《2019届高三物理人教版一轮作业：第四章 第3讲 圆周运动 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019届高三物理人教版一轮作业：第四章 第3讲 圆周运动 （10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课时作业 单独成册 方便使用 基础题组 一、单项选择题 1.在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅 111 m 的短道 竞赛运动员比赛过程中在通过弯道时如果不能很好地控制 速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线图中圆弧虚线 Ob 代表弯道，即正常运动路线，Oa 为运动员在 O 点时的速度 方向(研究时可将运动员看成质点)下列论述正确的是( ) A发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心 B发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力 C若在 O 点发生侧滑，则滑动的方向在 Oa 左侧 D若在 O 点发生侧滑，则滑动的方向在 Oa 右侧与 Ob 之间 解析：运动员发生侧滑是因为运动员受到指向圆
2、心的合力小于所需要的向心力， A、B 错误若在 O 点发生侧滑，如果向心力突然消失，则沿切线 Oa 运动，而 现在是由于所提供的向心力小于所需要的向心力，因此滑动的方向在 Oa 与 Ob 之间，D 正确 答案：D 2如图是自行车传动结构的示意图，其中是半径为 r1的大齿轮，是半径 为 r2的小齿轮，是半径为 r3的后轮假设脚踏板的转速为 n，则自行车前进 的速度为( ) A. B. 2nr1r3 r2 nr2r3 r1 C. D. nr1r3 r2 2nr2r3 r1 解析：前进速度即为轮的线速度，由同一个轮上的点角速度相等，同一链条 上的点线速度大小相等可得：1r12r2，32，又有 12n
3、，v3r3， 所以 v，A 正确 2nr1r3 r2 答案：A 3.如图所示，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中 ABC 是以 O 为圆心的一段圆弧，位于竖直平面内现有一小 球从一水平桌面的边缘 P 点向右水平飞出，该小球恰好 能从 A 点沿圆弧的切线方向进入圆轨道OA 与竖直方向 的夹角为 1，PA 与竖直方向的夹角为 2.下列关系式正确的是( ) Atan 1tan 22 Bcot 1tan 22 Ccot 1cot 22 Dtan 1cot 22 解析：小球在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，小 球在 A 点时速度与水平方向的夹角为 1，tan 1，位移与竖直方向的夹
4、vy v0 gt v0 角为 2，tan 2 ，则 tan 1tan 22.故 A 正确，B、C、D 错误 x y v0t 1 2gt2 2v0 gt 答案：A 4.(2018安徽合肥高三模拟)如图所示，在粗糙水平木板上放一个 物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆 周运动，ab 为水平直径，cd 为竖直直径，在运动过程中木板始 终保持水平，物块相对木板始终静止，则( ) A物块始终受到三个力作用 B只有在 a、b、c、d 四点，物块受到合外力才指向圆心 C从 a 到 b，物块所受的摩擦力先增大后减小 D从 b 到 a，物块处于超重状态 解析：在 c 点处，物块可能只受重力作用
5、，在 d 点处，物块只受重力和支持力 作用，在其他位置处，物块受到重力、支持力、静摩擦力作用，选项 A 错误； 物块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，且始终指向圆心，选项 B 错误；从 a 运动到 b，向心力的水平分量先减小后增大，所以摩擦力先减小后增大，选项 C 错误；从 b 运动到 a，向心加速度有向上的分量，所以物块处于超重状态， 选项 D 正确 答案：D 5.如图所示，长为 L 的细绳一端固定在 O 点，另一端拴住一 个小球在 O 点的正下方与 O 点相距的地方有一枚与竖 2L 3 直平面垂直的钉子 A.把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静 止开始释放，当细绳碰到钉子后的瞬间(细绳没有断
