1、2013届高考一轮物理复习高效课时作业：研究力和运动的关系（三）（沪科版）(时间：45分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1在世界一级锦标赛中，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，则以下说法正确的是()A是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的B是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的C是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的D由公式Fm2r可知，弯道半径越大，越容易冲出跑道解析：赛车在水平路面上转弯时，它需要的向心
2、力是由赛车与地面间的摩擦力提供的，由向心力公式F知，当v较大时，赛车需要的向心力也较大，当摩擦力不足以提供其所需的向心力时，赛车将作离心运动而冲出跑道，故选项C正确答案：C2.如图所示是一个玩具陀螺a、b和c是陀螺上的三个点当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度稳定旋转时，下列表述正确的是()Aa、b和c三点的线速度大小相等Ba、b和c三点的角速度相等Ca、b的角速度比c的大Dc的线速度比a、b的大解析：由于a、b、c三点是陀螺上的三个点，所以当陀螺转动时，三个点的角速度相同，选项B正确、C错误；根据vr，由于a、b、c三点的半径不同，rarbrc，所以有vavbvc，选项A、D均错误答案：B3.(
3、2012年石嘴山模拟)某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为r1、r2、r3，若甲轮的角速度为，则丙轮边缘上某点的向心加速度大小为()A.B.C. D.解析：根据vR知v甲r1，甲和丙线速度相同，再根据a，a丙，故A正确答案：A4.如图所示，上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到8 000 m，近距离用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1 300 m一个质量为50 kg的乘客坐在以360 km/h的不变速率行驶的车里随车驶过半径为2 500 m的弯道，下列说法正确的是()A乘客受到的向心力大小约为200 NB乘客受到来自车厢的力大小约为200 NC乘客受到来自车厢的力大小
4、约为539 ND弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适答案：ACD5.在光滑的水平桌面上，有两个小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动，如图所示当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则转轴O到小球2的距离是()ALv1/(v1v2) BLv2/(v1v2)CL(v1v2)/v1 DL(v1v2)/v2解析：两球固定在同一杆上转动，其相同，设小球1、2到O点的距离分别为R1、R2则v1R1，v2R2，且R1R2L，解得：R2，选项B正确答案：B6.一小球质量为m，用长为L的悬绳(不可伸长，质量不计)固定于O点，在O点正下方L/2处钉有一颗钉子，如图所示，将悬线沿水平方向
5、拉直无初速度释放后，当悬线碰到钉子后的瞬间()A小球线速度没有变化B小球的角速度突然增大到原来的2倍C小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍解析：在小球通过最低点的瞬间，水平方向上不受外力作用，沿切线方向小球的加速度等于零，因而小球的线速度不会发生变化，A正确；在线速度不变的情况下，小球的半径突然减小到原来的一半，由vr可知角速度增大为原来的2倍，B正确；由av2/r，可知向心加速度突然增大到原来的2倍，C正确；在最低点，Fmgma，D错误答案：ABC7.如图所示，有一质量为M的大圆环，半径为R，被一轻杆固定后悬挂在O点，有两个质量为m的小环(可视为质点)，
6、同时从大环两侧的对称位置由静止滑下，两小环同时滑到大环底部时，速度都为v，则此时大圆环对轻杆的拉力大小为()A(2m2M)gBMg2mv2/RC2m(gv2/R)MgD2m(v2/Rg)Mg解析：设每个小环滑到大环底部时，受大环的支持力为N，由牛顿第二定律得Nmgm，由牛顿第三定律知，小环对大环向下的压力大小也为N；再对大环受力分析，由物体平衡条件可得，轻杆对大环的拉力FMg2N2m(g)Mg，所以大环对轻杆的拉力大小为2m(g)Mg.只有C正确答案：C8.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，如图所示，当轻杆绕轴BC以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a
