新课标人教版2013届高三物理总复习一轮课时作业13

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新课标人教版2013届高三物理总复习一轮课时作业 课时作业13　匀速圆周运动 时间：45分钟　　满分：100分 一、选择题(8×8′＝64′)‎ 图1‎ ‎1．如图1所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c沿半径指向圆心，a与c垂直，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a方向 B．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为b方向 C．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为c方向 D．当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为d方向 答案：BD 图2‎ ‎2．质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点，如图2所示，当轻杆绕轴BC以角速度ω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被烧断的同时杆子停止转动，则 (　　)‎ A．小球仍在水平面内做匀速圆周运动 B．在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大 C．若角速度ω较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动 D．若角速度ω较大，小球可在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动 解析：绳b烧断前，竖直方向合力为零，即Fa＝ma，烧断b后，因惯性，要在竖直面内做圆周运动，且F′a－mg＝m，所以F′a>Fa，A错B对，当ω足够小时，小球不能摆过AB所在高度，C对，当ω足够大时，小球在竖直面内能通过AB上方最高点，从而做圆周运动，D对．‎ 答案：BCD 图3‎ ‎3．如图3所示，皮带传动装置，主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r，从动轮O2的半径为2r，A、B、C分别为轮子边缘上的三点，设皮带不打滑，则A、B、C三点的角速度之比，线速度大小之比分别为 (　　)‎ A．2∶2∶1,3∶1∶1　　　　　 B．1∶1∶2,3∶1∶1‎ C．2∶2∶1,3∶3∶1 D．1∶1∶2,1∶1∶3‎ 答案：A 图4‎ ‎4．如图4所示，A、B、C三个物块放在水平的圆盘上，它们的质量关系是mA＝2mB＝2mC，它们与转轴的距离的关系是2rA＝2rB＝rC，三个物块与圆盘表面的动摩擦因数都为μ，且它们与圆盘间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，当圆盘转动时，A、B、C都没有滑动，则下列判断正确的是 (　　)‎ A．C的向心加速度最大 B．B的摩擦力最小 C．当圆盘转速增大时，B比A先滑动 D．当圆盘转速增大时，C比B先滑动 解析：三个物块做圆周运动的角速度ω相同，向心加速度a＝ω2r，C离转轴最远，向心加速度最大．三个物块做圆周运动的向心力由静摩擦力Ff提供，Ff＝mω2r，B与A相比，r相同，m小；B与C相比，m相同，r小，所以B的摩擦力最小．当圆盘转速增大时，物块将要滑动，静摩擦力达到最大值，最大静摩擦力提供向心力，μmg＝mω2r，即ω＝，与质量无关，由于2rA＝2rB＝rC，B与A同时开始滑动，C比B先滑动．选项A、B、D正确．‎ 答案：ABD 图5‎ ‎5．在光滑的圆锥漏斗的内壁，两个质量相同的小球A和B，分别紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动，其中小球A的位置在小球B的上方，如图5所示．下列判断正确的是 ‎(　　)‎ A．A球的速率大于B球的速率 B．A球的角速度大于B球的角速度 C．A球对漏斗壁的压力大于B球对漏斗壁的压力 D．A球的转动周期大于B球的转动周期 图6‎ 解析：此题涉及物理量较多，当比较多个量中两个量的关系时，必须抓住不变量，而后才能比较变量．先对A、B两球进行受力分析，两球均只受重力和漏斗给的支持力FN.