2020屆高考物理 專項精練精析二十三

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1、 (本欄目內容，在學生用書中以活頁形式分冊裝訂！) 一、選擇題 1．建造在公路上的橋梁大多是凸形橋，較少是水平橋，更沒有凹形橋，其主要原因是(　　) A．為的是節(jié)省建筑材料，以減少建橋成本 B．汽車以同樣速度通過凹形橋時對橋面的壓力要比水平或凸形橋的壓力大，故凹形橋易損壞 C．可能是建造凹形橋技術上特別困難 D．無法確定 答案：　B 2．下圖是摩托車比賽轉彎時的情形．轉彎處路面常是外高內低，摩托車轉彎有一個最大安全速度，若超過此速度，摩托車將發(fā)生滑動．對于摩托車滑動的問題，下列論述正確的是(　　) A．摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用 B．摩托車所受外力的合

2、力小于所需的向心力 C．摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去 D．摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去 解析：　本題考查圓周運動的規(guī)律和離心現(xiàn)象．摩托車只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，沒有離心力，A項錯誤；摩托車正確轉彎時可看做是做勻速圓周運動，所受的合力等于向心力，如果向外滑動，說明提供的向心力即合力小于需要的向心力，B項正確；摩托車將在沿線速度方向與半徑向外的方向之間做離心曲線運動，C、D項錯誤． 答案：　B 3.如右圖所示是自行車傳動結構的示意圖，其中Ⅰ是半徑為r1的大齒輪，Ⅱ是半徑為r2的小齒輪，Ⅲ是半徑為r3的后輪，假設腳踏板的轉速為n r/s，則自行車前進的速度為(　　)

3、 A.　　　　　　　 B. C. D. 解析：　前進速度即為Ⅲ輪的線速度，由同一個輪上的角速度相等，同一條線上的線速度相等可得：ω1r1＝ω2r2，ω3＝ω2，再有ω1＝2πn，v＝ω3r3，所以v＝. 答案：　C 4.質量為m的石塊從半徑為R的半球形的碗口下滑到碗的最低點的過程中，如果摩擦力的作用使得石塊的速度大小不變，如右圖所示，那么(　　) A．因為速率不變，所以石塊的加速度為零 B．石塊下滑過程中受的合外力越來越大 C．石塊下滑過程中受的摩擦力大小不變 D．石塊下滑過程中的加速度大小不變，方向始終指向球心 解析：　由于石塊做勻速圓周運動，只存在向心加速度，大小不

4、變，方向始終指向球心，D對，A錯；由F合＝F向＝ma向知合外力大小不變，B錯；又因石塊在運動方向(切線方向)上合力為零，才能保證速率不變，在該方向重力的分力不斷減小，所以摩擦力不斷減小，C錯． 答案：　D 5.2020年4月28日凌晨，山東境內發(fā)生兩列列車相撞事故，造成了大量人員傷亡和財產損失．引發(fā)事故的主要原因是其中一列列車轉彎時超速行駛．如右圖所示，是一種新型高速列車，當它轉彎時，車廂會自動傾斜，提供轉彎需要的向心力；假設這種新型列車以360 km/h的速度在水平面內轉彎，彎道半徑為1.5 km，則質量為 75 kg的乘客在列車轉彎過程中所受到的合外力為(　　) A．500 N　　　

5、　　　　　 B．1 000 N C．500 N D．0 解析：　360 km/h＝100 m/s，乘客在列車轉彎過程中所受的合外力提供向心力F＝＝75× N＝500 N. 答案：　A 6.2020年2月16日，在加拿大城市溫哥華舉行的第二十一屆冬奧會花樣滑冰雙人自由滑比賽落下帷幕，中國選手申雪、趙宏博獲得冠軍．如右圖所示，如果趙宏博以自己為轉動軸拉著申雪做勻速圓周運動．若趙宏博的轉速為30 r/min，手臂與豎直方向夾角為60°，申雪的質量是50 kg，她觸地冰鞋的線速度為4.7 m/s，則下列說法正確的是(　　) A．申雪做圓周運動的角速度為2π rad/s B．申雪觸地冰鞋

6、做圓周運動的半徑約為2 m C．趙宏博手臂拉力約是850 N D．趙宏博手臂拉力約是500 N 解析：　申雪做圓周運動的角速度即趙宏博轉動的角速度．則ω＝30r/min＝30×2π/60 rad/s＝πrad/s，由v＝ωr得：r＝1.5 m，A、B均錯誤；由Fcos30°＝mrω2解得F＝850 N，C正確，D錯誤． 答案：　C 7.(2020·湖南三十二校)如右圖所示，在傾角為α＝30°的光滑斜面上，有一根長為L＝0.8 m的細繩，一端固定在O點，另一端系一質量為m＝0.2 kg的小球，沿斜面做圓周運動，若要小球能通過最高點A，則小球在最低點B的最小速度是(　　) A．2 m/

