2020高考物理單元卷 圓周運動

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1、第二模塊 第4章 第3單元 一、選擇題 1.如圖11所示,a、b是地球表面上不同緯度上的兩個點,如果把地球看作是一個球體,a、b兩點隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動,這兩個點具有大小相同的 (  ) A.線速度    B.角速度 C.加速度     D.軌道半徑 解析:地球上各點(除兩極點)隨地球一起自轉(zhuǎn),其角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同,故B正確;不同緯度的地方各點繞地軸做勻速圓周運動,其半徑不同,故D不正確;根據(jù)v=ωr,a=rω2可知,A、C不正確. 答案:B 2.有一種大型游戲器械,是一個圓筒狀大型容器,筒壁豎直.游客進入容器后緊靠筒壁站立,當圓筒的轉(zhuǎn)速達

2、到某一數(shù)值時,其底板突然塌落,游客發(fā)現(xiàn)自己竟然沒有掉下去!以下說法正確的是 (  ) A.游客處于超重狀態(tài) B.游客處于失重狀態(tài) C.游客受到的摩擦力等于重力 D.筒壁對游客的支持力等于重力 解析:經(jīng)分析可知,當圓筒的轉(zhuǎn)速達到某一數(shù)值時,游客隨著圓筒一起在水平方向上做勻速圓周運動,具有指向圓心的向心加速度,豎直方向上受力平衡,即重力等于豎直向上的靜摩擦力Ff,由于Ff<μFN,故G=mg

3、圓周運動的物體受到向心力的作用,魔盤上的人應(yīng)該向中心靠攏”.乙說:“圖畫得對,因為旋轉(zhuǎn)的魔盤給人離心力,所以人向盤邊緣靠攏.”丙說:“圖畫得對,當盤對人的摩擦力不能滿足人做圓周運動的向心力時,人會逐漸遠離圓心.”該三位同學的說法應(yīng)是 (  ) A.甲正確  B.乙正確  C.丙正確  D.無法判斷 解析:人在水平魔盤上做勻速圓周運動時,靜摩擦力提供向心力,轉(zhuǎn)速增大到一 圖13 定值,最大靜摩擦力不足以提供向心力,人將做離心運動,所以丙的說法正確. 答案:C 4.一小球用一不可伸縮且柔軟的輕繩拉著在豎直平面內(nèi)做圓周運動,不計空氣阻力,下面說法中正確的是 (  ) A.小

4、球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動 B.小球的機械能一定守恒 C.小球的向心加速度的大小一定是變化的 D.小球的向心加速度的大小一定是不變的 解析:不計空氣阻力,輕繩的拉力不做功,因此小球的機械能守恒,高度增大時速度減小,A錯B對;小球的向心加速度a=隨速度的變化而變化,C正確D錯.考查圓周運動的向心加速度、機械能守恒等知識點,本題較易. 答案:BC 5.游客乘坐過山車,在圓弧軌道最低點處獲得的向心加速度達到20 m/s2,g取10 m/s2,那么此位置座椅對游客的作用力相當于游客重力的 (  ) A.1倍 B.2倍 C.3倍 D.4倍 解析:以游客為研究

5、對象,游客受重力mg和支持力FN,由牛頓第二定律得:FN-mg=ma,所以FN=mg+ma=3mg,故C正確. 答案:C 6.(2020年海南???中央電視臺《今日說法》欄目報道了一起發(fā)生在湖南長沙某區(qū)湘府路上的離奇交通事故.家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個月內(nèi)連續(xù)遭遇七次大卡車側(cè)翻在自家門口的場面,第八次有輛卡車沖撞進李先生家,造成三死一傷和房屋嚴重損毀的血腥慘案.經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查,畫出的現(xiàn)場示意圖如圖14所示.交警根據(jù)圖示作出以下判斷,你認為正確的是 (  ) A.由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是因為車做離心運動 B.由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是因為車做

