江苏省2012届高三高考物理一轮复习 第四章 第3单元 圆周运动精选精练跟踪练习

用心 爱心 专心1 第四章第四章 第第 3 3 单元单元 圆周运动圆周运动 一 单项选择题一 单项选择题 本题共本题共 5 5 小题 每小题小题 每小题 7 7 分 共分 共 3535 分分 1 1 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 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 以下说法正确的是度来解释 以下说法正确的是 A A 树木开始倒下时 树梢的角速度较大 易于判断 树木开始倒下时 树梢的角速度较大 易于判断 B B 树木开始倒下时 树梢的线速度最大 易于判断 树木开始倒下时 树梢的线速度最大 易于判断 C C 树木开始倒下时 树梢的向心加速度较大 易于判断 树木开始倒下时 树梢的向心加速度较大 易于判断 D D 伐木工人的经验缺乏科学依据 伐木工人的经验缺乏科学依据 2 2 如图如图 1 1 所示 所示 OOOO 为竖直轴 为竖直轴 MNMN为固定在为固定在OOOO 上的水平光滑杆 上的水平光滑杆 有两个质量相同的金属球有两个质量相同的金属球A A B B套在水平杆上 套在水平杆上 ACAC和和BCBC为抗拉能力为抗拉能力 相同的两根细线 相同的两根细线 C C端固定在转轴端固定在转轴OOOO 上 当绳拉直时 上 当绳拉直时 A A B B两球两球 转动半径之比恒为转动半径之比恒为 2 12 1 当转轴的角速度逐渐增大时 当转轴的角速度逐渐增大时 图图 1 1 A A ACAC先断先断 B B BCBC先断先断 C C 两线同时断 两线同时断 D D 不能确定哪段线先断 不能确定哪段线先断 3 3 用一根细绳 一端系住一个质量为用一根细绳 一端系住一个质量为m m的小球 另一端悬在光滑水平桌面上方的小球 另一端悬在光滑水平桌面上方h h处 绳长处 绳长l l 大于大于h h 使小球在桌面上做如图 使小球在桌面上做如图 2 2 所示的匀速圆周运动 若使小球不离所示的匀速圆周运动 若使小球不离 开桌面 其转速最大值是开桌面 其转速最大值是 A A B B 1 1 2 2 g g h hg gh h C C D D 2 2 1 1 2 2 g g l l l l g g 图图 2 2 4 4 质量为质量为 6060 kgkg 的体操运动员做的体操运动员做 单臂大回环单臂大回环 用一只手抓住单杠 伸展 用一只手抓住单杠 伸展 身体 以单杠为轴做圆周运动 如图身体 以单杠为轴做圆周运动 如图 3 3 所示 此过程中 运动员到达最低所示 此过程中 运动员到达最低 点时手臂受的拉力至少约为点时手臂受的拉力至少约为 忽略空气阻力 忽略空气阻力 g g 1010 m sm s2 2 A A 600600 N N B B 24002400 N N 图图 3 3 C C 30003000 N N D D 36003600 N N 5 5 用一根细线一端系一小球用一根细线一端系一小球 可视为质点可视为质点 另一端固定在一光滑圆锥顶上 另一端固定在一光滑圆锥顶上 如图如图 4 4 所示 设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为所示 设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为 线的张力 线的张力 为为F FT T 则 则F FT T随随 2 2变化的图象是图变化的图象是图 5 5 中的中的 图图 4 4 用心 爱心 专心2 图图 5 5 二 多项选择题二 多项选择题 本题共本题共 4 4 小题 每小题小题 每小题 7 7 分 共分 共 2828 分 每小题有多个选项符合题意 全部分 每小题有多个选项符合题意 全部 选对的得选对的得 7 7 分 选对但不全的得分 选对但不全的得 3 3 分 错选或不答的得分 错选或不答的得 0 0 分分 6 6 铁路转弯处的弯道半径 铁路转弯处的弯道半径r r是根据地形决定的 弯道处要求外轨比内轨高 其内外轨高度是根据地形决定的 弯道处要求外轨比内轨高 其内外轨高度 差差h h的设计不仅与的设计不仅与r r有关 还与火车在弯道上的行驶速率有关 还与火车在弯道上的行驶速率v v有关 下列说法正确的是有关 下列说法正确的是 A A v v一定时 一定时 r r越小则要求越小则要求h h越大越大 B B v v一定时 一定时 r r越大则要求越大则要求h h越大越大 C C r r一定时 一定时 v v越小则要求越小则要求h h越大越大 