考向指南
一体内受惊和早期胚胎发育
命题热点(1)胚胎工程的理论基础(2)动物胚胎发育的基本过程
命题角度注重畜牧生产和医学实践的应用及与科技发展联系在一起考查,主要以选做简答题的形式出现
[例1] 下列关于哺乳动物胚胎发育和胚胎工程的叙述,正确的是()
A.卵裂期胚胎中细胞数目和有机物总量在不断增加
B.胚胎分割时需将原肠胚的内细胞团均等分割
C.胚胎干细胞具有细胞核大、核仁小和蛋白质合成旺盛等特点
D.胚胎干细胞是一类未分化细胞,可从早期胚胎中分离获取
[解析] 卵裂期细胞不断分裂,故细胞数目增多,但有机物因逐渐消耗而减少;内细胞团是囊胚时期出现的,不是原肠胚时期的;胚胎干细胞具有细胞核大、核仁比较大而明显的特点。胚胎干细胞是全能干细胞,是未分化细胞。
[答案] D
[例2] 请回答下列与哺乳动物精子和卵子发生有关的问题:
(1)精细胞经变形后,高尔基体发育形成精子的顶体,顶体内含有的________能协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。
(2)某动物排卵时,减数第一次分裂尚未完成,此时卵子处于________卵母细胞阶段,当该细胞发育至减数第二次分裂________期时,才具备受精能力。
(3)动物的早期胚胎移植到同种且________与供体相同的动物体内,使之继续发育为新个体的技术叫做胚胎移植。为了获得更多的早期胚胎,常用________激素对供体进行处理,其目的是获得更多的________,经人工授精后可得到早期胚胎。用某染料鉴定胚胎细胞是否为活细胞时,发现活胚胎不能被染色,其原因是活细胞膜__________________________。
(4)若要通过胚胎移植获得遗传物质完全相同的两个新个体,可对发育到桑椹胚期或囊胚期阶段的早期胚胎进行________处理,再植入到受体内。若要对早期胚胎进行长期保存,应将其置于________条件下。
[解析] (1)精子与卵子相遇后,发生顶体反应,顶体内的顶体酶释放出来,直接溶解卵丘细胞之间的物质,随后将透明带溶出一条孔道,从而协助精子穿过卵母细胞的放射冠和透明带。(2)排出的卵子减数第一次分裂尚未完成,所以处于初级卵母细胞阶段,排出的卵子在输卵管内进一步成熟,当达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。(3)胚胎移植要求是将早期胚胎移植到同种且生理状态相同的其他
雌性动物体内。用促性腺激素进行超数排卵处理,使其产生更多的能进行受精的卵母细胞,从而获得较多的早期胚胎。由于细胞膜具有选择透过性,所以染料不能进入活细胞,因而活胚胎细胞不能被染色。(4)胚胎分割属于无性繁殖技术,可将一个胚胎通过胚胎分割形成两个遗传物质完全相同的两个新个体。对胚胎进行长期保存一般放入-196℃的液氮中。
[答案] (1)顶体酶(水解酶) (2)初级 中 (3)生理状态 促性腺 卵母细胞 对物质的吸收具有选择透过性(4)胚胎分割 冷冻(或液氮)
点拨:
(1)成熟的精子并不代表具有受精能力,必须获能后才具备受精能力。
(2)动物排出的卵子并未成熟且成熟程度因动物种类不同而不同,但只有达到减数第二次分裂中期时,才具备与精子受精的能力。
(3)为防止其他精子进入,受精过程中一共形成两道屏障,第一道屏障为透明带反应,第二道屏障为卵黄膜封闭作用。
(4)在受精卵的遗传物质中,核物质(染色体上DNA)一半来自父方(精子),一半来自母方(卵子),细胞质中遗传物质几乎全来自卵子。
(5)雄原核为精子细胞核进入卵子后,原核膜被新核膜替代后形成的新核,雌原核为次级卵母细胞核继续减数分裂释放第二极体后形成的卵子的细胞核,两核中染色体数均为体细胞的一半,且雌原核一般略小于雄原核。
二胚胎工程的应用及胚胎干细胞的移植
命题热点(1)胚胎移植的实例分析,应用(2)胚胎干细胞的概念、来源、应用
命题角度本专题更侧重基础知识与基础理论的掌握,主要涉及动物精子获能、卵子培养的方法、早期胚胎发育的特点,胚胎移植的各种胚胎来源类型、胚胎移植的生理基础
[例3] (2011广东高考)华南虎是国家一级保护动物,可采用试管动物技术进行人工繁殖,该技术包括的环节有()
①转基因 ②核移植 ③体外受精 ④体细胞克隆 ⑤胚胎移植
A.①③B.①④C.②⑤D.③⑤
