2024高考物理一輪復(fù)習(xí)專題34豎直面內(nèi)的圓周運動練習(xí)含解析新人教版

PAGE5-專題34豎直面內(nèi)的圓周運動1.如圖所示，輕質(zhì)且不行伸長的細(xì)繩一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在天花板上的O點．則小球在豎直平面內(nèi)搖擺的過程中，以下說法正確的是()A．小球在搖擺過程中受到的外力的合力即為向心力B．在最高點A、B，因小球的速度為零，所以小球受到的合力為零C．小球在最低點C所受的合力，即為向心力D．小球在搖擺過程中繩子的拉力使其速率發(fā)生變更2．[2024·石家莊聯(lián)考]球P和Q用不行伸長的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短．將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示，將兩球由靜止釋放．在各自軌跡的最低點()A．P球的速度肯定大于Q球的速度B．P球的動能肯定小于Q球的動能C．P球所受繩的拉力肯定大于Q球所受繩的拉力D．P球的向心加速度肯定小于Q球的向心加速度3．如圖所示，在粗糙水平木板上放一個物塊，使水平板和物塊一起在豎直平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運動，ab為水平直徑，cd為豎直直徑．在運動過程中木板始終保持水平，物塊相對木板始終靜止，則()A．物塊始終受到兩個力作用B．只有在a、b、c、d四點，物塊受到的合外力才指向圓心C．從a到b，物塊所受的摩擦力先增大后減小D．從b到a，物塊處于超重狀態(tài)4．[2024·廈門雙十中學(xué)測試](多選)在豎直平面內(nèi)的光滑管狀軌道中，有一可視為質(zhì)點的質(zhì)量為m＝1kg的小球在管狀軌道內(nèi)部做圓周運動，當(dāng)以2m/s和6m/s通過最高點時，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮∠嗟?，g＝10m/s2，管的直徑遠(yuǎn)小于軌道半徑，則依據(jù)題中的信息可以求出()A．在最高點時軌道受到小球的壓力大小為8NB．在最高點時軌道受到小球的壓力大小為16NC．軌道半徑R＝2mD．軌道半徑R＝1m5．[2024·江蘇卷](多選)如圖所示，摩天輪懸掛的座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動．座艙的質(zhì)量為m，運動半徑為R，角速度大小為ω，重力加速度為g，則座艙()A．運動周期為eq\f(2πR,ω)B．線速度的大小為ωRC．受摩天輪作用力的大小始終為mgD．所受合力的大小始終為mω2R6．[2024·山東淄博試驗中學(xué)一診](多選)如圖甲所示，一長為l的輕繩，一端固定在過O點的水平轉(zhuǎn)軸上，另一端固定一質(zhì)量未知的小球，整個裝置繞O點在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動．小球通過最高點時，繩對小球的拉力與其速度平方的關(guān)系如圖乙所示，重力加速度為g，下列推斷正確的是()A．F與v2的關(guān)系式為F＝meq\f(v2,l)＋mgB．重力加速度g＝eq\f(b,l)C．繩長不變，用質(zhì)量較小的球做試驗，得到的圖線斜率變大D．繩長不變，用質(zhì)量較小的球做試驗，圖乙中b點的位置不變7．[2024·銀川一中測試]如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)光滑的圓軌道半徑R＝2m，從最低點A有一質(zhì)量為m＝1kg的小球起先運動，初速度v0方向水平向右，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是()A．若初速度v0＝8m/s，則小球?qū)⒃陔xA點2.2m高的位置離開圓軌道B．若初速度v0＝5m/s，則運動過程中，小球可能會脫離圓軌道C．小球能到達(dá)最高點B的條件是v0≥4eq\r(5)m/sD．若初速度v0＝8m/s，則小球離開圓軌道時的速度大小為2eq\r(2)m/s8.[2024·哈六中測試](多選)如圖所示，質(zhì)量為3m的豎直光滑圓環(huán)A的半徑為r，固定在質(zhì)量為2m的木板B上，B的左右兩側(cè)各有一表面光滑的豎直擋板固定在地上，B不能左右運動．