高届高级高三物理复习高考调研作业18.docx

高届高级高三物理复习高考调研作业18.docx

《高届高级高三物理复习高考调研作业18.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高届高级高三物理复习高考调研作业18.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高届高级高三物理复习高考调研作业18

课时作业（十八）

一、选择题

1.（2018·佛山一模）图示为公路自行车赛中运动员在水平路面上急转弯的情景,运动员在通过弯道时如果控制不当会发生侧滑而摔离正常比赛路线,将运动员与自行车看作一个整体,下列论述正确的是（　　）

A.运动员转弯所需向心力由地面对车轮的支持力与重力的合力提供

B.运动员转弯所需向心力由地面对车轮的摩擦力提供

C.发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心

D.发生侧滑是因为运动员受到的合外力大于所需的向心力

【参考答案】B

【试题解析】：

运动员转弯所需向心力由地面对车轮的摩擦力提供,A项错误,B项正确.发生侧滑是因为运动员的速度过大,所需要的向心力过大,运动员受到的合力小于所需要的向心力,而受到的合力方向仍指向圆心,故C、D两项错误.

2.（2018·温州模拟）如图所示,某台计算机的硬盘约有近万个磁道（磁道为不同半径的同心圆）,每个磁道分为m个扇区（每个扇区为

圆周）.电动机使磁盘以转速n匀速转动.磁头在读、写数据时是不动的,磁盘每转一周,磁头沿半径方向跳动一个磁道,若不计磁头大小及磁头转移磁道所需的时间,则磁盘转动时（　　）

A.A点的线速度小于B点的线速度

B.A点的向心加速度小于B点的向心加速度

C.硬盘转动一圈的时间为2πn

D.一个扇区通过磁头所用的时间为

【参考答案】D

【试题解析】：

点A、点B为同轴传动,角速度ω相等,根据v＝rω,A点的线速度大于B点的线速度,根据an＝ω2r,A点的向心加速度大于B点的向心加速度,故A、B两项错误；

硬盘转速为n,故转一圈的时间为：

T＝

故C项错误；每个扇区为

圆周,转一圈的时间为

故一个扇区通过磁头所用的时间为

故D项正确.

3.如图所示,斜轨道与半径为R的半圆轨道平滑连接,点A与半圆轨道最高点C等高,B为轨道的最低点.现让小滑块（可视为质点）从A点开始以速度v0沿斜面向下运动,不计一切摩擦,关于滑块运动情况的分析,正确的是（　　）

A.若v0＝0,小滑块恰能通过C点,且离开C点后做自由落体运动

B.若v0＝0,小滑块恰能通过C点,且离开C点后做平抛运动

C.若v0＝

小滑块恰能到达C点,且离开C点后做自由落体运动

D.若v0＝

小滑块恰能到达C点,且离开C点后做平抛运动

【参考答案】D

【试题解析】：

小滑块通过C点的最小速度为vC,由mg＝m

得vC＝

由机械能守恒定律,若A点v0＝0,则vC＝0,实际上滑块在到达C点之前就离开轨道做斜上抛运动了,A、B两项错；若v0＝

小滑块通过C点后将做平抛运动,C项错误、D项正确.

4.（2018·泉州二模）（多选）如图,一长为L的轻质细杆一端与质量为m的小球（可视为质点）相连,另一端可绕O点转动,现使轻杆在同一竖直面内做匀速转动,测得小球的向心加速度大小为g（g为当地的重力加速度）,下列说法正确的是（　　）

A.小球的线速度大小为

B.小球运动到最高点时杆对小球的作用力竖直向上

C.当轻杆转到水平位置时,轻杆对小球的作用力方向不可能指向圆心O

D.轻杆在匀速转动过程中,轻杆对小球作用力的最大值为2mg

【参考答案】ACD

【试题解析】：

A项,根据a＝

＝g得：

v＝

故A项正确；

B项,小球做匀速圆周运动,加速度为g,所以小球在最高点的加速度为g,在最高点F合＝mg,所以小球运动到最高点时杆对小球的作用力为0,故B项错误；

C项,当轻杆转到水平位置（图中虚线bob′）时,杆子和重力的合力指向圆心,重力方向竖直向下,若轻杆对小球的作用力指圆心O,则合力不能指向圆心,故C项正确；

D项,在最低点轻杆对小球的作用力最大,即F－mg＝ma,解得F＝2mg,故D项正确.