[解析] 本题考查现代生物科学技术的有关知识,意在考查识记能力。试管动物的培育包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植,不涉及基因工程、核移植以及体细胞克隆。
[答案] D
[例4] 下图为哺乳动物的胚胎干细胞及其分化的示意图。请回答
(1)胚胎干细胞是从动物胚胎发育至________期的内细胞团或胎儿的________中分离得到的一类细胞。
(2)图中分化程度最低的干细胞是________。在体外培养条件下,培养液中加入________因子,可诱导该种干细胞向不同类型的组织细胞分化。
(3)在机体内,皮肤干细胞分化成皮肤细胞是机体细胞中基因________的结果。
(4)某患者不能产生正常的白细胞,通过骨髓移植可以达到治
疗的目的。骨髓移植的实质是将上图中的________细胞移植到患者体内。
(5)若要克隆某种哺乳动物,从理论上分析,上述红细胞、白细胞、神经细胞中不能选用作为供体的细胞是成熟的________,其原因是________。
(6)若某药物可抑制肝肿瘤细胞DNA的复制,使用该药物可使肝肿瘤细胞停留于细胞周期的________期。
(7)在制备单克隆抗体过程中的细胞融合阶段,用________细胞与骨髓瘤细胞融合,经筛选最终得到能分泌______________的杂交瘤细胞。
[解析] 本题主要考查了干细胞的概念和分化程度。细胞分化的本质是基因的选择性表达;胚胎干细胞可以分化成不同种类的细胞,造血干细胞可以分化出各种血细胞。克隆技术的本质是细胞核基因的全部有序地表达,哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核。
(2)胚胎干细胞 分化诱导
(3)选择性表达
(4)造血干
(5)红细胞 细胞中无细胞核
(6)间
(7)B淋巴 特异性抗体
[答案] (1)囊胚 原始性腺细胞
胚胎干细胞的种类
按照分化潜能的大小,分为专能干细胞、多能干细胞和全能干细胞。
(1)专能干细胞只能分化成一种类型或功能密切相关的两种类型的细胞,如成肌细胞;
(2)多能干细胞具有分化成多种组织细胞的潜能,但却失去了发育成完整个体的能力,如造血干细胞。
(3)全能干细胞可以分化为全身200多种细胞类型,并进一步形成机体的所有组织、器官,如胚胎干细胞。
本部分内容在考查题型上,多以选做简答题的形式出现,注重畜牧生产和科技发展联系在一起考查,2009江苏卷、广东文基T69、宁夏理综T41都对胚胎工程做了深入的考查,2010高考山东理综对此部分也有体现。考查内容主要是胚胎移植的过程和应用。
牛胚胎移植的基本程序如下图,请据图回答:
(1)图中a、b、c过程分别是指__________、____________、____________。
(2)供体母牛的主要职能是_______________;受体母牛必须具备______________________。
(3)为了提高牛胚胎的利用率,常采取的方法是______________________;处理的时期是____________________;理由是_______________________________________________。
(4)从哺乳动物早期胚胎或原始性腺中分离出来的细胞,称为ES或EK细胞。这类细胞的形态特征有____________________。
(5)你认为胚胎移植技术在生产实践中的主要意义有哪些?___________________________
______________________________________________。
[解析] (1)a过程是良种母畜在激素刺激下的超数排卵。b是用人工方法将母畜体内已经开始发育的受精卵取出的冲卵过程。c是将符合移植要求的早期胚胎移植到受体母畜子宫内的过程。(2)供体母牛的主要职能是提供具有优良遗传特性的胚胎,受体母牛则是提供胚胎发育场所,所以受体母牛应具有健康的体质和健康的繁殖能力。(3)因桑椹胚和囊胚期的内细胞团具有发育的全能性,所以应在此时期进行分割。(4)因受精卵早期的分裂速度很快,细胞来不及生长,下一次分裂就开始,所以形成的胚胎干细胞(ES或EK细胞)的特点是细胞体积小、细胞核大、核仁明显。(5)见答案。
