2018年高考物理大一輪復(fù)習(xí)第4章曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力與航天第3節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練

1、第 3 節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練基礎(chǔ)鞏固題組地球表面上P、Q兩物體均繞地球自轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)于P、Q兩物體的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A. P、Q兩點(diǎn)的角速度大小相等B. P、Q兩點(diǎn)的線速度大小相等C. P點(diǎn)的線速度比Q點(diǎn)的線速度大D. P、Q兩物體均受重力和支持力兩個(gè)力作用解析：選 A.P、Q兩點(diǎn)都是繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度相等，即3P=3Q,選項(xiàng) A對(duì).根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)線速度v=3R, P、Q兩點(diǎn)到地軸的距離不等，即P、Q兩點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)線速度大小不等，選項(xiàng) B 錯(cuò).Q點(diǎn)到地軸的距離遠(yuǎn)，圓周運(yùn)動(dòng)半徑大，線速度大，選項(xiàng)C 錯(cuò).P、Q兩物體均受到萬(wàn)有引力和支持力作用，二者的合力是圓周運(yùn)動(dòng)的向心

2、力，我們把與支持力 等大反向的平衡力即萬(wàn)有引力的一個(gè)分力稱為重力，選項(xiàng)D 錯(cuò).2.如圖所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，拉力F發(fā)生變化，關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)情況的說法正確的是（）的汽車重力 G= 3X104N，在汽車的速度可以達(dá)到需要的任意值，且汽車不離開地面的前提1.如圖所示，由于地球的自轉(zhuǎn),A.若拉力突然消失, 小球?qū)⒀剀壽EB.若拉力突然變小, 小球?qū)⒀剀壽EC.若拉力突然變大, 小球?qū)⒀剀壽ED.若拉力突然變小, 小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)Pb做離心運(yùn)動(dòng)Pc運(yùn)動(dòng)解析：選 A.若拉力突然消失，小球?qū)⒀厍芯€Pa做離心運(yùn)動(dòng)，A 正確；若拉力突然變小,小球?qū)⒀豍b做

3、離心運(yùn)動(dòng)，而拉力變大時(shí)，小球應(yīng)沿Pc做近心運(yùn)動(dòng)，故 B、C D 均錯(cuò)誤.3.如圖所示，地球可以看成一個(gè)巨大的拱形橋,橋面半徑R= 6 400 km，地面上行駛Pa做離心運(yùn)動(dòng)下，下列分析中正確的是（）A. 汽車的速度越大，則汽車對(duì)地面的壓力也越大B.不論汽車的行駛速度如何，駕駛員對(duì)座椅壓力大小都等于3X104NC. 不論汽車的行駛速度如何，駕駛員對(duì)座椅壓力大小都小于他自身的重力D. 如果某時(shí)刻速度增大到使汽車對(duì)地面壓力為零，則此時(shí)駕駛員會(huì)有超重的感覺解析：選 C.汽車的速度越大，則汽車對(duì)地面的壓力越小，不論汽車的行駛速度如何，駕駛員對(duì)座椅壓力大小都小于他自身的重力，選項(xiàng)C 正確 A、B 錯(cuò)誤；如

4、果某時(shí)刻速度增大到使汽車對(duì)地面壓力為零，則此時(shí)駕駛員會(huì)有完全失重的感覺，選項(xiàng)D 錯(cuò)誤.4.風(fēng)速儀結(jié)構(gòu)如圖（a）所示.光源發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸，被探測(cè)器接收，當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí), 通過齒輪帶動(dòng)凸輪圓盤旋轉(zhuǎn)， 當(dāng)圓盤上的凸輪經(jīng)過透鏡系統(tǒng)時(shí)光被遮擋. 已知風(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng) 半徑為r,每轉(zhuǎn)動(dòng)n圈帶動(dòng)凸輪圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈.若某段時(shí)間 t內(nèi)探測(cè)器接收到的光強(qiáng)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖（b）所示，則該時(shí)間段內(nèi)風(fēng)輪葉片（）解析：選 B.從圖中可看出，擋光時(shí)間越來越長(zhǎng)，所以轉(zhuǎn)速減小, 時(shí)間，所以t時(shí)間內(nèi)風(fēng)輪轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)為2nrnx4,平均速率汁詈，B正確.5某機(jī)器內(nèi)有兩個(gè)圍繞各自固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的鋁盤A、B,A盤固定一個(gè)信號(hào)發(fā)射裝置P,能

