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1、2022年高考物理总复习 课时配套作业15 新人教版必修21(xx菏泽检测)在一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人就会双眼紧盯着树梢，根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤从物理知识的角度来解释，以下说法正确的是()A树木开始倒下时，树梢的角速度较大，易于判断B树木开始倒下时，树梢的线速度最大，易于判断C树木开始倒下时，树梢的向心加速度较大，易于判断D伐木工人的经验缺乏科学依据解析树木倒下时树干上各部分的角速度相同，半径越大其线速度越大，B项正确答案 B2(xx浦东模拟)如图所示，正在匀速转动的水平转盘上固定有三个可视为质点的小物块A、B、C，它们的
2、质量关系为mA2mB2mC，到轴O的距离关系为rC2rA2rB.下列说法中正确的是()AB的角速度比C小BA的线速度比C大CB受到的向心力比C小DA的向心加速度比B大解析正在匀速转动的水平转盘上固定有三个可视为质点的小物块A、B、C，它们的角速度相同，A错；由vr可知，C的线速度最大，B错；由a2r可知，C的向心加速度最大，A、B向心加速度相同，D错；由Fm2r可知，B受到的向心力比C小，所以答案选C.答案 C3(xx济宁联考)如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点，这三点所在处半径rArBrC，则这三点的向心加速度aA、aB、aC的关系是()AaAaBaC BaCaAaB
3、CaCaAaA解析皮带传动不打滑，A点与B点线速度大小相同，由a得a，所以aAaC，所以aCaAaB，可见选项C正确答案 C4(xx东北三校联考)如右图所示，在绕中心轴OO转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动在圆筒的角速度逐渐增大的过程中，物体相对圆筒始终未滑动，下列说法中正确的是()A物体所受弹力逐渐增大，摩擦力大小一定不变B物体所受弹力不变，摩擦力大小减小了C物体所受的摩擦力与竖直方向的夹角不为零D物体所受弹力逐渐增大，摩擦力大小可能不变解析在圆筒的角速度逐渐增大的过程中，物体相对圆筒始终未滑动，则摩擦力的竖直分量与重力平衡，切线分量与速度方向相同，使物体速度增加，所以物体所受的摩擦力
4、与竖直方向的夹角不为零，C正确；物体的向心力由弹力提供，随着速度增加，向心力增加，物体所受弹力逐渐增大，如果圆筒的角速度均匀增加，则摩擦力大小不变，A、B错误，D正确答案 CD5(xx安徽联考)摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，如右图所示当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，抵消离心力的作用；行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样假设有一超高速列车在水平面内行驶，以360 km/h的速度拐弯，拐弯半径为1 km，则质量为50 kg的乘客，在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力为(g取10 m/s2)()A500 N B1000 NC500 N D0解
5、析乘客所需的向心力：Fm500 N，而乘客的重力为500 N，故火车对乘客的作用力大小为500N，C正确答案 C6无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝纲管已知管状模型内壁半径R，则下列说法正确的是()A铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上B模型各个方向上受到的铁水的作用力相同C若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力D管状模型转动的角速度最大为 解析A中在惯性参考系中物体不受离心力作用，A错；模型最下部受到铁水的作用力最大，最上
6、方受到的作用力最小，B错误；最上部的铁水如果恰好不离开模型内壁，则重力提供向心力，由mgm2R可得 ，故管状模型转动的角速度至少为 ，C正确，D错误答案 C7(xx西城区月考)英国特技演员史蒂夫特鲁加里亚曾飞车挑战世界最大环形车道如右图所示，环形车道竖直放置，直径达12 m，若汽车在车道上以12 m/s恒定的速率运动，演员与汽车的总质量为1000 kg，重力加速度g取10 m/s2，则()A汽车通过最低点时，演员处于超重状态B汽车通过最高点时对环形车道的压力为1.4104 NC若要挑战成功，汽车不可能以低于12 m/s的恒定速率运动D汽车在环形车道上的角速度为1 rad/s解析因为汽车通过最低
