【優(yōu)化方案】2020高考物理總復(fù)習(xí) 第四章第三節(jié)知能演練強(qiáng)化闖關(guān) 新人教版必修2

1、知能優(yōu)化演練 1(2020清華附中檢測(cè))如圖4313所示，洗衣機(jī)的脫水桶采用帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()圖4313A脫水過(guò)程中，衣物是緊貼桶壁的B水會(huì)從桶中甩出是因?yàn)樗问艿较蛐牧艽蟮木壒蔆加快脫水桶轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，脫水效果會(huì)更好D靠近中心的衣物脫水效果不如四周的衣物脫水效果好答案：B2(2020廣東高三調(diào)研)如圖4314所示，A、B是兩個(gè)摩擦傳動(dòng)輪，兩輪半徑大小關(guān)系為RA2RB，則兩輪邊緣上的()圖4314A角速度之比AB21B周期之比TATB12C轉(zhuǎn)速之比nAnB12D向心加速度之比aAaB21解析：選C.由于沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，A、B兩輪邊緣上的線速度相等，A不正確.，B不正確

2、.，C正確向心加速度，D不正確3冰面對(duì)溜冰運(yùn)動(dòng)員的最大靜摩擦力為運(yùn)動(dòng)員重力的k倍，則運(yùn)動(dòng)員在水平冰面上做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，其安全速度為()AvkBvCv Dv 解析：選B.運(yùn)動(dòng)員所需向心力由摩擦力提供，則摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，其速度也最大，則kmgm，得vm，安全速度v，B正確4如圖4315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)，管道內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，則下列說(shuō)法中正確的是()圖4315A小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vminB小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin0C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(wú)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

3、定有作用力答案：BC5長(zhǎng)L0.5 m質(zhì)量可忽略的細(xì)桿，其一端可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端固定著一個(gè)物體A.A的質(zhì)量為m2 kg，當(dāng)A通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，如圖4316所示，求在下列兩種情況下桿對(duì)小球的作用力：圖4316(1)A在最低點(diǎn)的速率為 m/s；(2)A在最低點(diǎn)的速率為6 m/s.解析：對(duì)物體A由最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律得mv2mg2Lmv假設(shè)細(xì)桿對(duì)A的彈力F向下，則A的受力圖如圖所示以A為研究對(duì)象，在最高點(diǎn)有mgFm，所以Fm.(1)當(dāng)v0 m/s時(shí)，由式得v1 m/s，F(xiàn)2N16 N，負(fù)值說(shuō)明F的實(shí)際方向與假設(shè)的向下的方向相反，即桿給A向上的16 N的支持力(2)當(dāng)v06 m

4、/s時(shí)，由式得v4 m/s，F(xiàn)2N44 N，正值說(shuō)明桿對(duì)A施加的是向下的44 N的拉力答案：(1)16 N向上(2)44 N向下一、選擇題1(2020包頭模擬)如圖4317所示的齒輪傳運(yùn)裝置中，主動(dòng)輪的齒數(shù)z124，從動(dòng)輪的齒數(shù)z28，當(dāng)主動(dòng)輪以角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)情況是()圖4317A順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為2/(3)B逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為2/(3)C順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為6/D逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為6/解析：選B.主動(dòng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，兩輪邊緣的線速度相等，由齒數(shù)關(guān)系知主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一周時(shí)，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)三周，故T從，B正確2如圖4318所示，物塊在水平圓盤(pán)上，與圓盤(pán)一起繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下

5、列說(shuō)法中正確的是()圖4318A物塊處于平衡狀態(tài)B物塊受三個(gè)力作用C在角速度一定時(shí)，物塊到轉(zhuǎn)軸的距離越遠(yuǎn)，物塊越不容易脫離圓盤(pán)D在物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí)，物塊運(yùn)動(dòng)周期越小，越不容易脫離圓盤(pán)解析：選B.對(duì)物塊受力分析可知，物塊受豎直向下的重力、垂直圓盤(pán)向上的支持力及指向圓心的摩擦力共三個(gè)力作用，合力提供向心力，A錯(cuò)，B正確根據(jù)向心力公式Fmr2可知，當(dāng)一定時(shí)，半徑越大，所需的向心力越大，越容易脫離圓盤(pán)；根據(jù)向心力公式Fmr2可知，當(dāng)物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí)，周期越小，所需向心力越大，越容易脫離圓盤(pán)，C、D錯(cuò)誤3如圖4319所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球給小球一個(gè)合適的初速度，小球

