【与名师对话】高考物理总复习课时作业12新人教版必修2.pdf

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1、用心爱心专心1 课时作业(十二)(分钟：45 分钟满分：100 分)一、选择题(每小题 7 分，共 63 分)1(2011杭州一模)在一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人就会双眼紧盯着树梢，根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤从物理知识的角度来解释，以下说法正确的是()A树木开始倒下时，树梢的角速度较大，易于判断B树木开始倒下时，树梢的线速度最大，易于判断C树木开始倒下时，树梢的向心加速度较大，易于判断D伐木工人的经验缺乏科学依据 解析 树木倒下时树干上各部分的角速度相同，半径越大其线速度越大，B项正确 答案 B 2(2011临沂模拟)如图所示，某

2、同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并沿水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度大小合适，螺丝帽恰好不下滑假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力则在该同学用手转动塑料管并使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是()A螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡B螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心C此时手转动塑料管的角速度mgrD若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动 解析 由于螺丝帽做圆周运动过程中恰好不下滑，则竖直方向上重力与最大静摩擦力平衡，杆对螺丝帽的弹力提供其做匀速圆周运动的向心力，

3、有mgFfFNm 2r，得用心爱心专心2 gr，选项A 正确、B、C 错误；杆的转动速度增大时，杆对螺丝帽的弹力增大，最大静摩擦力也增大，螺丝帽不可能相对杆发生运动，故选项D错误 答案 A 3(2011汕头模拟)如图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球放在A盘的边缘，钢球放在B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为21.a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮a轮、b轮半径之比为12，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，钢球、受到的向心力之比为()A21B41C1 4 D81 解析 a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动，说明a、b两轮的线速度相等，即vavb，又rarb12，由vr得：ab21，

4、又由a轮与A盘同轴，b轮与B盘同轴，则aA，bB，根据向心力公式Fmr2得F1F2mrA2AmrB2B81.所以 D项正确 答案 D 用心爱心专心3 4(2011江苏、盐城调研)如右图所示，OO为竖直轴，MN为固定在OO上的水平光滑杆，有两个质量相同的金属球A、B套在水平杆上，AC和BC为抗拉能力相同的两根细线，C端固定在转轴OO上当绳拉直时，A、B两球转动半径之比为21，当转轴的角速度逐渐增大时()AAC先断BBC先断C两线同时断D不能确定哪段线先断 解析 A受重力、支持力、拉力FA三个力作用，拉力的分力提供向心力，得：水平方向：FAcosmrA2，同理，对 B：FBcosmrB2，由几何关

5、系，可知cosrAAC，cosrBBC.所以：FAFBrAcosrBcosrArBBCrBrAACACBC.由于ACBC，所以FAFB，即绳AC先断 答案 A 5用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如右图所示的匀速圆周运动.若使小球不离开桌面，其转速最大值是()A.12ghBghC.12glD 2lg 解析 转速最大时，小球对桌面刚好无压力，则F向mgtanmlsin2，即glcos，其中 coshl，所以n212用心爱心专心4 gh，故选 A.答案 A 6如右图所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速运动，下列说法中正确

6、的是()A物块处于平衡状态B物块受三个力作用C在角速度一定时，物块到转轴的距离越远，物块越容易脱离圆盘D在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越不容易脱离圆盘 解析 对物体受力分析可知，物块受竖直向下的重力、垂直圆盘向上的支持力及指向圆心的摩擦力共三个力作用，合力提供向心力，A错，B正确根据向心力公式Fmr2可知，当一定时，半径越大，所需的向心力越大，越容易脱离圆盘；根据向心力公式Fmr(2T)2可知，当物块到转轴距离一定时，周期越小，所需向心力越大，越容易脱离圆盘，C正确，D错误 答案 BC 用心爱心专心5 7如右图所示，一小物块在开口向上的半圆形曲面内以某一速率开始下滑，曲面内各处动摩

7、擦因数不同，此摩擦作用使物块下滑时速率保持不变，则下列说法正确的是()A因物块速率保持不变，故加速度为零B物块所受合外力大小不变，方向在变C在滑到最低点以前，物块对曲面的压力越来越大D在滑到最低点以前，物块受到的摩擦力越来越小 解析 物块速率不变，可理解为物块的运动是匀速圆周运动的一部分，物块所受合外力充当所需的向心力，故合外力大小不变，而方向在变，向心加速度不为零，A错，B对；对物块受力分析并正交分解可得FNmgcosmv2R，而且其中越来越小，所以FN越来越大；Ffmgsin，其中越来越小，所以Ff越来越小，C、D均正确 答案 BCD 8质量为60 kg 的体操运动员做“单臂大回环”，用一

