高中物理高考知识点《匀速圆周运动》试题巩固（2017年最新版） - 高考物理题库

1、计算题如图所示，倾角为、宽度为、长为的光滑倾斜导轨，导轨C1D1、C2D2顶端接有定值电阻，倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度为B=5T，C1A1、C2A2是长为S=4.5m的粗糙水平轨道，A1B1、A2B2是半径为R=0.5m处于竖直平面内的光滑圆环（其中B1、B 2为弹性挡板），整个轨道对称。在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m=2kg、电阻不计的金属棒MN，当开关S闭合时，金属棒从倾斜轨道顶端静止释放，已知金属棒到达倾斜轨道底端前已达最大速度，当金属棒刚滑到倾斜导轨底端时断开开关S，（不考虑金属棒MN经过接点C1、C2处和棒与B1、B2处弹性挡板碰撞时的机械能损失，整个运动过程中金属棒始终保持水平，水平导轨与金属棒MN之间的动摩擦因数为µ=0.1，g=10m/s2）。求：

（1）开关闭合时金属棒滑到倾斜轨道底端时的速度；
（2）金属棒MN在倾斜导轨上运动的过程中，电阻R0上产生的热量Q；
（3）当金属棒第三次经过A1A2时对轨道的压力。

参考答案：（1）；（2）；（3）

本题解析：本题是电磁感应与电路和动力学的综合，注意产生的感应电动势与电源电动势方向相反，结合闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律等知识进行求解。
(1)金属棒沿导轨下滑，速度增大，感应电流增大，安培力增大，加速度减小，当加速度减小到零时，金属棒受到的合外力为零，速度增加到最大，此后金属棒就以最大速度做匀速运动。对金属棒受力分析，由力的平衡方程：               ①
当金属棒最大速度时感应电动势       ②
感应电流                              ③
安培力                             ④
由①②③④解得金属棒的最大速度     ⑤
（2）金属棒MN在导轨上运动的过程中，重力势能减少，动能增加，同时产生焦耳热，由能量守恒定律可知，减少的重力势能等于增加的动能与焦耳热之和，即：      ⑥
故金属棒MN在倾斜导轨上运动的过程中，电阻R0上产生的热量：
              ⑦
（3）当金属棒刚滑到倾斜导轨底端时已断开开关S，故金属棒再滑回倾斜的轨道上时，不再产生安培力，从金属棒滑上水平轨道到第三次经过A1A2，重力做的总共为零，相当于只有摩擦力做功，由动能定理得：
                ⑧
在A1A2对金属棒受力分析，支持力与重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：
                           ⑨
由⑧⑨，根据牛顿第三定律，金属棒对轨道的压力：
  方向竖直向下       ⑩
考点：电磁感应定律、动能定理、能量守恒定律、牛顿运动定律、闭合电路的欧姆定律的应用。

本题难度：困难

2、选择题对于做匀速圆周运动的物体，下列说法错误的是
[? ]
A．速度不变
B．速率不变
C．角速度不变
D．周期不变

参考答案：A

本题解析：

本题难度：简单

3、填空题如图所示，用两根长度相同的轻绳OA和AB连结钉子O和两个质量相等的小球，当两小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动时，两段绳的张力之比为TOA : TAB =__________．

参考答案：3 : 2

本题解析：两球角速度相等，所以，，所以可得
TOA : TAB =3:2
故答案为：3:2

本题难度：简单

4、选择题质点做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）
A．速度越大，周期一定越小
B．角速度越大，周期一定越小
C．转速越大，周期一定越大
D．半径越小，周期一定越小

参考答案：B

本题解析：根据知周期与角速度、线速度的关系．转速大，频率大，周期和频率互为倒数．
解：A、根据，速度大，周期不一定大，还跟半径有关．故A错误．
B、根据，角速度越大，周期越小．故B正确．
C、转速大，频率大，．则周期小．故C错误．
D、根据，半径小，周期不一定小，还跟线速度有关．故D错误．
故选B．
考点：线速度、角速度和周期、转速．
点评：解决本题的关键掌握周期与角速度、线速度的关系，以及知道．转速大，频率大，周期和频率互为倒数．