6、便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)圓錐擺，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為.下列說(shuō)法中正確的是()圖4319A小球受重力、繩的拉力和向心力作用B小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L(zhǎng)C越大，小球運(yùn)動(dòng)的速度越大D越大，小球運(yùn)動(dòng)的周期越大解析：選C.小球只受重力和繩的拉力作用，合力大小為Fmgtan，半徑為RLsin，A、B均錯(cuò)；小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由重力和繩的拉力的合力提供的，則mgtanm，得到vsin ，越大，小球運(yùn)動(dòng)的速度越大，C對(duì)；周期T2，越大，小球運(yùn)動(dòng)的周期越小，D錯(cuò)4一個(gè)光滑的水平軌道AB，與一光滑的圓形軌道BCD相接，其中圓軌道在豎直平面內(nèi)，D為最高點(diǎn)，B為最低點(diǎn)，半徑為R.一質(zhì)量為m

7、的小球以初速度v0沿AB運(yùn)動(dòng)，恰能通過(guò)最高點(diǎn)，則()Am越大，v0值越大BR越大，v0值越大Cv0值與m、R無(wú)關(guān)Dm與R同時(shí)增大，有可能使v0不變解析：選B.小球恰能到最高點(diǎn)，此時(shí)重力提供向心力，mgm，即v，從A運(yùn)動(dòng)到D，利用動(dòng)能定理得：mv2mv2mgR，解之得：v0，所以B正確5(2020武漢模擬)如圖4320所示，OO為豎直軸，MN為固定在OO上的水平光滑桿，有兩個(gè)質(zhì)量相同的金屬球A、B套在水平桿上，AC和BC為抗拉能力相同的兩根細(xì)線，C端固定在轉(zhuǎn)軸OO上當(dāng)細(xì)繩拉直時(shí)，A、B兩球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比恒為21，當(dāng)轉(zhuǎn)軸的角速度逐漸增大時(shí)()圖4320AAC先斷 BBC先斷C兩線同時(shí)斷 D不能確定哪

8、根線先斷答案：A6如圖4321所示，質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)彈性桿P插入桌面上的小孔中，桿的另一端套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球，今使小球在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且角速度為，則桿的上端受到小球?qū)ζ渥饔昧Φ拇笮?)圖4321Am2RBmCmD條件不足，不能確定解析：選B.對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球受重力和桿對(duì)小球的作用力，合力提供向心力，由題意知，小球所受合力在水平方向，合力大小為m2R，即重力和桿對(duì)球的作用力的合力在水平方向，大小為m2R，根據(jù)力的合成得Fm.7(2020蘭州模擬)上海磁懸浮線路的最大轉(zhuǎn)彎處半徑達(dá)到8000 m，近距離用肉眼看幾乎是一條直線，而轉(zhuǎn)彎處最小半徑也達(dá)到1300 m一個(gè)質(zhì)量

9、為50 kg的乘客坐在車(chē)上以360 km/h不變速率隨車(chē)駛過(guò)半徑2500 m彎道，下列說(shuō)法正確的是()A乘客受到的向心力大小約為200 NB乘客受到來(lái)自車(chē)廂的力大小約為200 NC乘客受到來(lái)自車(chē)廂的力大小約為539 ND彎道半徑設(shè)計(jì)特別長(zhǎng)可以使乘客在轉(zhuǎn)彎時(shí)更舒適答案：ACD8(2020張家界模擬)如圖4322所示，在傾角為30的光滑斜面上，有一根長(zhǎng)為L(zhǎng)0.8 m的細(xì)繩，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m0.2 kg的小球，小球沿斜面做圓周運(yùn)動(dòng)，若要小球能通過(guò)最高點(diǎn)A，則小球在最低點(diǎn)B的最小速度是()圖4322A2 m/s B2 m/sC2 m/s D2 m/s解析：選C.小球通過(guò)最高點(diǎn)的最小速