D D r r一定时 一定时 v v越大则要求越大则要求h h越大越大 7 7 如图如图 6 6 所示 物块在水平圆盘上 与圆盘一起绕固定轴匀速运动 下列说所示 物块在水平圆盘上 与圆盘一起绕固定轴匀速运动 下列说 法中正确的是法中正确的是 A A 物块处于平衡状态 物块处于平衡状态 B B 物块受三个力作用 物块受三个力作用 图图 6 6 C C 在角速度一定时 物块到转轴的距离越远 物块越容易脱离圆盘 在角速度一定时 物块到转轴的距离越远 物块越容易脱离圆盘 D D 在物块到转轴距离一定时 物块运动周期越小 越容易脱离圆盘 在物块到转轴距离一定时 物块运动周期越小 越容易脱离圆盘 8 8 如图如图 7 7 所示 一小物块在开口向上的半圆形曲面内以某一速率开始下所示 一小物块在开口向上的半圆形曲面内以某一速率开始下 滑 曲面内各处动摩擦因数不同 此摩擦作用使物块下滑时速率保持滑 曲面内各处动摩擦因数不同 此摩擦作用使物块下滑时速率保持 不变 则下列说法正确的是不变 则下列说法正确的是 A A 因物块速率保持不变 故加速度为零 因物块速率保持不变 故加速度为零 图图 7 7 B B 物块所受合外力大小不变 方向在变 物块所受合外力大小不变 方向在变 C C 在滑到最低点以前 物块对曲面的压力越来越大 在滑到最低点以前 物块对曲面的压力越来越大 D D 在滑到最低点以前 物块受到的摩擦力越来越小 在滑到最低点以前 物块受到的摩擦力越来越小 9 9 如图 如图 8 8 所示 小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周所示 小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周 运动 内侧壁半径为运动 内侧壁半径为R R 小球半径为 小球半径为r r 则下列说法正确的是 则下列说法正确的是 A A 小球通过最高点时的最小速度 小球通过最高点时的最小速度v vmin min g g R R r r B B 小球通过最高点时的最小速度 小球通过最高点时的最小速度v vmin min 0 0 图图 8 8 C C 小球在水平线 小球在水平线abab以下的管道中运动时 内侧管壁对小球一定无作用力以下的管道中运动时 内侧管壁对小球一定无作用力 D D 小球在水平线 小球在水平线abab以上的管道中运动时 外侧管壁对小球一定有作用力以上的管道中运动时 外侧管壁对小球一定有作用力 三 计算题三 计算题 本题共本题共 3 3 小题 共小题 共 3737 分 解答时请写出必要的文字说明 方程式和重要的演算分 解答时请写出必要的文字说明 方程式和重要的演算 步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 1010 11 11 分分 有一种叫有一种叫 飞椅飞椅 的游乐项目 示意图如图的游乐项目 示意图如图 9 9 所示 长所示 长 为为L L的钢绳一端系着座椅 另一端固定在半径为的钢绳一端系着座椅 另一端固定在半径为r r的水平转盘边缘 转盘可绕的水平转盘边缘 转盘可绕 穿过其中心的竖直轴转动 当转盘以角速度穿过其中心的竖直轴转动 当转盘以角速度 匀速转动时 钢绳与转轴在同一匀速转动时 钢绳与转轴在同一 竖直平面内 与竖直平面内 与 图图 9 9 用心 爱心 专心3 竖直方向的夹角为竖直方向的夹角为 不计钢绳的重力 求转盘转动的角速度 不计钢绳的重力 求转盘转动的角速度 与夹角与夹角 的关系 的关系 1111 12 12 分分 随着经济的持续发展 人民生活水平的不断提高 近年来我国私家车数量快速随着经济的持续发展 人民生活水平的不断提高 近年来我国私家车数量快速 增长 高级和一级公路的建设也正加速进行 为了防止在公路弯道部分由于行车速度过大而增长 高级和一级公路的建设也正加速进行 为了防止在公路弯道部分由于行车速度过大而 发生侧滑 常将弯道部分设计成外高内低的斜面 如果某品牌汽车的质量为发生侧滑 常将弯道部分设计成外高内低的斜面 如果某品牌汽车的质量为m m 汽车行驶时 汽车行驶时 弯道部分的半径为弯道部分的半径为r r 汽车轮胎与路面的动摩擦因数为 汽车轮胎与路面的动摩擦因数为 路面设计的倾角为 路面设计的倾角为 如图 如图 1010 所示 所示 重力加速度重力加速度g g取取 1010 m sm s2 2 图图 1010 1 1 为使汽车转弯时不打滑 汽车行驶的最大速度是多少 为使汽车转弯时不打滑 汽车行驶的最大速度是多少 2 2 若取若取 sinsin r r 6060 m m 汽车轮胎与雨雪路面的动摩擦因数为 