2024年高考江苏卷物理真题T15变式题

1．陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。如图所示是生产陶磁的简化工作台，当陶磁匀速转动时，台面面上掉有陶屑，陶屑与桌面间的动摩因数处处相同（台面够大），则（   ） A．离轴OO´越远的陶屑质量越大 B.  离轴OO´越近的陶屑质量越小 C. 只有平台边缘有陶屑 D．离轴最远的陶屑距离不会超过某一值 2．如图所示，游乐园有一种游戏设施叫做“魔盘”，当“魔盘”转动时，游客随“魔盘”一起做匀速圆周运动。分析游客的受力情况，下列说法正确的是（    ） A．游客受重力、支持力、摩擦力和向心力 B．游客受到摩擦力方向与运动方向相反 C．游客受到所有力的合力为0 D．游客受到摩擦力方向指向圆心 3．如图所示，一个杯子放在水平餐桌转盘上随转盘做匀速圆周运动，角速度恒定，则（　　） A．杯子受重力、支持力、摩擦力和向心力作用 B．杯子受到的摩擦力方向始终指向转盘中心 C．杯子离转盘中心越近越容易做离心运动 D．若给杯子中加水，杯子更容易做离心运动 4．如图所示，质量为m的小物块随圆盘在水平面内一起匀速转动。已知角速度为，物块到转轴的距离为r，物块与圆盘间的动摩擦因数为μ，则物块所受摩擦力大小为（　　） A．0 B． C． D． 5．如图所示，水平圆盘绕过圆心O的竖直轴以角速度匀速转动，A、B、C三个小木块放置在圆盘上面的同一直径上，已知A、B和C的质量均为m，三个小木块与圆盘间动摩擦因数均为，OA、OB、BC之间的距离均为L，若圆盘从静止开始缓慢加速，A、B、C均和圆盘保持相对静止，重力加速度为g，设滑动摩擦力大小等于最大静摩擦力，则下列说法中正确的是（    ） A．圆盘转速增大到某一值时，AB两木块将同时向圆心滑动 B．随着角速度不断增大，木块打滑的顺序依次是A、B、C C．若A、B之间用一根长2L的轻绳连接起来，则当圆盘转动的角速度大于时，AB将一起滑动 D．若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来，则当圆盘转动的角速度大于时，B将滑动 6．如图所示，质量分别为3m、m小球A、B固定在长L的轻杆两端，轻杆置于水平桌面上可绕中心O转动，不计阻力。当轻杆以角速度匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A．转轴所受杆的弹力方向指向B球 B．两球所需要的向心力大小不相等 C．转轴所受杆的弹力大小为 D．保持转动角速度不变，任一球的质量增大，转轴所受杆的拉力增大 7．如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下列分析中正确的是（　　） A．螺丝帽的重力与其受到的静摩擦力属于相互作用力 B．螺丝帽受到塑料管的弹力方向水平向外，背离圆心 C．此时手转动塑料管的角速度 D．若塑料管的转动加快，螺丝帽有可能相对塑料管发生运动 8．游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的魔盘上，当魔盘转速增大到一定值时，游客就会滑向盘的边缘，其简化结构如图所示。现魔盘稳定匀速转动，游客相对魔盘始终保持静止的情况下，游客所受魔盘的支持力会减小的是（　　） A．只增大游客的质量 B．只使魔盘的转速减至另一值 C．只减小魔盘表面的粗糙程度 D．只增大游客与转轴间的距离 9．一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙两物体质量分别为M和m（M>m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为压力的倍，两物体用一根长为L（L<R）的轻绳连在一起，如图所示。若将甲物体放在转轴的位置，甲、乙之间的轻绳刚好沿半径方向被拉直，让圆盘从角速度为0开始转到，角速度逐渐增大，两物体与圆盘不发生相对滑动，（两物体均可看作质点，重力加速度为g）则下列说法正确的是（　　） A．随着角速度的增大的过程中，物块m受到的摩擦力先增加再逐渐减少 B．随着角速度的增大的过程中，物块M始终受到摩擦力 C．则圆盘旋转的角速度最大不得超过 D．则圆盘旋转的角速度最大不得超过 10．如图所示，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，它们分居圆心两侧，质量均为，与圆心距离分别为，，与盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法不正确的是（　　）    A．此时绳子张力为 B．此时圆盘的角速度为 C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外 D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．D 【详解】ABC．与台面相对静止的陶屑做匀速圆周运动，静摩擦力提供向心力，当静摩擦力为最大静摩擦力时，根据牛顿第二定律可得 解得 因与台面相对静止的这些陶屑的角速度相同，由此可知能与台面相对静止的陶屑离轴OO′的距离与陶屑质量无关，只要在台面上不发生相对滑动的位置都有陶屑。