6、向心運動 C.公路在設(shè)計上可能內(nèi)(東)高外(西)低 D.公路在設(shè)計上可能外(西)高內(nèi)(東)低 解析:汽車進入民宅,遠離圓心,因而車作離心運動,A對,B錯.汽車在水平公路上拐彎時,靜摩擦力提供向心力,此處,汽車以與水平公路上相同速度拐彎,易發(fā)生側(cè)翻,摩擦力不足以提供向心力;也可能是路面設(shè)計不太合理,內(nèi)高外低.重力沿斜面方向的分力背離圓心而致,C對,D錯. 答案:AC 7.一圓筒繞其中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,筒內(nèi)壁上緊貼著一個物體與筒一起運動,相對筒無滑動.如圖15所示,物體所受向心力是 (  ) A.物體的重力 B.筒壁對物體的靜摩擦力 C.筒壁對物體的彈力 D.物體所受

7、重力與彈力的合力 解析:由于提供向心力的實際力必須指向圓心,物體受到的力中只有彈力是指向圓心的,故選項C是正確的. 答案:C 8.如圖16所示為一種“滾輪—平盤無極變速器”的示意圖,它由固定于主動軸上的平盤和可隨從動軸移動的圓柱形滾輪組成.由于摩擦的作用,當平盤轉(zhuǎn)動時,滾輪就會跟隨轉(zhuǎn)動,如果認為滾輪不會打滑,那么主動軸轉(zhuǎn)速n1、從動軸轉(zhuǎn)速n2、滾輪半徑r以及滾輪中心距離主動軸軸線的距離x之間的關(guān)系是 (  ) A.n2=n1 B.n2=n1 C.n2=n1 D.n2=n1 解析:滾輪因與平盤有摩擦的作用而轉(zhuǎn)動,并且認為不打滑,所以滾輪邊緣的線速度與平

8、盤上x處的線速度相等,即n1x=n2r,所以選項A正確. 答案:A 9.如圖17所示,天車下吊著兩個質(zhì)量都是m的工件A和B,系A(chǔ)的吊繩較短,系B的吊繩較長.若天車運動到P處突然停止,則兩吊繩所受的拉力FA和FB的大小關(guān)系(  ) A.FA>FB B.FAmg 解析:天車運動到P處突然停止后,A、B各以天車上的懸點為圓心做圓周運動,線速度相同而半徑不同,由F-mg=m,得:F=mg+m ∵m相等,v相等,而LAFB,A選項正確. 答案:A 10.一只小狗拉著雪橇在水平冰面上沿著圓弧形的道路勻速行駛,下圖為雪

9、橇受到的牽引力F及摩擦力F1的示意圖(O為圓心),其中正確的是 (  ) 解析:雪橇做勻速圓周運動,牽引力F及摩擦力F1的合力提供向心力,指向圓心,A、B項錯誤;滑動摩擦力F1是阻力,與線速度反向,D項錯誤,C選項正確. 答案:C 二、填空題 11.圖18是自行車傳動機構(gòu)的示意圖,其中Ⅰ是大齒輪,Ⅱ是小齒輪,Ⅲ是后輪. (1)假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n,則大齒輪的角速度是________. (2)要知道在這種情況下自行車前進的速度有多大,除需要測量大齒輪Ⅰ的半徑r1,小齒輪Ⅱ的半徑r2外,還需要測量的物理量是________. (3)用上述量推導出自行車前進速度的表達

10、式:________. 解析:(1)大齒輪的角速度ω1=2πn. (2)對Ⅰ、Ⅱ兩齒輪有ω1r1=ω2r2,設(shè)后輪半徑為R,則自行車前進的速度v=ω2R=·R=. 所以還需要測量的物理量是后輪的半徑R. (3)v=. 答案:(1)2πn (2)后輪的半徑R (3)v= 三、計算題 12.如圖19所示,半徑為R的圓板勻速轉(zhuǎn)動,當半徑OB轉(zhuǎn)動到某一方向時,在圓板中心正上方高h處以平行于OB方向水平拋出一小球,要使小球與圓板只碰撞一次,且落點為B,求: (1)小球的初速度大?。? (2)圓板轉(zhuǎn)動的角速度. 解析:(1)小球平拋運動的水平位移: R=v0t?、? 小球的豎直位移:h=gt2?、? 由②得t=,代入①得 v0===R. (2)小球在運動時間內(nèi),圓板轉(zhuǎn)了n圈,其角速度為: ω===πn(n=1,2,3…) 答案:(1)R (2)πn(n=1,2,3…)

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