2023年高中物理學業(yè)水平測試復習資料專題圓周運動

高中物理學業(yè)水平測試復習資料(9-５)專項五圓周運動考綱內容復習指南１.勻速圓周運動、角速度、線速度、向心加速度（Ⅰ）2．勻速圓周運動向心力(Ⅱ）3．離心現(xiàn)象（Ⅰ)(１）理解描述圓周運動物理量及各物理量之間關系；(2)理解勻速圓周運動動力學特點；（３)理解產生離心現(xiàn)象條件及在體育、生產生活、科技中應用．勻速圓周運動ｅｑ＼ｂ\lc＼｛（＼ａ\vs4＼aｌ\cｏ１(運動性質：變速運動,線速度:v＝\f(ｓ,t）=＼ｆ(2πr,T)=rω,角速度:ω＝\f(φ,t)=\f（2π,T)=＼f(v,r)，周期：Ｔ=\f(２π,ω)=\f(2πｒ,v），向心力:F＝ｍ\f(v２,r)=m\ｂ\lc\(\rc\)（＼a＼vｓ4\al\co1(\f（2π,Ｔ)))＼ｓ\up1２(２）ｒ＝ｍrω2，向心加速度:ａ＝\f(v2,r)=\ｂ\ｌｃ\(\rc\)(\a\ｖs４\aｌ\co1(\ｆ（２π,Ｔ）))＼s\ｕp12(2)ｒ＝ｒω2,離心現(xiàn)象:離心運動條件：F供＝0或F供<Ｆ需))考點1eq＼a\vs4＼al(描述勻速圓周運動物理量）１.勻速圓周運動概念:質點沿圓周運動，假如在相等時間里通過＿___＿_相等，這種運動就叫做勻速圓周運動．2．描述勻速圓周運動物理量．(１)線速度v:物體在一段時間內通過弧長s與這段時間t比值，叫做物體線速度,即_＿__＿＿___＿＿＿＿_____，線速度是＿__＿＿＿_＿＿＿,其方向就是圓周在該點__＿_＿____＿.(２)角速度ω:連接運動物體和圓心半徑在一段時間內轉過角度θ與這段時間ｔ比值,叫勻速圓周運動角速度,即___＿＿＿______.（3）周期T與頻率f關系：周期是做勻速圓周運動物體完畢一周所需時間，頻率是物體在1s內完畢圓周運動圈數(shù).周期與頻率關系是3．勻速圓周運動特點:(1)線速度大小保持不變，但方向時刻變化,是一種＿_____＿_運動.（2)角速度、周期及頻率保持不變.(3)做勻速圓周運動物體所受合外力＿_____向心力.４.描述勻速圓周運動各物理量關系.(1)線速度與角速度關系：__＿__＿__＿__＿____＿_＿_＿____＿__＿______＿＿______＿____＿＿___＿＿(2)角速度與周期關系:___＿___＿___＿__________＿__＿_____＿＿_＿__＿___＿_＿_＿____＿＿__＿（3)周期與頻率關系：_＿＿____＿＿_＿_＿＿_________＿＿_＿＿__＿___＿____＿____＿__＿_______考點11．弧長２.（１）v=ｅq\ｆ(s,t）矢量切線方向(2）ω=eq\f（θ，t)(3)ｆ=ｅq\f(1，T)3．（1）變速(３)等于4.(1)v＝ωr(２)ω=eq\f(2π,Ｔ)（３)f=eｑ\f(1,T)?小試身手1.(·遼寧省普通高中學業(yè)水平考試）如圖所示，手表指針運動可看做勻速圓周運動,下列說法中對的是()A．秒針、分針、時針轉動周期相似B．秒針角速度最大,時針角速度最小C.秒針上A、B兩點線速度同樣大D.秒針上A、B兩點向心加速度同樣大1.解析:秒針、分針及時針周期分別為６0秒、60分、12小時,A選項錯;由ω＝eq\ｆ(２π,Ｔ）可得秒針角速度最大，B選項對的;秒針上各點角速度相等,由v=ωr可知A點線速度大,a=ω2r，Ａ點向心加速度大，C、D選項錯.