2013高考物理一轮总复习：必修2第四章第三节知能演练强化闯关.doc

图43161(2012清华附中检测)如图4316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()A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金华一中高三调研)如图4317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4317A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正确图43184如图4318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()A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4319所示，求在下列两种情况下杆对小球的作用力：图4319(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、单项选择题图43201如图4320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()A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正确图43212如图4321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()A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.图4322(2012杭州学军中学月考)如图4322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()A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正确图43235如图4323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()Am2RBmCmD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.6.图4324(2012河北张家界模拟)如图4324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()A2 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.二、不定项选择题7.图4325在某次杂技“飞车”演员驾着摩托车，在球形金属网内壁上下盘旋，惊险、刺激，令人惊叹不已，赢得阵阵掌声如图4325所示球形金属网的半径为R，假设两杂技运动员骑摩托车在球形金属网内做“飞车”表演时，以相同的速率分别行驶在、两个水平轨道上，轨道的平面过球形金属网的球心，轨道的平面在轨道平面下方且与轨道的平面间距为h，两杂技运动员骑摩托车行驶在、两个水平轨道上，则()A轨道与轨道的轨道半径之比为B在轨道与轨道上运动的周期之比为C在轨道与轨道上运动的向心加速度之比为D对球形金属网的压力之比为解析：选CD.轨道的半径为R，轨道的半径为，轨道与轨道的轨道半径之比为，A错误；由周期定义可知在轨道与轨道上运动的周期之比等于轨道半径之比为，B错误；由向心加速度的定义可知当两者速率大小相等时向心加速度与轨道半径成反比，所以在轨道与轨道上运动的向心加速度之比为，C正确在轨道上运动时，轨道对摩托车的支持力提供向心力，F1mv2/R，对球形金属网的压力F1F1；在轨道上运动时，轨道对摩托车支持力的水平分力提供向心力，F2cosmv2/Rcos，对球形金属网的压力F2F2，cos.联立上述各式解得，D正确8.图4326如图4326所示，质量为m的物块沿半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时，物块速度大小为v，若物体与球壳之间的动摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法中正确的是()A受到的向心力为mgB受到的摩擦力为mC受到的摩擦力为(mgm)D受到的合力方向斜向左上方解析：选CD.由于物体到达最低点时的速度为v，则此时物体所需的向心力为m，向心力由金属壳的支持力和物体本身的重力提供(因摩擦力此时沿水平方向)，则可知金属壳对物体施加的弹力大小为mgm，所以受到的摩擦力为(mgm)，物体在最低点时除了竖直向上的向心力外，还受到金属壳对物体水平向左的摩擦力，因而物体受到的合力方向应该斜向左上方9.图4327在光滑圆锥形容器内固定了一根光滑的竖直细杆，细杆与圆锥的中轴线重合，细杆上穿有小环(小环可以自由转动，但不能上下移动)，小环上连接一轻绳，与一质量为m的光滑小球相连，让小球在圆锥内做水平面上的匀速圆周运动，并与圆锥内壁接触如图4327所示，图甲中小环与小球在同一水平面上，图乙中轻绳与竖直细杆成角设甲图与乙图中轻绳对小球的拉力分别为FTa和FTb，圆锥内壁对小球的支持力分别为FNa和FNb，则下列说法中，正确的是()AFTa一定为零，FTb一定为零BFTa可以为零，FTb可以不为零CFNa一定不为零，FNb可以为零DFNa可以为零，FNb可以不为零解析：选BC.在题图甲中小球的向心力一般情况下由小球的重力、圆锥内壁对它的支持力和绳子的拉力的合力提供，但当小球的转速为某一值时，小球的重力和圆锥内壁对它的支持力的合力恰能提供小球的向心力，此时绳子的拉力为零在图乙中小球的向心力一般情况下也由小球的重力、圆锥内壁对它的支持力和绳子的拉力的合力提供，但当小球的转速为某一值时，小球的重力和圆锥内壁对它的支持力的合力恰能提供小球的向心力，此时绳子的拉力为零；或者是小球的重力和绳子的拉力的合力恰能提供小球的向心力，此时圆锥内壁对小球的支持力为零故B、C正确图432810如图4328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()A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项正确三、非选择题图432911(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4329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(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杭州十四中月考)如图4330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