2016-2017學(xué)年高中物理第4章勻速圓周運(yùn)動(dòng)章末綜合測評(píng)魯科版必修.docx

章末綜合測評(píng)(第四章)(用時(shí)：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第17題只有一項(xiàng)符合題目要求，第810題有多項(xiàng)符合題目要求全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1(2016長沙高一檢測)對(duì)于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01360153】A其轉(zhuǎn)速與角速度成反比，其周期與角速度成正比B運(yùn)動(dòng)的快慢可用線速度描述，也可用角速度來描述C勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度保持不變D做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其加速度保持不變【解析】由公式2n可知，轉(zhuǎn)速和角速度成正比，由可知，其周期與角速度成反比，故A錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)的快慢可用線速度描述，也可用角速度來描述，所以B正確；勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小不變，但速度方向在變，所以C錯(cuò)誤；勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度大小不變，方向在變，所以D錯(cuò)誤【答案】B2如圖1所示，一輛卡車在水平路面上行駛，已知該車輪胎半徑為R，輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，關(guān)于各點(diǎn)的線速度大小下列說法錯(cuò)誤的是()圖1A相對(duì)于地面，輪胎與地面的接觸點(diǎn)的速度為0B相對(duì)于地面，車軸的速度大小為RC相對(duì)于地面，輪胎上緣的速度大小為RD相對(duì)于地面，輪胎上緣的速度大小為2R【解析】因?yàn)檩喬ゲ淮蚧鄬?duì)于地面，輪胎與地面接觸處保持相對(duì)靜止，該點(diǎn)相當(dāng)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸，它的速度為零，車軸的速度為R，而輪胎上緣的速度大小為2R，故選項(xiàng)A、B、D正確，C錯(cuò)誤【答案】C3一小球沿半徑為2 m的軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若周期T4 s，則() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01360154】A小球的線速度大小是0.5 m/sB經(jīng)過4 s，小球的位移大小為4 mC經(jīng)過1 s，小球的位移大小為2 mD若小球的速度方向改變了 rad，經(jīng)過時(shí)間一定為1 s【解析】小球的周期為T4 s，則小球運(yùn)動(dòng)的線速度為v，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；經(jīng)過4 s后，小球完成一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)后回到初始位置，位移為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；經(jīng)過1 s后，小球完成個(gè)圓周，小球的位移大小為sR2 m，選項(xiàng)C正確；圓周運(yùn)動(dòng)是周期性運(yùn)動(dòng)，若方向改變弧度，經(jīng)歷的時(shí)間可能為t(n1)(n1) s或t(n3)(n3) s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】C4. (2016沈陽高一檢測)蕩秋千是兒童喜愛的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)，當(dāng)秋千蕩到最高點(diǎn)時(shí)，小孩的加速度方向是圖2中的()圖2A豎直向下a方向B沿切線b方向C水平向左c方向D沿繩向上d方向【解析】如圖，將重力分解，沿繩子方向TGcos m，當(dāng)在最高點(diǎn)時(shí)，v0，故TGcos ，故合力方向沿G2方向，即沿切線b方向，由牛頓第二定律，加速度方向沿切線b方向【答案】B5如圖3所示，一圓盤可繞通過圓心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上放一塊橡皮，橡皮塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視為逆時(shí)針)某段時(shí)間內(nèi)圓盤轉(zhuǎn)速不斷增大，但橡皮塊仍相對(duì)圓盤靜止，在這段時(shí)間內(nèi)，關(guān)于橡皮塊所受合力F的方向的四種表示(俯視圖)中，正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01360155】圖3【解析】橡皮塊做加速圓周運(yùn)動(dòng)，合力不指向圓心，但一定指向圓周的內(nèi)側(cè)由于做加速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不斷增加，故合力與速度的夾角小于90，故選C.【答案】C6如圖4所示，是從一輛在水平公路上行駛著的汽車后方拍攝的汽車后輪照片從照片來看，汽車此時(shí)正在()圖4A直線前進(jìn)B向右轉(zhuǎn)彎C向左轉(zhuǎn)彎 D不能判斷【解析】從汽車后方拍攝的后輪照片可以看到汽車的后輪發(fā)生變形，汽車不是正在直線前進(jìn)，而是正在轉(zhuǎn)彎，根據(jù)慣性、圓周運(yùn)動(dòng)和摩擦力知識(shí)，可判斷出地面給車輪的靜摩擦力水平向左，所以汽車此時(shí)正在向左轉(zhuǎn)彎，應(yīng)選答案C.【答案】C圖57(2016泉州高一檢測)如圖5所示，乘坐游樂園的翻滾過山車時(shí)，質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01360156】A車在最高點(diǎn)時(shí)人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險(xiǎn)帶拉住，沒有保險(xiǎn)帶，人就會(huì)掉下來B人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位不可能產(chǎn)生大小為mg的壓力C人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力等于mgD人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力大于mg【解析】過山車是豎直面內(nèi)桿系小球圓周運(yùn)動(dòng)模型的應(yīng)用人在最低點(diǎn)時(shí)，由向心力公式可得：Fmgm，即Fmgmmg，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；人在最高點(diǎn)，若v時(shí)，向心力由座位對(duì)人的壓力和人的重力的合力提供，若v時(shí)，向心力由人的重力提供，若v時(shí)，人才靠保險(xiǎn)帶拉住，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；F0，人對(duì)座位產(chǎn)生壓力，壓力大小Fmmg，當(dāng)v22Rg時(shí)Fmg，選項(xiàng)B錯(cuò)誤【答案】D8如圖6所示，長0.5 m的輕質(zhì)細(xì)桿，一端固定有一個(gè)質(zhì)量為3 kg的小球，另一端由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，使桿繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球的速率為2 m/s.g取10 m/s2，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01360157】圖6A小球通過最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是24 NB小球通過最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的壓力大小是6 NC小球通過最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是24 ND小球通過最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是54 N【解析】設(shè)小球在最高點(diǎn)時(shí)受桿的彈力向上，則mgNm，得Nmgm6 N，故小球?qū)U的壓力大小是6 N，A錯(cuò)誤，B正確；小球通過最低點(diǎn)時(shí)Nmgm，得Nmgm54 N，小球?qū)U的拉力大小是54 N，C錯(cuò)誤，D正確【答案】BD9.