5.（2018·宝鸡二模）如图所示,长为L的轻质硬杆,一端固定一个质量为m的小球,另一端固定在水平转轴上,现让杆绕转轴O在竖直平面内匀速转动,转动的角速度为ω,某时刻杆对球的作用力水平向左,则此时杆与水平面的夹角θ为（　　）

A.sinθ＝

　　　　　B.sinθ＝

C.tanθ＝

D.tanθ＝

【参考答案】B

【试题解析】：

小球所受重力和轻杆的作用力的合力提供向心力,受力如图所示；

根据牛顿第二定律有：

＝mω2L

解得：

sinθ＝

故B项正确,A、C、D三项错误.

6.（2018·长沙市一模）飞机飞行时除受到发动机的推力和空气阻力外,还受到重力和机翼的升力,机翼的升力垂直于机翼所在平面向上,当飞机在空中盘旋时机翼的内侧倾斜（如图所示）,以保证重力和机翼升力的合力提供向心力.设飞机以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时机翼与水平面成θ角,飞行周期为T,则下列说法正确的是（　　）

A.若飞行速率v不变,θ增大,则半径R增大

B.若飞行速率v不变,θ增大,则周期T增大

C.若θ不变,飞行速率v增大,则半径R增大

D.若飞行速率v增大,θ增大,则周期T一定不变

【参考答案】C

【试题解析】：

A项,对飞机进行受力分析,如图所示：

根据重力和机翼升力的合力提供向心力,得mgtanθ＝m

＝m

R

得v＝

T＝2π

A项,若飞行速率v不变,θ增大,由v＝

知R减小,故A项错误.

B项,若飞行速率v不变,θ增大,R减小,由T＝2π

知T减小,故B项错误.

C项,若θ不变,飞行速率v增大,由v＝

知半径R增大,故C项正确.

D项,若飞行速率v增大,θ增大,R的变化不能确定,则周期T不一定不变,故D项错误.

7.（2018·日照一模）（多选）如图,两个质量均为m的小木块A、B用轻绳相连,放在水平圆盘上,A恰好处于圆盘中心,B与转轴的距离为l.木块与圆盘间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.已知重力加速度大小为g,两木块可视为质点.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是（　　）

A.当ω＝

时,木块A受到的摩擦力大小为

μmg

B.当ω＝

时,木块B受到的摩擦力大小为μmg

C.当ω＝

时,轻绳上的拉力大小为

μmg

D.当ω＝

时剪断轻绳,木块B将做离心运动

【参考答案】BD

【试题解析】：

最大静摩擦力提供向心力时的最大角速度为ω0,则μmg＝mω02l,解得ω0＝

A项,对物体B受力分析可知,当角速度较小时,绳子的拉力为零,B受到的摩擦力提供向心力,则当ω＝

时,木块A受到的摩擦力大小为f＝0,A项错误；

B项,当ω＝

时,木块B受到的摩擦力大小为f＝mω2l＝μmg,故B项正确

C项,当ω＝

时,轻绳上的拉力大小为为F,则F＋μmg＝mω2l,解得F＝

μmg,故C项错误；

D项,当ω＝

时,根据牛顿第二定律可知F′＋μmg＝mω2l,解得F′＝μmg,此时A刚好不运动,当剪断轻绳时,B所需向心力不变,绳上的拉力减小,木块B将做离心运动,故D项正确.

