2013高考物理 考點(diǎn)預(yù)測(cè)專練 專題四 圓周運(yùn)動(dòng)專題

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1、 專題四 圓周運(yùn)動(dòng)專題 考點(diǎn)目標(biāo)：熟練掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其動(dòng)力學(xué)特征，并能用之解決各種實(shí)際問題，諸如天體運(yùn)行、航天科技和帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)類問題等。 1、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)，與一不帶電的靜止粒子碰撞合并為一體，設(shè)粒子除洛倫茲力外，不受其它力作用，則碰撞后粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的哪一個(gè)？(圖中磁場(chǎng)方向未標(biāo)出) 2、一空間站正在沿圓形軌道繞地球運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)從空間站向其運(yùn)行方向彈射出一個(gè)小物體(質(zhì)量遠(yuǎn)小于空間站的質(zhì)量)，當(dāng)空間站再次達(dá)到重新穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，與原來相比( ) A、空間站仍在原軌道上運(yùn)行，但速率變小，周期變大 B

2、、空間站的高度變小，速率變小，周期變大 C、空間站的高度變小，速率變大，周期變小 D、空間站的高度變大，速率變小，周期變大 3、科學(xué)家們推測(cè)，太陽系的第十顆行星就在地球的軌道上。從地球上看，它永遠(yuǎn)在太陽的背面，人類一直未能發(fā)現(xiàn)它。可以說是“隱居”著地球的“孿生兄弟”。由以上信息我們可以推知： A、這顆行星的公轉(zhuǎn)周期與地球相等 B、這顆行星的自轉(zhuǎn)周期與地球相等 C、這顆行星質(zhì)量等于地球的質(zhì)量 D、這顆行星的密度等于地球的密度 4、地球上有兩位相距遙遠(yuǎn)的觀察者，都發(fā)現(xiàn)自己的正上方有一顆人造地球衛(wèi)星相對(duì)自己靜止不動(dòng)，則這兩位觀察者的位置以及兩顆人造地球衛(wèi)星到地球中心的距離可能是(

3、 ) A、一個(gè)在南極，一個(gè)在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可能相等 B、一個(gè)在南極，一個(gè)在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可能不等，但應(yīng)成整數(shù)倍 C、兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等 D、兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定成正整數(shù)倍但不相等 5、一個(gè)靜止的238U原子核，發(fā)生α衰變，它的兩個(gè)產(chǎn)物在垂直于它們速度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，它們的軌跡和運(yùn)動(dòng)方向(圖中箭頭表示)可能是下圖中哪一個(gè)所示？(圖中半徑大小沒有按比例畫) 6、如圖所示，帶電平行板間勻強(qiáng)電場(chǎng)豎直向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向 垂直紙面向里，某帶

4、電小球從光滑軌道上的a點(diǎn)自由滑下，經(jīng)軌道端點(diǎn)P進(jìn)入板間后恰好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)使小球從稍低些的b點(diǎn)開始自由滑下，在經(jīng)過P點(diǎn)進(jìn)入板間后的運(yùn)動(dòng)過程中，以下分析正確的是( ) A、其動(dòng)能將會(huì)增大 B、其電勢(shì)能將會(huì)增大 C、小球所受的洛倫茲力將會(huì)逐漸增大 D、小球受到的電場(chǎng)力將會(huì)增大 7、將內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管，制成半徑為R的半圓環(huán)， 垂直放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，磁區(qū)寬度h

