高考物理一輪復(fù)習(xí)專題突破06圓周運動的復(fù)習(xí)與檢測（三）

2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題突破06圓周運動的復(fù)習(xí)與檢測（三）一、單選題1．下列說法正確的是（）A．物體受到變化的合外力作用時，它的運動速度大小一定變化B．做曲線運動的物體合外力可能為零C．向心力總是指向圓心，且大小不變，故向心力是恒力D．水平地面上，靠摩擦力作為向心力而使汽車轉(zhuǎn)彎2．在光滑的水平面上一根細繩拉著一個小球在作勻速圓周運動，運動中不會發(fā)生變化的物理量是（）A．小球的速度 B．小球的動能C．小球的加速度 D．細繩對小球的拉力3．一箱土豆在轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤以角速度做勻速圓周運動，其中一個處于中間位置的土豆質(zhì)量為，它到轉(zhuǎn)軸的距離為，則其它土豆對該土豆的作用力（）A． B．C． D．4．關(guān)于如圖a、圖b、圖c、圖d所示的四種圓周運動模型，下列說法不正確的是（）A．圖a圓形橋半徑，若最高點車速時，車對橋面的壓力為零，車將做平拋運動B．圖b中，在固定圓錐筒（內(nèi)壁光滑）內(nèi)做勻速圓周運動的小球，受重力、彈力和向心力C．圖c中，僅在重力和輕繩拉力作用下，繞另一固定端在豎直面內(nèi)做圓周運動的小球，最容易拉斷輕繩的位置一定是最低點D．圖d中，火車以大于規(guī)定速度經(jīng)過外軌高于內(nèi)軌的彎道時，外軌對火車有側(cè)壓力，火車易脫軌做離心運動5．如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平盤上，沿半徑方向放著用細線相連的質(zhì)量相等的兩個物體A和B，它們分居圓心兩側(cè)，與圓心距離分別為，，兩物體與盤間的動摩擦因數(shù)μ相同，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時，下列說法正確的是（）A．此時細線張力為B．此時圓盤的角速度為C．此時A所受摩擦力方向沿半徑指向圓內(nèi)D．此時燒斷細線，A仍相對圓盤靜止，B將做離心運動6．如下圖所示，長為l的細繩一端固定在O點，另一端拴住一個小球，在O點的正下方與O點相距的地方有一枚與豎直平面垂直的釘子；把小球拉起使細繩在水平方向伸直，由靜止開始釋放，當(dāng)細繩碰到釘子的瞬間，下列說法正確的是()A．小球的線速度發(fā)生突變B．小球的角速度突然增大到原來的2倍C．小球的向心加速度突然增大到原來的3倍D．繩子對小球的拉力突然增大到原來的2倍7．圖所示是自行車的輪盤與車軸上的飛輪之間的鏈條傳動裝置。是輪盤的一個齒，是飛輪上的一個齒。下列說法中正確的是（）A．兩點角速度大小相等B．兩點線速度大小相等C．兩點向心加速度大小相等D．點向心加速度大于點向心加速度8．如圖所示，用長為L的細線拴一個質(zhì)量為M的小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，細線與豎直方向間的夾角為θ，關(guān)于小球的受力情況，下列說法中錯誤的是（）A．向心力的方向一定處在小球運動的水平面內(nèi)B．向心力是細線的拉力和小球所受重力的合力C．向心力等于細線對小球拉力的水平分力D．小球受到重力、細線的拉力和向心力三個力二、多選題9．如圖所示，水平圓盤上有一個木塊P，在木塊P隨圓盤一起繞過O點的豎直軸轉(zhuǎn)動的情況下．下列說法中正確的是()A．圓盤勻速轉(zhuǎn)動的過程中，P受到的靜摩擦力的方向指向O點B．圓盤勻速轉(zhuǎn)動的過程中，P受到的靜摩擦為零C．在轉(zhuǎn)速一定的條件下，不管P到O的距離如何，P的運動周期不變D．在轉(zhuǎn)速一定的條件下，不管P到O的距離如何，P受到的靜摩擦力的大小不變10．如圖所示，A、B兩小球用一根輕繩連接，輕繩跨過圓錐筒頂點處的光滑小定滑輪，圓錐筒的側(cè)面光滑．當(dāng)圓錐筒繞豎直對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動時，兩球都處于筒側(cè)面上，且與筒保持相對靜止，小球A到頂點O的距離大于小球B到頂點O的距離，則下列判斷正確的是A．A球的質(zhì)量大B．B球的質(zhì)量大C．A球?qū)A錐筒側(cè)面的壓力大D．B球?qū)A錐筒側(cè)面的壓力大11．