高中物理教科版本冊(cè)總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)重點(diǎn)強(qiáng)化卷2

重點(diǎn)強(qiáng)化卷(二)圓周運(yùn)動(dòng)及綜合應(yīng)用一、選擇題1.如圖1所示為一種早期的自行車(chē)，這種帶鏈條傳動(dòng)的自行車(chē)前輪的直徑很大，這樣的設(shè)計(jì)在當(dāng)時(shí)主要是為了()圖1A．提高速度B．提高穩(wěn)定性C．騎行方便D．減小阻力【解析】在騎車(chē)人腳蹬車(chē)輪轉(zhuǎn)速一定的情況下，據(jù)公式v＝ωr知，輪子半徑越大，車(chē)輪邊緣的線(xiàn)速度越大，車(chē)行駛得也就越快，故A選項(xiàng)正確．【答案】A2.兩個(gè)小球固定在一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的桿的兩端，繞桿的O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖2所示，當(dāng)小球1的速度為v1時(shí)，小球2的速度為v2，則轉(zhuǎn)軸O到小球2的距離是()圖2\f(Lv1,v1＋v2) B．eq\f(Lv2,v1＋v2)\f(Lv1＋v2,v1) D．eq\f(Lv1＋v2,v2)【解析】?jī)尚∏蚪撬俣认嗟?，即?＝ω2.設(shè)兩球到O點(diǎn)的距離分別為r1、r2，即eq\f(v1,r1)＝eq\f(v2,r2)；又由于r1＋r2＝L，所以r2＝eq\f(Lv2,v1＋v2)，故選B.【答案】B3．(2023·瀘州高一期末)汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)容易打滑出事故，為了減少事故發(fā)生，除了控制車(chē)速外，一般會(huì)把彎道做成斜面．如圖3所示，斜面的傾角為θ，汽車(chē)的轉(zhuǎn)彎半徑為r，則汽車(chē)安全轉(zhuǎn)彎速度大小為()圖3\r(grsinθ) B．eq\r(grcosθ)\r(grtanθ) D．eq\r(grcotθ)【解析】高速行駛的汽車(chē)完全不依靠摩擦力轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力由重力和路面的支持力的合力提供，如圖．根據(jù)牛頓第二定律得：mgtanθ＝meq\f(v2,r)解得：v＝eq\r(grtanθ)故選C.【答案】C4.(2023·溫州高一檢測(cè))一質(zhì)量為m的物體，沿半徑為R的向下凹的圓形軌道滑行，如圖4所示，經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的速度為v，物體與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則它在最低點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力為()圖4A．μmg B．μeq\f(mv2,R)C．μm(g－eq\f(v2,R)) D．μm(g＋eq\f(v2,R))【解析】小球在最低點(diǎn)時(shí)，軌道支持力和重力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得FN－mg＝meq\f(v2,R)，物體受到的摩擦力為f＝μFN＝μm(g＋eq\f(v2,R))，選項(xiàng)D正確．【答案】D5.(多選)如圖5所示，用細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，圓周半徑為R，則下列說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：67120234】圖5A．小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩子張力可能為零B．小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為零C．小球剛好過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度為eq\r(gR)D．小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩子對(duì)小球的作用力可以與球所受的重力方向相反【解析】繩子只能提供拉力作用，其方向不可能與重力相反，D錯(cuò)誤；在最高點(diǎn)有mg＋FT＝meq\f(v2,R)，拉力FT可以等于零，此時(shí)速度最小為vmin＝eq\r(gR)，故B錯(cuò)誤，A、C正確．【答案】AC6．如圖6所示，質(zhì)量為m的小球固定在長(zhǎng)為l的細(xì)輕桿的一端，繞輕桿的另一端O在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．球轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)A時(shí)，線(xiàn)速度大小為eq\r(\f(gl,2))，此時(shí)()圖6A．桿受到eq\f(1,2)mg的拉力B．桿受到eq\f(1,2)mg的壓力C．桿受到eq\f(3,2)mg的拉力D．