答案:B2.下列關于勻速圓周運動說法中,對的是()A.勻速圓周運動是線速度不變運動B．勻速圓周運動是線速度大小不變運動C.勻速圓周運動是勻變速運動D.勻速圓周運動物體所受向心力大小和方向都不變２．解析:勻速圓周運動只是線速度大小不變,而其線速度方向和加速度方向都在時刻變化，因此說勻速圓周運動是變加速曲線運動；且勻速圓周運動向心力方向也在不斷地變化,故選Ｂ．答案：B辦法歸納１.勻速圓周運動特點:線速度大小不變方向時刻變化，角速度、周期、頻率都是恒定．2.勻速圓周運動性質:是速度大小不變而方向時刻變化曲線運動.考點2ｅq\a\ｖs4\al（向心加速度、向心力）1.向心力．向心力是做圓周運動質點沿半徑方向受到力合外力．(1)大?。篎=ma＝meq＼f（ｖ2,r)=mω2r＝mｅq\f(4π2,T2)r．（2)方向：總是指向＿_____,是一種變力.2.向心加速度.向心加速度是做圓周運動質點沿半徑方向向心力產生加速度.(1)大小：ａｎ＝eq\f（v2，ｒ)＝ω2r=eｑ\f(４π2,T2）ｒ.（2）方向:總是指向______＿＿，因而向心加速度方向________.考點２1．(２)圓心2.(２)圓心時刻變化?小試身手3．如圖所示一種圓盤在水平面內繞通過中心豎直軸勻速轉動，盤上一種小物體相對盤靜止,隨圓盤一起運動,關于這個物體向心力,下列說法對的是(）Ａ．向心力方向指向圓盤中心B.向心力方向與物體速度方向相似Ｃ.向心力方向與轉軸平行D.向心力方向保持不變3.解析：向心力特性就是指向圓心,而摩擦力可以與運動方向垂直,但一定與相對運動方向或相對運動趨勢方向相反.答案：A辦法歸納1．物體做勻速圓周運動，向心加速度反映速度方向變化快慢,其方向時刻在變化．2.物體做勻速圓周運動向心力不是什么特殊力,它是重力、彈力、摩擦力中某個力，或某幾種力合力或某一種力分力，向心力是依照力作用效果命名．考點3eq\ａ\vｓ４\ａｌ(離心現(xiàn)象）１.離心運動．做勻速圓周運動物體所受合外力_＿_＿____其所需要向心力時,物體將做遠離圓心運動叫離心運動．２.物體做離心運動條件:＿____＿__＿_____．3.離心運動應用和防止.（１)離心運動應用:離心干燥器、離心沉淀器;(2）離心運動防止：車輛轉彎時要限速、轉動砂輪和飛輪要限速.考點３1.不大于2．F合<F向?小試身手5．下列現(xiàn)象中，與離心現(xiàn)象無關是（)Ａ．用洗衣機脫去濕衣服中水Ｂ．旋轉雨傘上水滴C．汽車緊急剎車時,乘客身體向前傾斜Ｄ.運動員將鏈球旋轉起來后擲出5.C６.物體做離心運動時,運動軌跡()A.一定是直線B．一定是曲線Ｃ．也許是直線，也也許是曲線Ｄ.也許是圓６.解析:做圓周運動物體,當Ｆ=０時,物體沿切線方向飛出,運動軌跡是直線,當Ｆ<ｍω2ｒ時,物體逐漸遠離圓心,運動軌跡是曲線,C對的．答案：C辦法歸納做圓周運動物體,由于自身慣性,總有沿著圓周切線方向飛去傾向．當Ｆ=ｍω2r時，物體做勻速圓周運動,當F=0時，物體沿切線方向飛出，當Ｆ＜mω２ｒ時,物體逐漸遠離圓心,做離心運動,當F>ｍω2r時,物體逐漸接近圓心，做趨心運動.一、單項選取題Ⅰ：在每小題列出四個選項中，只有一種選項符合題目規(guī)定．1.