6、)，下列说法中正确的是( ) A小球的向心加速度突然增大到原来的 3 倍 B小球的线速度突然增大到原来的 3 倍 C小球的角速度突然增大到原来的 1.5 倍 D细绳对小球的拉力突然增大到原来的 1.5 倍 解析：细绳碰到钉子的瞬间，线速度不变，B 错误圆周运动的半径由 L 变为 ， L 3 由 a知，a 增大到原来的 3 倍，A 正确根据 vr 知，角速度 增大到 v2 r 原来的 3 倍，C 错误细绳碰到钉子前瞬间 Tmgm，碰后瞬间 v2 L Tmgm，再根据机械能守恒有 mgL mv2，由此可得 T T，D 错 v2 L 3 1 2 7 3 误 答案：A 二、多项选择题 6.(2018安
7、徽皖江名校高三模拟)摩擦传动是传动装置中的 一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦 力传动，其中 O、O分别为两轮盘的轴心，已知两个轮 盘的半径之比 r甲r乙31，且在正常工作时两轮盘不打滑今在两轮盘上 分别放置两个同种材料制成的滑块 A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同， 两滑块距离轴心 O、O的间距 RA2RB.若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来， 且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是( ) A滑块 A 和 B 在与轮盘相对静止时，角速度之比为 甲乙13 B滑块 A 和 B 在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为 aAaB29 C转速增加后滑块 B 先发生滑动 D转速增加后两滑块一
8、起发生滑动 解析：假设轮盘乙的半径为 R，由题意可知两轮盘边缘的线速度大小相等，有 甲(3R)乙R，得 甲乙13，所以滑块相对轮盘滑动前，A、B 的角 速度之比为 13，A 正确；滑块相对轮盘滑动前，根据 a2r 得 A、B 的向心 加速度之比为 aAaB29，B 正确；据题意可得滑块的最大静摩擦力分别为 fAmAg，fBmBg，最大静摩擦力之比为 fAfBmAmB，滑块相对轮盘滑动 前所受的静摩擦力之比为 fAfB(mAaA)(mBaB)mA(4.5 mB)，综上分析 可得滑块 B 先达到最大静摩擦力，先开始滑动，C 正确，D 错误 答案：ABC 7.(2018江苏如皋质检)质量为 m 的小
9、球由轻绳 a 和 b 分别系于 一轻质细杆的 A 点和 B 点，如图所示，绳 a 与水平方向成 角，绳 b 在水平方向且长为 l，当轻杆绕轴 AB 以角速度 匀 速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( ) Aa 绳的张力不可能为零 Ba 绳的张力随角速度的增大而增大 C当角速度 2，b 绳将出现弹力 g ltan D若 b 绳突然被剪断，则 a 绳的弹力一定发生变化 解析：对小球受力分析可得 a 绳的弹力在竖直方向的分力平衡了小球的重力， 解得 Ta，为定值，A 正确，B 错误当 Tacos m2l，即 时， mg sin g ltan b 绳的弹力为零，若角速度大于该值
10、，则 b 绳将出现弹力，C 正确由于 b 绳 可能没有弹力，故 b 绳突然被剪断，a 绳的弹力可能不变，D 错误 答案：AC 8.如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径 r0.4 m，最低点处有一小球(半径比 r 小很多)，现给小球一水平向右的初速度 v0，要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足(g 取 10 m/s2)( ) Av00 Bv04 m/s Cv02 m/s Dv02 m/s 52 解析：要使小球不脱离轨道运动，则需越过最高点或不越过四分之一圆周越 过最高点的临界情况：mg，得 v2 m/s，由动能定理得 mv2 rgr mg2r mv2 mv ，解得 v02 m