桿受到eq\f(3,2)mg的壓力【解析】以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，小球受重力和沿桿方向桿的彈力，設(shè)小球所受彈力方向豎直向下，則N＋mg＝eq\f(mv2,l)，將v＝eq\r(\f(gl,2))代入上式得N＝－eq\f(1,2)mg，即小球在A點(diǎn)受桿的彈力方向豎直向上，大小為eq\f(1,2)mg，由牛頓第三定律知桿受到eq\f(1,2)mg的壓力．【答案】B7.“快樂(lè)向前沖”節(jié)目中有這樣一種項(xiàng)目，選手需要借助懸掛在高處的繩飛躍到鴻溝對(duì)面的平臺(tái)上，如果已知選手的質(zhì)量為m，選手抓住繩由靜止開(kāi)始擺動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向夾角為α，如圖7所示，不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量(選手可看為質(zhì)點(diǎn))，下列說(shuō)法正確的是()圖7A．選手?jǐn)[動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)所受繩子的拉力等于mgB．選手?jǐn)[動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)所受繩子的拉力大于mgC．選手?jǐn)[動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)所受繩子的拉力大于選手對(duì)繩子的拉力D．選手?jǐn)[動(dòng)到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程為勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)【解析】由于選手?jǐn)[動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩子拉力和選手自身重力的合力提供選手做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有T－mg＝F向，T＝mg＋F向>mg，B正確，A錯(cuò)誤；選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)所受繩子的拉力和選手對(duì)繩子的拉力是作用力和反作用力的關(guān)系，根據(jù)牛頓第三定律，它們大小相等、方向相反且作用在同一條直線(xiàn)上，故C錯(cuò)誤；選手?jǐn)[到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，是變速圓周運(yùn)動(dòng)，合力是變力，故D錯(cuò)誤．【答案】B8．如圖8所示，兩個(gè)水平摩擦輪A和B傳動(dòng)時(shí)不打滑，半徑RA＝2RB，A為主動(dòng)輪．當(dāng)A勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在A輪邊緣處放置的小木塊恰能與A輪相對(duì)靜止．若將小木塊放在B輪上，為讓其與輪保持相對(duì)靜止，則木塊離B輪轉(zhuǎn)軸的最大距離為(已知同一物體在兩輪上受到的最大靜摩擦力相等)()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：67120235】圖8\f(RB,4) \f(RB,2)C．RB D．B輪上無(wú)木塊相對(duì)靜止的位置【解析】摩擦傳動(dòng)不打滑時(shí)，兩輪邊緣上線(xiàn)速度大小相等．根據(jù)題意有：RAωA＝RBωB所以ωB＝eq\f(RA,RB)ωA因?yàn)橥晃矬w在兩輪上受到的最大靜摩擦力相等，設(shè)在B輪上的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑最大為r，則根據(jù)最大靜摩擦力等于向心力有：mRAωeq\o\al(2,A)＝mrωeq\o\al(2,B)得：r＝eq\f(RAω\o\al(2,A),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(RA,RB)ωA))2)＝eq\f(R\o\al(2,B),RA)＝eq\f(RB,2).【答案】B9．如圖9所示，滑塊M能在水平光滑桿上自由滑動(dòng)，滑桿固定在轉(zhuǎn)盤(pán)上，M用繩跨過(guò)在圓心處的光滑滑輪與另一質(zhì)量為m的物體相連．當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，M離軸距離為r，且恰能保持穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速增到原來(lái)的2倍，調(diào)整r使之達(dá)到新的穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，則滑塊M()圖9A．所受向心力變?yōu)樵瓉?lái)的4倍B．線(xiàn)速度變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)C．轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)D．