度为 3gR 3R 2 D 如果v0 则小球能够上升的最大高度为 2R 5gR 答案 AD 解析 根据机械能守恒定律 当速度为v0 由mgh mv解出h A 项正 gR 1 22 0 R 2 确 B 项错误 当v0 小球正好运动到最高点 D 项正确 当v0 时小球运动 5gR3gR 到最高点以下 若 C 项成立 说明小球此时向心力为 0 这是不可能的 8 2009 威海调研考试 如图所示 M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块 abcd为 圆周的光滑轨道 a为轨道的最高点 de面水平且有一定长度 今将质量为m的 3 4 小球在d点的正上方高为h处由静止释放 让其自由下落到d处切入轨道内运动 不计空 气阻力 则 A 在h一定的条件下 释放后小球的运动情况与小球的质量有关 B 改变h的大小 就能使小球通过a点后 落回轨道内 C 无论怎样改变h的大小 都不可能使小球通过b点后落回轨道内 D 调节h的大小 使小球飞出de面之外 即e的右面 是可能的 答案 D 解析 在h一定的条件下 释放后小球的运动情况与小球的质量无关 A 错 当小 球运动到a点时 临界条件是木块对小球的支持力为零 则mg mv2 R 即v R gt2 gR 1 2 即t s vt R R 2R g2 改变h的大小 不能使小球通过a点后 落回轨道内 B 错 D 对 而改变h的大小 可能使小球通过b点后落回轨道内 C 错 故答案选 D 二 非选择题 9 如图所示 直径为d的纸制圆筒以角速度 绕垂直纸面的轴O匀速转动 图示为截 面 从枪口发射的子弹沿直径穿过圆筒 若子弹在圆筒旋转不到半周时 在圆周上留下 a b两个弹孔 已知aO与bO夹角为 求子弹的速度 答案 d 解析 子弹射出后沿直线运动 从a点射入 从b点射出 该过程中圆筒转过的角 度为 设子弹速度为v 则子弹穿过筒的时间t d v 此时间内筒转过的角度 据 t得 d v 则子弹速度v d 10 一半径为R的雨伞绕伞柄以角速度 匀速转动 如图所示 伞边缘距地面高为 h 甩出的水滴做平抛运动 在地面上形成一个圆 求此圆半径r为多少 答案 R 1 2 2h g 解析 水滴从伞边缘甩出去以后做平抛运动 水滴在空中做平抛运动的时间是 t 2h g 水平方向的位移为 s v0t R 2h g 可见水滴落在地面上形成的圆半径为 r2 R2 S2 r R 1 2 2h g 11 如图所示 一可视为质点的物体质量为m 1kg 在左侧平台上水平抛出 恰能无 碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道 并沿轨道下滑 A B为圆弧两端点 其 连线水平 O为轨道的最低点 已知圆弧半径为R 1 0m 对应圆心角为 106 平台 与AB连线的高度差为h 0 8m 重力加速度g 10m s2 sin53 0 8 cos53 0 6 求 1 物体平抛的初速度 2 物体运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力 答案 1 3m s 2 43 N 解析 1 由于物体无碰撞进入圆弧轨道 即物体落到A点时速度方向沿A点切线方 向 则 tan tan53 vy vx gt v0 又由h gt2 1 2 而vy gt 联立以上各式得v0 3m s 2 设物体到最低点的速度为v 由机械能守恒 有 mv2 mv mg h R 1 cos53 1 2 1 22 0 在最低点 据牛顿第二定律 有 FN mg m v2 R 代入数据解得FN 43N 由牛顿第三定律可知 物体对轨道的压力为 43N 12 2009 温州模拟 在如图所示的装置中 两个光滑的定滑轮的半径很小 表面粗 糙的斜面固定在地面上 斜面的倾角为 30 用一根跨过定滑轮的细绳连接甲 乙两 物体 把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行 把乙物体悬在空中 并使悬线拉直且偏离 竖直方向 60 现同时释放甲 乙两物体 乙物体将在竖直平面内振动 当乙物体运 动经过最高点和最低点时 甲物体在斜面上均恰好未滑动 已知乙物体的质量为m 1kg 若取重力加速度g 10m s2 试求 1 乙物体运动经过最高点和最低点时悬绳的拉力大小 2 甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力 答案 1 5N 20N 2 2 5kg 7 5N 解析 1 设乙物体运动到最高点时 绳子上的弹力为FT1 对乙物体FT1 mgcos 5N 当乙物体运动到最低点时 绳子上的弹力为FT2 对乙物体由机械能守恒定律 mgl 1 cos mv2 1 2 又由牛顿第二定律 FT2 mg m v2 l 得 FT2 mg 3 2cos 20N 2 设甲物体的质量为M 所受的最大静摩擦力为Ff 乙在最高点时甲物体恰好不下滑 有 Mgsin Ff FT1 得 Mgsin Ff mgcos 乙在最低点时甲物体恰好不上滑 有 Mgsin Ff FT2 得 Mgsin Ff mg 3 2cos 可解得 M 2 5kg m 3 cos 2sin Ff mg 1 cos 7 5N 3 2 13 翻滚过山车 的物理原理可以用如图所示装置演示 光滑斜槽轨道AD与半径为 R 0 1 m 的竖直圆轨道 圆心为O 相连 AD与圆O相切于D点 B为轨道的最低点 DOB 37 质量为m 0 1 kg 的小球从距D点L 1 3 m 处由静止开始下滑 然后冲上光 滑的圆形轨道 g 10 m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 小球在光滑斜槽轨道上运动的加速度的大小 2 小球通过B点时对轨道的压力的大小 3 试分析小球能否通过竖直圆轨道的最高点C 并说明理由 答案 1 6m s2 2 17N 3 能 解析 1 在光滑斜槽上由牛顿第二定律得 mgsin37 ma 故a gsin37 6m s2 2 小球由A至B 机械能守恒 则 mg Lsin3