高考物理一輪復(fù)習(xí) 第4章 拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng) 微專題21 圓周運(yùn)動(dòng)試題 粵教版-粵教版高三物理試題

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高考物理一輪復(fù)習(xí) 第4章 拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng) 微專題21 圓周運(yùn)動(dòng)試題 粵教版-粵教版高三物理試題_第1頁(yè)
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高考物理一輪復(fù)習(xí) 第4章 拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng) 微專題21 圓周運(yùn)動(dòng)試題 粵教版-粵教版高三物理試題_第2頁(yè)
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《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第4章 拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng) 微專題21 圓周運(yùn)動(dòng)試題 粵教版-粵教版高三物理試題》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第4章 拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng) 微專題21 圓周運(yùn)動(dòng)試題 粵教版-粵教版高三物理試題(10頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、21 圓周運(yùn)動(dòng) [方法點(diǎn)撥] (1)圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問題實(shí)際上是牛頓第二定律的應(yīng)用,且已知合外力方向(勻速圓周運(yùn)動(dòng)指向圓心),做好受力分析,由牛頓第二定律列方程.(2)理解做圓周運(yùn)動(dòng)、離心運(yùn)動(dòng)、近心運(yùn)動(dòng)的條件.(3)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)常結(jié)合動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒解題. 1.(圓周的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題)正在以速度v勻速行駛的汽車,車輪的直徑為d,則車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為(  ) A. B. C. D. 2.(圓周的動(dòng)力學(xué)問題)(多選)如圖1所示,兩根細(xì)線分別系有兩個(gè)完全相同的小球,細(xì)線的上端都系于O點(diǎn).設(shè)法讓兩個(gè)小球均在同一水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知L1

2、跟豎直方向的夾角為60°,L2跟豎直方向的夾角為30°,下列說法正確的是(  ) 圖1 A.細(xì)線L1和細(xì)線L2所受的拉力之比為∶1 B.小球m1和m2的角速度大小之比為∶1 C.小球m1和m2的向心力大小之比為3∶1 D.小球m1和m2的線速度大小之比為3∶1 3.(圓周的動(dòng)力學(xué)問題)如圖2所示為空間站中模擬地球上重力的裝置,環(huán)形實(shí)驗(yàn)裝置的外側(cè)壁相當(dāng)于“地板”,讓環(huán)形實(shí)驗(yàn)裝置繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn),能使“地板”上可視為質(zhì)點(diǎn)的物體與地球表面處有同樣的“重力”,則旋轉(zhuǎn)角速度應(yīng)為(地球表面重力加速度為g,裝置的外半徑為R)(  ) 圖2 A. B. C.

3、2 D. 4.(豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng))(多選)如圖3所示,光滑管形圓軌道半徑為R(管徑遠(yuǎn)小于R),小球a、b大小相同,質(zhì)量均為m,其直徑略小于管徑,能在管中無(wú)摩擦運(yùn)動(dòng).兩球先后以相同速度v通過軌道最低點(diǎn),且當(dāng)小球a在最低點(diǎn)時(shí),小球b在最高點(diǎn),則以下說法正確的是(  ) 圖3 A.當(dāng)小球b在最高點(diǎn)對(duì)軌道無(wú)壓力時(shí),小球a所需向心力是小球b所需向心力的5倍 B.速度v至少為,才能使兩球在管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng) C.速度滿足2<v<時(shí),小球在最高點(diǎn)會(huì)對(duì)內(nèi)側(cè)軌道有壓力作用 D.只要v≥,小球a對(duì)軌道最低點(diǎn)的壓力比小球b對(duì)軌道最高點(diǎn)的壓力大6mg 5.(圓周運(yùn)動(dòng)的周期性問題)(多選)如圖4所

4、示,在半徑為R的水平圓盤中心軸正上方水平拋出一小球,圓盤以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)圓盤半徑Ob恰好轉(zhuǎn)到與小球初速度方向相同且平行的位置時(shí),將小球拋出,要使小球與圓盤只碰一次,且落點(diǎn)為b,重力加速度為g,小球拋點(diǎn)a距圓盤的高度h和小球的初速度v0可能應(yīng)滿足(  ) 圖4 A.h=,v0= B.h=,v0= C.h=,v0= D.h=,v0= 6.(圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題)(多選)如圖5所示,半徑分別為R、2R的兩個(gè)水平圓盤,小圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)大圓盤不打滑地一起轉(zhuǎn)動(dòng).質(zhì)量為m的小物塊甲放置在大圓盤上距離轉(zhuǎn)軸R處,質(zhì)量為2m的小物塊乙放置在小圓盤的邊緣處.它們與盤面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,當(dāng)小圓盤