7、点时，演员具有向上的加速度，故处于超重状态，A正确；由可得汽车在环形车道上的角速度为2 rad/s，D错误；由mgm可得v07.7 m/s，C错误；由mgFm可得汽车通过最高点时对环形车道的压力为1.4104N，B正确答案 AB8.在一根竖直硬质细杆的顶端O用铰链连接两根轻杆，轻杆的下端分别固定两个金属小球当发动机带动竖直硬质细杆运动时，两个金属球可在水平面上做匀速圆周运动，如图所示，设与金属球连接的两轻杆的长度均为l，两金属球的质量均为m.各杆的质量均可忽略不计当发动机加速运转时，轻杆与竖直杆的夹角从30增加到60，忽略各处的摩擦和阻力，求这一过程中速度变为原来的多少倍解析由题意，当轻杆与竖
8、直杆夹角为30时，金属球做圆周运动，有：mgtan30m，R1lsin30，所以v1 同理，当轻杆与竖直杆夹角为60时，有：mgtan60m，R2lsin60，所以v2 故.答案 9(xx上海虹口期末)某机器内有两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘A，B，A盘固定一个信号发射装置P，能持续沿半径向外发射红外线，P到圆心的距离为28 cm.B盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置Q，Q到圆心的距离为16 cm.P，Q转动的线速度相同，都是4 m/s.当P，Q正对时，P发出的红外线恰好进入Q的接收窗口，如下图所示，则Q每隔一定时间就能接收到红外线信号，这个时间的最小值应为()A0.56 sB0.28
9、 sC0.16 sD0.07 s解析P转动的周期TP0.14 s，Q转动的周期TQ0.08 s，设这个时间的最小值为t，t必须是二者周期的最小公倍数，解得t0.56 s，选项A正确答案 A10(xx江西重点中学联考)如右图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆C和D上，质量为ma的a球置于地面上，质量为mb的b球从水平位置静止释放当b球摆过的角度为90时，a球对地面压力刚好为零，下列结论正确的是()Amamb31Bmamb21C若只将细杆D水平向左移动少许，则当b球摆过的角度为小于90的某值时，a球对地面的压力刚好为零D若只将细杆D水平向左移动少许
10、，则当b球摆过的角度仍为90时，a球对地面的压力刚好为零解析设D杆到球b的距离为r，球b运动到最低点时的速度大小为v，则mbgrmv2，magmbg，可得ma3mb，所以选项A正确，B错误；若只将细杆D水平向左移动少许，设D杆到球b的距离变为R，当b球摆过的角度为时，a球对地面的压力刚好为零，此时速度为v，如右图所示，则mbgRsinmv2,3mbgmbgsin，可得90，所以选项C错误，D正确本题答案为AD.答案 AD11(xx南师附中月考)“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，球却不会掉落地上现
11、将太极球简化成如下图所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动的图中的A，B，C，D位置时球与板间无相对运动趋势A为圆周的最高点，C为最低点，B，D与圆心O等高设球的重力为1 N，不计拍的重力求：(1)健身者在C处所需施加的力比在A处大多少？(2)设在A处时健身者需施加的力为F，当球运动时B，D位置时，板与水平方向需有一定的夹角，请作出tanF的关系图象解析(1)设球运动的线速度为v，半径为R，则在A处时Fmgm，在C处时Fmgm，由式得FFF2mg2 N.(2)在A处时健身者需施加的力为F，球做匀速圆周运动的向心力F向Fmg，在B处不受摩擦力作用，受力
12、分析如右图所示，则tanF1.作出的tanF的关系图象如右图所示答案 (1)2 N(2)见解析12如下图所示，V形细杆AOB能绕其对称轴OO转动，OO沿竖直方向，V形杆的两臂与转轴间的夹角均为45.两质量均为m0.1 kg的小环，分别套在V形杆的两臂上，并用长为L1.2 m、能承受最大拉力Fmax4.5 N的轻质细线连结，环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力为0.2倍当杆以角速度转动时，细线始终处于水平状态，取g10 m/s2.(1)求杆转动角速度的最小值；(2)将杆的角速度从(1)问中求得的最小值开始缓慢增大，直到细线断裂，写出此过程中细线拉力随角速度变化的函数关系式；(3)求第(2)问过程
13、中杆对每个环所做的功解析(1)杆的角速度最小时，摩擦力fmax沿杆向上，建立坐标系，水平方向为x轴，竖直方向为y轴，则竖直方向受力平衡FNsin45fmaxcos45mg，水平方向合力提供向心力：FNcos45fmaxsin45mr，且fmax0.2FN，r，110/33.33 rad/s.(2)当角速度增大，fmax沿杆向下时，竖直方向有，FNsin45fmaxcos45mg，水平方向；FNcos45fmaxsin45mr，25 rad/s.当细线拉力刚达到最大时，有FNsin 45fmaxcos45mg，FNcos45fmaxsin45Fmaxmr，310 rad/s.F拉(3)根据动能定理，有Wm(3r)2m(1r)2，W1.6 J.答案 (1)3.33 rad/s(2)F拉(3)1.6 J