[答案] (1)超数排卵 冲卵 胚胎移植 (2)只产生具有优良遗传特性的胚胎 健康的体质和健康的繁殖能力(3)胚胎分割移植 桑椹胚或囊胚期 此时的细胞具有发育的全能性 (4)体积小、细胞核大、核仁明显(5)胚胎移植技术可以加快优良种畜的繁殖速度,迅速推广新品种
点拨:
(1)同种动物之间进行胚胎移植易于成功。这里的“同种”是指“同物种”。
(2)不同动物其胚胎移植的时间不同。牛、羊要培养到桑椹胚或囊胚阶段;小鼠、家兔在桑椹胚前;人胚胎可在4个细胞阶段移植;几乎所有动物不能到原肠胚阶段移植,因为此时分化程度高,移植成功率很低。
资料审核要求
审核前需要做的:
1.查重从其它网站下载的资料必须查重(可在首页用有代表性的关键词查重)
如四川省成都市2012届高三第一次诊断性考试(数学理)
可用关键词“成都2012高三诊断数学理”等几个关键词查(中间空格隔开)
2.去密加密资料内容里不允许有其它网站的标志,必须去密
加密时可在图片上加链接,可在“高+考-资.源/网”里改变几个符号,复制到资料答案部分(尽量不要放到会影响学生使用的部分)。
3.套模版word资料必须套模版;ppt资料若套模版后影响使用可不套模版(但不能有其它网站标志)
4.上传编辑推荐:在上传的时候把标题、类型、科目、年级选好,会给审核减少很多麻烦^_^
注意:2012年1月起,重复资料同一天上传的,删除后上传者的资料;非同一天上传的,在删除后上传者资料的同时,扣除所删资料数*2.
审核要求:
所传资料基本分三大部分:一.同步备课资料
二.复习资料
三.试卷
一.同步备课资料审核要求:
1.命名基本参照2012年高一语文课件:2.5《纪念》(新人教版必修2)
注:①统一命名是为搜索方便、汇总方便
②如出现多个内容不一样的同名资料时,可在标题后加数字。如
2012年高一语文课件:2.5《纪念》1(新人教版必修2)
③所有标题的括号只能是圆角括号()即中文输入状态下的括号。以下同。
2.审核参照图1、图2
图1
说明:①圈起来的是必须注意选择的。如果选择错误,就不会显示在相应位置。
②知识分类可不用选,重点在同步分类代码,要具体到与本资料标题相对应的章节。
(同步资料必须填写同步代码,只有填写了才会显示在备课目录里
③内容简介必须复制资料里的1-3个题目。(2012年起不允许只复制标题)
图2
④关键词用空格隔开一般设置2-4个每个关键词不超过7个字
⑤关联词目的是把同一类资料显示在一起(我们在下载资料时,在下载页面右边显示的成套相关资料,就是关联词在起作用);还可作为汇总的依据(不是唯一依据);同一套资料的关联词必须相同。
⑥资源说明复制几次标题即可。
⑦主编点评提倡点评一下资料质量或说明一下注意的问题(如资料是PDF版),可复制标题。
二、复习资料审核要求
1.命名没同步资料规定的那么严格,但必须包含科目(未包含的做删除处理)
另注意使用:2012年高考或2012届高三或2012高三(高考)
参照如下命名:
2011年高考生物一轮复习课时训练:免疫调节
江苏省2011届高三化学二轮复习检测:专题三离子反应
2011年高考地理(湘教版)一轮复习优化设计:第12课全球气候变化
湖南省宁乡县实验中学高三生物第一轮复习学案:必修1(20套)
2.审核基本参照同步资料的审核要求(不用填同步代码)。
注意:①标题里有省份的,要选择省份。
②关键词和关联词设置举例
A.2011年高考生物一轮复习课时训练:免疫调节
关键词:2011年高考生物一轮复习课时训练免疫调节
关联词:2011年高考生物一轮复习课时训练
B.江苏省2011届高三化学二轮复习检测:专题三离子反应
关键词:江苏省2011届高三化学二轮复习检测离子反应
关联词:江苏省2011届高三化学二轮复习检测
3.汇总成套复习资料需要打包上传一个总的,方便下载。并进行汇总。
汇总时使用关联词搜索,若还搜出其它资料,再加限制,并用空格隔开。最终目的是汇总出自己传的这一套的所有资料。(可找学科主编帮忙)
三、试卷审核(尽量不要传试卷,我们有试卷编辑负责,若有重复,依试卷编辑的为主)
1.命名严格按照以下
省份+地区+学校+届或者学年+高几+上下学期+考试类型(学科)
如:山东省济南市2012届高三第二次模拟考试(语文)
山东省济南一中11-12学年高一下学期期末考试(政治)
