《高考备考指南 理科综合 物理》课件-第4章 第3讲

第四章第3讲一、选择题(在题中给出的选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题有多项符合题目要求)1．(2017届铜仁模拟)如图所示的齿轮传动装置中，主动轮的齿数z1＝24，从动轮的齿数z2＝8，当主动轮以角速度ω顺时针转动时，从动轮的运动情况是()A．顺时针转动，周期为eq\f(2π,3ω) B．逆时针转动，周期为eq\f(2π,3ω)C．顺时针转动，周期为eq\f(6π,ω) D．逆时针转动，周期为eq\f(6π,ω)【答案】B【解析】齿轮不打滑，说明边缘点线速度相等，从动轮顺时针转动，故主动轮逆时针转动．主动轮的齿数z1＝24，从动轮的齿数z2＝8，故大轮与小轮的半径之比为R∶r＝24∶8＝3∶1，根据v＝rω，有eq\f(ω1,ω2)＝eq\f(r,R)＝eq\f(1,3)，解得从动轮的角速度为ω2＝3ω1＝3ω.根据ω＝eq\f(2π,T)，得从动轮的周期为T＝eq\f(2π,ω2)＝eq\f(2π,3ω)，故A、C、D错误，B正确．2．(2017届浙江模拟)在G20峰会“最忆是杭州”的文艺演出中，芭蕾舞演员总保持如图所示姿势原地旋转，此时手臂上A、B两点角速度大小分别为ω1、ω2，线速度大小分别为v1、v2，则()A．ω1＜ω2 B．ω1＞ω2 C．v1＜v2 D．v1＞v【答案】D【解析】因为A、B两处在人自转的过程中周期一样，所以A、B两处的角速度一样，故A、B错误．由图可知A处转动半径最大，根据v＝ωr，所以A处的线速度要大，故C错误，D正确．3．(2017届虹口二模)如图所示是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图．M、N是两个共轴圆筒的横截面，外筒N的半径为R，内筒M的半径比R小得多，可忽略不计．筒的两端封闭，两筒之间抽成真空，两筒以相同角速度ω绕其中心轴线匀速转动．M筒开有与转轴平行的狭缝S，且不断沿半径方向向外射出速率分别为v1和v2的分子，分子到达N筒后被吸附，如果R、v1、v2保持不变，ω取某合适值，则以下结论中正确的是()A．只要时间足够长，N筒上到处都落有分子B．分子不可能落在N筒上某两处，且与S平行的狭条上C．当eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(R,v1)－\f(R,v2)))≠neq\f(2π,ω)时(n为正整数)，分子必落在不同的狭条上D．当eq\f(R,v1)＋eq\f(R,v2)＝neq\f(2π,ω)时(n为正整数)，分子必落在同一个狭条上【答案】C4．(2016年海南卷)如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动．已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在高点时对轨道的压力大小为N2.重力加速度大小为g，则N1－N2的值为()A．3mg B．4mg C．5mg D．6mg【答案】D【解析】设小球在最低点速度为v1，在最高点速度为v2，根据牛顿第二定律，在最低点有N1－mg＝meq\f(v\o\al(2,1),R)，在最高点有N2＋mg＝meq\f(v\o\al(2,2),R)，同时从最高点到最低点，根据动能定理有mg·2R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)，联立以上三个方程式可以得到N1－N2＝6mg，故选项D正确．5．(2017届衡水校级模拟)近年许多电视台推出户外有奖冲关的游戏节目，如图(俯视图)是某台设计的冲关活动中的一个环节．要求挑战者从平台上跳到以O为转轴的快速旋转的水平转盘上，而不落入水中．已知平台到转盘盘面的竖直高度为1.25m，平台边缘到转盘边缘的水平距离和转盘半径均为2m，转盘以12.5r/min的转速匀速转动．转盘边缘间隔均匀地固定有6个相同障碍桩，障碍桩及桩和桩之间的间隔对应的圆心角均相等．若某挑战者在如图所示时刻从平台边缘以水平速度沿AO方向跳离平台，把人视为质点，不计桩的厚度，g取10m/sA．4m/s B．5m/s C．6m/s【答案】B【解析】人起跳后做平抛运动，因此在竖直方向上有y＝eq\f(1,2)gt2，解得时间t＝0.5s，转盘的角速度为ω＝2πn＝eq\f(5,12)πrad/s，转盘转过eq\f(π,6)所用时间为t＝eq\f(θ,ω)＝0.4s，要使人能跳过空隙，时间应该小于0.4s，因此根据水平方向匀速运动有x＝v0t，解得v0＝5m/s，故A、C、D错误，B正确．6．(2017届浙江二模)如图所示为一实验小车中利用光脉冲测量车速和行程的装置的示意图，A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在车身上，C为小车的车轮，D为与C同轴相连的齿轮．