如圖所示，粗糙水平圓盤上，質(zhì)量相等的A、B兩物塊疊放在一起，隨圓盤一起做勻速圓周運動，則下列說法正確的是（）A．B的向心力是A的向心力的2倍B．B對A的摩擦力是盤對B的摩擦力的2倍C．A、B都有沿半徑向外滑動的趨勢D．若B先滑動，則B對A的動摩擦因數(shù)μA大于盤對B的動摩擦因數(shù)μB12．有關(guān)圓周運動的基本模型，下列說法正確的是（）A．如圖a，汽車通過拱橋的最高點處于超重狀態(tài)B．如圖b所示是一圓錐擺，增大，但保持圓錐的高不變，則圓錐擺的角速度不變C．如圖c，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速度圓周運動，則小球在B位置時角速度較大D．火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，內(nèi)軌對火車輪緣會有擠壓作用三、實驗題13．某實驗小組利用如圖所示的裝置進行“探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”實驗。轉(zhuǎn)動手柄，可使塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。塔輪從上到下有三層，每層左、右半徑比分別是1：1、2：1和3：1.左、右塔輪通過皮帶連接，擋板A、C到左、右塔輪中心的距離相等。實驗時，將兩個小球分別放在長槽、短槽的不同擋板處，兩個小球隨塔輪做勻速圓周運動，向心力大小關(guān)系可由標尺露出的等分格的格數(shù)判斷。（1）該實驗小組首先研究向心力大小與半徑的關(guān)系，進行實驗時應(yīng)將質(zhì)量___________（選填“相等”或“不相等”）的兩個小球分別放在擋板___________（選填“A和B”、“A和C”、“B和C”）處，變速塔輪的半徑比應(yīng)選擇___________（選填“1：1”、“2：1”或“3：1”）。（2）研究向心力大小與角速度的關(guān)系時，先把兩個質(zhì)量相等的小球分別放在擋板A、C位置，將皮帶連接在左、右塔輪半徑之比為2：1的塔輪上，左、右兩邊塔輪的角速度之比為___________，實驗中勻速轉(zhuǎn)動手柄時，得到左、右標尺露出的等分格數(shù)之比為1：4，由此該小組同學(xué)猜想向心力大小與角速度的平方成正比。（3）接下來，將皮帶連接在左、右塔輪半徑之比為3：1的塔輪上，當(dāng)左邊標尺露出1個等分格，右邊標尺露出___________個等分格時，說明該小組同學(xué)的猜想是正確的。四、解答題14．如圖所示，質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛，當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為60m的彎路時，車速為20m/s．求：(l)此時汽車轉(zhuǎn)彎所需要的向心力的大??；(2)若輪胎與路面間的最大靜摩擦力為3×l04N，汽車在此處安全轉(zhuǎn)彎的速度不能超過多大？（保留兩位有效數(shù)字）15．一轉(zhuǎn)動裝置如圖甲所示，兩根足夠長輕桿OA、OB固定在豎直輕質(zhì)轉(zhuǎn)軸上的O點，兩輕桿與轉(zhuǎn)軸間夾角均為30o．小球a、b分別套在兩桿上，小環(huán)c套在轉(zhuǎn)軸上，球與環(huán)質(zhì)量均為m.c與a、b間均用長為L的細線相連，原長為L的輕質(zhì)彈簧套在轉(zhuǎn)軸上，一端與軸上P點固定，另一端與環(huán)c相連．當(dāng)裝置以某一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，彈簧伸長到1.5L，環(huán)c靜止在O處，此時彈簧彈力等于環(huán)的重力，球、環(huán)間的細線剛好拉直而無張力．彈簧始終在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦和空氣阻力，重力加速度為g．求：(1)細線剛好拉直而無張力時，裝置轉(zhuǎn)動的角速度ω1；(2)如圖乙所示，該裝置以角速度ω2(未知)勻速轉(zhuǎn)動時，彈簧長為L/2，求此時桿對小球的彈力大小和角速度ω2．16．某游樂設(shè)施如圖所示，由半圓形和直線形細圓管組成的細圓管軌道固定在水平桌面上（圓半徑比細圓管內(nèi)徑大得多），軌道內(nèi)壁光滑．已知部分的半徑，段長．