5、最低點(diǎn)D所受洛倫茲力最大 B、有可能會(huì)從圓環(huán)的另一端管口C跳出 C、最大動(dòng)能應(yīng)小于 D、如小球未從C跳出，則最終將在磁區(qū)中的某部分往返運(yùn)動(dòng) 8、一宇航員抵達(dá)一半徑為R的星球表面后，為了測(cè)定該星球的質(zhì)量M，做如下的實(shí)驗(yàn)，取一根細(xì)線穿過光滑的細(xì)直管，細(xì)線一端栓一質(zhì)量為m的砝碼，一端連接在固定的測(cè)力計(jì)上，手握細(xì)直管掄動(dòng)砝碼，使它在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，停止掄動(dòng)細(xì)直管，砝碼可繼續(xù)在同一豎直平面內(nèi)做完整圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。此時(shí)觀察測(cè)力計(jì)得到當(dāng)砝碼運(yùn)動(dòng)的圓周的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)兩位置時(shí)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)差為F。已知引力常量為G，試根據(jù)題中所提供的條件和測(cè)量結(jié)果，求出該星球的質(zhì)量M。 9、如圖所示

6、，質(zhì)量為M的滑塊B套在光滑的水平桿上可自由滑動(dòng)，質(zhì)量為m的小球A用一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿與B上的O點(diǎn)相連接，輕桿處于水平位置，可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。 (1) 固定滑塊B，給小球A一豎直向上的初速度，使輕桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過90°，則小球初速度的最小值是多少？ (2)若M=2m，不固定滑塊B，給小球A一豎直向上的初速度ν0，則當(dāng)輕桿繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)過90°，A球運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)，B的速度多大？ 10、如圖所示，光滑斜軌和光滑圓軌相連，固定在同一 豎直面內(nèi)，圓軌的半徑為R，一個(gè)小球(大小可忽略不計(jì))，從 離水平面高h(yuǎn)處靜止自由下滑，由斜軌進(jìn)入圓軌。問： (1) 為了使小球在圓軌內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過程中始終不脫離圓

7、軌，h應(yīng)在什么范圍內(nèi)取值？ (2)若小球到達(dá)圓軌最高點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌的壓力大小恰好等于自身重力大小，那么小球開始下滑時(shí)的h是多大？ 11、如圖所示，質(zhì)量為m的小球用兩根長(zhǎng)度均為l的細(xì)線系在豎直軸上的O、O’兩點(diǎn)，O、O’的距離也是l，當(dāng)豎直軸以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球繞軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，試求豎直軸的角速度為多大時(shí)O’A繩正好處于虛直(直而無張力)狀態(tài)？ 12、如圖所示，質(zhì)量為m的小球，用輕軟繩系在邊長(zhǎng)為a的正方形截面木柱的頂角A處(木柱水平，圖中斜線部分為其豎直橫截面)。軟繩長(zhǎng)4a，質(zhì)量不計(jì)，其所能承受的最大拉力為7mg，開始呈水平狀態(tài)。問：應(yīng)以多大的初速度豎直下拋小球，才能使繩繞

8、在木柱上，且小球均做圓孤運(yùn)動(dòng)，最后擊中A點(diǎn)。(空氣阻力不計(jì))(提示：注意分析什么位置繩最容易斷？小球越過圓弧最高點(diǎn)的條件是什么？圓弧各交接處半徑應(yīng)取多少才行？請(qǐng)參考圖) 13、設(shè)地球E(質(zhì)量為M)是沿著圓軌繞太陽S運(yùn)動(dòng)的，當(dāng)?shù)厍蜻\(yùn)動(dòng)到位置P時(shí)有一個(gè)宇宙飛船(質(zhì)量為m)在太陽和地球連線上的A處從靜止出發(fā)，在恒定的推進(jìn)力F作用下，沿AP方向做勻加速運(yùn)動(dòng)(如圖)，兩年后，在P處飛船掠過地球上空，再過半年，在Q處又掠過地球上空，設(shè)飛船與地球和太陽之間的引力不計(jì)，根據(jù)以上條件證明：太陽與地球之間的引力等于。 14、如圖所示為一根豎直懸掛的不可伸長(zhǎng)的輕繩，下端拴一小物塊A，上端固定

