（浙江專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運動 考點強化練12 圓周運動

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1、（浙江專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運動 考點強化練12 圓周運動 1.右圖是一個玩具陀螺,a、b和c是陀螺表面上的三個點。當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時,下列表述正確的是(　　) A.a、b和c三點的線速度大小相等 B.b、c兩點的線速度始終相同 C.b、c兩點的角速度比a點的大 D.b、c兩點的加速度比a點的大 2.如圖所示,半徑為r的圓筒,繞豎直中心軸OO'旋轉(zhuǎn),小物塊a靠在圓筒的內(nèi)壁上,它與圓筒內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)為μ,最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同,要使a不下落,則圓筒轉(zhuǎn)動的角速度ω至少為(　　) A. B. C. D. 3.如圖所

2、示,有一皮帶傳動裝置,A、B、C三點到各自轉(zhuǎn)軸的距離分別為RA、RB、RC,已知,若在傳動過程中,皮帶不打滑。則(　　) A.A點與C點的角速度大小相等 B.B點與C點的線速度大小相等 C.B點與C點的角速度大小之比為2∶1 D.B點與C點的向心加速度大小之比為1∶4 4.當(dāng)汽車駛向一凸形橋時,為使在通過橋頂時,減小汽車對橋的壓力,司機應(yīng)(　　) A.以盡可能小的速度通過橋頂 B.增大速度通過橋頂 C.以任何速度勻速通過橋頂 D.使通過橋頂?shù)南蛐募铀俣缺M可能小 5.如圖所示,雜技演員在表演“水流星”的節(jié)目時,盛水的杯子經(jīng)過最高點杯口向下時,水也不灑出來。關(guān)于杯子經(jīng)過最高

3、點時水的受力情況,下列說法正確的是(　　) A.水處于失重狀態(tài),不受重力的作用 B.水受一對平衡力的作用,合力為零 C.由于水做圓周運動,因此必然受到重力和向心力的作用 D.杯底對水的作用力可能為零 6.如圖所示,甲、乙、丙三個輪子依靠摩擦傳動,相互之間不打滑,其半徑分別為r1、r2、r3。若甲輪的角速度為ω1,則丙輪的角速度為(　　) A. B. C. D. 7.冰面對溜冰運動員的最大摩擦力為運動員重力的k倍,在水平冰面上沿半徑為R的圓周滑行的運動員,其安全速度為(　　) A.v=k B.v≤ C.v≤ D.v≤ 8.質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的圓管中運動,小球的

4、直徑略小于圓管的口徑,如圖所示。已知小球以速度v通過圓管的最高點時對圓管的外壁的壓力恰好為mg,則小球以速度通過圓管的最高點時(　　) A.對圓管的內(nèi)、外壁均無壓力 B.對圓管外壁的壓力等于 C.對圓管內(nèi)壁的壓力等于 D.對圓管內(nèi)壁的壓力等于mg 9.如圖所示,m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質(zhì)點),A為終端皮帶輪,已知該皮帶輪的半徑為r,傳送帶與皮帶輪間不會打滑,當(dāng)m可被水平拋出時,A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少是(　　) A. B. C. D. 10.如圖所示,豎直平面內(nèi)的圓弧形不光滑管道半徑R=0.8 m,A端與圓心O等高,AD為水平面,B點為管道的最高點且在O的正上

5、方。一個小球質(zhì)量m=0.5 kg,在A點正上方高h=2.0 m處的P點由靜止釋放,自由下落至A點進入管道并通過B點,過B點時小球的速度vB為4 m/s,小球最后落到AD面上的C點處。不計空氣阻力,g取10 m/s2。求: (1)小球過A點時的速度vA的大小; (2)小球過B點時對管壁的壓力; (3)落點C到A點的距離。 11.如圖所示,B和C是一組塔輪,即B和C半徑不同,但固定在同一轉(zhuǎn)動軸上,其半徑之比為RB∶RC=3∶2,A輪的半徑大小與C輪相同,它與B輪緊靠在一起,當(dāng)A輪繞過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動時,由于摩擦作用,B輪也隨之無滑動地轉(zhuǎn)動起來。a、b、c分別為三輪邊緣的三個點,則