關于勻速圓周運動說法對的是（）A．勻速圓周運動是勻速運動Ｂ.勻速圓周運動是勻變速運動C.勻速圓周運動是加速度不變運動D．勻速圓周運動是加速度不斷變化運動1.解析:由于勻速圓周運動速度和加速度方向都在時刻變化，故勻速圓周運動是加速度不斷變化曲線運動.答案:D２.下列哪些物體運動不可以看做是圓周運動（)A.汽車在圓拱橋頂上運動B．投出籃球在空中運動C．電子繞原子核高速旋轉D．地球繞太陽公轉2.解析:其中AＣD選項中都可以當作是圓周運動,而投出籃球在空中運動軌跡是拋物線,故不能當作是圓周運動．答案:B3.對于做勻速圓周運動物體,下列說法錯誤是()A.相等時間里通過路程相等B.相等時間里通過弧長相等C．相等時間里發(fā)生位移相似D.相等時間里轉過角度相等３．解析:勻速圓周運動速度大小不變,因此在相等時間里通過路程相等，在相等時間里通過弧長相等，轉過角度也相等;但是在相等時間里發(fā)生位移有也許不同.答案:Ｃ4.關于勻速圓周運動角速度與線速度，下列說法中錯誤是()Ａ．半徑一定，角速度與線速度成反比B．半徑一定,角速度與線速度成正比C．線速度一定,角速度與半徑成反比D.角速度一定,線速度與半徑成正比4.解析:對于勻速圓周運動，假如半徑一定，角速度與線速度成正比;假如線速度一定,角速度與半徑成反比;假如角速度一定,線速度與半徑成正比.答案:Ａ6．下列關于向心加速度說法,對的是(）A．向心加速度是表達做圓周運動物體速率變化快慢B．向心加速度是表達角速度變化快慢C.向心加速度是描述線速度方向變化快慢D.勻速圓周運動向心加速度是恒定不變６.解析:向心加速度是描述線速度方向變化快慢，并不變化速度大小,向心加速度方向也是不斷變化，因此勻速圓周運動向心加速度是變化．答案:Ｃ７．物體做勻速圓周運動時,下列說法中對的是()Ａ．依照a=ｅq＼f（v２,r),向心加速度大小一定跟圓周運動半徑成反比Ｂ.依照a=ω2r，向心加速度大小一定跟圓周運動半徑成正比C．依照ω=ｅq\f(v,Ｒ)，角速度一定跟圓周運動半徑成反比Ｄ.依照ω＝2πn,角速度一定跟轉速成正比7．解析:當一種公式中有三個物理量時,不能說其中兩個物理量成正比或成反比,而角速度與轉速一定成正比，轉速越高,角速度一定越大.答案：D８.關于向心力,如下說法中對的是(）Ａ.向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外一種新力B．向心力就是做圓周運動物體所受合力C.向心力是線速度方向變化因素Ｄ.只要物體受到向心力作用，物體就做勻速圓周運動8.解析:向心力不是除了物體所受重力、彈力以及摩擦力以外一種新力,它是按效果命名力，任何可以起到把物體拉向圓心力都可以充當向心力，它是使物體速度方向發(fā)生變化因素.答案:C９.一圓筒繞其中心軸OＯ1勻速轉動,筒內壁上緊挨著一種物體與筒一起運動相對筒無滑動，如圖所示,物體所需向心力是(）Ａ.物體重力B.筒壁對物體靜摩擦力Ｃ.筒壁對物體彈力Ｄ.物體所受重力與彈力合力９.解析：由于向心力一定是指向圓心,因此可以提供這樣一種力只能是筒壁給物體彈力．答案：C11．細繩一端系一物體,使物體繞另一端在光滑水平面上做勻速圓周運動,下列說法對的是(）A.線速度一定期,繩長容易斷Ｂ．向心加速度一定期，繩短容易斷C．角速度一定期,繩長容易斷D.周期一定期，繩短容易斷１1.