2019高考物理二輪小題狂做專練 九 圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用 含解析

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1、 1．【安徽省皖中名校聯(lián)盟2019屆高三10月聯(lián)考物理試題】如圖所示為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動(dòng)過(guò)程中，皮帶不打滑，則下列敘述錯(cuò)誤的是（ ） A．a(chǎn)點(diǎn)與d點(diǎn)的線速度大小之比為1:2 B．a(chǎn)點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小相等 C．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小相等 D．a(chǎn)點(diǎn)與d點(diǎn)的向心加速度大小之比為1:1 2．【浙江省嘉興市2019屆高三普通高校招生選考科目教學(xué)測(cè)試物理試題】如圖所示，餐桌上的水平玻璃轉(zhuǎn)盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)

2、時(shí)，其上的物品相對(duì)于轉(zhuǎn)盤(pán)靜止，則（ ） A．物品所受摩擦力與其運(yùn)動(dòng)方向相反 B．越靠近圓心的物品摩擦力越小 C．越靠近圓心的物品角速度越小 D．越靠近圓心的物品加速度越小 3．【甘肅省臨夏中學(xué)2017-2018學(xué)年高考模擬】如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)，有兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和小球B緊貼圓錐筒內(nèi)壁分別在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．A球的線速度必定小于B球的線速度 B．A球的角速度必定大于B球的角速度 C．A球運(yùn)動(dòng)的周期必定大于B球的周期 D．A球?qū)ν脖诘膲毫Ρ囟ù笥贐球?qū)ν脖诘膲毫? 4．【安

3、徽省2019屆高三10月份聯(lián)考物理】如圖所示，質(zhì)量為m的小球（可看作質(zhì)點(diǎn)）在豎直放置的半徑為R的固定光滑圓環(huán)軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)，若小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速率為v0＝2gR，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．小球在最高點(diǎn)時(shí)只受到重力作用 B．小球繞圓環(huán)一周的時(shí)間等于2πRv0 C．小球在最高點(diǎn)對(duì)圓環(huán)的壓力大小為2mg D．小球經(jīng)過(guò)任一直徑兩端位置時(shí)的動(dòng)能之和是一個(gè)恒定值 5．【甘肅省師范大學(xué)附屬中學(xué)2018-2019學(xué)年高三上學(xué)期期中考試】假設(shè)人類登上火星后，在火星上進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：在固定的半徑為r的豎直光滑圓軌道內(nèi)部，一小球恰好能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，小球在最高點(diǎn)的速度大小為v，如圖所示。若已

4、知火星的半徑為R，引力常量為G，則火星的質(zhì)量為( ) A．v2R3Gr2 B．5v2R2Gr C．v2R2Gr D．5v2R3Gr2 6．【江西省紅色七校2019屆高三第一次聯(lián)考物理試題】如圖所示，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端各系一個(gè)小球a和b，跨在兩根固定在同一高度的光滑水平細(xì)桿C和D上，質(zhì)量為ma的a球置于地面上，質(zhì)量為mb的b球從水平位置靜止釋放。當(dāng)b球擺過(guò)的角度為90時(shí)，a球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱?，下列結(jié)論正確的是( ) A．ma:mb=3:1 B．ma:mb=2:1 C．若只將細(xì)桿D水平向左移動(dòng)少許，則當(dāng)b球擺過(guò)的角度為小于90的

5、某值時(shí)，a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱? D．若只將細(xì)桿D水平向左移動(dòng)少許，則當(dāng)b球擺過(guò)的角度仍為90時(shí)，a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱? 7．【甘肅省武威第一中學(xué)2019屆高三10月月考物理試題】質(zhì)量為m的物體沿著半徑為r的半球形金屬球殼滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為υ，如圖所示，若物體與球殼之間的摩擦因數(shù)為μ，則物體在最低點(diǎn)時(shí)的（　?。? A．向心加速度為v2r B．向心力為m（g+v2r） C．對(duì)球殼的壓力為mv2r D．受到的摩擦力為μm（g+v2r） 8．【遼寧省大連市2017-2018學(xué)年高考模擬】如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐形筒固定不動(dòng)，有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球