故ABC错误； D．离轴最远的陶屑其受到的静摩擦力为最大静摩擦力，由前述分析可知最大的运动半径为 μ与ω均一定，故R为定值，即离轴最远的陶屑距离不超过某一值R。故D正确。 故选D。 2．D 【详解】游客受重力、支持力和摩擦力，其中重力和支持力的合力为零，摩擦力提供向心力，不为零，指向圆心。 故选D。 3．B 【详解】A．小物块受到重力、支持力和摩擦力三个力，向心力不是物体的实际受力，故A错误。 B．圆盘做匀速圆周运动，向心力由摩擦力提供，始终指向转盘中心，故B正确； C．圆盘做匀速圆周运动 f=mω2r 离转盘中心越近，摩擦力越小，不会达到最大静摩擦力，越不容易做离心运动，故C错误； D．根据 所以给杯子中加水，杯子不会做离心运动，故D错误。 故选B。 4．B 【详解】根据牛顿第二定律，物块所受摩擦力大小为 故选B。 5．D 【详解】AB．已知A、B和C的质量均为m，三个小木块与圆盘间动摩擦因数均为，OA、OB、BC之间的距离均为L，由牛顿第二定律可知 可得A、B和C的临界角速度分别为 ，， 即 其中 故圆盘转速增大到某一值时，AB两木块将同时背离圆心做离心滑动；随着角速度不断增大，木块打滑的顺序依次是C最先滑动、然后是AB一起滑动，故AB错误； C．若A、B之间用一根长2L的轻绳连接起来，则当圆盘转动的角速度为时，A需要的向心力为 ， AB的摩擦力同时达到最大值后，接着角速度继续增大，分别对A列向心力方程 对B列向心力方程 可知需要提供的绳子拉力相等，除非绳子达到最大限度断了，否则AB与圆盘不会相对滑动，故C错误； D．若B、C之间用一根长L的轻绳连接起来，则当圆盘转动的角速度为 对B由牛顿第二定律 对C由牛顿第二定律 联立解得 即B将滑动，故D正确。 故选D。 6．B 【详解】A．对于A球而言，有 方向指向圆心； 对于B球而言，有 方向也指向圆心； 则对于O点，则有转轴所受弹力的大小 方向指向A，A错误； B．对于A球而言，有 对于B球而言，有 两球的向心力是不相等的，B正确； C．转轴所受杆的弹力大小为 Ｃ错误； D．由于 故当A球质量增大时，转轴受到杆的弹力增大；B球质量增大时，转轴受到杆的弹力减小，D错误。 故选B。 7．C 【详解】A．螺丝帽的重力与其受到的静摩擦力，大小相等，方向相反，作用于同一物体，同一直线上，是一对平衡力，故A错误； B．螺丝帽做匀速圆周运动，塑料管对螺丝帽的弹力提供向心力，所以螺丝帽受到塑料管的弹力方向水平向内，指向圆心，故B错误； C．对螺丝帽分析，在水平方向上，根据牛顿第二定律有 在竖直方向上，根据平衡条件有 又 联立可得，此时手转动塑料管的角速度为 故C正确； D．若塑料管的转动加快，角速度增大，螺丝帽受到的弹力F增大，最大静摩擦力增大，螺丝帽不可能相对塑料管发生运动，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】 A．对游客受力分析如图，游客所受魔盘的支持力 只增大游客的质量，则游客所受魔盘的支持力会增大，故A错误； B．分别对水平和竖直方向列方程，水平方向 fx-Nx=mω2r 竖直方向 fy+Ny=mg 魔盘转速减小，游客需要的向心力减小，但必须保证竖直方向受力平衡，因为重力不变，则f、N两个力只能一个增大一个减小，结合水平方向，游客所受魔盘的支持力会增大，故B错误； C．只减小魔盘表面的粗糙程度，游客所受魔盘的支持力不变，故C错误； D．只增大游客与转轴间的距离，游客需要的向心力增大，但必须保证竖直方向受力平衡，因为重力不变，则f、N两个力只能一个增大一个减小，结合水平方向，游客所受魔盘的支持力会减小，故D正确。 故选D。 9．D 【详解】AB．当圆盘角速度较小时，m的向心力由静摩擦力提供，绳子没拉力，由牛顿第二定律 m受的静摩擦力随角速度增大而增大，当角速度增大到时，静摩擦力达到最大静摩擦力，角速度再增大，绳子拉力出现，由牛顿第二定律 随着角速度增大，m受的摩擦力保持不变，一直为最大静摩擦力。则随着角速度的增大的过程中，物块m受到的摩擦力先增加后保持不变，当绳子有力时，M开始受到摩擦力作用，故AB错误； CD．当绳子的拉力增大到等于甲的最大静摩擦力时，角速度达到最大，对m和M，分别有 联立可得 故C错误，D正确。 故选D。 10．D 【详解】AB．两物体角速度相同，所以B所受向心力比A大，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B有背离圆心的离心趋势，A有指向圆心的近心趋势。设此时绳子的张力大小为，圆盘的角速度为，分别对A、B应用牛顿第二定律有 联立解得 ， 故AB正确，不满足题意要求； C．此时A有指向圆心的近心趋势，所受摩擦力方向沿半径指向圆外，故C正确，不满足题意要求； D．A、B以角速度做匀速圆周运动时所需的向心力大小分别为 若此时烧断绳子，A、B所受最大静摩擦力均不足以提供向心力，所以A、B都将做离心运动，故D错误，满足题意要求。 故选D。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$