2020屆高考物理 專項(xiàng)精練精析二十三

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1、 (本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以活頁形式分冊(cè)裝訂！) 一、選擇題 1．建造在公路上的橋梁大多是凸形橋，較少是水平橋，更沒有凹形橋，其主要原因是(　　) A．為的是節(jié)省建筑材料，以減少建橋成本 B．汽車以同樣速度通過凹形橋時(shí)對(duì)橋面的壓力要比水平或凸形橋的壓力大，故凹形橋易損壞 C．可能是建造凹形橋技術(shù)上特別困難 D．無法確定 答案：　B 2．下圖是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時(shí)的情形．轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個(gè)最大安全速度，若超過此速度，摩托車將發(fā)生滑動(dòng)．對(duì)于摩托車滑動(dòng)的問題，下列論述正確的是(　　) A．摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用 B．摩托車所受外力的合

2、力小于所需的向心力 C．摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去 D．摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去 解析：　本題考查圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和離心現(xiàn)象．摩托車只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，沒有離心力，A項(xiàng)錯(cuò)誤；摩托車正確轉(zhuǎn)彎時(shí)可看做是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受的合力等于向心力，如果向外滑動(dòng)，說明提供的向心力即合力小于需要的向心力，B項(xiàng)正確；摩托車將在沿線速度方向與半徑向外的方向之間做離心曲線運(yùn)動(dòng)，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：　B 3.如右圖所示是自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖，其中Ⅰ是半徑為r1的大齒輪，Ⅱ是半徑為r2的小齒輪，Ⅲ是半徑為r3的后輪，假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n r/s，則自行車前進(jìn)的速度為(　　)

3、 A.　　　　　　　 B. C. D. 解析：　前進(jìn)速度即為Ⅲ輪的線速度，由同一個(gè)輪上的角速度相等，同一條線上的線速度相等可得：ω1r1＝ω2r2，ω3＝ω2，再有ω1＝2πn，v＝ω3r3，所以v＝. 答案：　C 4.質(zhì)量為m的石塊從半徑為R的半球形的碗口下滑到碗的最低點(diǎn)的過程中，如果摩擦力的作用使得石塊的速度大小不變，如右圖所示，那么(　　) A．因?yàn)樗俾什蛔?，所以石塊的加速度為零 B．石塊下滑過程中受的合外力越來越大 C．石塊下滑過程中受的摩擦力大小不變 D．石塊下滑過程中的加速度大小不變，方向始終指向球心 解析：　由于石塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，只存在向心加速度，大小不

4、變，方向始終指向球心，D對(duì)，A錯(cuò)；由F合＝F向＝ma向知合外力大小不變，B錯(cuò)；又因石塊在運(yùn)動(dòng)方向(切線方向)上合力為零，才能保證速率不變，在該方向重力的分力不斷減小，所以摩擦力不斷減小，C錯(cuò)． 答案：　D 5.2020年4月28日凌晨，山東境內(nèi)發(fā)生兩列列車相撞事故，造成了大量人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失．引發(fā)事故的主要原因是其中一列列車轉(zhuǎn)彎時(shí)超速行駛．如右圖所示，是一種新型高速列車，當(dāng)它轉(zhuǎn)彎時(shí)，車廂會(huì)自動(dòng)傾斜，提供轉(zhuǎn)彎需要的向心力；假設(shè)這種新型列車以360 km/h的速度在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎，彎道半徑為1.5 km，則質(zhì)量為 75 kg的乘客在列車轉(zhuǎn)彎過程中所受到的合外力為(　　) A．500 N　　　

5、　　　　　 B．1 000 N C．500 N D．0 解析：　360 km/h＝100 m/s，乘客在列車轉(zhuǎn)彎過程中所受的合外力提供向心力F＝＝75× N＝500 N. 答案：　A 6.2020年2月16日，在加拿大城市溫哥華舉行的第二十一屆冬奧會(huì)花樣滑冰雙人自由滑比賽落下帷幕，中國選手申雪、趙宏博獲得冠軍．如右圖所示，如果趙宏博以自己為轉(zhuǎn)動(dòng)軸拉著申雪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．若趙宏博的轉(zhuǎn)速為30 r/min，手臂與豎直方向夾角為60°，申雪的質(zhì)量是50 kg，她觸地冰鞋的線速度為4.7 m/s，則下列說法正確的是(　　) A．申雪做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為2π rad/s B．申雪觸地冰鞋

6、做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑約為2 m C．趙宏博手臂拉力約是850 N D．趙宏博手臂拉力約是500 N 解析：　申雪做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度即趙宏博轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度．則ω＝30r/min＝30×2π/60 rad/s＝πrad/s，由v＝ωr得：r＝1.5 m，A、B均錯(cuò)誤；由Fcos30°＝mrω2解得F＝850 N，C正確，D錯(cuò)誤． 答案：　C 7.(2020·湖南三十二校)如右圖所示，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(　　) A．2 m/

7、s B．2 m/s C．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：mv＝mv＋2mgLsin α，解得vB＝2m/s，即C選項(xiàng)正確． 答案：　C 8．汽車甲和汽車乙質(zhì)量相等，以相等速率沿同一水平彎道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，甲車在乙車的外側(cè)．兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙．以下說法正確的是(　　) A．Ff甲小于Ff乙 B．Ff甲等于Ff乙 C．Ff甲大于Ff乙 D．Ff甲和Ff乙大小均與汽車速率無關(guān) 解析：　本題重點(diǎn)考查的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力的知識(shí)．根據(jù)題中的條件可知，兩車在水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則