河北省石家庄市博明中学11-12学年高二上学期期中考试物理(无答案)
注意:①高三用届,高一高二用学年;用上下学期,不用第一第二学期
②扫描版标明是(扫描版);没答案标明(无答案)
2.审核参照同步资料的审核(不需要同步代码)
①一定要选择省份
②选择试卷的考试类型(期中期末、月考、联考、模拟、冲刺、学业考试等)
3.汇总试卷的汇总只用关联词即可(若搜出别人的资料,就是您的资料重复了)
成套试卷一定要汇总。
第2讲圆周运动及其应用
1.
图4-2-11
在观看双人花样滑冰表演时,观众有时会看到女运动员被男运动员拉着离开冰面在空中做水平方向的匀速圆周运动.已知通过目测估计拉住女运动员的男运动员的手臂和水平冰面的夹角约为45°,重力加速度为g=10m/s2,若已知女运动员的体重为35kg,据此可估算该女运动员()
A.受到的拉力约为3502NB.受到的拉力约为350N
C.向心加速度约为10m/s2D.向心加速度约为102m/s2
解析:本题考查了匀速圆周运动的动力学分析.以女运动员为研究对象,受力分析如图.根据题意有G=mg=350N;则由图易得女运动员受到的拉力约为3502N,A正确;向心加速度约为10m/s2,C正确.
答案:AC
2.
图4-2-12
中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故.
家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面,第八次有辆卡车冲进李先生家,造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案.经公安部门和交通部门协力调查,画出的现场示意图如图4-2-12所示.交警根据图示作出以下判断,你认为正确的是()
A.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动
B.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动
C.公路在设计上可能内(东)高外(西)低
D.公路在设计上可能外(西)高内(东)低
解析:由题图可知发生事故时,卡车在做圆周运动,从图可以看出卡车冲入民宅时做离心运动,故选项A正确,选项B错误;如果外侧高,卡车所受重力和支持力提供向心力,则卡车不会做离心运动,也不会发生事故,故选项C正确.
答案:AC
3.
图4-2-13
(20xx湖北部分重点中学联考)如图4-2-13所示,质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计,要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则()
A.该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于2πRg
B.该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2πRg
C.盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于2mg
D.盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于2mg
解析:要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则有mg=mv2R,解得该盒子做匀速圆周运动的速度v=gR,该盒子做匀速圆周运动的周期为T=2πRv=2πRg.选项A错误,B正确;在最低点时,盒子与小球之间的作用力和小球重力的合力提供小球运动的向心力,由F-mg=mv2R,解得F=2mg,选项C、D错误.
答案:B
4.
图4-2-14
如图4-2-14所示,半径为r=20cm的两圆柱体A和B,靠电动机带动按相同方向均以角速度ω=8rad/s转动,两圆柱体的转动轴互相平行且在同一平面内,转动方向已在图中标出,质量均匀的木棒水平放置其上,重心在刚开始运动时恰在B的正上方,棒和圆柱间动摩擦因数μ=0.16,两圆柱体中心间的距离s=1.6m,棒长l2m,重力加速度取10m/s2,求从棒开始运动到重心恰在A正上方需多长时间?