解析：依照向心力公式,線速度一定期,繩短所需向心力大,繩子容易斷;向心加速度一定期，繩長短不影響向心力大小，故無所謂；角速度一定期，繩長越長所需向心力越大，繩越容易斷;周期一定期，繩越長所需向心力越大，繩越易斷.答案:C1２.一輕桿一端固定質量為m小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直面內做半徑為R圓周運動,如圖所示，則(）A.小球過最高點時，桿所受彈力可以等于零B．小球過最高點最小速度是eｑ\r（ｇR)Ｃ.小球過最高點時，桿對球作用力要與球所受重力方向相反，此時重力一定不不大于桿對球作用力D.小球過最高點時,桿對球作用力一定跟小球所受重力方向相反12.解析：依照豎直面內圓周運動輕桿模型，當小球過最高點速度是ｅq＼r(gR)時輕桿正好不受力作用,Ａ對的;當小球過最高點速度不大于eq\r(gR)時,桿對小球有支持力,但支持力一定不大于重力，ＢC錯;當小球過最高點速度不不大于eq\r(ｇＲ)時,桿對小球有拉力作用,與重力方向相似,D錯.答案：Ａ13．如圖所示,汽車在一段丘陵地勻速率行駛,由于輪胎太舊而發(fā)生爆胎,則圖中各點最易發(fā)生爆胎位置是在（)A.ａ處B.b處Ｃ．c處Ｄ.d處13.解析:依照豎直面內圓周運動特點,物體在最低點對軌道壓力最大，故最容易發(fā)生爆胎位置是在a處.答案:A１4.一種做勻速圓周運動物體，運動半徑不變,而線速度增長為本來３倍,其向心力增大了6４N,那么在未變化速度時,物體所受向心力為（)A.６NB.８NC．1２ND.１6Ｎ1４.解析:由于運動半徑不變,而線速度增長為本來3倍,則向心力增長9倍,故有(F原+６4）＝９F原,因此F原=8N.答案：Ｂ1５.甲、乙兩物體都做勻速圓周運動,其質量之比為ｅｑ\f(1,2），轉動半徑之比為eq＼f(1,2),在相等時間里甲轉過60°,乙轉過45°,則它們所受外力合力之比為()A．1∶4Ｂ.２∶３C.4∶9D.９∶1615.解析:依照向心力公式Ｆ=mreq\b\lc\(\rc\)(\a＼vs4＼aｌ\ｃo1（＼f(φ,t)))eq\s\ｕｐ12(２）可知，它們所受合外力之比為4∶9.答案:C二、單項選取題Ⅱ:在每小題列出四個選項中,只有一種選項符合題目規(guī)定.16.下列關于向心加速度說法,對的是（)A．向心加速度不變化做圓周運動物體速度大小，只變化速度方向Ｂ.做勻速圓周運動物體向心加速度是不變Ｃ．物體由于做圓周運動才產生了一種向心加速度Ｄ.做勻速圓周運動物體向心加速度一定不是物體所受到合力產生1６．A17.物體做勻速圓周運動條件是(）A.物體有一定初速度,且受到一種始終和初速度垂直恒力作用B.物體有一定初速度,且受到一種方向始終指向圓心力作用C．物體有一定初速度,且受到一種大小不變、方向變化力作用D.物體有一定初速度,且受到一種大小不變、方向始終跟速度垂直力作用17.D18.如圖所示，汽車以某一速率通過半圓形凹形路面底部,下列關于汽車在該處受力說法中對的是（)Ａ．汽車向心力就是重力Ｂ.汽車受重力、支持力、向心力C.汽車受重力和支持力合力充當向心力D．汽車受重力、彈力、牽引力、摩擦力、向心力１8．C19.如圖所示，小物體A與圓盤保持相對靜止，跟著圓盤一起做勻速圓周運動,則Ａ受哪些力作用()A.重力、支持力Ｂ．