6、a、b、c三點在運動過程中的(　　) A.線速度大小之比為3∶2∶2 B.角速度之比為3∶3∶2 C.轉(zhuǎn)速之比為2∶3∶2 D.向心加速度大小之比為9∶6∶4 12.如圖所示,兩個用相同材料制成的靠摩擦轉(zhuǎn)動的輪A和B水平放置,兩輪半徑RA=2RB,當(dāng)主動輪A勻速轉(zhuǎn)動時,在A輪邊緣放置的小木塊恰能相對靜止在A輪邊緣上。若將小木塊放在B輪上,欲使木塊相對B輪也靜止,則木塊距B輪轉(zhuǎn)軸的最大距離為(　　) A. B. C. D.RB 13.如圖甲所示,輕桿一端固定在O點,另一端固定一個小球,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

7、在最高點的速度大小為v,其F-v2圖象如圖乙所示。則下列說法錯誤的是(　　) A.小球的質(zhì)量為 B.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮? C.v2=c時,小球?qū)U的彈力方向向上 D.v2=2b時,小球受到的彈力與重力大小相等 14.如圖所示,放置在水平地面上的支架質(zhì)量為m0,支架頂端用細線拴著的擺球質(zhì)量為m,現(xiàn)將擺球拉至水平位置,然后靜止釋放,擺球運動過程中,支架始終不動,以下說法正確的是(　　) A.在釋放前的瞬間,支架對地面的壓力為(m+m0)g B.在釋放前的瞬間,支架對地面的壓力為(m0m-m)g C.擺球到達最低點時,支架對地面的壓力為(m+m0)g D.擺球到達最低點時

8、,支架對地面的壓力為(3m+m0)g 15.如圖所示,一偏心輪繞垂直紙面的軸O勻速轉(zhuǎn)動,a和b是輪上質(zhì)量相等的兩個質(zhì)點,則偏心輪轉(zhuǎn)動過程中a、b兩質(zhì)點(　　) A.角速度大小相同 B.線速度大小相同 C.向心加速度大小相同 D.向心力大小相同 16.如圖所示,光滑固定的水平圓盤中心有一個光滑的小孔,用一細繩穿過小孔連接質(zhì)量分別為m1、m2的小球A和B,讓B球懸掛,A球在光滑的圓盤面上繞圓盤中心做勻速圓周運動,角速度為ω,半徑為r,則關(guān)于r和ω關(guān)系的圖象正確的是(　　) 17.如圖所示,置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動,當(dāng)

9、轉(zhuǎn)速達到某一數(shù)值時,物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺開始做平拋運動?，F(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑R=0.5 m,離水平地面的高度H=0.8 m,物塊平拋落地過程水平位移的大小x=0.4 m。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。求: (1)物塊做平拋運動的初速度大小v0; (2)物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)μ。 考點強化練12　圓周運動 1.D　當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時,a、b和c三點的角速度相同,a半徑小,線速度要比b、c的小,A、C錯;b、c兩點的線速度大小始終相同,但方向不相同,B錯;由a=ω2r可得b

10、、c兩點的加速度比a點的大,D對。 2.D　對物塊受力分析知Ff=mg,Fn=FN=mω2r,又由于Ff≤μFN,所以解這三個方程得角速度ω至少為,D選項正確。 3.D　處理傳動裝置類問題時,對于同一根皮帶連接的傳動輪邊緣的點,線速度相等;同軸轉(zhuǎn)動的點,角速度相等。對于本題,顯然vA=vC,ωA=ωB,選項B錯誤;根據(jù)vA=vC及關(guān)系式v=ωR,可得ωARA=ωCRC,又RC=,所以ωA=,選項A錯誤;根據(jù)ωA=ωB,ωA=,可得ωB=,即B點與C點的角速度大小之比為1∶2,選項C錯誤;根據(jù)ωB=及關(guān)系式a=ω2R,可得aB=,即B點與C點的向心加速度大小之比為1∶4,選項D正確。 4.

11、B　設(shè)質(zhì)量為m的車以速度v經(jīng)過半徑為R的橋頂,則車受到的支持力FN=mg-m,故車的速度v越大,壓力越小。而a=,即FN=mg-ma,向心加速度越大,壓力越小,綜上所述,選項B符合題意。 5.D　杯子經(jīng)過最高點時,水所受合力向下,水受到重力,杯子底部的彈力可能為零,向心力是按效果分的力。故只有D正確。 6.A　連接輪之間可能有兩種類型,即皮帶輪或齒輪傳動和同軸輪傳動(各個輪子的軸是焊接的),本題屬于齒輪傳動,同軸輪的特點是角速度相同,皮帶輪或齒輪的特點是各個輪邊緣的線速度大小相同,即v1=ω1r1=v2=ω2r2=v3=ω3r3,顯然A選項正確。 7.B　水平冰面對運動員的摩擦力提供他做

