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高三物理最新月汇编曲线运动 全国通用

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2010 届高三物理最新月汇编:曲线运动
一、选择题 1.山东省兖州市 2010 届高三上学期模块检测做曲线运动的物体在运动过程中,下列说法正 确的是 ( C ) B.加速度大小一定改变 D.加速度方向一定改变

A.速度大小一定改变 C.速度方向一定改变

2 . 湖 北 省 襄 樊 四 中 2010 届 高 三 摸 底 考 试 对 质 点 运 动 的 描 述 , 以 下 说 法 正 确 的 是 ( D ) A.*抛运动是加速度每时每刻都改变的运动 B.匀速圆周运动是加速度不变的运动 C.某时刻质点的加速度为零,则此时刻质点的速度一定为零 D.某时刻质点的加速度为零,则此时刻质点的速度不一定为零 3.山东省兖州市 2010 届高三上学期模块检测在同一高度将质量相等的三个小球以大小相同 的速度分别竖直上抛、竖直下抛、水*抛出,不计空气阻力.从抛出到落地过程中,三球 ( D ) A.运动时间相同 B.落地时的速度相同 C.落地时重力的功率相同 D.落地时的动能相同 4.安徽省两地 2010 届高三第一次联考检测如图所示,内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水* 面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球 A 和 B 紧贴着内壁分别在如图所示的水*面内做 匀速圆周运动,则 ( A )

A.球 A 的线速度一定大于球 B 的线速度 B.球 A 的角速度一定大于球 B 的角速度 C.球 A 的向心加速度一定大于球 B 的向心加速度 D.球 A 对筒壁的压力一定大于球 B 对筒壁的压力 5.湖北省襄樊四中 2010 届高三摸底考试如图所示,两物块 A、B 套在水*粗糙的 CD 杆上, 并用不可伸长的轻绳连接,整个装置能绕过 CD 中点的轴 OO'转动,已知两物块质量相等,杆 CD 对物块 A、B 的最大静摩擦力大小相等,开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹

力) ,物块 A 到 OO'轴的距离为物块 B 到 OO'轴距离的两倍,现让该装置从静止开始转动,使 转速逐渐增大,在从绳子处于自然长度到两物块 A、B 即将滑动的过程中,下列说法正确的是 ( D ) A.B 受到的静摩擦力一直增大 B.B 受到的静摩擦力是先增大后减小 C.A 受到的静摩擦力是先增大后减小 D.A 受到的合外力一直在增大 6. 湖北省众望高中 2010 届高三周练如图, 把一个带电小球 A 固定在光滑的水*绝缘桌面上, 在桌面的另一处放置带电小球 B。现给 B 一个沿垂直 AB 方向的速度 v0,下列说法中正确的是 ( C )
C A O' O D

B

A.若 A、B 为异性电荷,B 球一定做圆周运动 B.若 A、B 为异性电荷,B 球可能做匀变速曲线运动 C.若 A、B 为同性电荷,B 球一定做远离 A 的变加速曲线运动 D.若 A、B 为同性电荷,B 球的动能一定会减小 7. 贵州省兴义市清华实验学校 2010 届高三 9 月月考如图所示光滑管形圆轨道半径为 R (管径 远小于 R) ,小球 A.b 大小相同,质量相同,均为 m,其直径略小于管径,能在管中无摩擦运 动.两球先后以相同速度 v 通过轨道最低点,且当小球 a 在最低点时,小球 b 在最高点,以下 说法正确的( BD ) A.当小球 b 在最高点对轨道无压力时,小球 a 比小球 b 所需向心力大 5mg 周运动 B.当 v= 5gR 时,小球 b 在轨道最高点对轨道无压力 C.速度 v 至少为 5gR ,才能使两球在管内做圆 D.只要 v≥ 5gR ,小球 a 对轨道最低点压力比小球 b 对轨道 最高点压力都大 6mg 8.湖北省襄樊四中 2010 届高三摸底考试一质点在 xOy *面内从 O 点开始运动的轨迹如图所 示,则质点的速度( BD ) A.若 x 方向始终匀速,则 y 方向先加速后减速 B.若 x 方向始终匀速,则 y 方向先减速后加速
x y

C.若 y 方向始终匀速,则 x 方向先减速后加速 D.若 y 方向始终匀速,则 x 方向先加速后减速

O

9.湖北省众望高中 2010 届高三周练小河宽为 d,河水中各点水流速度与各点到较*河岸边 的距离成正比,

v

4v 0 水=kx,k= d ,x 是各点到*岸的距离,小船船头垂直河岸渡河,小船划水速度为 v0,则

下列说法中正确的是: A.小船渡河时的轨迹为直线 B.小船渡河时的轨迹为曲线
d C.小船到达距河对岸 4 处,船的渡河速度为
3d D.小船到达距河对岸 4 处,船的渡河速度为

( BC )

2v0 10v0

10.安徽省两地 2010 届高三第一次联考检测水*抛出的小球,t 秒末的速度方向与水*方向 的夹角为θ 1,t+t0 秒末速度方向与水*方向的夹角为θ 2,忽略空气阻力,则小球初速度的大 小为( D ) A.gt0(cosθ 1-cosθ 2) B.

gt0 cos?1 ? cos? 2 gt0 tan? 2 ? tan?1

C.gt0(tanθ 1-tanθ 2)

D.