如图6所示，对A球依牛顿第二定律：‎ FNAsinα＝mg①‎ FNAcosα＝m＝mωrA②‎ 对B球依牛顿第二定律：‎ FNBsinα＝mg③‎ FNBcosα＝m＝mωrB④‎ 由两球质量相等可得FNA＝FNB，不选C项．由②④可知，两球所受向心力相等：‎ m＝m，因为rA>rB，所以vA>vB，A项正确．mωrA＝mωrB，因为rA>rB，所以ωA<ωB，B项是错误的．又因为ω＝，所以TA>TB，D项是正确的．‎ 答案：AD 图7‎ ‎6．如图7所示，一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是 (　　)‎ A．小球过最高点时，杆所受的弹力可以等于零 B．小球过最高点时的最小速度为 C．小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反 D．小球过最高点时，杆对球作用力一定与小球所受重力方向相反 答案：AC 图8‎ ‎7．如图8所示，将完全相同的两小球A、B，用长L＝‎0.8 m的细绳悬于以v＝‎4 m/s向右匀速运动的车厢顶部，两球分别与小车前后壁接触，由于某种原因，车厢突然停止，此时悬线的张力之比FT1∶FT2为(g取‎10 m/s2) (　　)‎ A．1∶1 B．1∶2‎ C．1∶3 D．1∶4‎ 解析：车突然停止时，A球随之停下来，则张力FT1＝mg，而B球会以悬点为圆心向右摆动起来，则有 FT2－mg＝m，FT2＝m(g＋)‎ 所以＝＝.‎ 答案：C ‎8．图9为一种“滚轮——平盘无极变速器”的示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成．由于摩擦的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动，如果认为滚轮不会打滑，那么，主动轴的转速n1、从动轴的转速n2、滚轮半径r以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x之间的关系是 (　　)‎ 图9‎ A．n2＝n1 B．n1＝n2 C．n2＝n1 D．n2＝n1 解析：由题可知，平盘边缘与滚轮的线速度相同，又因为v＝rω＝r×2πf，故xf1＝rf2，转速n与f成正比，故n1x＝n2r.A选项正确．‎ 答案：A 二、计算题(3×12′＝36′)‎ 图10‎ ‎9．如图10用细线吊着一个小球，使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动；圆周运动的水平面与悬点的距离为h，与水平地面的距离为H.若细线突然在A处断裂，求小球在地面上的落点P与A的水平距离．‎ 解析：设小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动的速度为v 图11‎ 根据F向＝m有 mgtanθ＝mg＝m 则v＝R 若细线突然在A处断裂，小球以速度v做平抛运动，在地面上落点P的位置与A处的切线在同一竖直平面上，设与A处的水平距离为x；则有 H＝gt2　x＝vt 解得x＝R 答案：R 图12‎ ‎10．如图12所示，半径为R的圆盘匀速转动，距圆心高度h处以平行OB方向水平抛出一个小球，为使小球和圆盘只碰撞一次且落点为B，求：‎ ‎(1)小球的初速度大小．‎ ‎(2)圆盘转动的角速度．‎ 解析：(1)设小球在空中的飞行时间为t1，初速度为v0，圆盘的角速度为ω，则小球平抛时间为t1＝，而R＝v0t1，故v0＝＝R .‎ ‎(2)当OB再次与v0平行时，圆盘运动时间 t2＝nT(n＝1,2,3,4，…)，T＝ 依题意有t1＝t2，即 ＝(n＝1,2,3,4，…)解得ω＝nπ(n＝1,2,3,4，…)‎ 答案：(1)R 　(2)ω＝nπ (n＝1,2,3,4，…)‎ 图13‎ ‎11．质点P以O为圆心做半径为R的匀速圆周运动，如图13所示，周期为T.当P经过图中D点时，有一质量为m的另一质点Q受到力F的作用从静止开始做匀加速直线运动．为使P、Q两质点在某时刻的速度相同，则F的大小应满足什么条件？‎ 解析：速度相同包括大小相等和方向相同，由质点P的旋转情况可知，只有当P运动到圆周上的C点时P、Q的速度和方向才相同，即质点P转过周(n＝0,1,2,3，…)，经历的时间t＝T(n＝0,1,2,3，…)，‎ 质点P的速率为v＝.‎ 在同样的时间内，质点Q做匀加速直线运动，速度应达到v，由牛顿第二定律及速度公式得v＝t，‎ 联立以上三式，解得F＝(n＝0,1,2,3，…)．‎