8、只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动如右图所示，此过程中，运动员到达最低点时手臂受的拉力至少约为用心爱心专心6(忽略空气阻力，g10 m/s2)()A600 N B 2400 N C3000 N D 3600 N 解析 设运动员的重心到单杠的距离为R，在最低点的最小速度为v，则有12mv2mg2RFmgmv2R由以上二式联立并代入数据解得F3000 N.答案 C 9(2010西城模拟)如右图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是()A小球通过最高点时的最小速度vmingRrB小球通过最高点时的最小速度vmin0 C小球在水平线a

9、b以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 解析 小球沿管上升到最高点的速度可以为零，故 A错误，B正确；小球在水平线ab以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力FN与球重力在背离圆心方向的分力Fmg的合力提供向心力，即：FNFmgmv2Rr，因此，外侧管壁一定对球有作用力，而内侧壁无作用力，C 正确；小球在水平线ab以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力与小球速度大小有关，D错误 答案 BC 二、非选择题(共 37 分)用心爱心专心7 10(11 分)有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如右图所示，长为L的钢绳一端系着座

10、椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为，不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度与夹角的关系 解析 设座椅的质量为m，匀速转动时，座椅的运动半径为RrLsin受力分析如右图，由牛顿第二定律，有F合mgtanF合m 2R联立，得转盘角速度与夹角的关系gtanrLsin.答案 gtanrLsin11(12 分)随着经济的持续发展，人民生活水平的不断提高，近年来我国私家车数量用心爱心专心8 快速增长，高级和一级公路的建设也正加速进行为了防止在公路弯道部分由于行车速度过大而发生侧滑，常将弯道部分设计成外高

11、内低的斜面如果某品牌汽车的质量为m，汽车行驶时弯道部分的半径为r，汽车轮胎与路面的动摩擦因数为，路面设计的倾角为，如下图所示(重力加速度g取 10 m/s2)(1)为使汽车转弯时不打滑，汽车行驶的最大速度是多少？(2)若取 sin120，r60 m，汽车轮胎与雨雪路面的动摩擦因数为0.3，则弯道部分汽车行驶的最大速度是多少？解析 (1)受力分析如右图所示，取临界摩擦力给斜面向下达到最大静摩擦力，竖直方向：FNcosmgFfsin；水平方向：FNsinFfcosmv2r，又FfFN，用心爱心专心9 可得vsincosgrcossin.(2)代入数据可得：v14.6 m/s.答案 (1)sinco

12、sgrcossin(2)14.6 m/s 12(14 分)(2010 重庆高考)小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地 如图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为34d，重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2；(2)问绳能承受的最大拉力多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？解析 (1)设绳子断后球的飞行时

13、间为t，根据平抛运动规律，竖直方向d412gt2，水平方向dv1t，得v12gd，根据机械能守恒12mv2212mv21mg(134)d，解得v252gd.(2)设绳子能够承受的最大拉力为FT，球做圆周运动的半径为R34d，根据圆周运动向心力公式FTmgmv21R，得FT113mg.(3)设绳子长为l，绳子断时球的速度为v3，FTmgmv23l，得v383gl，绳子断后球做平抛运动，竖直位移dl，水平位移为x，时间为t1，有dl12gt21，xv3t1，得x4 ldl3，当ld2时，x有极大值xmax2 33d.用心爱心专心10 答案 (1)2gd52gd(2)113mg(3)d22 33d拓

14、展题：(2011湖北八市调考)如图所示，一张CD光盘音轨区域的内半径为R12.2 cm，外半径为R25.6 cm，径向音轨密度为N650 条/mm，在 CD唱机内，光盘每转一圈，激光头沿径向向外移动一条音轨，已知每条音轨宽度均匀，激光束相对于光盘以恒定的线速度v1.3 m/s运动将一张光盘全部播放一遍所用时间是多少？解析 光盘转一圈径向过一条音轨，在半径r1处转一圈所用时间为：t12r1/v同理在半径r2，r3rn处转一圈所用时间分别为：t2 2r2/v 2(r1r)/vt12r/vt3 2r3/vt2 2r/vtn 2rn/v显然时间t1，t2，t3tn为一等差数列根据等差数列求和公式，取t12R1/v，tn2R2/v，项数nN(R2R1)将一张光盘全部放一遍所用时间为：tn(t1t2)/2 t4164 s.答案 4164 s