5、持續(xù)沿半徑向外發(fā)射紅外線，P到圓心的距離為 28 cm.B盤上固定一個(gè)帶窗口的紅外線信號(hào)接收裝置Q Q到圓心的距離為 16 cm.P、Q轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度均為 4nm/s.當(dāng)P、Q正對(duì)A.轉(zhuǎn)速逐漸減小，平均速率為4nnrtB.轉(zhuǎn)速逐漸減小，平均速率為8nnrtC.轉(zhuǎn)速逐漸增大，平均速率為4nnrtD.轉(zhuǎn)速逐漸增大，平均速率為8nnrtt時(shí)間內(nèi)有 4 個(gè)擋光時(shí)，P發(fā)出的紅外線恰好進(jìn)入Q的接收窗口，如圖所示，則Q每隔一定時(shí)間就能接收到紅外 線信號(hào)，這個(gè)時(shí)間的最小值為（）A. 0.42 sC. 0.70 sD. 0.84 s2nR2n X0.282n X0.16解析：選 B.由線速度和周期關(guān)系T= 可得T

6、P= s = 0.14 s,TQ=V4n4ns= 0.08 s，設(shè)該時(shí)間的最小值為t，則該t是兩個(gè)周期數(shù)值的最小公倍數(shù)，即t= 0.56 s ,選項(xiàng) B 正確.6.如圖所示，用一根長(zhǎng)為I= 1 m的細(xì)線，一端系一質(zhì)量為m= 1 kg 的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），另一端固定在一光滑錐體頂端，錐面與豎直方向的夾角0= 37,當(dāng)小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為3時(shí)，細(xì)線的張力為FT.（g取 10 m/s1 2，結(jié)果可用根式表示）求：1若要小球剛好離開錐面，則小球的角速度30至少為多大？2若細(xì)線與豎直方向的夾角為 60,則小球的角速度3為多大？B. 0.56 sB2.mgan0 =m3cls

7、in0即30=J Ico!0=22 rad/s.同理，當(dāng)細(xì)線與豎直方向成60角時(shí)，由牛頓第二定律及向心力公式得:解析：（1）若要小球剛好離開錐面，則小球只受到重力和細(xì)線的拉力，受力分析如圖所示.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡圓在水平面上，故向心力水平，在水平方向運(yùn)用牛頓第二定律及向心力公式得：解得2_g30_Icos02A.B對(duì)A的摩擦力一定為 3 卩mgB.C.(1)52 rad/s (2)25 rad/s綜合應(yīng)用題組7.（多選）公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶.如圖所示，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).在該彎道處（）車速雖然高于Vc,但只

8、要不超出某一最高限度，車輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)解析：選 AC.類比火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的運(yùn)動(dòng)和受力情況當(dāng)汽車的速率為 向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)， 說明此時(shí)汽車只受重力和支持力， 這兩個(gè)力的合力提供向心力,故路面一定是外高內(nèi)低，構(gòu)成一個(gè)斜面，A 正確.當(dāng)車速在低于Vc的一定范圍內(nèi)時(shí)，車所需向心力減小，具有向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，但不一定滑動(dòng)，故的一定范圍內(nèi)，車輛有向外側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，當(dāng)車速高于某個(gè)速度值時(shí)， 汽車受到的摩擦力達(dá)值不變，D 錯(cuò)誤.8.（多選）如圖，疊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體A B、C能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起以角速度w勻速轉(zhuǎn)動(dòng),AB、C的質(zhì)量分別為 3m2m m A與B、B和C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為卩,A和B、Cr、1

9、.5r.設(shè)本題中的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，下列說法正確的是（）1.5rmgana =mw lsina解得:答案: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.D.當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，Vc的值變小v時(shí)，汽車恰好沒有B 錯(cuò)誤.同理，當(dāng)車速在咼于到最大靜摩擦力，汽車便會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)，故C 正確.路面結(jié)冰時(shí)，最大靜摩擦力減小,離轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離分別為外轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度一定滿足B對(duì)A的摩擦力一定為D.轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度一定滿足3 w丄：為廠解析：選 BD.對(duì)A受力分析，受重力、支持力以及B對(duì)A的靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力，有f= (3m)32rWy(3n)g,故選項(xiàng) A 錯(cuò)誤，B

