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    高考物理最新模拟题精选训练(圆周运动)专题02 圆周运动的临界问题(含解析)-人教版高三全册物理试题.doc

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    高考物理最新模拟题精选训练(圆周运动)专题02 圆周运动的临界问题(含解析)-人教版高三全册物理试题.doc

    专题02 圆周运动的临界问题1(2017甘肃五市联考)利用双线可以稳固小球在竖直平面内做圆周运动而不易偏离竖直面,如图,用两根长为L的细线系一质量为m的小球,两线上端系于水平横杆上,A、B两点相距也为L,若小球恰能在竖直面内做完整的圆周运动,则小球运动到最低点时,每根线承受的张力为() A2mg B3mgC2.5mg Dmg 【参考答案】A2.(2016·西安八校联考)如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上,两者用长为L的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍,A放在距离转轴L处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动,开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是()A当时,A、B相对于转盘会滑动B当时,绳子一定有弹力C在范围内增大时,B所受摩擦力变大D在0范围内增大时,A所受摩擦力一直变大【参考答案】ABD3.(2016·福建晋江月考)如图所示,AB为竖直转轴,细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球,两绳能承受的最大拉力均为2mg。当AC和BC均拉直时ABC90°,ACB53°,BC1 m。ABC能绕竖直轴AB匀速转动,因而C球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时,两绳均会被拉断,则最先被拉断的那根绳及另一根绳被拉断时的速度分别为(g取10 m/s2)()A.AC5 m/s B.BC5 m/sC.AC5.24 m/s D.BC5.24 m/s【参考答案】B4.(2016·上海金山月考)有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆台形表演台的侧壁高速行驶,在水平面内做匀速圆周运动。图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为h。如果增大高度h,则下列关于摩托车说法正确的是()A.对侧壁的压力FN增大B.做圆周运动的周期T不变C.做圆周运动的向心力F增大D.做圆周运动的线速度增大【参考答案】D【名师解析】摩托车做匀速圆周运动,提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力FN的合力,作出受力分析图。设圆台侧壁与竖直方向的夹角为,侧壁对摩托车的支持力FN不变,则摩托车对侧壁的压力不变,故A错误;向心力F,m、不变,故向心力大小不变,C错误;根据牛顿第二定律得Fmr,h越高,r越大,F不变,则T越大,故B错误;根据牛顿第二定律得Fm,h越高,r越大,F不变,则v越大,故D正确。5.如图所示是某课外研究小组设计的可以用来测量转盘转速的装置。该装置上方是一与转盘固定在一起有横向均匀刻度的标尺,带孔的小球穿在光滑细杆上与一轻弹簧相连,弹簧的另一端固定在转动轴上,小球可沿杆自由滑动并随转盘在水平面内转动。当转盘不转动时,指针指在O处,当转盘转动的角速度为1时,指针指在A处,当转盘转动的角速度为2时,指针指在B处,设弹簧均没有超过弹性限度。则1与2的比值为()A. B. C. D.【参考答案】B6.(多选)如图所示,在光滑的横杆上穿着两质量分别为m1、m2的小球,小球用细线连接起来,当转台匀速转动时,下列说法正确的是()A.两小球速率必相等B.两小球角速度必相等C.两小球加速度必相等D.两小球到转轴距离与其质量成反比【参考答案】BD【名师解析】两小球随着杆及转台一起转动,角速度必相等。由vr知,r不一定相等,所以v不一定相等。由向心加速度a2r可知,r不一定相等,向心加速度不一定相等。两小球用一细线连接,两小球的向心力等于线的张力,一定相等,m12r1m22r2,则,选项B、D正确。7.(2016·江西南昌月考)如图所示,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,图中c方向沿半径指向圆心,a方向与c方向垂直。当转盘逆时针转动时,下列说法正确的是()A.当转盘匀速转动时,P受摩擦力方向为cB.当转盘匀速转动时,P不受转盘的摩擦力C.当转盘加速转动时,P受摩擦力方向可能为aD.当转盘减速转动时,P受摩擦力方向可能为b【参考答案】A8.如图所示,内壁光滑的竖直圆桶,绕中心轴做匀速圆周运动,一物块用细绳系着,绳的另一端系于圆桶上表面圆心,且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动,则()A.绳的张力可能为零B.桶对物块的弹力不可能为零C.随着转动的角速度增大,绳的张力保持不变D.随着转动的角速度增大,绳的张力一定增大【参考答案】C【名师解析】当物块随圆桶做圆周运动时,绳的拉力的竖直分力与物块的重力保持平衡,因此绳的张力为一定值,且不可能为零,A、D项错误,C项正确;当绳的水平分力提供向心力的时候,桶对物块的弹力恰好为零,B项错误。9.如图所示,倾角为30°的斜面连接水平面,在水平面上安装半径为R的半圆竖直挡板,质量为m的小球从斜面上高为处静止释放,到达水平面时恰能贴着挡板内侧运动。