8.（2018·株洲一模）（多选）如图所示,在光滑的水平面上有两个质量相等的小球A、B,两球用轻绳连接,再用同样长度的轻绳连接A绳,C为绳的自由端,设运动中水平拉直的AC和AB两段绳所受拉力分别为T1和T2,下列说法正确的是（　　）

A.若用力水平向左拉着C端使两球运动,则T1＝T2

B.若用力水平向左拉着C端使两球运动,则T1＝2T2

C.若以C为圆心,使两球以相同角速度沿水平面做匀速圆周运动,则T1＝T2

D.若以C为圆心,使两球以相同角速度沿水平面做匀速圆周运动,则T1＝1.5T2

【参考答案】BD

【试题解析】：

A项,若用力水平向左拉着C端使两球运动,对整体受力分析可知T1＝2ma,对B可知T2＝ma,故T1＝2T2,故A项错误,B项正确；

C项,若以C为圆心,使两球以相同角速度沿水平面做匀速圆周运动对A：

T1－T2＝mω2L,对B：

T2＝mω2·2L,联立解得T1＝1.5T2,故C项错误,D项正确.

9.（2018·广州模拟）（多选）一辆汽车在轨道半径为R的弯道路面做圆周运动,弯道与水平面的夹角为θ,如图所示,汽车轮胎与路面的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,关于汽车在运动过程中的表述正确的是（　　）

A.汽车的速率可能为

B.汽车在路面上不做侧向滑动的最小速率为

C.汽车在路面上不做侧向滑动的最大速率为

D.汽车在路面上不做侧向滑动的最小速率为

【参考答案】ACD

【试题解析】：

A项,若设计成外高内低的弯道路面,汽车恰好与路面无侧向摩擦力,由重力与支持力提供向心力,则有：

mgtanθ＝m

解得v＝

故A项正确；

B项,汽车在路面上不做侧向滑动的最小速率时摩擦力沿斜面向上,受力分析知

FNcosθ＋fsinθ＝mg

FNsinθ－fcosθ＝m

　f＝μFN

解得v1＝

故B项错误,D项正确；

C项,汽车在路面上不做侧向滑动的最大速率时摩擦力沿斜面向下,受力分析知

FNcosθ－fsinθ＝mg

FNsinθ＋fcosθ＝m

　f＝μFN

解得v2＝

故C项正确.

10.（2018·大庆一模）如图所示,一内壁光滑、质量为m、半径为r的环形细圆管（管的内径相对于环半径可忽略不计）用硬杆竖直固定在地面上.有一质量为m的小球可在圆管中运动（球直径略小于圆管直径,可看做质点）,小球以速率v0经过圆管最高点时,恰好对管壁无压力,当球运动到最低点时,求硬杆对圆管的作用力大小为（　　）

A.m

B.2mg＋m

C.6mgD.7mg

【参考答案】D

【试题解析】：

小球在最高点时有mg＝m

小球从最高点运动到最低点的过程,由机械能守恒定律得2mgr＋

mv02＝

mv2

在最低点,由牛顿第二定律有N－mg＝m

联立解得N＝6mg

以圆管为研究对象,由平衡条件得硬杆对圆管的作用力大小FN＝mg＋N＝7mg＝7m

.

11.（2018·陕西二模）（多选）如图所示,转台上固定有一长为4L的水平光滑细杆,两个中心有孔的小球A、B从细杆穿过并用原长为L的轻弹簧连接起来,小球A、B的质量分别为3m、2m.竖直转轴处于转台及细杆的中心轴线上,当转台绕转轴匀速转动时（　　）

A.小球A、B受到的向心力之比为3：

2

B.当轻弹簧长度变为2L时,小球A做圆周运动的半径为1.5L

C.当轻弹簧长度变为3L时,转台转动的角速度为ω,则弹簧的劲度系数为1.8mω2

D.如果角速度逐渐增大,小球B先接触转台边沿

【参考答案】CD

【试题解析】：

A项,两个小球在水平面内做匀速圆周运动的过程中,二者需要的向心力都是弹簧的弹力提供的.根据弹簧弹力的特点可知,二者需要的向心力一定是相等的.故A项错误；

B项,二者一起做匀速圆周运动,所以它们的角速度是相等的.根据向心力的公式可得：

3m·ω2·r1＝2m·ω2·r2①

又：

r1＋r2＝2L②

联立可得：

r1＝

L,r2＝

L③

故B项错误；

C项,当轻弹簧长度变为3L时,则：

r1＋r2＝3L④

k·（3L－L）＝3m·ω2·r1＝2m·ω2·r2⑤

联立④⑤可得弹簧的劲度系数：

k＝1.8mω2.故C项正确；

D项,由B项的分析的结果可知,只要是二者一起做匀速圆周运动,则B到转轴的距离始终大于A到转轴的距离,所以增大角速度,小球B先接触转台边沿.故D项正确.