重力、向心力C．重力、支持力、向心力和摩擦力Ｄ.重力、支持力和指向圓心摩擦力19.Ｄ20.如圖所示，在光滑水平面上,一質量為m小球在繩拉力Ｆ作用下做半徑為r勻速圓周運動,小球運動線速度為v，則繩拉力Ｆ大小為()A.ｍeq＼f(v，ｒ）Ｂ.mｅｑ＼ｆ(ｖ２,r)C.mｖrD．ｍｖr２20．Ｂ21.下列實例中,應用了離心運動是(）Ａ.汽車轉彎時要限制速度B．轉速很高砂輪半徑做得很小C.在修筑鐵路時，轉彎處外軌高內軌低Ｄ.正在工作離心泵21.D22．下列說法中對的是()A.提高洗衣機脫水桶轉速，不能使衣服甩得更干B.轉動帶有雨水雨傘,水滴將沿圓周半徑方向離開圓心C．為了防止發(fā)生事故，高速轉動砂輪、飛輪等不能超過允許最大轉速D．離心水泵運用了向心運動原理２２．解析：提高洗衣機脫水桶轉速，能使衣服甩得更干，A錯;水滴有垂直半徑速度，不會沿圓周半徑方向離開圓心,B錯;離心水泵運用了離心運動原理,D錯．答案：Ｃ23.洗衣機甩干筒在轉動時有一衣物附在轉筒壁上,則下列論述對的是()Ａ.衣物受到重力、筒壁彈力和摩擦力Ｂ．衣物隨筒壁做圓周運動向心力是摩擦力Ｃ.筒壁彈力隨筒轉速增大始終保持不變D.筒壁對衣物摩擦力隨筒轉速增大而增大23.解析：衣物隨筒壁做勻速圓周運動,軌跡在水平面內,衣物在豎直方向上受到合外力為零,在水平方向上受到指向圓心彈力提供向心力.答案:A２４.為了防止汽車在水平路面上轉彎時浮現(xiàn)“打滑”現(xiàn)象,可以()Ａ.增大汽車轉彎時速度Ｂ.減小汽車轉彎時速度C.減小汽車與路面間摩擦D.減小路面間外高內低角度2４.B２5.小物塊P沿光滑半圓曲面下滑，從A點下滑到最低點B過程中，其重力G切向分量為Ｇ1,如圖所示.G1大小變化狀況對的是()A.逐漸增大B．逐漸減小C.先增大后減小D．先減小后增大２5.B26．(·南京學業(yè)水平模仿)如圖所示，靠摩擦傳動做勻速轉動大小兩輪接觸面互不打滑，大輪半徑是小輪2倍，A、Ｂ分別為大小兩輪邊沿上點.則輪上A、Ｂ兩點（）Ａ.線速度大小相等B．角速度相等C．向心加速度相等D．周期相等26.A27.如圖所示，質量相等a、b兩物體放在圓盤上,到圓心距離之比是２∶3,圓盤繞圓心做勻速圓周運動，兩物體相對圓盤靜止,a、ｂ兩物體做圓周運動向心力之比是()Ａ.1∶1B.3∶２C．2∶3Ｄ.９∶427.C28.同一輛汽車以同樣大小速度先后開上平直橋和凸形橋,在橋中央處有（)A.車對兩種橋面壓力同樣大B.車對平直橋面壓力大C.車對凸形橋面壓力大D．無法判斷28.B29.對勻速圓周運動理解,下列說法不對的是()Ａ．勻速圓周運動就是勻速率圓周運動Ｂ．勻速圓周運動是變加速曲線運動C.勻速圓周運動是勻變速運動D.做勻速圓周運動物體所受合力不為零2９．C3０.下列關于離心現(xiàn)象說法對的是(）A.當物體所受離心力不不大于向心力時產生離心現(xiàn)象B.做勻速圓周運動物體,當它所受一切力都忽然消失時,它將做背離圓心圓周運動Ｃ．做勻速圓周運動物體．當它所受一切力都忽然消失時它將沿切線做直線運動D.做勻速圓周運動物體，當它所受一切力都忽然消失時它將做曲線運動３0.解析:物體不存在受到離心力作用,當做勻速圓周運動物體所受合外力局限性以提供向心力時，物體將做離心運動;當做勻速圓周運動物體所受一切力都忽然消失時它將沿切線做直線運動．答案:C31.