高考物理知识点《匀速圆周运动》试题预测（2019年最新版） - 高考物理题库

1、计算题如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个质量为m电荷量为q的带正电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点a时绳子的张力为T1，在最低点b时绳子的张力为T2。不计空气阻力，求该匀强电场的电场强 ">

1、计算题如图所示，在竖直向上的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个质量为m电荷量为q的带正电小球，另一端固定于O点，小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点a时绳子的张力为T1，在最低点b时绳子的张力为T2。不计空气阻力，求该匀强电场的电场强度.
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/3drb2yupegk.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">

参考答案：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/rkpcczl42qq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">

本题解析：设电场强度为E，绳长为l，小球在a点的速度为va，b点的速度为vb
对最高点由牛顿第二定律得：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/qp4xc0qlggm.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
对最低点由牛顿第二定律得：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/ldxag1pl4ib.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
从最高点到最低点由动能定理得：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/wzfob45ycny.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
联立解得：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/h0ntzo30me2.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
考点：牛顿第二定律；动能定理。

本题难度：一般

2、计算题 (19分)如图所示，带正电的绝缘小滑块A，被长R=0.4m的绝缘细绳竖直悬挂，悬点O距水平地面的高度为3R；小滑块B不带电．位于O点正下方的地面上。长L=2R的绝缘水平传送带上表面距地面的高度h=2R，其左端与O点在同一竖直线上，右端的右侧空间有方向竖直向下的匀强电场。在O点与传送带之间有位置可调的固定钉子(图中未画出)，当把A拉到水平位置由静止释放后，因钉子阻挡，细绳总会断裂，使得A能滑上传送带继续运动，若传送带逆时针匀速转动，A刚好能运动到传送带的右端。已知绝缘细绳能承受的最大拉力是A重力的5倍，A所受电场力大小与重力相等，重力加速度g=10m／s2，A.B均可视为质点，皮带传动轮半径很小，A不会因绳断裂而损失能量、也不会因摩擦而损失电荷量。试求：
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/1hisvzomfp4.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
(1)钉子距O点的距离的范围。
(2)若传送带以速度v0=5m／s顺时针匀速转动，在A刚滑到传送带上时，B从静止开始向右做匀加速直线运动，当A刚落地时，B恰与A相碰。试求B做匀加速运动的加速度大小(结果可用根式表示)

参考答案：(1) 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/ojx33bnqkvn.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> (2) 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/1f0eqqltchq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">

本题解析：
（1）在A运动到最低点的过程中，由机械能守恒定律，有：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/xzutmwh4asj.png\" style=\"vertical-align:middle;\">  （2分）
得：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/34wh0pppht0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">  （1分）
A到最低点，绳子被挡住时，有：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/d5gyscsjxp5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">  （1分）
当600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/ceakc40twud.png\" style=\"vertical-align:middle;\">时，解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/evtrx33also.png\" style=\"vertical-align:middle;\">  （1分）
故钉子距离O点的距离范围是：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/ojx33bnqkvn.png\" style=\"vertical-align:middle;\">.  （1分）
（2）在A运动到传送带右端的过程中，因钉子挡绳不损失能量，有动能定理有:
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/lzawjzgxbh0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">    (2分)
解得：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/wqvskfk2yy0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">    （1分）
因600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/h5mcedjknad.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，所以A在传送带上将做加速运动，假设A一直加速，到右端的速度为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/ptos5vwqlei.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，
由动能定理有：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/wjadbx0kgx0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">  （1分）
解得：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/cwjkqxkciuj.png\" style=\"vertical-align:middle;\">      （1分）
因600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/hg0gfd0fftg.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，假设成立，A一直做加速运动；因皮带传动轮半径很小，故A在传送带右端将以600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/jpxdb3kmtpv.png\" style=\"vertical-align:middle;\">的初速度做类平抛运动   （1分）
对A：设在传送带上运动的时间为t1，类平抛运动的时间为t2，
有运动学规律传送带上：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/dgigvjsmncz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">  （1分）
类平抛运动600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/ezgan3kuy0b.png\" style=\"vertical-align:middle;\">   (1分)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/h1kkrm54drg.png\" style=\"vertical-align:middle;\">    （1分）
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/rwfvlkt5bvu.png\" style=\"vertical-align:middle;\">   （1分）
解得：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/ela4rtgbg1b.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/qwz5nom3z1l.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/ygnguyjkloh.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
对B：设匀加速过程的加速度大小为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/dwuywtlwle0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，则有：
位移600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/lga5v1ddanc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">   （1分）
解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060317/uggbmxjb5kd.png\" style=\"vertical-align:middle;\">  （2分）
考点：本题考查了平抛运动规律、动能定理和机械能守恒定律的应用