7、s B．2 m/s C．2 m/s D．2 m/s 解析：　通過A點的最小速度為：vA＝＝2 m/s，則根據機械能守恒定律得：mv＝mv＋2mgLsin α，解得vB＝2m/s，即C選項正確． 答案：　C 8．汽車甲和汽車乙質量相等，以相等速率沿同一水平彎道做勻速圓周運動，甲車在乙車的外側．兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙．以下說法正確的是(　　) A．Ff甲小于Ff乙 B．Ff甲等于Ff乙 C．Ff甲大于Ff乙 D．Ff甲和Ff乙大小均與汽車速率無關 解析：　本題重點考查的是勻速圓周運動中向心力的知識．根據題中的條件可知，兩車在水平面做勻速圓周運動，則

8、地面對車的摩擦力來提供其做圓周運動的向心力，則F向＝Ff，又有向心力的表達式F向＝，因為兩車的質量相同，兩車運行的速率相同，因此軌道半徑大的車的向心力小，即摩擦力小，A正確． 答案：　A 9.如右圖所示，某游樂場有一水上轉臺，可在水平面內勻速轉動，沿半徑方向面對面手拉手坐著甲、乙兩個小孩，假設兩小孩的質量相等，他們與盤間的動摩擦因數相同，當圓盤轉速加快到兩小孩剛好還未發(fā)生滑動時，某一時刻兩小孩突然松手，則兩小孩的運動情況是(　　) A．兩小孩均沿切線方向滑出后落入水中 B．兩小孩均沿半徑方向滑出后落入水中 C．兩小孩仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，不會發(fā)生滑動而落入水中 D．甲仍隨圓盤

9、一起做勻速圓周運動，乙發(fā)生滑動最終落入水中 解析：　在松手前，甲、乙兩小孩做圓周運動的向心力均由靜摩擦力及拉力的合力提供的，且靜摩擦力均達到了最大靜摩擦力．因為這兩個小孩在同一個圓盤上轉動，故角速度ω相同，設此時手中的拉力為FT，則對甲：Ffm－FT＝mω2R甲．對乙：FT＋Ffm＝mω2R乙，當松手時，F(xiàn)T＝0，乙所受的最大靜摩擦力小于所需要的向心力，故乙做離心運動，然后落入水中．甲所受的靜摩擦力變小，直至與它所需要的向心力相等，故甲仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，選項D正確． 答案：　D 10.如右圖所示兩段長均為L的輕質線共同系住一個質量為m的小球，另一端分別固定在等高的A、B兩點，A

10、、B兩點間距也為L，今使小球在豎直平面內做圓周運動，當小球到達最高點時速率為v，兩段線中張力恰好均為零，若小球到達最高點時速率為2v，則此時每段線中張力大小為(　　) A.mg B．2mg C．3mg D．4mg 解析：　當小球到達最高點速率為v時，有mg＝m，當小球到達最高點速率為2v時，應有F＋mg＝m＝4mg，所以F＝3mg，此時最高點各力如圖所示，所以FT＝mg，A正確． 答案：　A 二、非選擇題 11．(2020·全國Ⅰ卷)如圖甲是利用激光測轉速的原理示意圖，圖中圓盤可繞固定軸轉動，盤邊緣側面上有一小段涂有很薄的反光材料．當盤轉到某一位置時，接收器可以接收到反光涂層

11、所反射的激光束，并將所收到的光信號轉變成電信號，在示波器顯示屏上顯示出來(如圖乙所示)． (1)若圖乙中示波器顯示屏上橫向的每大格(5小格)對應的時間為5.00×10－2s，則圓盤的轉速為____________轉/s.(保留3位有效數字) (2)若測得圓盤直徑為10.20 cm，則可求得圓盤側面反光涂層的長度為________cm.(保留3位有效數字) 解析：　(1)從圖乙可知圓盤轉一圈的時間在橫坐標上顯示22格，由題意知圖乙中橫坐標上每小格表示1.00×10－2 s，所以圓盤轉動的周期是0.22 s，則轉速為4.55 轉/s. (2)反光引起的電流圖象在圖乙中的橫坐標上每次一小

12、格，說明反光涂層的長度占圓盤周長的，為＝ cm＝1.46 cm. 答案：　(1)4.55　(2)1.46 12．如下圖是利用傳送帶裝運煤塊的示意圖．其中，傳送帶足夠長，傾角θ＝37°，煤塊與傳送帶間的動摩擦因數μ＝0.8，傳送帶的主動輪和從動輪半徑相等，主動輪軸頂端與運煤車底板間的豎起高度H＝1.8 m，與運煤車車箱中心的水平距離x＝1.2 m．現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質點)，煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運動，后與傳送帶一起做勻速運動，到達主動輪時隨輪一起勻速轉動．要使煤塊在輪的最高點水平拋出并落在車箱中心，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： (1)傳送帶勻速運動的速度v及主動輪和從動輪的半徑R； (2)煤塊在傳送帶上由靜止開始加速至與傳送帶速度相同所經過的時間t0. 解析：　(1)由平拋運動的公式，得 x＝vt H＝gt2 代入數據解得v＝2 m/s 要使煤塊在輪的最高點做平拋運動，則煤塊到達輪的最高點時對輪的壓力為零，由牛頓第二定律，得mg＝m 代入數據得R＝0.4 m. (2)由牛頓第二定律F＝ma得a＝＝μgcos θ－gsin θ ＝0.4 m/s2 由v＝v0＋at0得t0＝＝5 s. 答案：　(1)2 m/s　0.4 m　(2)5 s