彈射裝置將一質(zhì)量的小球（可視為質(zhì)點）以水平初速度從點彈入軌道，小球從點離開軌道水平拋出，落地點離點的水平距離為，桌子的高度，不計空氣阻力，?。螅海ǎ┬∏蛩匠跛俣鹊拇笮。ǎ┬∏蛟诎雸A形軌道上運動的角速度以及從點運動到點的時間．（）小球在半圓形軌道上運動時細圓管對小球的作用力的大?。?7．如圖所示，豎直平面內(nèi)半徑為的光滑半圓形軌道，與水平軌道AB相連接，AB的長度為。一質(zhì)量為的小滑塊，在水平恒力F作用下由靜止開始從A向B運動，小滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為，到B點時撤去力F，小滑塊沿圓軌道運動到最高點C時對軌道的壓力為3mg，重力加速度為，求：（1）小滑塊在C點的速度大??；（2）小滑塊在B點的速度大?。唬?）恒力F的大小。參考答案1．D【詳解】A．物體受到變化的合外力作用時，它的運動速度大小不一定變化，例如勻速圓周運動，故A錯誤；B．做曲線運動的物體不是平衡狀態(tài)，則合外力一定不為零，故B錯誤；C．向心力總是指向圓心，且大小不變，但是方向不斷變化，故向心力是變力，故C錯誤；D．水平地面上，靠摩擦力作為向心力而使汽車轉(zhuǎn)彎，故D正確。故選D.2．B【解析】【分析】本題考查線速度、加速度、心向力。解決本題的關(guān)鍵知道勻速圓周運動的特點，拉力提供做圓周運動的向心力?！驹斀狻緼B．小球做勻速圓周運動，速度的大小不變，方向時刻改變，所以小球的速度不斷改變，動能不變，故A錯誤，B正確；C．小球做勻速圓周運動時，加速度的方向時刻指向圓心，大小不變，方向時刻改變，故C錯誤；D．小球做勻速圓周運動時，繩子的拉力提供做圓周運動所需的向心力，向心力方向時刻指向圓心，大小不變，方向時刻改變，故D錯誤。3．C【詳解】土豆做勻速圓周運動，受重力和其它土豆對其的作用力，設(shè)其它土豆對其的作用的水平方向作用力為，豎直方向的作用力為，則水平方向有豎直方向有其它土豆對其的作用力為故A、B、D錯誤，C正確；故選C4．B【詳解】A．圖a中，在圓形橋最高點對車受力分析，根據(jù)牛頓第二定律，有代入數(shù)據(jù)，可得車將做平拋運動，故A正確，不符合題意；B．圖b中，在固定圓錐筒（內(nèi)壁光滑）內(nèi)做勻速圓周運動的小球，受重力、彈力，合力提供小球的向心力，故B錯誤，符合題意；C．圖c中，僅在重力和輕繩拉力作用下，繞另一固定端在豎直面內(nèi)做圓周運動的小球，在最高點，有整理，可得在最低點，有整理，可得根據(jù)能量關(guān)系可知故最容易拉斷輕繩的位置一定是最低點，故C正確，不符合題意；D．圖d中，火車以大于規(guī)定速度經(jīng)過外軌高于內(nèi)軌的彎道時，根據(jù)公式可知，重力與支持力的合力不足以提供向心力，故外軌對火車有側(cè)壓力，火車易脫軌做離心運動，故D正確，不符合題意。故選B。5．B【詳解】ABC．根據(jù)可知角速度相同，半徑越大需要的向心力越多，由于B物塊的半徑較大，所以B先達到最大靜摩擦力。如果繼續(xù)增大角速度，B會對繩子產(chǎn)生拉力從而獲得更多的向心力，由此可知角速度達到一定值時，B會拉著A做離心運動。當(dāng)物體即將滑動時，B物體所受摩擦力指向圓心，A所受摩擦力指向圓外，故C錯誤；設(shè)此時繩子的拉力為T，對此時的B物塊有對此時的A物塊有聯(lián)立解得，故B正確，A錯誤；D．若此時剪斷繩子，B的摩擦力不足以提供所需的向心力，B將會做離心運動，此時A所需要的向心力將角速度值代入可求得由此可知A的摩擦力也不足以提供所需的向心力，A將會做離心運動，故D錯誤；故選B。6．B【解析】試題分析：細繩碰到釘子的瞬間，小球的線速度不發(fā)生變化，速度變化需要一段時間，所以A項錯誤；根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系式，圓周運動的半徑變?yōu)樵瓉淼囊话?，角速度增大到原來?倍，所以B項正確；根據(jù)向心加速度的公式，線速度不變半徑變?yōu)樵瓉淼囊话?，向心加速度變?yōu)樵瓉淼?倍，所以C項錯誤；根據(jù)牛頓第二定律，向心力變?yōu)樵瓉淼?倍，拉力為，拉力不是原來的2倍，所以D項錯誤?？键c：本題考查了圓周運動和牛頓第二定律7．B【詳解】AB．P、Q兩點是傳送帶傳動的兩輪子邊緣上兩點，則vP=vQ，而，由可得：，所以P、Q兩點角速度大小不相等，A錯誤，B正確；CD．因vP=vQ，而，由Q點向心加速度大于P向心加速度，CD錯誤。故選B。8．D【解析】小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，對小球受力分析，如圖