9、在C點(diǎn)且與一能測(cè)量繩的拉力的測(cè)力傳感器相連。已知有一質(zhì)量為m0的子彈B沿水平方向以速度ν0入射A內(nèi)(未穿透)，接著兩者一起繞C點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在各種阻力都可忽略的條件下測(cè)力傳感器測(cè)得繩的拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示。已知子彈射入的時(shí)間極短，且圖中t=0為A、B開始以相同速度運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻同，根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖)提供信息，對(duì)反映懸掛系統(tǒng)本身性質(zhì)的物理量 (例如A的質(zhì)量) 及B一起運(yùn)動(dòng)過程中的守恒量，你能求得哪些定量的結(jié)果？ 15、偵察衛(wèi)生在通過地球兩極上空的圓軌道上運(yùn)行，它的運(yùn)行軌道距地面高度為h，要使衛(wèi)星在一天的時(shí)間內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件下的情況全都拍攝下來，衛(wèi)星在

10、通過赤道上空時(shí)，衛(wèi)星上的攝像機(jī)至少應(yīng)拍攝地面上赤道圓周的弧長(zhǎng)是多少？(設(shè)地球的半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T) 16、一雜技演員騎摩托車沿一豎直圓軌道做特技表演，如圖所示，若車運(yùn)動(dòng)的速率恒為20m/s，人與車質(zhì)量之和為200kg，輪胎與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，車經(jīng)過最低點(diǎn)A時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為12Kw，求車通過最高點(diǎn)B時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率(g取10m/s2)。 17．如圖16所示，在x>0、y>0的空間存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E。一粒子源不斷地發(fā)射相同的帶電粒子，粒子的初速度恒定，并從y軸上的a處沿x軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，粒子經(jīng)電場(chǎng)

11、作用后恰好從x軸上的b處射出，已知oa=2ob=L。若撤去電場(chǎng)，在此區(qū)域加一方向垂直于xoy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度大小為B，其它條件不變，粒子仍恰好從b處射出，不計(jì)粒子的重力和粒子之間的相互作用。（1）求帶電粒子的比荷（）。（2）帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t1與帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2之比是多大？（） 18．半徑R=0．8Ω的光滑絕緣導(dǎo)軌固定于豎直平面內(nèi)，加上某一方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，帶電小球沿軌道內(nèi)側(cè)作圓周運(yùn)動(dòng)，小球動(dòng)能最大的位置在A點(diǎn)，圓心O與A點(diǎn)的連線與豎直線成一角度θ，如圖所示．在A點(diǎn)時(shí)小球?qū)壍赖膲毫=120N，若小球的最大動(dòng)能比最小動(dòng)能

12、多32J，且小球能夠到達(dá)軌道上的任意一點(diǎn)(不計(jì)空氣阻力)．試求： (1)小球最小動(dòng)能是多少? (2)若小球在動(dòng)能最小位置時(shí)突然撤去軌道，并保持其它量都不變，則小球經(jīng)0．04s時(shí)間后，其動(dòng)能與在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相等，小球的質(zhì)量是多少? 19．如圖，在xoy平面內(nèi)，I象限中有勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向沿y軸正方向，在x軸的下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面向里，今有一個(gè)質(zhì)量為m，電量為e的電子（不計(jì)重力），從y軸上的P點(diǎn)以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)。經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，沿著與x軸正方向成45o進(jìn)入磁場(chǎng)，并能返回到原出發(fā)點(diǎn)P。 求：（1）作出電子運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖，并

13、說明電子的運(yùn)動(dòng)情況 （2）P點(diǎn)離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離h。 （3）電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間第一次返回P點(diǎn)？ 圓周運(yùn)動(dòng)答案 1．A 2.C 3.A 4.C 5.D 6.A B C 7.B C D 8. 9.(1)v0= (2)v0 10.(1)h≤R或h≥2.5R (2)h=3R 11. 12. 13.略 14.略 15. 16. 4kW 17. 18． 8J；0．01kg 19．（1）略 （2） （3） - 6 -