在環(huán)的最低點靜止放有一質(zhì)量為m的小球C.現(xiàn)給C一個水平向右的初速度v0，C會在環(huán)A內(nèi)側(cè)做圓周運動．為保證C能通過環(huán)的最高點，且不會使環(huán)在豎直方向上跳起，下面關(guān)于初速度v0的最大值和最小值，其中正確的是()A．最小值為eq\r(4gr)B．最大值為3eq\r(gr)C．最小值為eq\r(5gr)D．最大值為eq\r(10gr)9．[2024·荊州中學(xué)測試](多選)如圖甲所示，輕桿一端固定在O點，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動．小球運動到最高點時，桿與小球間彈力大小為F，小球在最高點的速度大小為v，其F－v2圖象如圖乙所示，則()A．小球的質(zhì)量為eq\f(aR,b)B．v2＝2b時，小球受到的彈力與重力大小相等C．v2＝c時，小球?qū)U的彈力方向向上D．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮閑q\f(R,b)10.[2024·江西省吉安市段考]如圖所示，一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5m處有一小物體與圓盤始終保持相對靜止，物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),2)(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，盤面與水平面的夾角為30°，g取10m/s2，則ω的最大值是()A.eq\r(5)rad/sB.eq\r(3)rad/sC．1.0rad/sD．0.5rad/s11．(多選)如圖，在一半徑為R的球面頂端放一質(zhì)量為m的物塊，現(xiàn)給物塊一初速度v0，則()A．若v0＝eq\r(gR)，則物塊落地點離A點eq\r(2)RB．若球面是粗糙的，當(dāng)v0<eq\r(gR)時，物塊可能會沿球面下滑一段，再斜拋離球面C．若v0<eq\r(gR)，則物塊落地點離A點為RD．若v0≥eq\r(gR)，則物塊落地點離A點至少為2R專題34豎直面內(nèi)的圓周運動1．C小球搖擺過程中速率大小始終變更向心力為合力的一個分力，A錯誤；在最高點A和B，小球速率為零，向心力為零，重力沿切向的分力為合外力，不為零，B錯誤；小球在最低點拉力和重力的合力供應(yīng)向心力，C正確；小球在搖擺過程中，由于繩子的拉力與速度方向垂直，不做功，拉力不會致使小球速率變更，D錯誤．2．C小球從水平位置搖擺至最低點，由動能定理得，mgL＝eq\f(1,2)mv2,解得v＝eq\r(2gL)，因LP<LQ，故vP<vQ，選項A錯誤；因為Ek＝mgL，又mP>mQ，LP<LQ，則兩小球的動能大小無法比較，選項B錯誤；對小球在最低點受力分析得，F(xiàn)T－mg＝meq\f(v2,L)，可得FT＝3mg，選項C正確；由an＝eq\f(v2,L)＝2g可知，兩球的向心加速度相等，選C.3．D在c、d兩點，物塊只受重力和支持力，在其他位置物塊受到重力、支持力、靜摩擦力三個力作用，故A錯誤；物塊做勻速圓周運動，合外力供應(yīng)向心力，所以合外力始終指向圓心，故B錯誤；從a運動到b，物塊的加速度的方向始終指向圓心，水平方向的加速度先減小后反向增大，依據(jù)牛頓其次定律可得，物塊所受木板的靜摩擦力先減小后增大，故C錯誤；從b運動到a，向心加速度有向上的重量物塊處于超重狀態(tài)，故D正確．4．AC當(dāng)v1＝2m/s時有mg－FN＝eq\f(mv\o\al(2,1),R)，若v2＝6m/s時有mg＋FN＝eq\f(mv\o\al(2,2),R)，解得R＝2m，C正確；把R＝2m代入方程解得FN＝8N，A正確．5．BD本題考查勻速圓周運動的角速度、周期、線速度、向心力等學(xué)問點，意在考查了考生的理解實力和推理實力．由題意可知座艙運動周期為T＝eq\f(2π,ω)、線速度為v＝ωR、受到的合力為F＝mω2R，選項BD正確，A錯誤；座艙的重力為mg，座艙做勻速圓周運動受到的向心力(即合力)大小不變，方向時刻變更，故座艙受摩天輪的作用力大小時刻在變更，選項C錯誤．6．BD當(dāng)小球運動到最高點時，合力供應(yīng)向心力，F(xiàn)＋mg＝meq\f(v2,l)，因此F－v2的關(guān)系式為F＝meq\f(v2,l)－m