10、度為vA 2 m/s，在B點(diǎn)的最小速度vB滿足mvmv2mgLsin，解得vB2 m/s.9用一根細(xì)線一端系一小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，另一端固定在一光滑錐頂上，如圖4323所示，設(shè)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為，細(xì)線的張力為FT，則FT隨2變化的圖象是下圖中的()圖4323圖4324解析：選C.小球角速度較小，未離開(kāi)錐面時(shí)，如圖所示設(shè)細(xì)線的張力為FT，線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，錐面對(duì)小球的支持力為FN，則有FT cosFN sinmg，F(xiàn)T sinFNcosm2Lsin，可得出：FTmgcosm2Lsin2，可見(jiàn)隨由0開(kāi)始增加，F(xiàn)T由mgcos開(kāi)始隨2的增大線性增大，當(dāng)角速度增大到小球飄離錐面時(shí)，F(xiàn)T

11、sinm2Lsin2，得FTm2L，可見(jiàn)FT隨2的增大仍線性增大，但圖線斜率增大了，綜上所述，只有C項(xiàng)正確10如圖4325所示光滑管形圓軌道半徑為R(管徑遠(yuǎn)小于R)，小球a、b大小相同，質(zhì)量均為m，其直徑略小于管徑，能在管中無(wú)摩擦運(yùn)動(dòng)兩球先后以相同速度v通過(guò)軌道最低點(diǎn)，且當(dāng)小球a在最低點(diǎn)時(shí)，小球b在最高點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是()圖4325A當(dāng)小球b在最高點(diǎn)對(duì)軌道無(wú)壓力時(shí)，小球a比小球b所需向心力大5mgB當(dāng)v時(shí)，小球b在軌道最高點(diǎn)對(duì)軌道無(wú)壓力C速度v至少為，才能使兩球在管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)D只要v，小球a對(duì)軌道最低點(diǎn)的壓力比小球b對(duì)軌道最高點(diǎn)的壓力都大6mg解析：選BD.小球在最高點(diǎn)恰好對(duì)軌道沒(méi)有壓力

12、時(shí)，小球b所受重力充當(dāng)向心力，mgm v0，小球從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒，2mgRmvmv2，解以上兩式可得：v，B項(xiàng)正確；小球在最低點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)向m 5mg，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)所需向心力的差為4 mg，A項(xiàng)錯(cuò)；小球在最高點(diǎn)，內(nèi)管對(duì)小球的支持力與重力的合力可以提供向心力，所以小球通過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為零，再由機(jī)械能守恒定律可知，2mgRmv2，解得v2，C項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)v時(shí)，小球在最低點(diǎn)所受軌道壓力F1mg，由最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，2mgRmvmv2，小球所受軌道壓力F2mg，F(xiàn)25mg，F(xiàn)1F26 mg，再根據(jù)牛頓第三定律，可見(jiàn)小球a對(duì)軌道最低點(diǎn)壓力比小球b對(duì)軌道最高點(diǎn)壓

13、力都大6mg，D項(xiàng)正確二、非選擇題11(2020高考重慶卷)小明站在水平地面上，手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動(dòng)手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩突然斷掉，球飛行水平距離d后落地，如圖4326所示已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長(zhǎng)為d，重力加速度為g.忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力圖4326(1)求繩斷時(shí)球的速度大小v1和球落地時(shí)的速度大小v2.(2)問(wèn)繩能承受的最大拉力多大？解析：(1)設(shè)繩斷后球飛行時(shí)間為t，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，豎直方向ddgt2，水平方向dv1t聯(lián)立解得v1由機(jī)械能守恒定律，有mvmvmg解得v2 .(2)設(shè)繩能承受的最大拉力大小為FT，這也是球受到繩的最大拉力大小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為Rd由圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式，在其圓周運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，有FTmg聯(lián)立解得FTmg由牛頓第三定律知繩能承受的最大拉力為mg.答案：見(jiàn)解析12(2020宣城模擬)如圖4327甲所示，在同一豎直平面內(nèi)的兩條正對(duì)著的相同半圓形的光滑軌道，相隔一定的距離，虛線沿豎直方向，一小球能在其間運(yùn)動(dòng)，今在最高點(diǎn)與最低點(diǎn)各放一個(gè)壓力傳感器，測(cè)試小球?qū)壍赖膲毫?，并通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示出來(lái)，當(dāng)軌道距離變化時(shí)，測(cè)得兩點(diǎn)壓力差與距離x的圖象如圖乙所示，g取10 m/s2，不計(jì)空氣阻力求：圖4327(1)小球的質(zhì)