6、A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則以下說(shuō)法中正確的是（ ） A．A球的線速度必定大于B球的線速度 B．A球的角速度必定小于B球的角速度 C．A球的運(yùn)動(dòng)周期必定小于B球的運(yùn)動(dòng)周期 D．A球?qū)ν脖诘膲毫Φ扔贐球?qū)ν脖诘膲毫? 9．【河北省邢臺(tái)市2017-2018學(xué)年高考模擬】如圖所示，半徑r=0.5m的飛輪繞中心軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，軸與飛輪平面垂直?，F(xiàn)在飛輪的邊緣打進(jìn)-一個(gè)質(zhì)量m=0.01kg的螺絲釘P(視為質(zhì)點(diǎn))，讓飛輪以n=20r/s的轉(zhuǎn)速做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(取π2=10) (1)求螺絲釘P所需的向心力大小F； (2)若不轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪，至少要

7、用1250N的力才能把螺絲釘P拔出，求為使螺絲釘P不被甩出，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的最大角速度ωm。 10．【山西省呂梁市2017-2018高考調(diào)研】如圖所示，豎直平面內(nèi)的一半徑R=0．50m的光滑圓弧槽BCD，B點(diǎn)與圓心O等高，一水平面與圓弧槽相接于D點(diǎn)。質(zhì)量m=0．10kg的小球從B點(diǎn)正上方H=0．95m高處的A點(diǎn)自由下落，由B點(diǎn)進(jìn)入圓弧槽軌道，從D點(diǎn)飛出后落在水平面上的Q點(diǎn)，DQ間的距離s=2．4m，球從D點(diǎn)飛出后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相對(duì)水平面上升的最大高度h=0．80m，取g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力，求： （1）小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)它的支持力大小N； （2）小球經(jīng)過(guò)最

8、高點(diǎn)P的速度大小vP； （3）D點(diǎn)與圓心O的高度差hOD。 1．【解析】a、c兩點(diǎn)靠傳送帶傳動(dòng)，線速度大小相等，d、c兩點(diǎn)共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，根據(jù)v=rω知，d的線速度等于c的線速度的2倍，所以d的線速度等于a的線速度的2倍，故A正確； b、c兩點(diǎn)的角速度相等，a、c兩點(diǎn)的線速度相等，根據(jù)v=rω知，因?yàn)閍、c的半徑不等，則a、c的角速度不等，所以a、b兩點(diǎn)的角速度不等。故B錯(cuò)誤，C正確。因vd=2va，根據(jù)a=v2/r知，a、d的加速度之比為1：1，故D正確。此題選擇不正確的選項(xiàng)，故選B。 【答案】B

9、 2．【解析】A項(xiàng)：由于物品有向外甩的趨勢(shì)，所以物品所受的摩擦力指向圓心提供向心力，故A錯(cuò)誤； B項(xiàng)：由摩擦力提供向心力可知，f=mω2r，由物品的質(zhì)量大小不知道，所以無(wú)關(guān)確定摩擦力大小，故B錯(cuò)誤； C項(xiàng)：同一轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體角速度相同，故C錯(cuò)誤； D項(xiàng)：由公式a=ω2r可知，越靠近圓心的物品加速度越小，故D正確。 【答案】D 3．【解析】小球受重力和支持力，靠重力和支持力的合力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,受力分析如圖： D、兩球所受的重力大小相等，支持力方向相同，根據(jù)力的合成，知兩支持力大小、合力大小相等，故D錯(cuò)誤. A、根據(jù)F合=mv2r，合力、質(zhì)量相等，得r越大線速度大，所以球A的

10、線速度大于球B的線速度，故A錯(cuò)誤. B、F合=mω2r合力、質(zhì)量相等，r越大角速度越小，A球的角速度小于B球的角速度。故B錯(cuò)誤. C、F合=m4π2T2r,合力、質(zhì)量相等，r越大，周期越大，A周期大于B周期。故C正確。故選C。 【答案】C 4．【解析】AC. 根據(jù)牛頓第二定律有：mg+N=mv02R，解得N=mg.故小球在最高點(diǎn)受到圓環(huán)的壓力，壓力大小為mg，故A錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤； B. 小球做的運(yùn)動(dòng)不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繞圓環(huán)一周的時(shí)間不等于2πRv0。故B錯(cuò)誤； D.小球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒,在某一運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中小球的重力勢(shì)能減小多少，則經(jīng)過(guò)關(guān)于圓心對(duì)稱的位置重力勢(shì)能就增加多少。所以小