解析:棒开始与A、B两轮有相对滑动,棒受向左摩擦力作用,做匀加速运动,末速度v=ωr=8×0.2m/s=1.6m/s,加速度a=μg=1.6m/s2,时间t1=va=1s,此时间内棒运动位移s1=12at21=0.8m.此后棒与A、B无相对运动,棒以v=ωr做匀速运动,再运动s2=AB-s1=0.8m,重心到A正上方时间t2=s2v=0.5s,故所求时间t=t1+t2=1.5s.
答案:1.5s
5.
图4-2-15
在一次抗洪救灾工作中,一架直升机A用长H=50m的悬索(重力可忽略不计)系住一质量m=50kg的被困人员B,直升机A和被困人员B以v0=10m/s的速度一起沿水平方向匀速运动,如图4-2-15甲所示.某时刻开始收悬索将人吊起,在5s时间内,A、B之间的竖直距离以l=50-t2(单位:m)的规律变化,取g=10m/s2.
(1)求这段时间内悬索对被困人员B的拉力大小.
(2)求在5s末被困人员B的速度大小及位移大小.
(3)直升机在t=5s时停止收悬索,但发现仍然未脱离洪水围困区,为将被困人员B尽快运送到安全处,飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标,致使被困人员B在空中做圆周运动,如图乙所示.此时悬索与竖直方向成37°角,不计空气阻力,求被困人员B做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B的拉力.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
解析:(1)被困人员在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上被困人员的位移y=H-l=50-(50-t2)=t2,由此可知,被困人员在竖直方向上做初速度为零、加速度a=2m/s2的匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得F-mg=ma,解得悬索的拉力F=m(g+a)=600N.
(2)被困人员5s末在竖直方向上的速度为vy=at=10m/s,合速度v=v20+v2y=102m/s,竖直方向上的位移y=12at2=25m,水平方向的位移x=v0t=50m,合位移s=x2+y2=255m.
(3)t=5s时悬索的长度l′=50-y=25m,旋转半径r=l′sin37°,
由mv′2r=mgtan37°,解得v′=1522m/s.此时被困人员B的受力情况如右图所示,
由图可知Tcos37°=mg,解得T=mgcos37°=625N.
答案:(1)600N(2)102m/s255m(3)625N
1.
图4-2-16
图示4-2-16所示为某一皮带传动装置.主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑.下列说法正确的是()
A.从动轮做顺时针转动B.从动轮做逆时针转动
C.从动轮的转速为r1r2nD.从动轮的转速为r2r1n
解析:本题考查的知识点是圆周运动.因为主动轮顺时针转动,从动轮通过皮带的摩擦力带动转动,所以从动轮逆时针转动,选项A错误B正确;由于通过皮带传动,皮带与轮边缘接触处的速度相等,所以由2πnr1=2πn2r2,得从动轮的转速为n2=nr1r2,选项C正确D错误.
答案:BC
2.
图4-2-17
质量为m的石块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变,如图4-2-17所示,那么()
A.因为速率不变,所以石块的加速度为零
B.石块下滑过程中受的合外力越来越大
C.石块下滑过程中受的摩擦力大小不变
D.石块下滑过程中的加速度大小不变,方向始终指向球心
解析:由于石块做匀速圆周运动,只存在向心加速度,大小不变,方向始终指向球心,D对,A错.由F合=F向=ma向知合外力大小不变,B错,又因石块在运动方向(切线方向)上合力为零,才能保证速率不变,在该方向重力的分力不断减小,所以摩擦力不断减小,C错.
答案:D
3.
图4-2-18
2008年4月28日凌晨,山东境内发生两列列车相撞事故,造成了大量人员伤亡和财产损失.引发事故的主要原因是其中一列列车转弯时超速行驶.如图4-2-18所示,是一种新型高速列车,当它转弯时,车厢会自动倾斜,提供转弯需要的向心力;假设这种新型列车以360km/h的速度在水平面内转弯,弯道半径为1.5km,则质量为75kg的乘客在列车转弯过程中所受到的合外力为()
A.500NB.1000NC.5002ND.0
解析:360km/h=100m/s,乘客在列车转弯过程中所受的合外力提供向心力F=mv2r=75×10021.5×103N=500N.
答案:A
4.
