2018版高考一輪總復(fù)習(xí)物理模擬演練 第4章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天 4-3圓周運(yùn)動(dòng)及其應(yīng)用含答案

4-3圓周運(yùn)動(dòng)及其應(yīng)用時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分。其中1～6為單選，7～10為多選)1．明代出版的《天工開物》一書中就有牛力齒輪翻車的圖畫(如圖)，記錄了我們祖先的勞動(dòng)智慧。若A、B、C三齒輪半徑的大小關(guān)系如圖，則()A．齒輪A的角速度比C的大B．齒輪A與B角速度大小相等C．齒輪B與C邊緣的線速度大小相等D．齒輪A邊緣的線速度比C邊緣的大2.某同學(xué)騎自行車經(jīng)過(guò)一段泥濘路后，發(fā)現(xiàn)自行車的后輪輪胎側(cè)面上粘附上了一塊泥巴，為了把泥巴甩掉，他將自行車后輪撐起，使后輪離開地面而懸空，然后用手勻速搖腳踏板，使后輪飛速轉(zhuǎn)動(dòng)，泥巴就被甩下來(lái)。如圖所示，圖中a、b、c、d為后輪輪胎邊緣上的四個(gè)特殊位置，則()A．泥巴在圖中的a位置時(shí)最容易被甩下來(lái)B．泥巴在圖中的b、d位置時(shí)最容易被甩下來(lái)C．泥巴在圖中的c位置時(shí)最容易被甩下來(lái)D．泥巴在a、b、c、d四個(gè)位置被甩下來(lái)的難易程度是一樣的3．如圖，長(zhǎng)均為L(zhǎng)的兩根輕繩，一端共同系住質(zhì)量為m的小球，另一端分別固定在等高的A、B兩點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)間的距離也為L(zhǎng)。重力加速度大小為g。今使小球在豎直平面內(nèi)以A、B連線為軸做圓周運(yùn)動(dòng)，若小球在最高點(diǎn)速率為v時(shí)，兩根繩的拉力恰好均為零，則小球在最高點(diǎn)速率為2v時(shí)，每根繩的拉力大小為()A.mgB.mgC．3mgD．2mg4．如圖，MN為轉(zhuǎn)軸OO′上固定的光滑硬桿，且MN垂直于OO′。用兩個(gè)完全相同的小圓環(huán)套在MN上。分別用兩條不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線一端與圓環(huán)連接，另一端系于OO′上，長(zhǎng)度分別為l1、l2。已知l1、l2與MN的夾角分別為θ1、θ2，OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線上彈力分別為T1、T2。下列說(shuō)法正確的是()A．若l1sinθ1>l2sinθ2，則T1>T2B．若l1cosθ1>l2cosθ2，則T1>T2C．若l1tanθ1>l2tanθ2，則T1>T2D．若l1>l2，則T1>T25．如圖所示，一內(nèi)壁光滑、質(zhì)量為m、半徑為r的環(huán)形細(xì)圓管，用硬桿豎直固定在天花板上。有一質(zhì)量為m的小球(可看做質(zhì)點(diǎn))在圓管中運(yùn)動(dòng)。小球以速率v0經(jīng)過(guò)圓管最低點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)圓管的作用力大小為()A．mB．mg＋mC．2mg＋mD．2mg－m6．用一根細(xì)線一端系一可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，另一端固定在一光滑錐頂上，如圖所示，設(shè)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為ω。線的張力為FT，則FT隨ω2變化的圖象是下圖中的()7．摩擦傳動(dòng)是傳動(dòng)裝置中的一個(gè)重要模型，如圖所示的兩個(gè)水平放置的輪盤靠摩擦力傳動(dòng)，其中O、O′分別為兩輪盤的軸心，已知兩個(gè)輪盤的半徑之比r甲∶r乙＝3∶1，且在正常工作時(shí)兩輪盤不打滑。今在兩輪盤上分別放置兩個(gè)同種材料制成的滑塊A、B，兩滑塊與輪盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，兩滑塊距離軸心O、O′的間距RA＝2RB。若輪盤乙由靜止開始緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，且轉(zhuǎn)速逐漸增加，則下列敘述正確的是()A．滑塊A和B在與輪盤相對(duì)靜止時(shí)，角速度之比為ω甲∶ω乙＝1∶3B．滑塊A和B在與輪盤相對(duì)靜止時(shí)，向心加速度的比值為aA∶aB＝2∶9C．轉(zhuǎn)速增加后滑塊B先發(fā)生滑動(dòng)D．轉(zhuǎn)速增加后兩滑塊一起發(fā)生滑動(dòng)8．“太極球”是近年來(lái)在廣大市民中較流行的一種健身器材。做該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，健身者半馬步站立，手持太極球拍，拍上放一橡膠“太極球”，健身者舞動(dòng)球拍時(shí)，球卻不會(huì)掉落地上。現(xiàn)將“太極球”簡(jiǎn)化成如圖所示的平板和小球，熟練的健身者讓球在豎直面內(nèi)始終不脫離板而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且在運(yùn)動(dòng)到圖中的A、B、C、D位置時(shí)球與板間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。