8、地面對(duì)車的摩擦力來提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則F向＝Ff，又有向心力的表達(dá)式F向＝，因?yàn)閮绍嚨馁|(zhì)量相同，兩車運(yùn)行的速率相同，因此軌道半徑大的車的向心力小，即摩擦力小，A正確． 答案：　A 9.如右圖所示，某游樂場(chǎng)有一水上轉(zhuǎn)臺(tái)，可在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿半徑方向面對(duì)面手拉手坐著甲、乙兩個(gè)小孩，假設(shè)兩小孩的質(zhì)量相等，他們與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩小孩剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，某一時(shí)刻兩小孩突然松手，則兩小孩的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) A．兩小孩均沿切線方向滑出后落入水中 B．兩小孩均沿半徑方向滑出后落入水中 C．兩小孩仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)而落入水中 D．甲仍隨圓盤

9、一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，乙發(fā)生滑動(dòng)最終落入水中 解析：　在松手前，甲、乙兩小孩做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力均由靜摩擦力及拉力的合力提供的，且靜摩擦力均達(dá)到了最大靜摩擦力．因?yàn)檫@兩個(gè)小孩在同一個(gè)圓盤上轉(zhuǎn)動(dòng)，故角速度ω相同，設(shè)此時(shí)手中的拉力為FT，則對(duì)甲：Ffm－FT＝mω2R甲．對(duì)乙：FT＋Ffm＝mω2R乙，當(dāng)松手時(shí)，F(xiàn)T＝0，乙所受的最大靜摩擦力小于所需要的向心力，故乙做離心運(yùn)動(dòng)，然后落入水中．甲所受的靜摩擦力變小，直至與它所需要的向心力相等，故甲仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確． 答案：　D 10.如右圖所示兩段長均為L的輕質(zhì)線共同系住一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端分別固定在等高的A、B兩點(diǎn)，A

10、、B兩點(diǎn)間距也為L，今使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速率為v，兩段線中張力恰好均為零，若小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速率為2v，則此時(shí)每段線中張力大小為(　　) A.mg B．2mg C．3mg D．4mg 解析：　當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)速率為v時(shí)，有mg＝m，當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)速率為2v時(shí)，應(yīng)有F＋mg＝m＝4mg，所以F＝3mg，此時(shí)最高點(diǎn)各力如圖所示，所以FT＝mg，A正確． 答案：　A 二、非選擇題 11．(2020·全國Ⅰ卷)如圖甲是利用激光測(cè)轉(zhuǎn)速的原理示意圖，圖中圓盤可繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，盤邊緣側(cè)面上有一小段涂有很薄的反光材料．當(dāng)盤轉(zhuǎn)到某一位置時(shí)，接收器可以接收到反光涂層

11、所反射的激光束，并將所收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，在示波器顯示屏上顯示出來(如圖乙所示)． (1)若圖乙中示波器顯示屏上橫向的每大格(5小格)對(duì)應(yīng)的時(shí)間為5.00×10－2s，則圓盤的轉(zhuǎn)速為____________轉(zhuǎn)/s.(保留3位有效數(shù)字) (2)若測(cè)得圓盤直徑為10.20 cm，則可求得圓盤側(cè)面反光涂層的長度為________cm.(保留3位有效數(shù)字) 解析：　(1)從圖乙可知圓盤轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間在橫坐標(biāo)上顯示22格，由題意知圖乙中橫坐標(biāo)上每小格表示1.00×10－2 s，所以圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的周期是0.22 s，則轉(zhuǎn)速為4.55 轉(zhuǎn)/s. (2)反光引起的電流圖象在圖乙中的橫坐標(biāo)上每次一小

12、格，說明反光涂層的長度占圓盤周長的，為＝ cm＝1.46 cm. 答案：　(1)4.55　(2)1.46 12．如下圖是利用傳送帶裝運(yùn)煤塊的示意圖．其中，傳送帶足夠長，傾角θ＝37°，煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.8，傳送帶的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪半徑相等，主動(dòng)輪軸頂端與運(yùn)煤車底板間的豎起高度H＝1.8 m，與運(yùn)煤車車箱中心的水平距離x＝1.2 m．現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)主動(dòng)輪時(shí)隨輪一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．要使煤塊在輪的最高點(diǎn)水平拋出并落在車箱中心，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： (1)傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速度v及主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的半徑R； (2)煤塊在傳送帶上由靜止開始加速至與傳送帶速度相同所經(jīng)過的時(shí)間t0. 解析：　(1)由平拋運(yùn)動(dòng)的公式，得 x＝vt H＝gt2 代入數(shù)據(jù)解得v＝2 m/s 要使煤塊在輪的最高點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，則煤塊到達(dá)輪的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)輪的壓力為零，由牛頓第二定律，得mg＝m 代入數(shù)據(jù)得R＝0.4 m. (2)由牛頓第二定律F＝ma得a＝＝μgcos θ－gsin θ ＝0.4 m/s2 由v＝v0＋at0得t0＝＝5 s. 答案：　(1)2 m/s　0.4 m　(2)5 s