2022年高考物理大一轮复习训练44题组层级快练

题组层级快练 说明14题只有一项符合题目要求，5题有多项符合题目要求. 1. （经典题）如下图PNQ是一个固定的光滑轨道.其中PN是直线部分，NQ是半径为R的半圆弧，FN 与NQ在N点相切.P、Q两点处于同一水平高度.现有一小球自F点由静止开始沿轨道下滑，那么（） Q N O/R A. 小球不能到达Q点，P比Q至少高才能经Q点沿切线方向飞出 B. 小球到达Q点后.又沿轨道返回 C. 小球到达Q点后.将自由下落 D. 小球到达Q点后.恰能沿圆弧的切线方向飞出 解析 由机械能守恒，知小球如到达Q点，速度必为0.而小球在圆弧上做的是圆周运动，若到达Q 点最小速度v\[gR,设小球在Q点上高度h处才恰能完成圆周运动.由机械能守恒可列方程mghmv2, 解得故A项正确，选项B、C、D错误. 答案A 2. 一根轻杆长为乙，一端连接一个小球，另一端与光滑的转动轴连接，在竖直平面内做圆周运动，下 列说法正确的是（） A. 小球能做完整的圆周运动，过最高点的最小速度为嫔 B. 小球在最低点时，杆对小球的作用力最大且方向竖直向上 C. 小球在最高点时，杆对小球的作用力最小且方向竖直向上 D. 小球在运动过程中所受合外力的方向均指向圆心 解析 杆可以提供支持力，当小球所受重力等于支持力，在最高点时，最小速度为0,余下由惯性可 完成完整的圆周运动，故A项错误；由机械能守恒知，小球在最低点时，速度最大，小球受到杆给的拉力 为F,由牛顿运动定律知Fmgnr,小球在最低点时，杆对小球的作用力Fmgmf最大且方向竖直 向上，故B项正确；小球在最高点时，ox/iZ杆对球为拉力、原杆对球为支持力、。寸茹球只受重力， 故C项错误；小球在竖直平面内做非匀速圆周运动，合外力指向圆心的部分提供向心力，故D项错误. 答案B 学法指导解决本题的关键是知道杆可以表现为拉力，也可以表现为支持力，球在最高点的最小速度 可以为0,这是不同于绳的情况. 3. （2015-山东枣庄为在水平传送带上被传送的小物体（可视为质点），A为终端皮带轮，如图所示， 已知该皮带轮的半径为r,传送带与皮带轮间不会打滑，当m可被水平抛出时,A轮每秒的转数最少是（） 幅讣■ 9 A. y*\Ba 2ti \1 r\j r C 应D-2 解析 小物体不沿曲面下滑，而是被水平抛出，需满足关系式mgWg2/「,即传送带转动的速度o五购, 其大小等于A轮边缘的线速度大小，A轮转动的周期为T半每秒的转数牛本题 答案为A项. 答案A 4. （2015-福建福州）半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一个小物体m,如图所示，今给 它一个水平的初速度v0y[jR,则物体将（） m 如 I R\ A. 沿球面下滑至M点 B. 先沿球面至某点N,再离开球面做斜下抛运动 C. 按半径大于R的新的圆弧轨道运动 D. 立即离开半球做平抛运动 解析小物体在半球面的顶点，若是能沿球面下滑，则它受到的半球面的弹力与重力的合力提供向心 力，有mgFNng, Fn0,这说明小物体与半球面之间无相互作用力，小物体只受到重力的作用， 又有水平初速度，小物体将做平抛运动，D选项正确；即使小物体的初速度为0,在光滑曲面上的某点也 2 将离开曲面，其高度我们在力的分解中已证明为//郛，A、B选项错误；离开曲面受恒力mg的作用，不 可能做圆周运动，圆周运动的合外力为变力，C选项错误. 答案D 5. （2015-山东潍坊）如图所示，质量为m的小球（可看做质点）在竖直放置的半径为R的固定光滑圆环 轨道内运动.若小球通过最高点时的速率为。0寸函下列说法中正确的是（） A. 小球在最高点时只受重力作用 B. 小球在最高点对圆环的压力大小为mg C. 小球在最高点时重力的瞬时功率为0 D. 小球绕圆环运动一周的时间大于ItiR/vq 解析由F稣m卒，代入得F林mg,说明小球在最高点只受重力作用，A项正确，B项错误；根 据功率的定义式PFvcos6,小球在最高点时，力与速度垂直，故重力的瞬时功率为零，C项正确；根据 机械能守恒定律知，小球在最高点的速率最小，小球全过程运动的平均速率大于内，由丁半知，小球运 动一周的时间小于受，D项错误. Vo 答案AC 6. 2015-上海徐汇如图所示,固定点O系一长度L20 cm的绝缘线绳，绳的一端拴一质量m1.0X 10 「4kg、电量04.9X10-1。C的带电小球，整个装置处在足够大的方向水平向右的匀强电场中，场强E 1.5X106V/m.求 1 小球静止时悬线与竖直方向的夹角0; 2 使小球在竖直平面内做圆周运动.小球经过最低点A时的速度至少要多大 解析1如下图所示，因为tan0 mg 1.5X106X4.9X10F 3 “,、， 一1.0X10-4X9.8彳’所顷 937。 ⑵小球能在竖直面内做圆周运珈过B点OC线反延与圆的交点的最小速度仞必须满足籍罕即 COSC/ L 只有合力F提供向心力，绳上的力为0;小球由A, mgLLcos0EqLsinOinvi,凋11.27, ”a3.36 m/s舍负 答案137 23.36 m/s 7. 创新题在竖直平面内有一由内径为n的光滑圆管弯曲而成的环形轨道，环形轨道半径R远远大于 n,如下图所示.有一质量为，〃的小球，直径，2略小于-可在圆管中运动.在最低点应给小球一个多大 的初速度才能使小球在竖直环轨道内恰能完成圆周运动 解析小球恰能完成圆周运动有两种可能 ① 到达最高点时只与管下壁接触，此时最小速度可以为零.由惯性可完成下半周运动.设在最低点速 度为。1,由机械能守恒，mvrmg2R,所以Vi2y[gR,故在最低点速度vi2y[gR ② 到达最高点时只与管上壁接触，此时恰能完成圆周运动的条件为只有重力提供物体做圆周运动的向 、、1 心力.最高点速度为。3,则有mg m,再由机械能守恒，可得最低点速度。2与。3的关系为mvl mg2R 联立以上两式，可得V2y5gR,故在最低点速度V2y5gR 答案两种可能其一为2桥，其二为不赤 名师点拨本题实质考查了两种模型.即绳模型与杆模型.球与管下壁接触的临界条件对应杆模型， 球与管上壁接触的临界条件对应绳模型. 8. 过山车是游乐场中常见的设施.下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的 三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、。间距与C、。间距相等，半径R2.0 m R21.4m. 一个质量为m1.0kg的小球视为质点，从轨道的左侧A点以”o12.Om/s的初速度沿轨 道向右运动，A、B间距L,6.0m.小球与水平轨道间的动摩擦因数*0.2,圆形轨道是光滑的.假设水 平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠.重力加速度取g10m/s小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力