角速度變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)【解析】轉(zhuǎn)速增加，再次穩(wěn)定時(shí)，M做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力仍由拉力提供，拉力仍然等于m的重力，所以向心力不變，故A錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)速增到原來(lái)的2倍，則角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，根據(jù)F＝mrω2，向心力不變，則r變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4).根據(jù)v＝rω，線(xiàn)速度變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)，故B正確，C、D錯(cuò)誤．【答案】B10.(多選)中央電視臺(tái)《今日說(shuō)法》欄目曾報(bào)道過(guò)一起發(fā)生在湖南長(zhǎng)沙某區(qū)湘府路上的離奇交通事故．家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個(gè)月內(nèi)連續(xù)遭遇了七次大卡車(chē)側(cè)翻在自家門(mén)口的場(chǎng)面，第八次有輛卡車(chē)沖撞進(jìn)李先生家，造成三死一傷和房屋嚴(yán)重?fù)p毀的血腥慘案．經(jīng)公安部門(mén)和交通部門(mén)協(xié)力調(diào)查，畫(huà)出的現(xiàn)場(chǎng)示意圖如圖10所示．交警根據(jù)圖示作出以下判斷，你認(rèn)為正確的是()現(xiàn)場(chǎng)示意圖圖10A．由圖可知汽車(chē)在拐彎時(shí)發(fā)生側(cè)翻是因?yàn)檐?chē)做離心運(yùn)動(dòng)B．由圖可知汽車(chē)在拐彎時(shí)發(fā)生側(cè)翻是因?yàn)檐?chē)做向心運(yùn)動(dòng)C．公路在設(shè)計(jì)上可能內(nèi)(東北)高外(西南)低D．公路在設(shè)計(jì)上可能外(西南)高內(nèi)(東北)低【解析】由題圖可知發(fā)生事故時(shí)，卡車(chē)在做圓周運(yùn)動(dòng)，從圖可以看出卡車(chē)沖入民宅時(shí)做離心運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；如果外側(cè)高，卡車(chē)所受重力和支持力的合力提供向心力，則卡車(chē)不會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，也不會(huì)發(fā)生事故，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．【答案】AC二、計(jì)算題11．(2023·贛州高一檢測(cè))在用高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車(chē)的設(shè)計(jì)時(shí)速是108km/h.汽車(chē)在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車(chē)重的倍．(1)如果汽車(chē)在這種高速路的水平彎道上拐彎，假設(shè)彎道的路面是水平的，其彎道的最小半徑是多少？(2)如果高速路上設(shè)計(jì)了圓弧拱橋做立交橋，要使汽車(chē)能夠以設(shè)計(jì)時(shí)速安全通過(guò)圓弧拱橋，這個(gè)圓弧拱橋的半徑至少是多少？【解析】(1)汽車(chē)在水平路面上拐彎，可視為汽車(chē)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由車(chē)與路面間的靜摩擦力提供，當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，由向心力公式可知這時(shí)的半徑最小，有Fm＝＝meq\f(v2,r)，由速度v＝30m/s，得彎道半徑r＝150m.(2)汽車(chē)過(guò)拱橋，看做在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力公式有：mg－FN＝meq\f(v2,R)，為了保證安全，車(chē)對(duì)路面間的彈力FN必須大于等于零，有mg≥meq\f(v2,R)，則R≥90m.【答案】(1)150m(2)90m12.(2023·嘉興高一檢測(cè))如圖11所示，一光滑的半徑為0.1m的半圓形軌道放在水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m的小球以某一速度沖上軌道，當(dāng)小球?qū)⒁獜能壍揽陲w出時(shí)，軌道對(duì)小球的壓力恰好為零，g取10m/s2，求：圖11(1)小球在B點(diǎn)速度是多少？(2)小球落地點(diǎn)離軌道最低點(diǎn)A多遠(yuǎn)？(3)落地時(shí)小球速度為多少？【導(dǎo)學(xué)號(hào)：67120236】【解析】(1)小球在B點(diǎn)時(shí)只受重力作用，豎直向下的重力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)牛頓第二定律可得：mg＝meq\f(v\o\al