11、/s；若不通过四分之一圆周，根据机械 1 2 1 22 05 能守恒定律有 mgr mv ，解得 v02 m/s.所以 v2 m/s 或 v2 m/s 均 1 22 0252 符合要求，C、D 正确，A、B 错误 答案：CD 能力题组 一、选择题 9.如图所示，细绳长为 L，挂一个质量为 m 的小球，小球离地面 的高度 h2L，当绳受到大小为 2mg 的拉力时就会断裂，绳的上 端系一质量不计的环，环套在光滑水平杆上现让环与小球一起 以速度 v向右运动，在 A 处环被挡住而立即停止，A 离墙的 gL 水平距离也为 L，小球在以后的运动过程中，小球第一次碰撞点离墙角 B 点的 距离是 H(不计空气
12、阻力)，则( ) AH L BH L 1 2 5 3 CH L DH L 2 3 3 2 解析：环被 A 挡住时，小球做圆周运动，受到重力和绳子的拉力作用，两者的 合力充当向心力，故有 Tmgm，因为 v，代入解得 T2mg，故绳 v2 LgL 子会断开，断开之后小球做平抛运动，设小球直接落地，则 h gt2，小球的水 1 2 平位移 xvt2LL，所以小球先与墙壁碰撞设小球平抛后经时间 t与墙 壁碰撞，则 t ，小球下落高度 h gt2 ，碰撞点距 B 的距离 L v L g 1 2 L 2 H2L L，故 D 正确 L 2 3 2 答案：D 10.(多选)(2018湖南长沙高三联考)如图所
13、示，质量为 m 的小球在竖 直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的有( ) A小球通过最高点的速度可能小于 gR B小球通过最低点时对轨道的压力大小等于小球的重力 C小球在水平线 ab 以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 D小球在水平线 ab 以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力 解析：小球在光滑圆形管道内做圆周运动，只受重力和弹力，两者的合力提供 向心力小球通过最高点时，速度可以无限接近于零，选项 A 正确；小球通过 最低点时，受到重力和弹力，两者合力提供向心力，有 Nmgm，选项 B v2 R 错误；小球在水平线 ab 以下管道中运动时，受到重力和弹力，合力沿半
14、径方向 的分力提供向心力，由于重力有背离圆心的分量，所以弹力一定指向圆心，因 此外侧管壁必然对小球有作用力，选项 C 正确；同理，小球在水平线 ab 以上 管道中运动时，由于重力有指向圆心的分量，所以弹力可以背离圆心，也可以 指向圆心，选项 D 错误 答案：AC 11.如图，在竖直平面内，直径为 R 的光滑半圆轨道 和半径为 R 的光滑四分之一圆轨道水平相切于 O 点O 点在水平地面上可视为质点的小球从 O 点 以某一初速度进入半圆，刚好能通过半圆的最高点 A，从 A 点飞出后落在四分之一圆轨道上的 B 点，不计空气阻力，g 取 10 m/s2，则 B 点与 O 点的竖直高度差为( ) A.
15、B. 3 5R 2 3 5R 2 C. D. 3 5R 10 3 5R 10 解析：小球刚好通过 A 点，则在 A 点重力提供向心力，则有 mgm，解得 v2 R 2 v，从 A 点抛出后做平抛运动，则水平方向的位移 xvt，竖直方向的位 gR 2 移 h gt2，根据几何关系有 x2h2R2，解得 h，B 点与 O 点的竖 1 2 51R 2 直高度差 RhR，故 A 正确，B、C、D 错误 51R 2 3 5R 2 答案：A 二、非选择题 12.(2018陕西西安质检)某工厂生产流水线示意图如图 所示，半径 R1 m 的水平圆盘边缘 E 点固定一小桶， 在圆盘直径 DE 正上方平行放置的水平传送带沿顺时针 方向匀速转动，传送带右端 C 点与圆盘圆心 O 在同一 竖直线上，竖直高度 h1.25 mAB 为一个与 CO 在同一竖直平面内的四分之 一光滑圆轨道，半径 r0.45 m，且与水平传送带相切于 B 点一质量 m0.2 kg 的滑块(可视为质点)从 A 点由静止释放，滑块与传送带间的动摩擦因数 0.2，当滑块到达 B 点时，圆盘从图示位置以一定的角速度 绕通过圆心 O