公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶如圖7所示，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為vc時(shí)，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)則在該彎道處() 圖7【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01360158】A路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低 B車速只要低于vc，車輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)C車速雖然高于vc，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)D當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，vc的值變小【解析】汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，說明公路外側(cè)高一些，支持力的水平分力剛好提供向心力，此時(shí)汽車不受靜摩擦力的作用，與路面是否結(jié)冰無關(guān)，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；當(dāng)vvc時(shí)，支持力的水平分力小于所需向心力，汽車有向外側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，在摩擦力大于最大靜摩擦力前不會(huì)側(cè)滑，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確【答案】AC10有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺(tái)形表演臺(tái)的側(cè)壁高速行駛，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)如圖8所示，圖中虛線表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h，下列說法中正確的是()圖8Ah越高，摩托車對(duì)側(cè)壁的壓力將越大Bh越高，摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度將越大Ch越高，摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將越大Dh越高，摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力將越大【解析】摩托車受力如圖所示由于N所以摩托車受到側(cè)壁的壓力與高度無關(guān)，保持不變，摩托車對(duì)側(cè)壁的壓力F也不變，A錯(cuò)誤；由Fmgtan mm2r知h變化時(shí)，向心力F不變，但高度升高，r變大，所以線速度變大，角速度變小，周期變大，選項(xiàng)B、C正確，D錯(cuò)誤【答案】BC二、計(jì)算題(共3小題，共40分)11(10分)如圖9所示，水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為m的物體，當(dāng)物塊到轉(zhuǎn)軸的距離為r時(shí)，連接物塊和轉(zhuǎn)軸的繩剛好被拉直(繩上張力為零)物體和轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是其正壓力的倍求：圖9(1)當(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度1時(shí)，細(xì)繩的拉力T1；(2)當(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度2時(shí)，細(xì)繩的拉力T2.【解析】設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中物體與盤間恰好達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為0，則mgmr，解得0.(1)因?yàn)?0，所以物體所需向心力小于物體與盤間的最大摩擦力，則物體與盤產(chǎn)生的摩擦力還未達(dá)到最大靜摩擦力，細(xì)繩的拉力仍為0，即T10.(2)因?yàn)?0，所以物體所需向心力大于物體與盤間的最大靜摩擦力，則細(xì)繩將對(duì)物體施加拉力T2，由牛頓第二定律得T2mgmr，解得T2.【答案】(1)T10(2)T212(15分)如圖10所示，在內(nèi)壁光滑的平底試管內(nèi)放一個(gè)質(zhì)量為1 g的小球，試管的開口端與水平軸O連接試管底與O相距5 cm，試管在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)g取10 m/s2，求： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01360159】圖10(1)轉(zhuǎn)軸的角速度達(dá)到多大時(shí)，試管底所受壓力的最大值等于最小值的3倍？(2)轉(zhuǎn)軸的角速度滿足什么條件時(shí)，會(huì)出現(xiàn)小球與試管底脫離接觸的情況？【解析】(1)當(dāng)試管勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在最高點(diǎn)對(duì)試管的壓力最小，在最低點(diǎn)對(duì)試管的壓力最大在最高點(diǎn)：F1mgm2r在低高點(diǎn)：F2mgm2rF23F1聯(lián)立以上方程解得20 rad/s.(2)小球隨試管轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)，當(dāng)mgm2r時(shí)，小球會(huì)與試管底脫離，即.【答案】(1)20 rad/s(2)13(2016天津高考)我國將于2022年舉辦冬奧會(huì)，跳臺(tái)滑雪是其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一如圖11所示，質(zhì)量m60 kg的運(yùn)動(dòng)員從長直助滑道AB的A處由靜止開始以加速度a3.6 m/s2勻加速滑下，到達(dá)助滑道末端B時(shí)速度vB24 m/s，A與B的豎直高度差H48 m為了改變運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向，在助滑道與起跳臺(tái)之間用一段彎曲滑道銜接，其中最低點(diǎn)C處附近是一段以O(shè)為圓心的圓孤。助滑道末端B與滑道最低點(diǎn)C的高度差h5 m，運(yùn)動(dòng)員在B、C間運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力做功W1 530 J，取g10 m/s2.圖11(1)求運(yùn)動(dòng)員在AB段下滑時(shí)受到阻力Ff的大??；(2)若運(yùn)動(dòng)員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點(diǎn)所在圓弧的半徑R至少應(yīng)為多大【解析】(1)運(yùn)動(dòng)員在A