2020年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升 第四章 第三講 每課一測(cè)

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1、 [每課一測(cè)] 1．如圖1所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，拉力F發(fā)生變化，關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)情況的說法正確的是(　　) A．若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng) B．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng) 圖1 C．若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運(yùn)動(dòng) D．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPc做離心運(yùn)動(dòng) 解析：拉力消失后小球所受合力為零，故將沿切線Pa飛出，A正確；若拉力突然變小，拉力不足以提供所需向心力，球?qū)⒀厍€Pb做離心運(yùn)動(dòng)，B、D錯(cuò)；若拉力突然變大，拉力大于所需向心力，球?qū)⒀豍c做靠近圓心的運(yùn)動(dòng)，即近心運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)

2、。 答案：A 2．如圖2所示，甲、乙、丙三個(gè)輪子依靠摩擦傳動(dòng)，相互之間不打滑，其半徑分別為r1、r2、r3。若甲輪的角速度為ω1，則丙輪的角速度為(　　) A.　　　　　　　B. 圖2 C. D. 解析：本題相當(dāng)于皮帶輪的連接，各個(gè)輪邊緣的線速度大小相同。即v1＝ω1r1＝v2＝ω2r2＝v3＝ω3r3，故A選項(xiàng)正確。 答案：A 3．如圖3所示，小物體P放在水平圓盤上隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)于小物體所受摩擦力f的敘述正確的是(　　) A．f的方向總是指向圓心 B．圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)f＝0 C．在物體與軸O的距離一定的條件下，f跟圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度成正比

3、 圖3 D．在轉(zhuǎn)速一定的條件下，f跟物體到軸O的距離成正比 解析：如果圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，摩擦力充當(dāng)向心力，指向圓心，B錯(cuò)；若圓盤做變速圓周運(yùn)動(dòng)，摩擦力的一個(gè)分力充當(dāng)向心力，另一個(gè)分力充當(dāng)使小物體P加速或減速的力，摩擦力不指向圓心，A錯(cuò)；在轉(zhuǎn)速一定的條件下，f＝4π2mn2r＝mω2r，f跟物體到轉(zhuǎn)軸的距離成正比，但如果是變速圓周運(yùn)動(dòng)則沒有此關(guān)系，C錯(cuò)，D對(duì)。 答案：D 4．(2020·十堰模擬)在離心澆鑄裝置中，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)支承輪同向轉(zhuǎn)動(dòng)，管狀模型放在這兩個(gè)輪上靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖4所示，鐵水注入之后，由于離心作用，鐵水緊緊靠在模型的內(nèi)壁上，從而可得到密實(shí)的鑄件，澆鑄時(shí)

4、轉(zhuǎn)速不能過低，否則，鐵水會(huì)脫離模型內(nèi)壁，產(chǎn)生次品。已知管狀模型內(nèi)壁半徑為R，則管狀模型轉(zhuǎn)動(dòng)的最 圖4 角速度ω為(　　) A. B. C. D．2 解析：以管模內(nèi)最高點(diǎn)處的鐵水為研究對(duì)象，轉(zhuǎn)速最低時(shí)，重力提供向心力，由牛頓第二定律得：mg＝mω2R，解得：ω＝ 。只要最高點(diǎn)的鐵水不脫離模型內(nèi)壁，則其他位置的鐵水都不會(huì)脫離模型內(nèi)壁，故管狀模型轉(zhuǎn)動(dòng)的最低角速度ω為 ，因此A正確。 答案：A 5．長度不同的兩根細(xì)繩懸于同一點(diǎn)，另一端各系一個(gè)質(zhì)量相同的小球，使它們?cè)谕凰矫鎯?nèi)做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，如圖5所示，則有關(guān)兩個(gè)圓錐擺的物理量相同的是(　　) A．周期

5、 B．線速度的大小 圖5 C．向心力 D．繩的拉力 解析：設(shè)O到小球所在水平面的距離為h，對(duì)球進(jìn)行受力分析如圖所示，得F向＝F合＝mg·tanα＝m· h·tanα，解得T＝ ，故周期與α角無關(guān)，則選項(xiàng)A對(duì)，B、C錯(cuò)。又知F拉＝，故繩的拉力不同，選項(xiàng)D錯(cuò)。 答案：A 6．如圖6所示，在傾角為α＝30°的光滑斜面上，有一根長為L＝0.8 m的細(xì)繩，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m＝0.2 kg的小球，沿斜面做圓周運(yùn)動(dòng)，若要小球能通過最高點(diǎn)A，則小球在最低點(diǎn)B的最小速度是(　　) 圖6 A．2 m/s B．2 m/s C

6、．2 m/s D．2 m/s 解析：通過A點(diǎn)的最小速度為：vA＝＝2 m/s，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：mvB2＝mvA2＋2mgLsinα，解得vB＝2 m/s，即C選項(xiàng)正確。 答案：C 7．如圖7所示，長為r的細(xì)桿一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，使之繞另一端O在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速度v＝，物體在這點(diǎn)時(shí)(　　) A．小球?qū)?xì)桿的拉力是mg/2 圖7 B．小球?qū)U的壓力是 C．小球?qū)U的拉力是mg D．小球?qū)U的壓力是mg 解析：設(shè)在最高點(diǎn)，小球受桿的支持力FN，方向向上，則由牛頓第二定律得：mg－FN＝m，得出FN＝mg，故桿對(duì)

