专题提升四圆周运动中的临界问题1．(多选)如图KZ41所示，用一连接体一端与一小球相连，绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动，设轨道半径为r，图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点，则以下说法正确的是( )图KZ41A．若连接体是轻质细绳时，小球到达P点的速度可以为零B．若连接体是轻质细杆时，小球到达P点的速度可以为零C．若连接体是轻质细绳时，小球在P点受到细绳的拉力可能为零D．若连接体是轻质细杆时，小球在P点受到细杆的作用力为拉力，在Q点受到细杆的作用力为推力2．用一根细线一端系一小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑圆锥顶上，如图KZ42所示．设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω，线的张力为F T，则F T随ω2变化的图象是图中的( )图KZ42A B C D3．(2020年河南二模)如图KZ43所示，一个圆形框架以竖直的直径为转轴匀速转动．在框架上套着两个质量相等的小球A、B，小球A、B到竖直转轴的距离相等，它们与圆形框架保持相对静止．下列说法正确的是( )图KZ43A．小球A的合力小于小球B的合力B．小球A与框架间可能没有摩擦力C．小球B与框架间可能没有摩擦力D．圆形框架以更大的角速度转动，小球B受到的摩擦力一定增大4．用一根细绳，一端系着一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图KZ44所示的匀速圆周运动．若使小球不离开桌面，其转速最大值是( )A.12πghB．πghC.12πglD．2πlg图KZ44 图KZ455．(多选)如图KZ45所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，烧断细线，则( )A．两物体均沿切线方向滑动B．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，同时所受摩擦力减小C．两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动D．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远6．如图KZ46所示，一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点，下端系一质量为m＝1.0 kg的小球．现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的C 点．地面上的D点与OB在同一竖直线上，已知绳长L＝1.0 m，B点离地高度H＝1.0 m，A、B两点的高度差h＝0.5 m，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力影响，求：(1)地面上DC两点间的距离s.(2)轻绳所受的最大拉力大小．图KZ467．如图KZ47所示，用一根长为l＝1 m的细线，一端系一质量为m＝1 kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ＝37°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为F T.(g取10 m/s2，结果可用根式表示)求：(1)若要小球离开锥面，则小球的角速度ω0至少为多大？(2)若细线与竖直方向的夹角为60°，则小球的角速度ω′为多大？图KZ47专题提升四圆周运动中的临界问题1．BC2．C 解析：小球角速度ω较小，未离开锥面时，设线的张力为F T，线的长度为L，锥面对小球的支持力为F N，则有F T cos θ＋F N sin θ＝mg，F T sin θ－F N cos θ＝mω2Lsin θ，可得出F T＝mgcos θ＋mω2Lsin 2θ，可见随ω由0开始增加，F T 由mgcos θ开始随ω2增大而线性增大，当角速度增大到小球飘离锥面时，F T ·sin α＝mω2Lsin α，得F T ＝mω2L ，可见F T 随ω2的增大仍线性增大，但图线斜率增大了，综上所述，C 正确．3．C 解析：由于合力提供向心力，依据向心力表达式F ＝mrω2，已知两球质量、运动半径和角速度都相同，可知向心力相同，即合力相同，故A 错误；小球A 受到重力和弹力的合力不可能垂直指向OO′轴，故一定存在摩擦力，而B 球的重力和弹力的合力可能垂直指向OO′轴，故B 球摩擦力可能为零，故B 错误，C 正确；由于不知道B 是否受到摩擦力，故而无法判定圆形框架以更大的角速度转动，小球B 受到的摩擦力的变化情况，故D 错误．4．A 5．BD6．解： (1)小球从A 到B 过程机械能守恒，有mgh ＝12mv 2B ①小球从B 到C 做平抛运动，在竖直方向上有 H ＝12gt 2② 在水平方向上有s ＝v B t ③由①②③式解得s ＝1.41 m ． ④(2)小球下摆到达B 点时，绳的拉力和重力的合力提供向心力，有F －mg ＝m v 2BL⑤由①⑤式解得F ＝20 N ⑥ 根据牛顿第三定律 F′＝－F ⑦故轻绳所受的最大拉力大小为20 N.7．解：(1)若要小球刚好离开锥面，则小球只受到重力和细线拉力，如图D75所示，小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面上，故向心力水平，在水平方向运用牛顿第二定律及向心力公式得图D75mgtan θ＝mω20lsin θ解得ω20＝g lcos θ即ω0＝g lcos θ＝5 22rad/s.(2)同理，当细线与竖直方向成60°角时，由牛顿第二定律及向心力公式mgtan α＝mω′2lsin α解得：ω′2＝g lcos α即ω′＝glcos α＝2 5 rad/s.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．关于静电场的描述正确的是A．电势降低的方向就是电场线方向B．沿着电场线方向电场强度一定减小C．电场中电荷的受力方向就是电场强度的方向.D．电场中电场强度为零的地方电势不一定为零2．某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。