A為圓周的最高點(diǎn)，C為最低點(diǎn)，B、D與圓心O等高且在B、D處板與水平面夾角為θ。設(shè)球的質(zhì)量為m，圓周的半徑為R，重力加速度為g，不計(jì)拍的重力，若運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)拍與小球之間作用力恰為mg，則()A．圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T＝πB．圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T＝2πC．在B、D處球拍對(duì)球的作用力為D．在B、D處球拍對(duì)球的作用力為9．如圖所示，直徑為d的豎直圓筒繞中心軸線以恒定的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。一子彈以水平速度沿圓筒直徑方向從左側(cè)射入圓筒，從右側(cè)射穿圓筒后發(fā)現(xiàn)兩彈孔在同一豎直線上且相距為h，則()A．子彈在圓筒中的水平速度為v0＝dB．子彈在圓筒中的水平速度為v0＝2dC．圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度可能為ω＝πD．圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度可能為ω＝3π10．如圖甲所示，用一輕質(zhì)繩拴著一質(zhì)量為m的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)(不計(jì)一切阻力)，小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)繩對(duì)小球的拉力為T，小球在最高點(diǎn)的速度大小為v，其Tv2圖象如圖乙所示，則()A．輕質(zhì)繩長(zhǎng)為B．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹镃．當(dāng)v2＝c時(shí)，輕質(zhì)繩的拉力大小為＋aD．只要v2≥b，小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力差均為6a二、非選擇題(本題共2小題，共30分)11．(14分)某游樂(lè)場(chǎng)的一項(xiàng)游樂(lè)設(shè)施如圖甲所示，可以簡(jiǎn)化為如圖乙所示的模型，已知圓盤的半徑為R＝2.5m，懸繩長(zhǎng)L＝R，圓盤啟動(dòng)后始終以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤先沿著桿勻加速上升，再勻減速上升直到到達(dá)最高點(diǎn)(整個(gè)上升過(guò)程比較緩慢)，當(dāng)圓盤上升到最高點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，懸繩與豎直方向的夾角為45°，重力加速度取g＝10m/s2。求：(1)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；(2)若圓盤到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)離地面的高度為h＝22.5m，為了防止乘客攜帶的物品意外掉落砸傷地面上的行人，地面上至少要設(shè)置多大面積的區(qū)域不能通行。12．(16分)如圖所示，在豎直平面內(nèi)有xOy坐標(biāo)系，長(zhǎng)為l的不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩，一端固定在A點(diǎn)，A點(diǎn)的坐標(biāo)為，另一端系一質(zhì)量為m的小球?，F(xiàn)在x坐標(biāo)軸上(坐標(biāo)x>0)固定一個(gè)釘子，拉小球使細(xì)繩繃直并呈水平位置，再將小球由靜止釋放，當(dāng)細(xì)繩碰到釘子以后，小球可以繞釘子在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。(1)當(dāng)釘子在x＝l的P點(diǎn)時(shí)，小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)細(xì)繩恰好不被拉斷，求細(xì)繩能承受的最大拉力。(2)為使小球釋放后能繞釘子在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，而細(xì)繩又不被拉斷，求釘子所在位置的范圍。答案1D2A3A4D5C6C7ABC8AC9ACD10BD11(1)設(shè)乘客和座椅的總質(zhì)量是m，懸繩拉力為FT，豎直方向上：FTcosθ＝mg，水平方向上：FTsinθ＝mω2(R＋Lsinθ)，以上兩式聯(lián)立解得ω＝rad/s。(2)物品掉落時(shí)的速度v＝ω(R＋Lsinθ)＝5m/s，物品掉落后做平拋運(yùn)動(dòng)。豎直方向有h－Lcosθ＝，解得t＝2s，平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移為x＝vt＝10設(shè)置禁止通行區(qū)域半徑為R′＝m，＝15m，得S＝πR′2＝225πm2。12(1)當(dāng)釘子在x＝l的P點(diǎn)時(shí)，小球繞釘子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R1＝l－。小球由靜止到最