10、 正確；由于A AB整體、C受到的靜摩擦力均提供向心力，故對(duì)A有(3m)3rw(3m)g，解得w w對(duì)AB整體有(32m)wrw卩(32m)g,解得2對(duì)C有mw(1.5r)w卩mg解得w w選項(xiàng) C 錯(cuò)誤，D 正確.9.未來的星際航行中，宇航員長(zhǎng)期處于零重力狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”，如圖所示.當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力.為達(dá)到上述目的，下列說法正確的是()A. 旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越大B. 旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小C. 宇航員質(zhì)量越大，

11、旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大D. 宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小解析：選 B.旋轉(zhuǎn)艙對(duì)宇航員的支持力提供宇航員做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即mg= mw2r,解得w=即旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，角速度越小，而且與宇航員的質(zhì)量無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B 正確.10.(多選)質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質(zhì)細(xì)桿的A點(diǎn)和B點(diǎn)，如圖所示, 繩a與水平方向成0角，繩b在水平方向且長(zhǎng)為I，當(dāng)輕桿繞軸AB以角速度w勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 時(shí)，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是( )A.a 繩的張力不可能為零B.a 繩的張力隨角速度的增大而增大C.當(dāng)角速度3、Jgc0廠上,b 繩將出現(xiàn)彈力D.若b繩突然被剪斷，則a繩的彈力一定發(fā)

12、生變化解析：選 AC.對(duì)小球受力分析可得a繩的彈力在豎直方向的分力平衡了小球的重力，解得Ta=mg，為定值，A 正確，B 錯(cuò)誤；當(dāng)Tacos0= mo2|?w=sin0的彈力為零，若角速度大于該值，則b繩將出現(xiàn)彈力，C 正確；由于繩繩b突然被剪斷，則a繩的彈力可能不變，D 錯(cuò)誤.11.（多選） 如圖所示為賽車場(chǎng)的一個(gè)水平“梨形”賽道，兩個(gè)彎道分別為半徑R= 90 m的大圓弧和r= 40 m 的小圓弧，直道與彎道相切.大、小圓弧圓心O O距離L= 100 m 賽 車沿彎道路線行駛時(shí)，路面對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2.25 倍.假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，在彎道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng).要

13、使賽車不打滑，繞賽道一圈時(shí)間最短（發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大，重力加速度g取 10 m/s2,n= 3.14），則賽車（）A. 在繞過小圓弧彎道后加速B. 在大圓弧彎道上的速率為 45 m/sC.在直道上的加速度大小為5.63 m/sD.通過小圓弧彎道的時(shí)間為5.58 s解析：選 AB.要使賽車?yán)@賽道一圈時(shí)間最短，則通過彎道的速度都應(yīng)最大，由f= 2.25mg2=可知，通過小彎道的速度V1= 30 m/s，通過大彎道的速度V2= 45 m/s，故繞過小圓弧薩尸時(shí)，b繩b可能沒有彈力，故彎道后要加速，選項(xiàng) A、B 正確；如圖所示，由幾何關(guān)系可得AB長(zhǎng)x=, L2-R r2= 50 . 3m 故在直道上的加

14、速度2 2 2 2V2V14530220 xa=m/s6.5 m/s，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；由 sin =.=2x2X5032L32n0r2nr訂可知，小圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角0=，故通過小圓弧彎道的時(shí)間t=23V13V12X3.14X40s = 2.79 s，選項(xiàng)3X30D錯(cuò)誤.212如圖所示，M是水平放置的半徑足夠大的圓盤，繞過其圓心的豎直軸00勻速轉(zhuǎn)動(dòng),規(guī)定經(jīng)過圓心0點(diǎn)且水平向右為x軸正方向.在0點(diǎn)正上方距盤面高為h= 5 m 處有一個(gè)可間斷滴水的容器，從t=0 時(shí)刻開始，容器沿水平軌道向x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)已知t=0 時(shí)刻滴下第一滴水，以后每當(dāng)前一滴水剛好落到盤面時(shí)再滴下一滴2水.(取g= 10 m/s )(3)第二滴水離0點(diǎn)的距離為X1= gat2+ (at)t= |a第三滴水離0點(diǎn)的距離為X2= 2a(21)2+ (a2t)t= 4a又0=3t= 1.5n即第二滴水和第三滴水分別滴落在圓盤上x軸方向及垂直即|a2+ (4a)2= 22,解得a= m/s2.2J73答案：(1)1 s (2)kn,其中k= 1,2,3，m/s2(1)每一滴水離開容器后經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間滴落到盤