图4-2-19
如图4-2-19甲所示,一根细线上端固定在S点,下端连一小铁球A,让小铁球在水平面内做匀速圆周运动,此装置构成一圆锥摆(不计空气阻力).下列说法中正确的是()
A.小球做匀速圆周运动时,受到重力、绳子的拉力和向心力作用
B.小球做匀速圆周运动时的角速度一定大于gl(l为摆长)
C.另有一个圆锥摆,摆长更大一点,两者悬点相同,如图4-2-19乙所示,如果改变两小球的角速度,使两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动,则B球的角速度大于A球的角速度
D.如果两个小球的质量相等,则在图乙中两条细线受到的拉力相等
解析:如下图所示,小铁球做匀速圆周运动时,只受到重力和绳子的拉力,而向心力
是由重力和拉力的合力提供的,故A项错误.根据牛顿第二定律和向心力公式可得:mgtanθ=mlω2sinθ,即ω=g/lcosθ.当小铁球做匀速圆周运动时,θ一定大于零,即cosθ一定小于1,因此,当小铁球做匀速圆周运动时角速度一定大于g/l,故B项正确.设点S到点O的距离为h,则mgtanθ=mhω2tanθ,即ω=g/h,若两圆锥摆的悬点相同,且两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动时,它们的角速度大小一定相等,即C项错误.如右上图所示,细线受到的拉力大小为FT=mgcosθ,当两个小球的质量相等时,由于θA<θB,即cosθA>cosθB,所示A球受到的拉力小于B球受到的拉力,进而可以判断两条细线受到的拉力大小不相等,故D项错误.
答案:B
5.汽车甲和汽车乙质量相等,以相等速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,甲车在乙车的外侧.两车沿半径方向受到的摩擦力分别为Ff甲和Ff乙.以下说法正确的是()
A.Ff甲小于Ff乙B.Ff甲等于Ff乙
C.Ff甲大于Ff乙D.Ff甲和Ff乙大小均与汽车速率无关
解析:本题重点考查的是匀速圆周运动中向心力的知识.根据题中的条件可知,两车在水平面做匀速圆周运动,则地面对车的摩擦力来提供其做圆周运动的向心力,则F向=f,又有向心力的表达式F向=mv2r,因为两车的质量相同,两车运行的速率相同,因此轨道半径大的车的向心力小,即摩擦力小,A正确.
答案:A
6.
图4-2-20
在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低.如图4-2-20所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些.汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动.设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于()
A.gRhLB.gRhdC.gRLhD.gRdh
解析:考查向心力公式.汽车做匀速圆周运动,向心力由重力与斜面对汽车的支持力的合力提供,且向心力的方向水平,向心力大小F向=mgtanθ,根据牛顿第二定律:
F向=mv2R,tanθ=hd,解得汽车转弯时的车速v=gRhd,B对.
答案:B
7.
图4-2-21
(20xx衡水模拟)如图4-2-21所示,在竖直的转动轴上,a、b两点间距为40cm,细线ac长50cm,bc长30cm,在c点系一质量为m的小球,在转动轴带着小球转动过程中,下列说法不正确的是()
A.转速小时,ac受拉力,bc松弛B.bc刚好拉直时ac中拉力为1.25mg
C.bc拉直后转速增大,ac拉力不变D.bc拉直后转速增大,ac拉力增大
答案:D
8.
图4-2-22
如图4-2-22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,下述分析正确的是()
A.螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡
B.螺丝帽受到杆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ω=mgμr
D.若杆的转动加快,螺丝帽有可能相对杆发生运动
解析:由于螺丝帽做圆周运动过程中恰好不下滑,则竖直方向上重力与摩擦力平衡,杆对螺丝帽的弹力提供其做匀速圆周运动的向心力,选项A正确、BC错误;无论杆的转动速度增大多少,但竖直方向受力平衡,故选项D错误.
答案:A
9.