7、小球的支持力為mg，由牛頓第三定律知，小球?qū)U的壓力為mg，B正確。 答案：B 8．如圖8所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，則下列說法正確的是(　　) A．小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin＝ B．小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin＝0 圖8 C．小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定無作用力 D．小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力 解析：小球沿管上升到最高點(diǎn)的速度可以為零，故A錯(cuò)誤，B正確；小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由外側(cè)管壁對(duì)小球的作用力FN與球重力在背離圓心方向的

8、分力Fmg的合力提供向心力，即：FN－Fmg＝m，因此，外側(cè)管壁一定對(duì)球有作用力，而內(nèi)側(cè)壁無作用力，C正確；小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受管壁的作用力與小球速度大小有關(guān)，D錯(cuò)誤。 答案：BC 9．如圖9所示，某同學(xué)用硬塑料管和一個(gè)質(zhì)量為m的鐵質(zhì)螺絲帽研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)，將螺絲帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持豎直并沿水平方向做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則只要運(yùn)動(dòng)角速度大小合適，螺絲帽恰好不下滑。假設(shè)螺絲帽與塑料管間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，認(rèn)為最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦 圖9 力。則在該同學(xué)手轉(zhuǎn)動(dòng)塑料管使螺絲帽恰好不下滑時(shí)，下述分析正確的是(　　) A．螺絲帽受的重力與最大靜摩擦力

9、平衡 B．螺絲帽受到桿的彈力方向水平向外，背離圓心 C．此時(shí)手轉(zhuǎn)動(dòng)塑料管的角速度ω＝ D．若桿的轉(zhuǎn)動(dòng)加快，螺絲帽有可能相對(duì)桿發(fā)生運(yùn)動(dòng) 解析：由于螺絲帽做圓周運(yùn)動(dòng)過程中恰好不下滑，則豎直方向上重力與最大靜摩擦力平衡，桿對(duì)螺絲帽的彈力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有mg＝Ff＝μFN＝μmω2r，得ω＝ ，選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤；桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度增大時(shí)，桿對(duì)螺絲帽的彈力增大，最大靜摩擦力也增大，螺絲帽不可能相對(duì)桿發(fā)生運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案：A 10．質(zhì)量為m的小球由輕繩a、b分別系于一輕質(zhì)木架上的A和C點(diǎn)，繩長分別為la、lb，如圖10所示，當(dāng)輕桿繞軸BC以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在

10、水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩a在豎直方向，繩b在水平方向，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，繩b被燒斷的同時(shí)輕桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，則(　　) 圖10 A．小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) B．在繩b被燒斷瞬間，a繩中張力突然增大 C．若角速度ω較小，小球在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)擺動(dòng) D．繩b未被燒斷時(shí)，繩a的拉力大于mg，繩b的拉力為mω2lb 解析：根據(jù)題意，在繩b被燒斷之前，小球繞BC軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，豎直方向上受力平衡，繩a的拉力等于mg，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；繩b被燒斷的同時(shí)輕桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)小球具有垂直平面ABC向外的速度，小球?qū)⒃诖怪庇谄矫鍭BC的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，若ω較大

11、，則在該平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若ω較小，則在該平面內(nèi)來回?cái)[動(dòng)，故C正確，A錯(cuò)誤；繩b被燒斷瞬間，繩a的拉力與重力的合力提供向心力，所以拉力大于物體的重力，繩a中的張力突然變大了，B正確。 答案：BC 11.(2020·益陽模擬)質(zhì)點(diǎn)P以O(shè)為圓心做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖11所示，周期為T，當(dāng)P經(jīng)過圖中D點(diǎn)時(shí)，有一質(zhì)量為m的另一質(zhì)點(diǎn)Q受到力F的作用從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，為使P、Q兩質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的速度相同，則F的大小應(yīng)滿足什么條件？ 圖11 解析：速度相同包括速度大小相等和方向相同，由質(zhì)點(diǎn)P的旋轉(zhuǎn)情況可知，只有當(dāng)P運(yùn)動(dòng)到圓周的C點(diǎn)時(shí)，P、Q速度方向才相同，即質(zhì)點(diǎn)P轉(zhuǎn)過了(n＋)(

12、n＝0,1,2,3，…)周， 經(jīng)歷的時(shí)間為t＝(n＋)T(n＝0,1,2,3，…) P的速率為v＝ 在相同時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)Q做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，速度應(yīng)該達(dá)到v，由牛頓第二定律得a＝ 速度v＝at 由以上四式聯(lián)立解得F的大小應(yīng)滿足的條件為 F＝(n＝0,1,2,3，…)。 答案：F＝(n＝0,1,2,3，…) 12．如圖12所示，水平轉(zhuǎn)臺(tái)高1.25 m，半徑為0.2 m，可繞通過圓心處的豎直轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)臺(tái)的同一半徑上放有質(zhì)量均為0.4 kg的小物塊A、B(可看成質(zhì)點(diǎn))，A與轉(zhuǎn)軸間距離為0.1 m，B位于轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣處，A、B間用長0.1 m的細(xì)線相連，A、B與水平轉(zhuǎn)臺(tái)間最大靜摩擦力均為0.

13、54 N，g取10 m/s2。 (1)當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度達(dá)到多大時(shí)細(xì)線上出現(xiàn)張力？ 圖12 (2)當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度達(dá)到多大時(shí)A物塊開始滑動(dòng)？ (3)若A物塊恰好將要滑動(dòng)時(shí)細(xì)線斷開，此后轉(zhuǎn)臺(tái)保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求B物塊落地瞬間A、B兩物塊間的水平距離。(不計(jì)空氣阻力，計(jì)算時(shí)取π＝3) 解析：(1)由Ff＝mω2r可知，B先達(dá)到臨界狀態(tài)，故當(dāng)滿足Ffm