7、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绳a对小球拉力不变B绳a对小球拉力增大C小球可能前后摆动D小球可能在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Famg，烧断b后，因惯性，要在竖直面内做圆周运动，且Famgm，所以FaFa，A错、B对，当足够小时，小球不能摆过AB所在高度，C对，当足够大时，小球在竖直面内能过AB上方最高点，从而做圆周运动，D对答案：BCD9.如图所示，在倾角为30的光滑斜面上，有一根长为L0.8 m的细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为m0.2 kg的小球，沿斜面做圆周运动，若要小球能通过最高点A，则小
8、球在最低点B的最小速度是()A2 m/s B2 m/sC2 m/s D2 m/s解析：小球通过最高点的最小速度为vA2 m/s由最高点到最低点根据机械能守恒定律得mvmvmg2Lsin 解得：vB2 m/s，选项C正确答案：C10如图所示是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，其半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径为R，且R3r.现在进行倒带，使磁带绕到A轮上倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的B轮是从动轮经测定，磁带全部绕到A轮上需要的时间为t，则从开始倒带到A、B两轮的角速度相等所需要的时间是()A等于 B大于C小于 D此时间无法确定解析：因为A
9、轮角速度恒定，所以随着磁带缠绕厚度的增大，半径增大，磁带运行速度增大当AB时，由vr知rArB，即A、B上磁带厚度相等，此时绕至A轮上的磁带的长度恰好是磁带总长度的一半而下一半的磁带速度将比前一半磁带的速度大，由t知，前一半所用的时间长，后一半所用的时间短，故选B.答案：B二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(15分)一级方程式F1汽车大赛中，布朗车队的车手巴顿驾驶着一辆总质量是M(M约1.5吨)的赛车经过一半径为R的水平弯道时的速度为v.工程师为提高赛车的性能，都将赛车形状设计得使其上、下方空气存在一个压力差气动压力
10、(行业术语)，从而增大了赛车对地面的正压力，行业中将正压力与摩擦力的比值称为侧向附着系数，用表示要使上述赛车转弯时不致侧滑，所需气动压力至少为多大？解析：设赛车所受地面支持力为N，气动压力为N，摩擦力为f则NNMg赛车在水平弯道上转弯所需向心力由摩擦力提供，则：fM由题意知：由以上几式联立解得：NMMg答案：MMg12(15分)如图所示，将倾角30、表面粗糙的斜面固定在地面上，用一根轻质细绳跨过两个光滑的半径很小的滑轮连接甲、乙两物体(均可视为质点)，把甲物体放在斜面上且细绳与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使细绳拉直且偏离竖直方向60.开始时甲、乙均静止现同时释放甲、乙两物体，乙物体将在竖直平
11、面内往返运动，测得绳长OA为l0.5 m，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动，已知乙物体的质量为m1 kg，忽略空气阻力，取重力加速度g10 m/s2.求：(1)乙物体在竖直平面内运动到最低点时的速度大小以及此时所受绳的拉力大小(结果可用根式表示)(2)甲物体的质量以及斜面对甲物体的最大静摩擦力的大小(3)斜面与甲物体之间的动摩擦因数(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，结果保留两位有效数字)解析：(1)当乙物体运动到最低点时，绳子上的拉力最大，设为F1，对乙物体，由动能定理得mgl(1cos )mv2又由牛顿第二定律得F1mgm乙物体在竖直平面内运动到最低点时的速度v m/s2.24 m/s乙物体运动到最低点时所受的拉力F120 N(2)当乙物体运动到最高点时，绳子上的拉力最小，设为F2，此时乙物体向心力为0，即F2mgcos 此时甲物体恰好不下滑，有Mgsin fF2乙物体到最低点时，甲物体恰好不上滑，则有Mgsin fF1联立解得M2.5 kg，f7.5 N(3)对甲物体，有fN，NMgcos 联立解得0.35答案：(1)2.24 m/s20 N(2)2.5 kg7.5 N(3)0.35