先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图2所示。
定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流I0，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是（）A．电容器放出的总电荷量B．电阻R两端的最大电压C．电容器的电容D．电源的内电阻3．据科学家推算，六亿两千万年前，一天只有21个小时，而现在已经被延长到24小时，假设若干年后，一天会减慢延长到25小时，则若干年后的地球同步卫星与现在的相比，下列说法正确的是（）A．可以经过地球北极上空B．轨道半径将变小C．加速度将变大D．线速度将变小4．如图所示，金属框架ABCD（框架电阻忽略不计）固定在水平面内，处于竖直方向的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，其中AB与CD平行且足够长，BC和CD夹角θ（θ＜90°），光滑均匀导体棒EF（垂直于CD）紧贴框架，在外力作用下向右匀速运动，v垂直于导体棒EF。
若以经过C点作为计时起点，导体棒EF的电阻与长度成正比，则电路中电流大小I与时间t，消耗的电功率P与导体棒水平移动的距离x 变化规律的图象是A．B．C．D．5．下列关于天然放射现象的叙述中正确的是（）A．人类揭开原子核的秘密，是从发现质子开始的B．β衰变的实质是原子核内一个质子转化成一个中子和一个电子C．一种放射性元素，当对它施加压力、提高温度时，其半衰期不变D．α、β、γ三种射线中，α射线穿透能力最强，γ射线电离作用最强6．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定A．对应的前后能级之差最小B．同一介质对的折射率最大C．同一介质中的传播速度最大D．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能7．某玩具为了模仿小动物行走的姿势，设计了非圆形的“轮子”。
现研究轮子受力情况，模型简化如图，四分之一圆框架OAB的OA、OB边初始位置分别处于水平和竖直方向上，光滑球形重物此时嵌在框架中与OA、OB、弧AB三边恰好接触但接触处并没有全部都产生弹力。
现以O点为轴缓慢将框架在同一竖直平面内顺时针转动 角，下列说法正确的是（）A ．转动θ为0至2π的过程，弧AB 受到重物的压力逐渐变大 B ．θ为54π时，弧AB 受到重物的压力最大 C ．转动一周的过程中，存在某一特定的θ角，此时弧AB 与OA 板受到重物的压力一样大 D ．转动一周的过程中，OA 、OB 、弧AB 受到重物压力的最大值不同8．如图甲所示，固定光滑斜面上有质量为6kg m =的物体，在大小为12N ，方向平行于斜面的拉力F 的作用下做匀速直线运动，从1 2.5m x =-位置处拉力F 逐渐减小，力F 随位移x 的变化规律如图乙所示，当27m x =时拉力减为零，物体速度刚好为零，取210m/s g =，下列说法正确的是（ ）A ．斜面倾角θ为30B ．整个上滑的过程中，物体的机械能增加27JC ．物体匀速运动时的速度大小为3m/sD ．物体在减速阶段所受合外力的冲量为12N s -⋅9．如图所示，在真空室中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为d ，电容为C ，上板B 接地。
现有大量质量均为m 、带电量均为q 的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A 的正中央P 点。
如果能落到A 板的油滴仅有N 滴，且第1N +滴油滴刚好能飞离电场，假定落到A 板的油滴的电量能被板全部吸收，而使A 板带电，同时B 板因感应而带上等量异号电荷，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( )A ．落到A 板的油滴数23C m 4d gN q =B ．落到A 板的油滴数22CdmgN q =C ．第1N +滴油滴通过电场的整个过程所增加的电势能等于8mgdD ．第1N +滴油滴通过电场的整个过程所减少的机械能等于54mgd10．如图所示，矩形线圈处在磁感应强度大小为 B 、方向水平向右的匀强磁场中，线圈通过电刷与定值电阻 R 及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线OO ' 以恒定的角速度ω 匀速转动，t=0 时刻线圈位于与磁场平行的位置。
已知线圈的匝数为n 、面积为S 、阻值为r 。
则下列说法正确的是（ ）A ．t=0 时刻流过电阻 R 的电流方向向左B ．线圈中感应电动势的瞬时表达式为e = nBS ω sin ωtC ．线圈转动的过程中，电阻 R 两端的电压为nBS RR rω+D ．从 t=0 时刻起，线圈转过 60°时电阻 R 两端的电压为()2nBS RR r ω+二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分11．一列横波沿x 轴传播，在某时刻x 轴上相距s=4m 的两质点A 、B （波由A 传向B ）均处于平衡位置，且A 、B 间只有一个波峰，经过时间t=1s ，质点B 第一次到达波峰，则该波的传播速度可能为（ ） A ．1m/sB ．1.5m/sC ．3m/sD ．5m/s12．以下说法正确的是（ ）A ．玻璃打碎后不容易把它们拼在一起，这是由于分子间斥力的作用B ．焦耳测定了热功当量后，为能的转化和守恒定律奠定了实验基础C ．液体表面层分子间引力大于液体内部分子间引力是表面张力产生的原因D ．当分子间的距离增大时，分子间的斥力和引力都减小，但斥力减小得快E.悬浮在液体中的颗粒越小，小颗粒受到各个方向液体分子的冲击力就越不平衡，布朗运动就越明显 13．在医学上，常用钴60产生的γ射线对患有恶性肿瘤的病人进行治疗。