汽车轮胎与雨雪路面的动摩擦因数为 0 30 3 则弯道部分 则弯道部分 1 1 2 20 0 汽车行驶的最大速度是多少 汽车行驶的最大速度是多少 1212 14 14 分分 在如图在如图 1111 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 斜面的倾角为在地面上 斜面的倾角为 30 30 用一根跨过定滑轮的细绳连接甲 乙两物体 把甲物体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 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 m 1 1 kgkg 若取重力加 若取重力加 用心 爱心 专心4 速度速度g g 1010 m sm s2 2 试求 试求 图图 1111 1 1 乙物体运动经过最高点和最低点时悬绳的拉力大小 乙物体运动经过最高点和最低点时悬绳的拉力大小 2 2 甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力 甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力 第四章第四章 第第 3 3 单元单元 圆周运动圆周运动 参考答案与详细解析参考答案与详细解析 一 单项选择题一 单项选择题 本题共本题共 5 5 小题 每小题小题 每小题 7 7 分 共分 共 3535 分分 1 1 解析 树木倒下时树干上各部分的角速度相同 半径越大其线速度越大 解析 树木倒下时树干上各部分的角速度相同 半径越大其线速度越大 B B 项正确 项正确 答案 答案 B B 2 2 解析 解析 A A受重力 支持力 拉力受重力 支持力 拉力F FA A三个力作用 拉力的分力提供向心力 得 水平方向 三个力作用 拉力的分力提供向心力 得 水平方向 F FA Acoscos mrmrA A 2 2 同理 对同理 对B B F FB Bcoscos mrmrB B 2 2 由几何关系 可知由几何关系 可知 coscos coscos r rA A A AC C r rB B B BC C 所以 所以 F FA A F FB B r rA Ac co os s r rB Bc co os s r rA Ar rB B B BC C r rB Br rA A A AC C A AC C B BC C 由于由于ACAC BCBC 所以 所以F FA A F FB B 即绳 即绳ACAC先断 先断 答案 答案 A A 3 3 解析 转速最大时 小球对桌面刚好无压力 解析 转速最大时 小球对桌面刚好无压力 则则F F向 向 mgmgtantan mlmlsinsin 2 2 即 即 其中 其中 coscos 所以 所以n n g g l lc co os s h h l l 2 2 1 1 2 2 g g h h 故选故选 A A 答案 答案 A A 4 4 解析 设运动员的重心到单杠的距离为解析 设运动员的重心到单杠的距离为R R 在最低点的最小速度为 在最低点的最小速度为v v 则有 则有mvmv2 2 mgmg 2 2R R 1 1 2 2 用心 爱心 专心5 F F mgmg m mv v2 2 R R 由以上二式联立并代入数据解得由以上二式联立并代入数据解得F F 30003000 N N 答案 答案 C C 5 5 解析 小球角速度解析 小球角速度 较小 未离开锥面时 设线的张力为较小 未离开锥面时 设线的张力为F FT T 线的长度为 线的长度为L L 锥面对小 锥面对小 球的支持力为球的支持力为F FN N 则有 则有F FT Tcoscos F FN Nsinsin mgmg F FT Tsinsin F FN Ncoscos m m 2 2L Lsinsin 可得出 可得出 F FT T mgmgcoscos m m 2 2L Lsinsin2 2 可见随 可见随 由由 0 0 开始增加 开始增加 F FT T由由mgmgcoscos 开始随开始随 2 2的增大 线的增大 线 性增大 当角速度增大到小球飘离锥面时 性增大 当角速度增大到小球飘离锥面时 F FT T sin sin m m 2 2L Lsinsin 得 得F FT T m m 2 2L L 可见 可见F FT T 随随 2 2的增大仍线性增大 但图线斜率增大了 综上所述 只有的增大仍线性增大 但图线斜率增大了 综上所述 只有 C C 正确 正确 答案 答案 C C 二 多项选择题二 多项选择题 本题共本题共 4 4 小题 每小题小题 每小题 7 7 分 