12.（2018·内江三模）（多选）如图所示,质量均为m的a、b、c、d四个带电小球,其中,a、b、c三个完全相同的小球的带量值均为q（电性未知）,且位于光滑绝缘的水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动,三个小球等分整个圆周.带电量值为10q（电性未知）的小球d位于O点的正上方

R处,且在外力作用下恰好处于静止状态.重力加速度为g,静电力常量为k.则下列说法中正确的是（　　）

A.d球与a、b、c三小球一定是异种电荷

B.外力的大小为

＋mg,方向竖直向上

C.小球a的角速度为

D.小球b的动能为

【参考答案】ABC

【试题解析】：

A项,a、b、c三小球所带电荷量相同,要使三个做匀速圆周运动,d球与a、b、c三小球一定是异种电荷,A项正确；

B项,设db连线与水平方向的夹角为α,则cosα＝

＝

所以α＝60°；

对d球,由平衡条件得：

F＝3k

sinα＋mg＝

＋mg,方向竖直向上,故B项正确.

C项,a、b、c任意两个小球之间的距离为2Rcos30°＝

R；

对a球,根据牛顿第二定律和向心力得：

k

cos60°－2k

cos30°＝mRω2

解得：

ω＝

故C项正确；

D项,小球的动能为Ek＝

mv2－

m（Rω）2＝

故D项错误.

二、非选择题

13.（2018·济南一模）如图所示,在水平面内有一平台可绕竖直的中心轴以角速度ω＝3.14rad/s旋转.在平台内沿半径方向开两个沟槽,质量为0.01kg的小球A放置在粗糙的沟槽内,球与沟槽的动摩擦因数为0.5；质量为0.04kg的小球B放置在另一光滑的沟槽内.长度为1m的细线绕过平台的中心轴,其两端与两球相连.设平台中心轴是半径可忽略的细轴,且光滑,球A始终相对圆盘保持静止.（g＝3.142m/s2.最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：

（1）球A到轴O的距离多大时,小球A恰好不受摩擦力？

（2）球A到轴O的最大距离为多少？

【试题解析】：

（1）小球A恰好不受摩擦力时,由细线的拉力提供向心力,由向心力公式得：

对A,有T＝mAω2rA.

对B,有T＝mBω2（L－rA）

联立解得：

rA＝0.8m

（2）当A球到轴O的距离最大时,A受到的静摩擦力沿轴心向内,且静摩擦力达到最大值,则

对A,有：

f＋T′＝mAω′2rA′.

对B,有：

T′＝mBω′2（L－rA′）

联立解得：

rA′＝0.9m

故球A到轴O的最大距离为0.9m.

14.如图所示,光滑圆杆MN段竖直,OC段水平且与MN相接于O点,两杆分别套有质量为m的环A和2m的环B,两环的内径比杆的直径稍大,A、B用长为2L的轻绳连接,A、O用长为L的轻绳连接,现让装置绕竖直杆MN做匀速圆周运动,当ω＝

时,OA段绳刚好要断,AB段绳能承受的拉力足够大,求：

（1）OA段绳刚刚拉直时转动的角速度多大；

（2）OA段绳能承受的最大的拉力；

（3）当ω＝2

且转动稳定时,A向外侧移动的距离多大.

【参考答案】

（1）

（2）

mg　（3）

L

【试题解析】：

（1）当OA绳刚好拉直时,由几何关系知,cosθ＝

sinθ＝

对B分析：

TABcosθ＝2mg,

对A分析：

TABsinθ＝mLω12,

解得ω1＝

.

（2）根据牛顿第二定律得,

Tm＋TABsinθ＝mLω2,

解得Tm＝

mg,

（3）当ω＝2

且转动稳定时,设绳子与竖直方向的夹角为α,则TABcosα＝2mg,

TABsinα＝m·2Lsinαω2,

代入数据,有cosα＝

sinα＝

则A向外侧移动的距离为Δx＝2Lsinα－L＝

L.