小球受重力、和繩子的拉力，由于它們的合力總是指向圓心并使得小球在水平面內(nèi)做圓周運動，故在物理學(xué)上，將這個合力就叫做向心力，即向心力是按照力的效果命名的，這里是重力和拉力的合力，根據(jù)幾何關(guān)系可知，向心力等于細線對小球拉力的水平分力，故D錯誤，BC正確；向心力的方向始終指向圓心，則向心力的方向一定處在小球運動的水平面內(nèi)，故A正確．本題選錯誤的，故選D．點睛：向心力是效果力，勻速圓周運動中由合外力提供，是合力，與分力是等效替代關(guān)系，不能重復(fù)受力．9．AC【詳解】AB.木塊P隨圓盤勻速轉(zhuǎn)動的過程中，靜摩擦力提供向心力，每時每刻指向圓心，A正確，B錯誤；C.在轉(zhuǎn)速一定的條件下，不管P到O的距離如何，P都與圓盤同軸傳動，周期和圓盤的周期相同，保持不變，C正確；D.在轉(zhuǎn)速一定的條件下，根據(jù)，P到O的距離越大，靜摩擦力越大，D錯誤。10．BD【分析】繩對AB兩球的拉力大小相等；分別對兩球受力分析，根據(jù)正交分解法分別列出水平和豎直兩個方向的方程即可進行討論.【詳解】繩對AB兩球的拉力大小相等，設(shè)繩子受到的拉力大小為T，側(cè)面對小球的支持力大小為F，則Tcosθ+Fsinθ=mg，可知小球的質(zhì)量m越大，F(xiàn)也就越大；又由TsinθFcosθ=mω2lsinθ，解得T=mgsinθ+mω2lsinθcosθ；F=mgcosθmω2lsin2θ可知，質(zhì)量m越大，F(xiàn)越大，l就越小，則B球的質(zhì)量大，B球?qū)A錐筒側(cè)面的壓力越大，選項BD正確，AC錯誤；故選BD.【點睛】本題關(guān)鍵是對小球受力分析，要知道小球做圓周運動向心力的來自于合外力，運用牛頓第二定律和向心力知識結(jié)合進行解答．11．CD【詳解】試題分析：因為A、B兩物體的角速度大小相等，根據(jù)，因為兩物塊的角速度大小相等，轉(zhuǎn)動半徑相等，質(zhì)量相等，則向心力相等，故選項A錯誤；對AB整體分析，，對A分析，有：，知盤對B的摩擦力是B對A的摩擦力的2倍，故B錯誤；A所受的靜摩擦力方向指向圓心，可知A有沿半徑向外滑動的趨勢，B受到盤的靜摩擦力方向指向圓心，有沿半徑向外滑動的趨勢，故C正確；對AB整體分析，，解得，對A分析，，解得，因為B先滑動，可知B先達到臨界角速度，可知B的臨界角速度較小，即，故D正確．考點：向心力、動摩擦因數(shù)【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵知道A、B兩物體一起做勻速圓周運動，角速度大小相等，知道圓周運動向心力的來源，結(jié)合牛頓第二定律進行求解，難度中等．12．BC【詳解】A．汽車在最高點知則處于失重狀態(tài)，故A錯誤；B．如圖b所示是一圓錐擺，重力和拉力的合力，得故增大θ，但保持圓錐的高不變，角速度不變，故B正確；C．根據(jù)受力分析知小球在A、B不同位置受力情況相同，即向心力相同，由可知，由于B處的半徑更小，則此處角速度更大，故C正確；D．火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，重力和支持力的合力不足以提供向心力，則外軌對內(nèi)輪緣會有擠壓作用，故D錯誤。故選BC。13．相等B和C1：11：29【詳解】（1）[1]本實驗采用的是控制變量法，研究向心力大小與半徑關(guān)系時，應(yīng)保證質(zhì)量相等、角速度相等；[2]兩小球放在不同的槽內(nèi)，通過皮帶裝置傳動，兩小球的線速度相同，故保證兩小球的角速度相等，必須使兩球在不同的槽內(nèi)運動時，半徑相等，故兩小球應(yīng)分別放在B和C處；[3]兩小球放在不同的槽內(nèi)，通過皮帶裝置傳動，兩小球的線速度相同，故保證兩小球的角速度相等，必須使兩球在不同的槽內(nèi)運動時，半徑相等，故變速塔的半徑之比為1：1；（2）[4]用皮帶連接的左、右塔輪邊緣線速度大小相等，皮帶連接的左、右塔輪半徑之比為2：1，根據(jù)可知，左、右兩邊塔輪的角速度之比為1：2；（3）[5]將皮帶連接在左、右塔輪半徑之比為3：1的塔輪上，角速度之比為1：3，若向心力大小與角速度的平方成正比是正確的，則向心力大小之比為1：9，即左邊標尺露1個等分格，右邊標尺露出9個等分格。14．（1）（2）【解析