共分 共 2828 分 每小题有多个选项符合题意 全部分 每小题有多个选项符合题意 全部 选对的得选对的得 7 7 分 选对但不全的得分 选对但不全的得 3 3 分 错选或不答的得分 错选或不答的得 0 0 分分 6 6 解析 设轨道平面与水平方向的夹角为 解析 设轨道平面与水平方向的夹角为 由 由mgmgtantan m m 得 得 tantan 可见可见v v一一 v v2 2 r r v v2 2 g gr r 定时 定时 r r越大 越大 tantan 越小 内外轨道的高度差越小 内外轨道的高度差h h越小 故越小 故 A A 正确 正确 B B 错误 当错误 当r r一定时 一定时 v v 越大 越大 tantan 越大 内外轨道的高度差越大 故越大 内外轨道的高度差越大 故 C C 错误 错误 D D 正确 正确 答案 答案 ADAD 7 7 解析 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解析 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 的摩擦力共三个力作用 合力提供向心力 A A 错 错 B B 正确 根据向心力公式正确 根据向心力公式F F mr mr 2 2可知 可知 当当 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F F mrmr 2 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 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 2 2 T T C C D D 正确 正确 答案 答案 BCDBCD 8 8 解析 物块速率不变 可理解为物块的运动是匀速圆周运动的一部分 物块所受合外力充解析 物块速率不变 可理解为物块的运动是匀速圆周运动的一部分 物块所受合外力充 当所需的向心力 故合外力大小不变 而方向在变 向心加速度不为零 当所需的向心力 故合外力大小不变 而方向在变 向心加速度不为零 A A 错 错 B B 对 对物对 对物 块受力分析并正交分解可得块受力分析并正交分解可得F FN N mgmgcoscos m m 而且其中 而且其中 越来越小 所以越来越小 所以F FN N越来越大 越来越大 v v2 2 R R F Ff f mgmgsinsin 其中 其中 越来越小 所以越来越小 所以F Ff f越来越小 越来越小 C C D D 均正确 均正确 答案 答案 BCDBCD 9 9 解析 小球沿管上升到最高点的速度可以为零 故 解析 小球沿管上升到最高点的速度可以为零 故 A A 错误 错误 B B 正确 小球在水平线正确 小球在水平线abab以以 下的管道中运动时 由外侧管壁对小球的作用力下的管道中运动时 由外侧管壁对小球的作用力F FN N与球重力在背离圆心方向的分力与球重力在背离圆心方向的分力F Fmg mg的合 的合 力提供向心力 即 力提供向心力 即 F FN N F Fmg mg m m 因此 外侧管壁一定对球有作用力 而内侧壁无作用 因此 外侧管壁一定对球有作用力 而内侧壁无作用 v v2 2 R R r r 力 力 C C 正确 小球在水平线正确 小球在水平线abab以上的管道中运动时 小球受管壁的作用力与小球速度大小以上的管道中运动时 小球受管壁的作用力与小球速度大小 有关 有关 D D 错误 错误 答案 答案 BCBC 三 计算题三 计算题 本题共本题共 3 3 小题 共小题 共 3737 分 解答时请写出必要的文字说明 方程式和重要的演算分 解答时请写出必要的文字说明 方程式和重要的演算 步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 1010 解析 设座椅的质量为解析 设座椅的质量为m m 匀速转动时 座椅的运动半径为 匀速转动时 座椅的运动半径为 R R r r L Lsin sin 受力分析如右图 由牛顿第二定律 有受力分析如右图 由牛顿第二定律 有 F F合 合 mgmgtantan F F合 合 m m 2 2R R 用心 爱心 专心6 联立联立 得转盘角速度 得转盘角速度 与夹角与夹角 的关系的关系 g gt ta an n r r L Ls si in n 答案 答案 g gt ta an n r r L Ls si in n 1111 解析 解析 1 1 受力分析如图所示 受力分析如图所示 竖直方向 竖直方向 F FN Ncos mg cos mg F Ff f