图4-2-23
如图4-2-23所示,螺旋形光滑轨道竖直放置,P、Q为对应的轨道最高点,一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道,且能过轨道最高点P,则下列说法中正确的是()
A.轨道对小球做正功,小球的线速度vPvQ
B.轨道对小球不做功,小球的角速度ωPωQ
C.小球的向心加速度aPaQ
D.轨道对小球的压力FPFQ
解析:本题考查圆周运动和机械能守恒,中档题.轨道光滑,小球在运动的过程中只受重力和支持力,支持力时刻与运动方向垂直所以不做功,A错;那么在整个过程中只有重力做功满足机械能守恒,根据机械能守恒有vPvQ,在P、Q两点对应的轨道半径rPrQ,根据ω=vr,a=v2r,得小球在P点的角速度小于在Q点的角速度,B正确;在P点的向心加速度小于在Q点的向心加速度,C错;小球在P和Q两点的向心力由重力和支持力提供,即mg+FN=ma向,可得P点对小球的支持力小于Q点对小球的支持力,D错.
答案:B
10.
图4-2-24
如图4-2-24所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半.内壁上有一质量为m的小物块随圆锥筒一起做匀速转动,则下列说法正确的是()
A.小物块所受合外力指向O点
B.当转动角速度ω=2gHR时,小物块不受摩擦力作用
C.当转动角速度ω2gHR时,小物块受摩擦力沿AO方向
D.当转动角速度ω2gHR时,小物块受摩擦力沿AO方向
解析:匀速圆周运动物体所受合外力提供向心力,指向物体圆周运动轨迹的圆心,A项错;当小物块在A点随圆锥筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力为零时,小物块在筒壁A点时受到重力和支持力的作用,它们的合力提供向心力,设筒转动的角速度为ω,有:mgtanθ=mω2R2,由几何关系得:tanθ=HR,联立以上各式解得ω=2gHR,B项正确;当角速度变大时,小物块所需向心力增大,故摩擦力沿AO方向,其水平方向分力提供部分向心力,C项正确;当角速度变小时,小物块所需向心力减小,故摩擦力沿OA方向,抵消部分支持力的水平分力,D项错.
答案:BC
11.
图4-2-25
如图4-2-25所示,一水平光滑、距地面高为h、边长为a的正方形MNPQ桌面上,用长为L的不可伸长的轻绳连接质量分别为mA、mB的A、B两小球,两小球在绳子拉力的作用下,绕绳子上的某点O以不同的线速度做匀速圆周运动,圆心O与桌面中心重合,已知mA=0.5kg,L=1.2m,LAO=0.8m,a=2.1m,h=1.25m,A球的速度大小vA=0.4m/s,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)绳子上的拉力F以及B球的质量mB;
(2)若当绳子与MN平行时突然断开,则经过1.5s两球的水平距离;
(3)两小球落至地面时,落点间的距离.
解析:(1)F=mAv2ALOA=0.5×0.420.8N=0.1N,由F=mAω2LOA=mBω2LOB得mB=mALOALOB=1kg.
(2)x=(vA+vB)t1=0.6×1.5m=0.9m,水平距离为s=x2+L2=0.92+1.22m=1.5m.
(3)t2=2hg=2×1.2510s=0.5s,x′=(vA+vB)t2+a=0.6×0.5m+2.1m=2.4m
距离为s′=x′2+L2=2.42+1.22m=655m.
答案:(1)1kg(2)1.5m(3)655m
12.
图4-2-26
如图4-2-26所示,小球从光滑的圆弧轨道下滑至水平轨道末端时,光电装置被触动,控制电路会使转筒立刻以某一角速度匀速连续转动起来.转筒的底面半径为R,已知轨道末端与转筒上部相平,与转筒的转轴距离为L,且与转筒侧壁上的小孔的高度差为h;开始时转筒静止,且小孔正对着轨道方向.现让一小球从圆弧轨道上的某处无初速滑下,若正好能钻入转筒的小孔(小孔比小球略大,小球视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g),求:
(1)小球从圆弧轨道上释放时的高度为H;
(2)转筒转动的角速度ω.
解析:(1)设小球离开轨道进入小孔的时间为t,则由平抛运动规律得h=12gt2,
L-R=v0t
小球在轨道上运动过程中机械能守恒,故有mgH=12mv20
联立解得:t=2hg,H=(L-R)24h.
(2)在小球做平抛运动的时间内,圆筒必须恰好转整数转,小球才能钻进小孔,
即ωt=2nπ(n=1,2,3…).所以ω=nπ2gh(n=1,2,3…)
答案:(1)(L-R)24h(2)nπ2gh(n=1,2,3…)
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