广西钦州钦州港经济技术开发区中学2017届高三物理2圆周运动的基本规律及应用同步测试卷解析版

1、广西钦州市钦州港经济技术开发区中学2017届高三物理4.2圆周运动的基本规律及应用同步测试卷解析版一、选择题（第16题，只有一项符合题目要求，第710题有多项符合题目要求）1.有两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星A和B,它们的轨道半径A：B=1:2,关于它们的向心加速度a、aB的关系，以下判断正确的是（）A.根据a=2r,可得aA：aB=1:22vB.根据a=,可得aA：aB=2：1rC.根据a=vco,可得aA：aB=1：1M一D.根据a=，可得aA-4解析：不同轨道高度的线速度、角速度都不同，A、B、C错.根据万有引力定,4MmiJM律：G=ma,则a=G,显然D对.r，r答案：D2.如图是摩

2、托车比赛转弯时的情形.转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动.对于摩托车滑动的问题,下列论述正确的是（）A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去解析：本题考查圆周运动的规律和离心现象.摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，A项错误；摩托车正确转弯时可看做是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，说明提供的向心力即合力小于需要的向心力，B项正确；摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之间做离心曲线运动，G

3、D项错误.答案：B3 .秋千的吊绳有些磨损.在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千（）A.在下摆过程中B.在上摆过程中C.摆到最高点时D.摆到最低点时解析：当秋千摆到最低点时吊绳中拉力最大，吊绳最容易断裂，选项D正确.答案：D4 .2013年6月20日上午10时，中国载人航天史上的首堂太空授课开讲.航天员做了一个有趣实验：T形支架上，用细绳拴着一颗明黄色的小钢球.航天员王亚平用手指沿切线方向轻推小球，可以看到小球在拉力作用下在某一平面内做圆周运动.从电视画面上可估算出细纯长度大约为32cm,小球2s转动一圈.由此可知王亚平使小球沿垂直细绳方向获得的速度为（）A.0.1m/sB.0.5m/sC

4、.1m/sD.2m/s解析：在太空完全失重的环境下，小球在细绳的拉力作用下在某一平面内做匀速圆周运动.小球做匀速圆周运动的周长为s=2ttR=27tx0.32m=2m,由s=vT可得小球做匀速圆周运动的速度为v=s/T=1m/s,选项C正确.答案：C5 .自行车的小齿轮A大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径R=4即R=8R,如图所示.正常骑行时三轮边缘的向心加速度之比aA：aB：aC等于（）A.1：1：8B.4：1：4C.4：1：32D,1：2：4.，.VaR1fi）A解析：因为A、C的角速度相同，AB的线速度大小相同，所以一=石=屋一VCRD8BBR4=r=1,故aAaB.aC=

5、aVa.bVb.cVc=4-1-32.答案：C6 .如图所示，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：物块受重力、支持力、指向圆心的摩擦力作用，合力不为零，选项.错误，选项B正确.由Fn=mm2知，当角速度一定时，物块到转轴的距离越远，一一,4九2其所需向心力越大，越易脱离圆盘，选项C错误；由Fn=m知，当它到转轴的距离一定时，周期越小，其所需向心力越大，越易脱离圆盘，故选项D错误.答案：B7 .如

6、图所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细纯系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（）A.纯的张力可能为零B.桶对物块的弹力有可能为零C.随着转动的角速度增大，绳的张力保持不变D.随着转动的角速度增大，纯的张力一定增大解析：当物块随圆桶做圆周运动时，绳的拉力的竖直分力与物块的重力保持平衡，因此纯的张力为一定值，且不可能为零，A、D项错误，C项正确；当纯的水平分力提供向心力的时候，桶对物块的弹力恰好为零，B项正确.答案：BC8 .如图所示，半径为R的光滑圆形轨道竖直固定放置，小球m在圆形轨道内侧做圆周运动，对于半径R不同的圆形轨道，小球m通