不计小球体积,不计摩擦和机械能损失。则小球沿挡板运动时对挡板的压力是()A.0.5mg B.mg C.1.5mg D.2mg【参考答案】B10.如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是()A.A的速度比B的大 B.A与B的向心加速度大小相等C.悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小【参考答案】D【名师解析】A、B绕竖直轴匀速转动的角速度相等,即AB,但rA<rB,根据vr得,A的速度比B的小,选项A错误;根据a2r得,A的向心加速度比B的小,选项B错误;A、B做圆周运动时的受力情况如图所示,根据F向m2r及tan 知,悬挂A的缆绳与竖直方向的夹角小,选项C错误;由图知FT,所以悬挂A的缆绳受到的拉力小,选项D正确。11.如图所示,一光滑轻杆沿水平方向放置,左端O处连接在竖直的转动轴上,a、b为两个可视为质点的小球,穿在杆上,并用细线分别连接Oa和ab,且Oaab,已知b球质量为a球质量的3倍。当轻杆绕O轴在水平面内匀速转动时,Oa和ab两线的拉力之比为()A.13 B.16 C.43 D.76【参考答案】D13.如图所示,在光滑水平面上,钉有两个钉子A和B,一根长细绳的一端系一个小球,另一端固定在钉子A上,开始时小球与钉子A、B均在一条直线上(图示位置),且细绳的一大部分沿俯视顺时针方向缠绕在两钉子上,现使小球以初速度v0在水平面上沿俯视逆时针方向做圆周运动,使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放,在绳子完全被释放后与释放前相比,下列说法正确的是()A.小球的线速度变大B.小球的角速度变大C.小球的加速度变大D.细绳对小球的拉力变小【参考答案】D14.质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A和C点,绳长分别为la、lb,如图所示,当木架绕轴BC以角速度匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向,绳b在水平方向,当小球运动到图示位置时,绳b被烧断,同时木架停止转动,则()A.小球仍在水平面内做匀速圆周运动B.在绳b被烧断瞬间,绳a中张力突然增大C.若角速度较小,小球可能在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动D.绳b未被烧断时,绳a的拉力大于mg,绳b的拉力为m2lb【参考答案】BC【名师解析】根据题意,在绳b被烧断之前,小球绕BC轴做匀速圆周运动,竖直方向上受力平衡,绳a的拉力等于mg,D错误;绳b被烧断的同时木架停止转动,此时小球具有垂直平面ABC向外的速度,小球将在垂直于平面ABC的平面内运动,若较大,则在该平面内做圆周运动,若较小,则在该平面内来回摆动,C正确,A错误;绳b被烧断瞬间,绳a的拉力与重力的合力提供向心力,所以拉力大于小球的重力,绳a中的张力突然变大了,故B正确。15.(2015·河北唐山高三一模)如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有两个质量相同的小球A和小球B紧贴圆锥筒内壁分别在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法中正确的是()AA球的线速度必定小于B球的线速度BA球的角速度必定大于B球的角速度CA球运动的周期必定大于B球的周期DA球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力【参考答案】C16如图,三个质点a、b、c质量分别为m1、m2、M(Mm1,Mm2)在c的万有引力作用下,a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动,它们的周期之比TaTb1k.从图示位置开始,在b运动一周的过程中()Aa、b距离最近的次数为k次Ba、b距离最近的次数为k1次Ca、b、c共线的次数为2kDa、b、c共线的次数为2k2【参考答案】BD17如图,叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度匀速转动,A、B、C的质量分别为3m、2m、m,A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为,AB整体、C离转台中心的距离分别为r、1.5r.设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是()AB对A的摩擦力一定为3mgBB对A的摩擦力一定为 3m2rC转台的角速度一定满足:D转台的角速度一定满足:【参考答案】BD【名师解析】A做圆周运动的向心力由B对A的摩擦力提供,由牛顿第二定律及向心加速度公式有:Ff3m2r,B项正确;AB整体恰好未发生相对转台的滑动时,(3m2m)g(3m2m)2r,解得角速度最大值为,C恰好未发生相对滑动时,mg1.5m2r,解得:,所以D选项正确18(2016·河南洛阳高三月考)在室内自行车比赛中,运动员以速度v在倾角为的赛道上做匀速圆周运动。已知运动员的质量为m,做圆周运动的半径为R,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A将运动员和自行车看作一个整体,整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用B运动员受到的合力大小为m,做圆周运动的向心力大小也是mC运动员做圆周运动的角速度为vRD如果运动员减速,运动员将做离心运动【参考答案】B

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