本题难度：困难

3、简答题如图所示，在匀速转600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/m4z55kih4vv.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">动的水平圆盘上，沿半径方向放置两个用细线相连的质量均为m的小物体600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/fybyg23wgdy.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">A、B，它们到转轴的距离分别为rA=\"20\" cm，rB=\"30\" cm，A、B与盘面间最大静摩擦力均为重力的0.4倍，试求：
（1）当细线上开始出现张力时，圆盘的角600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/kbueh10irvr.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">速度600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/s5lpie1aka5.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">；
（2）当A开始滑动时，圆盘的角速度600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/kwvogsooufr.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">；
（3）当A即将滑动时，烧断细线，A、B运动状态如何？(g取10 m/s2)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/egjk2tcqvun.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">

参考答案：
（1）3.65rad/s
（2）4 rad/s
（3）A随圆盘做圆周运动，B做离心运动

本题解析：略

本题难度：简单

4、选择题甲、乙两个做匀速圆周运动的物体，它们的半径之比为3:2，周期之比是1:2，则(? )
A．甲与乙的线速度之比为1:2
B．甲与乙的线速度之比为1:3
C．甲与乙的角速度之比为2:1
D．甲与乙的角速度之比为1:2

参考答案：C

本题解析：根据公式600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/omuftgifjhq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">可得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/xqmc2glzbtw.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/tgcshccidlc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，所以600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/oksqphv1x3q.png\" style=\"vertical-align:middle;\">，根据公式600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/vzdb1fb5n34.png\" style=\"vertical-align:middle;\">可得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/a045qh1m5n0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,所以C正确。

本题难度：简单

5、计算题（10）如图所示，空间存在着电场强度600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/m0fv3lwwpxm.png\" style=\"vertical-align:middle;\">、方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长为L=0.5m的绝缘细线一端固定于O点，另一端拴着质量m=0.5kg、电荷量600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/b1ohtfvvvsq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">的小球。现将细线拉至水平位置，将小球由静止释放，当小球运动到最高点时细线受到的拉力恰好达到它能承受的最大值而断裂，取600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/je1xdns5gr0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">。求：
（1）小球运动到圆周最高点的速度；
（2）细线能承受的最大拉力值；
（3）当细线断后，小球继续运动到与O点水平方向的距离为L时，小球距离O点的高度。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/barlwz4thqa.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">

参考答案：（1）600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/k5i10gf34yz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?（2）600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/l1zs4z0y2rs.png\" style=\"vertical-align:middle;\">（3）y=0.625m

本题解析：（1）由小球向上运动，知小球带正电，设小球到达圆周最高点速度为 v
从水平位置到圆周最高点过程，由动能定理：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/qqranp1hftm.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?2分
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/k5i10gf34yz.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?1分
（2）在圆周最高点，设细线最大承受力为 Fm
对小球：600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/4r0yev3henq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?2分
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/l1zs4z0y2rs.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?1分
（3）细线断裂后，小球在竖直方向的加速度为a
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/xk3szvcwrzt.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?1分
小球在水平方向做匀速直线运动
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/djjr1qgbj4t.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?1分
竖直位移是?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060512/ud34sntazrh.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?1分
解得? y=0.625m
本题考查带电粒子在电场中的圆周运动，由小球向上运动，知小球带正电，设小球到达圆周最高点速度为 v，在运动到最高点的过程中，重力和电场力做功，由动能定理可求得最高点速度大小，在最高点由绳子的拉力、电场力、重力的合力提供向心力，可求得绳子拉力大小，绳子断裂后小球做类平抛运动，竖直方向的加速度由重力和电场力的合力提供，水平方向匀速运动，由平抛运动规律可求解

本题难度：一般