11、球經(jīng)過(guò)任一直徑兩端位置時(shí)的動(dòng)能之和是一個(gè)恒定值。故D正確。故選：D。 【答案】D 5．【解析】設(shè)小球的質(zhì)量為m，火星的質(zhì)量為M，因小球在最高點(diǎn)恰好完成圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)最高點(diǎn)時(shí)小球速度為v，由牛頓第二定律得：mg=mv2r，解得：g=v2r，對(duì)于任一月球表面的物體m，萬(wàn)有引力等于其重力，即：mg=GMmR2，則有：M=v2R2Gr，故選C。 【答案】C 6．【解析】由于b球擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，則有：mbgl=12mbv2，當(dāng)b球擺過(guò)的角度為90時(shí)，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和向心力公式得：T-mbg=mbv2l；聯(lián)立解得：T=3mbg；據(jù)題a球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱?，說(shuō)明此時(shí)繩子張力為：T=

12、mag，解得：ma：mb=3：1，故A正確，B錯(cuò)誤。由上述求解過(guò)程可以看出 T=3mbg，細(xì)繩的拉力T與球到懸點(diǎn)的距離無(wú)關(guān)，只要b球擺到最低點(diǎn)，細(xì)繩的拉力都是3mbg，a球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱恪球不會(huì)被拉離地面。故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。 【答案】AD 7．【解析】物體滑到半球形金屬球殼最低點(diǎn)時(shí)，速度大小為v，半徑為R，向心加速度為an=v2r，故A正確。根據(jù)牛頓第二定律得知，物體在最低點(diǎn)時(shí)的向心力Fn=man=mv2r，故B錯(cuò)誤。根據(jù)牛頓第二定律得N-mg=mv2r，得到金屬球殼對(duì)小球的支持力N=m（g+v2r），由牛頓第三定律可知，小球?qū)饘偾驓さ膲毫Υ笮′=m（g+v2r），故

13、C錯(cuò)誤。物體在最低點(diǎn)時(shí)，受到的摩擦力為f=μN(yùn)=μm（g+v2r），故D正確。故選AD。 【答案】AD 8．【解析】對(duì)小球受力分析，小球受到重力和支持力，它們的合力提供向心力，如圖 根據(jù)牛頓第二定律，有：F=mgtanθ=mv2r；解得v=grtanθ。由于A球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較大，A線速度較大，故A正確；根據(jù)ω=vr=gtanθr可知，A球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較大，則A的角速度較小。故B正確。周期T=2πω=2πrgtanθ ，因?yàn)锳的半徑較大，則周期較大。故C錯(cuò)誤。由上分析可知，筒對(duì)小球的支持力N=mgcosθ，與軌道半徑無(wú)關(guān)，則由牛頓第三定律得知，小球?qū)ν驳膲毫σ才c半徑無(wú)關(guān)，即有球A對(duì)筒壁的壓

14、力等于球B對(duì)筒壁的壓力。故D錯(cuò)誤。故選AB。 【答案】AB 9．【解析】(1)由向心力公式有：F=mω2r 又ω=2πn 解得：F=80N (2)由題可知，當(dāng)螺絲釘P所需要的向心力大于F=1250N就會(huì)被甩出，由向心力公式有： F=mωm2r代入數(shù)據(jù)解得：ωm=500rad/s 10．【解析】（1）設(shè)經(jīng)過(guò)C點(diǎn)速度為v1，由機(jī)械能守恒有mg(H+R)=12mv12 由牛頓第二定律有N-mg=mv12R代入數(shù)據(jù)解得N=6.8N （2）P點(diǎn)時(shí)速度為vP，P到Q做平拋運(yùn)動(dòng)有 h=12gt2,s2=vpt 代入數(shù)據(jù)解得vP=3.0m/s （3）由機(jī)械能守恒定律有12mvP2+mgh=mg(H+hOD) 代入數(shù)據(jù)解得hOD=0.30m