11.湖北省襄樊四中 2010 届高三摸底考试一根长为 L 的轻杆下端固定一个质量为 m 的小球, 上端连在光滑水*轴上,轻杆可绕水*轴在竖直*面内运动(不计空气阻力) .当小球在最低 点时给它一个水*初速度 v0,小球刚好能做完整的圆周运动.若小球在最低点的初速度从 v0 逐渐增大,则下列判断正确的是( BC ) A,小球能做完整的圆周运动,经过最高点的最小速度为 gL B.小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大 C.小球在最低点对轻杆的作用力一直增大 D.小球在运动过程中所受合外力的方向始终指向圆心 二、非选择题 12. 上海市建*中学 2010 届高三摸底测试质量为 m 的小球由轻绳 a 和 b 系于一轻质木架上的 A 点和 C 点,如图所示。当轻杆绕轴 BC 以角速度ω 匀速转动时,小球在水*面内作匀速圆周 运动,绳 a 在竖直方向、绳 b 在水*方向。当小球运动在图示位置时.绳 b 被烧断的同时杆 也停止转动,则 ( BCD )

A、小球仍在水*面内作匀速圆周运动 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*面 ABC 的竖直*面内摆动 D、若角速度ω 较大,小球可以在垂直于*面 ABC 的竖直*面内作圆周运动 13.上海市建*中学 2010 届高三摸底测试变速自行车靠变换齿轮组合 来改变行驶速度档,下图是某一“奇安特”变速车齿轮转动结构示意 图,图中 A 轮有 48 齿,B 轮有 42 齿,C 轮有 18 齿,D 轮有 12 齿。那 么 该 车 可 变 换 ________ 种 不 同 档 位 ; 且 A 与 D 轮 组 合 时 , 两 轮 的 角 速 度 之 比 ?A:?D=_____________。 答案:4; 1:4

14.河南省武陟一中 2010 届高三第一次月考某同学利用图 1 所示装置做“研究*抛运动”的实 验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水*抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的 坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图 2 所示,图 2 中水*方向与竖直方向每小格的长度均代 表 0.10m,P1、P2 和 P3 是轨迹图线上的 3 个点,P1 和 P2、P2 和 P3 之间的水*距离相等。 完成下列填空: (重力加速度取 9.8m/s2) P1 水*方向

P2

图1 P3

图2 (1)设 P1、P2、和 P3 的横坐标分别为 x1、x2 和 x3,纵坐标分别为 y1、y2 和 y3,从图 2 中可读 出︱y1- y2︱=_________m,︱y1- y3︱=__________m,︱x1- x2︱=__________m(保留两 位小数) 。 (2)若已测知抛出后小球在水*方向做匀速运动,利用(1)中读取的数据,求小球从 P1 运 动到 P2 所用的时间为___________s,小球抛出后的水*速度为___________m/s(均可用根号

表示) 。 (3) 已测得小球抛出前下滑的高度为 0.50m, 设 E1 和 E2 分别为开始下滑时和抛出时的机械能, 则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失

E1 ? E2 ×100% = E1

%(保留

两位有效数字) 答案: (1)0.61 1.61 0.60 (2)0.20 3.0 (3)8.2

15.广东省蓝田中学 2010 届高三摸底考试如图所示,水*台面 AB 距地面的高度 h=0.80m.有 一滑块从 A 点以 v0 =6.0m/s 的初速度在台面上做匀变速直线运动,滑块与*台间的动摩擦因 数μ =0.25.滑块运动到*台边缘的 B 点后水*飞出.已知 AB=2.2m。不计空气阻力, g 取 10m/s2,结果保留 2 位有效数字.求: (1)滑块从 B 点飞出时的速度大小
v0

(2)滑块落地点到*台边缘的水*距离 解: (1)由牛顿第二定律 运动学公式 μmg=ma vt2 -v02 = -2 a s A B h

A

解得滑块从 B 点飞出时的速度大小 v t = 5.0 m/s (有效数字不符扣 1 分,没有文字表述扣 1 分) (2) 由*抛运动公式 h ? 1 gt 2
2

s = vt t

解得滑块落地点到*台边缘的水*距离 s = 2.0 m (4 分,没有文字表述扣 1 分,有效数字不符扣 1 分)

16.湖北省襄樊四中 2010 届高三摸底考试如图 11 所示,质量为 m 的小 球,由长为 l 的细线系住,细线的另一端固定在 A 点,AB 是过 A 的竖直 线,E 为 AB 上的一点,且 AE=0.5l,过 E 作水*线 EF,在 EF 上钉铁钉 D, 若线能承受的最大拉力是 9mg,现将小球拉直水*,然后由静止释放, 若小球能绕钉子在竖直面内做圆周运动,不计线与钉子碰撞时的能量损 失.求钉子位置在水*线上的取值范围. 答案:
7 2 l≤x≤ l. 6 3