7、过轨道最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力.卜列说法中正确的是（）A.半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越大B,半径R越大，小球通过轨道最高点时的速度越小C.半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越大D.半径R越大，小球通过轨道最低点时的角速度越小2解析：小球通过最高点时都恰好与轨道间没有相互作用力，则在最高点mg=噌,R即V0=V6R选项A正确而B错误；由动能定理得，小球在最低点的速度为v=，5K,则最低点时的角速度为=R=1/R，选项D正确而C错误.答案：AD9 .如图所示，竖直放置的螺旋形光滑轨道是圆形光滑轨道相切而成的，P、Q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进

8、入轨道，且能过轨道最高点P,则下列说法中正确的是（）A.轨道对小球不做功，小球通过P点的角速度小于通过Q点的角速度B.轨道对小球做正功，小球通过P点的线速度大于通过Q点的线速度C.小球通过P点时的向心加速度大于通过Q点时的向心加速度D.小球通过P点时对轨道的压力小于通过Q点时对轨道的压力解析：由机械能守恒可知，P点的速度小于Q点的速度，即Vp<Vq,且p>Pq.由于轨道弹力方向始终与小球的速度垂直，所以轨道对小球不做功；由v=rco-vv2知，=，由于vp<vQ而r。>rQ，所以p<Q,A对，B错；向心加速度an=1，可知anP<anQ,C错；而在P、Q点时

9、,2mvm什Fn=ma,所以Fnp<Fnq,D对.答案：AD10 .铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的.弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差h的设计不仅与r有关.还与火车在弯道上的行驶速度v有关.下列说法正确的是()A.速率v一定时，r越小，要求h越大B.速率v一定时，r越大，要求h越大C.半径r一定时，v越小，要求h越大D.半径r一定时，v越大，要求h越大2mv厂0=,且r，解析：火车转弯时，圆周平面在水平面内，火车以设计速率行驶时，向心力刚好由重力G与轨道支持力Fn的合力来提供，如图所示，则有mganhtan8=sin0=0其中L为轨间距，是定值，有hmv、m=-,通过分析可

10、知A、D正确.答案：AD二、非选择题11 .如图所示，有一长为L的细线，细线的一端固定在。点，另一端拴一质量为m的小球.现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动.已知水平地面上的C点位于。点正下方，且到。点的距离为1.9L.不计空气阻力.7用5yz3sh>vzQ>5”.一C(1)求小球通过最高点A时的速度va；(2)若小球通过最低点B时，细线对小球的拉力Ft恰好为小球重力的6倍，且小球经过B点的瞬间细线断裂，求小球的落地点到C点的距离.解析：(1)若小球恰好能做完整的圆周运动，则小球通过A点时细线的拉力刚好为零，根据向心力公式有vAmg=解得va=gL.(2)小球在B点时，根据牛顿

11、第二定律有2VBFtmg=mL其中Ft=6mg解得小球在b点的速度大小为VB=y5gL细线断裂后，小球从B点开始做平抛运动，则由平抛运动的规律得、，12竖直方向上：1.9LL=gt水平方向上：x=VBt解得x=3L即小球落地点到C点的距离为3L.答案：(1)gL(2)3L12 .如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB圆半径比细管的内径大得多)和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上，已知APB部分的半径R=1.0mBC段长L=1.5m,弹射装置将一个小球(可视为质点)以V0=5m/s的水平初速度从A点射入轨道，小球从C点离开轨道随即水平抛出，落地点D距离C点的水平距离x=2.0m,不计空气阻力，g取10m/s2.求：(1)小球在半圆轨道上运动的角速度和加速度a的大小;(2)小球从A点运动到C点的时间t;桌子的高度h.解析：(1)小球在半圆轨道上运动的角速度为v05=z6rad/s=5rad/sR1.0V252.2一，2加速度为a=R=18m/s=25m/s(2)小球从A运动到B的时间为