车轮转动时，A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙一次就形成一个脉冲光信号，被B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示．若实验显示单位时间内的脉冲数为n，累计脉冲数为N，若要测出小车的速度和行程，则还必须测量的物理量或数据是()A．车轮的半径R和齿轮的齿数PB．车轮的半径R和齿轮的半径rC．齿轮的齿数P和齿轮的半径rD．车轮的半径R和齿轮上齿的间隙宽度d【答案】A7．(2017届温州模拟)如图所示为自行车示意图．自行车的大齿轮通过链条和后轮中小齿轮连接，转动时链条不松动．小齿轮与后轮共轴一起转动．假若大齿轮的半径为a，小齿轮半径为b，后轮半径为c.正常运行时，自行车匀速前进速度大小为v.则下列说法中错误的是()A．后轮转动的角速度为eq\f(v,c)B．大齿轮转动的角速度为eq\f(v,a)C．小齿轮边缘某点转动的向心加速度为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2bD．大齿轮边缘上某点转动的向心加速度为eq\f(b2v2,c2a)【答案】B【解析】后轮的线速度为v，则后轮转动的角速度ω＝eq\f(v,c)，故A正确；小齿轮和后轮共轴转动，角速度相等，则小齿轮的角速度为eq\f(v,c)，根据小齿轮和大齿轮线速度大小相等，有eq\f(v,c)·b＝ω′a，解得大齿轮的角速度ω′＝eq\f(bv,ac)，故B错误；小齿轮边缘某点转动的向心加速度a＝beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2，故C正确；大齿轮边缘上某点转动的向心加速度a′＝aω′2＝eq\f(ab2v2,a2c2)＝eq\f(b2v2,ac2)，D正确．故选B.8．一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4m/s，转动周期为2s，A．角速度为0.5rad/sB．转速为0.5r/sC．轨迹半径为eq\f(4,π)mD．加速度大小为4πm/s2【答案】BCD【解析】角速度为ω＝eq\f(2π,T)＝πrad/s，A错误；转速为n＝eq\f(ω,2π)＝0.5r/s，B正确；半径r＝eq\f(v,ω)＝eq\f(4,π)m，C正确；向心加速度大小为an＝eq\f(v2,r)＝4πm/s2，D正确．9．(2016年新课标Ⅲ卷)如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则()A．a＝eq\f(2mgR－W,mR) B．a＝eq\f(2mgR－W,mR)C．N＝eq\f(3mgR－2W,R) D．N＝eq\f(2mgR－W,R)【答案】AC【解析】质点P下滑过程中，利用动能定理可得mgR－W＝eq\f(1,2)mv2，在最低点由牛顿第二定律有N－mg＝ma＝eq\f(mv2,R)，可得a＝eq\f(2mgR－W,mR)，N＝eq\f(3mgR－2W,R)，故B、D错误，A、C正确．10．(2017届山西校级模拟)对于绕轴转动的物体，描述转动快慢的物理量有角速度ω等物理量．类似加速度，角加速度β描述角速度ω的变化快慢，匀变速转动中β为一常量．下列说法正确的是()A．β的定义式为β＝eq\f(Δω,Δt)B．在国际单位制中β的单位为rad/s2C．匀变速转动中某时刻的角速度为ω0，经过时间t后角速度为ω＝ω0t＋eq\f(1,2)βt2D．匀变速转动中某时刻的角速度为ω0，则时间t内转过的角度为Δθ＝ω0t＋eq\f(1,2)βt2【答案】ABD【解析】角加速度为角速度变化量与所用时间的比值，A正确；由公式β＝eq\f(Δω,Δt)知在国际单位制中β的单位为rad/s2，B正确；匀变速转动中某时刻的角速度为ω0，经过时间t后角速度为ω＝ω0＋βt，C错误；匀变速转动中某时刻的角速度为ω0，与位移公式类似，则时间t内转过的角度为Δθ＝ω0t＋eq\f(1,2)βt2，D正确．故选A、B、D.11．(2017届泰州一模)载人飞船绕地球做匀速圆周运动．已知地球半径为R0，飞船运行的轨道半径为kR0，地球表面的重力加速度为g0，则飞船运行的()A．加速度是k2g0 B．加速度是eq\f(g0,k2)C．角速度是eq\r(\f(g0,k3R0)) D．角速度是eq\r(\f(g0R0,k))【答案】BC【解析】根据万有引力定律，引力提供向心力，则有Geq\f(mM,kR02)＝man′，而黄金代换公式GM＝g0Req\o\al(2,0)，联立解得an＝eq\f(g0,k2)，故A错误，B正确；根据万有引力定律，引力提供向心力，则有eq\f(GMm,kR02)＝mω2kR0，且GM＝g0Req\o\al(2,0)，解得ω＝eq\r(\f(g0,k3R0))，故C正确，D错误．二、非选择题12