A E B

l D
图 11

M F

解析:这是一个圆周运动与机械能两部分知识综合应用的典型问题.题中涉及两个临界条件: 一是线承受的最大拉力不大于 9mg;另一个是在圆周运动的最高点的瞬时速度必须不小于

l 2 ? ( )2 .设在 D 点绳刚好承受最大拉力, 设 DE=x1,则:AD= x 1 gr (r 是做圆周运动的半径) 2

悬线碰到钉子后,绕钉做圆周运动的半径为:r1=l-AD= l- x12 ? ( ) 2 ……①(2 分) 当小球落到 D 点正下方时,绳受到的最大拉力为 F,此时小球的速度 v,由牛顿第二定律 有: F-mg=
2 mv1

l 2

r1

…………………………………………②
mv12 ≤8mg……………………③ r1

(1 分) (1 分)

结合 F≤9mg 可得:

由机械能守恒定律得:mg ( 即:v2=2g (

l 1 +r1)= mv12 2 2

l +r1) ………………………………④ 2

(1 分) (2 分)

由①②③式联立解得:x1≤

2 l…………………⑤ 3

随着 x 的减小,即钉子左移,绕钉子做圆周运动的半径越来越大.转至最高点的临界速度
gr 也越来越大,但根据机械能守恒定律,半径 r 越大,转至最高点的瞬时速度越小,当这个

瞬时速度小于临界速度时,小球就不能到达圆的最高点了. 设钉子在 G 点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点,设 EG=x2 ,如图,则:
2 AG= x 2 2 ?( )

l 2

2 r2=l-AG= l- x 2 2 ? ( ) …………………………⑥

l 2

(1 分) (1 分) (1 分) (2 分) (2 分)

在最高点:mg≤

2 mv2 ……………………………⑦ r2

由机械能守恒定律得:mg ( 由④⑤⑥联立得:x2≥

l 1 2 ? r2)= mv2 …………⑧ 2 2

7 l…………………………⑨ 6 7 2 l≤x≤ l 6 3

在水*线上 EF 上钉子的位置范围是:

17. 湖北省众望高中 2010 届高三周练如图所示, 用半径为 0.4m 的电动滚轮在长薄铁板上表面 压轧一道浅槽.薄铁板的长为 2.8m、质量为 10kg.已知滚轮与铁板、铁板与工作台面间的动 摩擦因数分别为 0.3 和 0.1.铁板从一端放人工作台的滚轮下,工作时滚轮对铁板产生恒定

的竖直向下的压力为 100N,在滚轮的摩擦作用下铁板由静止向前运动并被压轧出一浅槽.已 知滚轮转动的角速度恒为 5rad/s,g 取 10m/s2. (1)通过分析计算,说明铁板将如何运动? (2)加工一块铁板需要多少时间? (3)加工一块铁板电动机要消耗多少电能?(不考虑电动机自身的能耗) 答案:(1)3000N (2)0.4<μ <0.6 (3)0.4S

18.上海市建*中学 2010 届高三摸底测试一水*放置的圆盘绕竖直固定轴转动,在圆盘上 沿半径开有一条宽度为 2mm 的均匀狭缝.将激光器与传感器上下对准,使二者间连线与 转轴*行,分别置于圆盘的上下两侧,且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动,激光器连 续向下发射激光束.在圆盘转动过程中,当狭缝经过激光器与传感器之间时,传感器接收 到一个激光信号,并将其输入计算机,经处理后画出相应图线.图(a)为该装置示意图,图 (b)为所接收的光信号随时间变化的图线, 横坐标表示时间, 纵坐标表示接收到的激光信号 强度,图中 Δt1=1.0×10-3s,Δt2=0.8×10-3s. (1)利用图(b)中的数据求1s时圆盘转动的角速度; (2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向;
(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度Δt3.

解析:(1)由图线读得,转盘的转动周期T=0.8s 角速度 ? ?

① ②

2? 6.28 ? rad / s ? 7.85rad / s T 0.8

(2)激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动(理由为:由于脉冲宽度在逐渐变窄,表明光信 号能通过狭缝的时间逐渐减少,即圆盘上对应探测器所在位置的线速度逐渐增加,因此激光 器和探测器沿半径由中心向边缘移动). (3)设狭缝宽度为d,探测器接收到第i个脉冲时距转轴的距离为r1,第i个脉冲的宽度为△ ti,激 光器和探测器沿半径的运动速度为v.

?ti ?

d 2? ri

T



r3-r2=r2-r1=vT r2-r1=



dT 1 1 ( ? ) 2? ?t2 ?t1
dT 1 1 ( ? ) 2? ?t3 ?t2


r3-r2=

由④、⑤、⑥式解得 ?t3 ?

?t1?t2 1.0 ?10?3 ? 0.8 ?10?3 ? ? 0.67 ?10?3 s 2?t1 ? ?t2 2 ?1.0 ?10?3 ? 0.8 ?10?3




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