火車在轉彎行駛時，需要靠鐵軌支持力提供向心力.下列關于火車轉彎說法中對的是()Ａ．在轉彎處使外軌略高于內軌Ｂ.在轉彎處使內軌略高于外軌C.在轉彎處使內、外軌在同一水平高度D.在轉彎處火車受到支持力豎直向上３1.解析:火車在轉彎行駛時,為了避免車輪對鐵軌側向壓力過大，使外軌比內軌略高，這樣就可以讓火車所受重力和支持力合力提供向心力,從而保護了鐵軌,也保護了車輪.答案:A3２．下列現(xiàn)象中，不能用離心現(xiàn)象解釋有(）Ａ．洗衣機脫水筒把衣服上水脫干B.抖掉衣服表面灰塵Ｃ．使用離心機可迅速將懸濁液中顆粒沉淀Ｄ.站在行駛公共汽車上人,在汽車轉彎時，要用力拉3２.B二、多項選取題：在每小題列出四個選項中,至少有兩個選項符合題目規(guī)定.３3.做勻速圓周運動物體,圓半徑為R,向心加速度為a,下列關系中對的是（）A.線速度v=eq\ｒ(aR）B．角速度ω=ｅq\r(\f(ａ，R))Ｃ．轉速ｎ=２πeq\r(\ｆ(a，R))D．周期T＝2πeq＼r(\f(Ｒ，ａ))33.解析:由公式a=eq＼f(v２,R）,a=ω２R，ａ＝eｑ\b\lｃ＼(\rc＼)（\ａ\ｖｓ4\ａl\co1(\f（2π，Ｔ)))eｑ\s\up1２（2)r,分別可以推導出AＢD對的;而轉速ｎ=ｅq＼f(1,2π)eq\r(\ｆ(a,R)),故C錯.答案:ＡBD3４．關于勻速圓周運動，下列說法對的是（）Ａ.線速度不變Ｂ．角速度不變C．加速度為零D.周期不變３4.解析:對于勻速圓周運動，線速度和加速度都是變化,且加速度不為零;而角速度和周期都是不變．答案：ＢD3５．如圖所示為一皮帶傳動裝置,右輪半徑為r,ａ是它邊沿上一點,左側大輪半徑為4r,小輪半徑為2ｒ，ｃ點和d點分別位于小輪和大輪邊沿上，b點在小輪距中心距離為ｒ處,若在傳動過程中,皮帶不打滑,則（)A.ａ點和b點線速度大小相等B.ａ點和b點角速度大小相等C.a點和c點線速度大小相等D.c點和ｄ點角速度大小相等３5.CD３６．如圖所示，一種內壁光滑圓錐筒軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不動，有兩個質量相似小球A和B緊貼著內壁分別在圖中所示水平面內做勻速圓周運動，則下列說法對的是(）A.球A線速度必然不不大于球Ｂ線速度Ｂ.球A角速度必然不大于球B角速度Ｃ.球A運動周期必然不大于球B運動周期D.球A對筒壁壓力必然不不大于球B對筒壁壓力3６．ＡB３7．小球做勻速圓周運動過程中,如下各量一定發(fā)生變化是(）A.線速度B.角速度C.向心力D．周期37.解析:做勻速圓周運動物體其角速度與周期是不變，而線速度和向心力方向都在時刻變化.答案：AＣ３8.如圖所示,在水平轉臺上放一種質量M=2kg木塊,它與轉臺間最大靜摩擦力f=6N,繩一端系住木塊，穿過轉臺中心光滑孔O,另一端掛一種質量為m=1.０kg物體，當轉臺以角速度ω＝5rａｄ/ｓ轉動時，木塊相對轉臺靜止,則木塊到O點距離可以是(g=1０m/s2）()A．0.０4mＢ.０.0８mC.０.1６mD.0.32ｍ38.解析:依照題意,木塊向心力mｇ-f≤F≤mg+f，代入數(shù)據(jù)可以得出0.8８m≤r≤０.３２m,故選BCD.答案:BＣD3９．如圖,一小球用細繩懸掛于O點，將其拉離豎直位置一種角度后釋放,則小球以O點