12、圓周運動的向心力,則運動員的安全速度v滿足:kmg≥m,解得v≤。 8.C　小球以速度v通過圓管的最高點時,由牛頓第二定律得2mg=m,假設(shè)小球以速度通過圓管的最高點時受到的壓力向下,其大小為FN,則有mg+FN=m,聯(lián)立解得FN=-,上式表明,小球受到的壓力向上,由牛頓第三定律知,小球?qū)A管內(nèi)壁有向下的壓力,大小為,選項C正確。 9.A　小物體不沿曲面下滑,而是被水平拋出,需滿足關(guān)系式mg≤,即傳送帶轉(zhuǎn)動的速度v≥,其大小等于A輪邊緣的線速度大小,A輪轉(zhuǎn)動的周期為T=≤2π,每秒的轉(zhuǎn)數(shù)n=。本題答案為A。 10.答案 (1)2 m/s　(2)5 N,方向豎直向上　(3)0.8 m 解

13、析 (1)對小球由自由落體運動規(guī)律可得2gh=,解得vA=2 m/s。 (2)小球過B點時,設(shè)管壁對其壓力為F,方向豎直向下,由向心力公式有F+mg=m 解得F=5 N,方向豎直向下 由牛頓第三定律可知小球?qū)鼙诘膲毫? N,方向豎直向上。 (3)從B到C的過程中,由平拋運動規(guī)律可得x=vBt,R=gt2,則 xAC=x-R=0.8 m。 11.D　A、B輪摩擦傳動,故va=vb,ωaRA=ωbRB,ωa∶ωb=3∶2;B、C同軸,故ωb=ωc,,vb∶vc=3∶2,因此va∶vb∶vc=3∶3∶2,ωa∶ωb∶ωc=3∶2∶2,故A、B錯誤。轉(zhuǎn)速之比等于角速度之比,故C錯誤。由

14、a=ωv得:aa∶ab∶ac=9∶6∶4,D正確。 12.C　根據(jù)A和B靠摩擦轉(zhuǎn)動可知,A和B邊緣線速度大小相等,即RAωA=RBωB,ωB=2ωA,又根據(jù)在A輪邊緣放置的小木塊恰能相對靜止得μmg=mRA,設(shè)小木塊放在B輪上相對B輪也靜止時,距B輪轉(zhuǎn)軸的最大距離為RB',則有:μmg=mRB',解上面式子可得RB'=。 13.B　當(dāng)彈力F方向向下時,F+mg=,解得F=v2-mg,當(dāng)彈力F方向向上時,mg-F=m,解得F=mg-m,對比F-v2圖象可知,b=gR,a=mg,聯(lián)立解得g=,m=,選項A正確,B錯誤;v2=c時,小球?qū)U的彈力方向向上,選項C正確;v2=2b時,小球受到的彈力

15、與重力大小相等,選項D正確。 14.D　在釋放前的瞬間繩拉力為零 對支架進行分析可知FN1=m0g 當(dāng)擺球運動到最低點時,由機械能守恒得mgR= 由牛頓第二定律得FT-mg=,解得繩對小球的拉力FT=3mg 擺球到達最低點時,對支架由受力平衡,地面支持力FN=m0g+3mg 由牛頓第三定律知,支架對地面的壓力FN2=3mg+m0g,故選項D正確。 15.A　同軸轉(zhuǎn)動角速度相等,A正確;由于兩者半徑不同,根據(jù)公式v=ωr可得兩點的線速度不同,B錯誤;根據(jù)公式a=ω2r,角速度相同,半徑不同,所以向心加速度不同,C錯誤;根據(jù)公式F=ma,質(zhì)量相同,但是加速度不同,所以向心力大小不同,D錯誤。 16.B　根據(jù)m2g=m1rω2得r=,可知r與成正比,與ω2成反比,故A錯誤,B正確。因為ω2,則與ω2成正比。故C、D錯誤。 17.答案 (1)1 m/s　(2)0.2 解析 (1)物塊做平拋運動,豎直方向有H=gt2水平方向有x=v0t 聯(lián)立兩式得v0=x=1 m/s。 (2)物塊離開轉(zhuǎn)臺時,最大靜摩擦力提供向心力,有μmg=m 解得μ==0.2。