高考物理试题《向心力与向心加速度》试题特训（2017年最新版）(四) 2017-09-25 07:48:48 来源:91考试网 作者:www.91exam.org 【大 中 小】 微信搜索关注"91考试网"公众号,领30元,获取公务员、事业编、教师等考试资料40G! 1、选择题  长l的轻杆一端固定着一个小球A，另一端可绕光滑水平轴O在竖直面内做圆周运动，如图所示，下面叙述符合实际的是（　　） A．小球在最高点的速度至少为 gl B．小球在最高点的速度大于 gl 时，受到杆的拉力作用 C．当球在直径ab下方时，一定受到杆的拉力 D．当球在直径ab上方时，一定受到杆的支持力 参考答案：A、杆可以表现为支持力，也可以表现为拉力，故小球在最高点的速度可以为零，故A错误； B、在最高点，当球只受重力，时，根据牛顿第二定律，有：mg=mv2l， 解得：v= 本题解析： 本题难度：简单 2、简答题  如图所示，在xOy平面的y轴左侧存在沿y轴正方向的匀强电场，y轴右侧区域Ⅰ内存在磁感应强度大小B1= mv0 qL 、方向垂直纸面向外的匀强磁场，区域Ⅰ、区域Ⅱ的宽度均为L，高度均为3L．质量为m、电荷量为+q的带电粒子从坐标为（-2L，- 2 L）的A点以速度v0沿+x方向射出，恰好经过坐标为[0，-（ 2 -1）L]的C点射入区域Ⅰ．粒子重力忽略不计． （1）求匀强电场的电场强度大小E； （2）求粒子离开区域Ⅰ时的位置坐标； （3）要使粒子从区域Ⅱ上边界离开磁场，可在区域Ⅱ内加垂直纸面向内的匀强磁场．试确定磁感应强度B的大小范围，并说明粒子离开区域Ⅱ时的速度方向． 参考答案：（1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动 则有： ? x轴方向：2L=v0t ? y轴方向：L=12qEm(2Lv0)2 解得：E=mv202qL （2）设带电粒子经C点时的竖直分速度为?vy、速度为v 则有：vy=qEmt=qEm2Lv0=v0 ?所以 v= 本题解析： 本题难度：一般 3、选择题  铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，如图所示．弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以v= gRtanθ 的速度转弯时，则内外轨都不会受到火车轮的侧压力，此时火车对铁轨的支持力为N，那么（　　） A．火车转弯的实际速度大于v时，外轨对外侧车轮轮缘有侧压力，此时火车受到铁轨的支持力大于N B．火车转弯的实际速度大于v时，内轨对内侧车轮轮缘有侧压力，此时火车受到铁轨的支持力小于N C．火车转弯的实际速度小于v时，外轨对外侧车轮轮缘有侧压力，此时火车受到铁轨的支持力大于N D．火车转弯的实际速度小于v时，内轨对内侧车轮轮缘有侧压力，此时火车受到铁轨的支持力小于N

参考答案：火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力



由图可以得出
F合=mgtanθ（θ为轨道平面与水平面的夹角）
合力等于向心力，故
mgtanθ=mv2R
解得
v=

本题解析：

本题难度：简单

4、计算题  如图所示，在光滑的水平桌面上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为m =1 kg的小球A，另一端连接质量为M =4 kg的物体B，求：
(1)当A球沿半径为R=0.1 m的圆做匀速圆周运动，其角速度为ω= 10 rad/s时，B 对地面的压力为多少？
(2)要使物体B对地面恰好无压力，A球的角速度应为多大？（g取10 m/s2）

参考答案：解：
(1)对小球A来说，小球受到的重力和支持力平衡，因此绳子的拉力提供向心力，则
FT=mRω2=1×0.1×102 N= 10N.
对物体B来说，物体受到三个力的作用：重力Mg、绳子的拉力FT"= FT、地面的支持力FN，由力的平衡条件可得FT+ FN =Mg，?
所以FN =Mg - FT
将FT =10N代入上式，可得：FN =4×10N -10N=30 N．
由牛顿第三定律可知，B对地面的压力为30 N，方向竖直向下．
(2)当B对地面恰好无压力时，有：Mg= FT”，拉力FT”提供小球A所需向心力，则：
FT”=mRω"2，则
即当B对地面恰好无压力时，A球的角速度应为20 rad/s.

本题解析：

本题难度：一般

5、填空题  如图甲所示，两平行金厲板A，B的板长L=0.2m，板间距d=0.2m．两金属板?间加如图乙所示的交变电压，并在两板间形成交变的匀强电场，忽略其边缘效应．在金?属板上侧有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，其上下宽度D=0.4m，左右范围足够大，边界MN和PQ均与金属板垂直，匀强磁场的磁感应强度B=1x?1O-2T．在极板下侧中点O处有一粒子源，从t=0时起不断地沿着00"发射比荷

q m

=1x108C/kg、初速度v0=2x?105m/s的带正电粒子．忽略粒子重力、粒子间相互作用以及粒子在极板间飞行时极?板间的电压变化．sin30=0.5，sin37=0.6，sin45=

2 2

．
（1）求粒子进入磁场时的最大速率
（2）对于在磁场中飞行时间最长的粒子，求出其在磁场中飞行的时间以及由0点出发?的可能时刻．
（3）对于所有能从MN边界飞出磁场的粒子，试求这些粒子在MN边界上出射区域的宽度．

参考答案：（1）设粒子恰从金属板边缘飞出时，AB两板间的电压为U0，由运动学公式及牛顿第二定律得：
? 12d=12a1t2?
? qE1=ma1
? E1=U0d
? t=Lv0
联立以上各式，解得，U0=400V＜500V
设粒子进入磁场时的最大速率为vm，由动能定理得
?q?12U0=12mv2m-12mv20
解得，vm=2

本题解 析：

本题难度：一般

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