5、以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),兩物塊均相對(duì)圓盤靜止.下列說法正確的是(  ) 圖5 A.小物塊甲受到的摩擦力大小為mω2R B.兩物塊的線速度大小相等 C.在角速度ω逐漸增大的過程中,物塊甲先滑動(dòng) D.在角速度ω逐漸減小的過程中,摩擦力對(duì)兩物塊做負(fù)功 7.如圖6所示,在室內(nèi)自行車比賽中,運(yùn)動(dòng)員以速度v在傾角為θ的賽道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m,做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,重力加速度為g,則下列說法正確的是(  ) 圖6 A.將運(yùn)動(dòng)員和自行車看做一個(gè)整體,整體受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 B.運(yùn)動(dòng)員受到的合力大小為m,做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小也是m C.運(yùn)動(dòng)員做圓

6、周運(yùn)動(dòng)的角速度為vR D.如果運(yùn)動(dòng)員減速,運(yùn)動(dòng)員將做離心運(yùn)動(dòng) 8.如圖7所示,在質(zhì)量為M的物體內(nèi)有光滑的圓形軌道,有一質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)沿圓軌道做圓周運(yùn)動(dòng),A與C兩點(diǎn)分別是軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),B、D兩點(diǎn)與圓心O在同一水平面上.在小球運(yùn)動(dòng)過程中,物體M靜止于地面,則關(guān)于物體M對(duì)地面的壓力FN和地面對(duì)物體M的摩擦力方向,下列說法正確的是(  ) 圖7 A.小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí),F(xiàn)N>Mg,摩擦力方向向左 B.小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),F(xiàn)N=Mg,摩擦力方向向右 C.小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),F(xiàn)N<(M+m)g,地面對(duì)M無(wú)摩擦 D.小球運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí),F(xiàn)N=(M+m)g,摩擦力方向向右 9.

7、(多選)如圖8所示,兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的、相同的木塊A和B放在轉(zhuǎn)盤上,兩者用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩連接,木塊與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦力均為各自重力的K倍,A放在距離轉(zhuǎn)軸L處,整個(gè)裝置能繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng),開始時(shí),繩恰好伸直但無(wú)彈力,現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng),使角速度緩慢增大,以下說法正確的是(  ) 圖8 A.當(dāng)ω> 時(shí),A、B相對(duì)于轉(zhuǎn)盤會(huì)滑動(dòng) B.當(dāng)ω> 時(shí),繩子一定有彈力 C.ω在 <ω< 范圍內(nèi)增大時(shí),B所受摩擦力變大 D.ω在0<ω< 范圍內(nèi)增大時(shí),A所受摩擦力一直變大 10.(多選)如圖9所示,一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓管軌道ABC豎直放置,軌道半徑為R.O、A、D位于同一水平線上,

8、A、D間的距離為R.質(zhì)量為m的小球(球的直徑略小于圓管直徑),從管口A正上方由靜止釋放,要使小球能通過C點(diǎn)落到AD區(qū),則球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)(  ) 圖9 A.速度大小滿足 ≤vC≤ B.速度大小滿足0≤vC≤ C.對(duì)管的作用力大小滿足mg≤FC≤mg D.對(duì)管的作用力大小滿足0≤FC≤mg 11.如圖10所示,半徑為R的光滑細(xì)圓環(huán)軌道被固定在豎直平面上,軌道正上方和正下方分別有質(zhì)量為2m和m的靜止小球A、B,它們由長(zhǎng)為2R的輕桿固定連接,圓環(huán)軌道內(nèi)壁開有環(huán)形小槽,可使細(xì)桿無(wú)摩擦、無(wú)障礙地繞其中心點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng).今對(duì)上方小球A施加微小擾動(dòng)、兩球開始運(yùn)動(dòng)后,下列說法不正確的是(  ) 圖1

9、0 A.輕桿轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)兩球的加速度大小相等 B.輕桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)兩球的加速度大小不相等 C.運(yùn)動(dòng)過程中A球速度的最大值為 D.當(dāng)A球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),兩小球?qū)壍雷饔昧Φ暮狭Υ笮閙g 12.如圖11所示,在傾角為θ的光滑斜面上,有一長(zhǎng)為l的細(xì)線,細(xì)線的一端固定在O點(diǎn),另一端拴一質(zhì)量為m的小球,現(xiàn)使小球恰好能在斜面上做完整的圓周運(yùn)動(dòng),已知O點(diǎn)在斜面底邊的距離sOC=L,求: 圖11 (1)小球通過最高點(diǎn)A時(shí)的速度vA; (2)在最高點(diǎn)A和最低點(diǎn)B時(shí)細(xì)線上拉力之差; (3)小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)或B點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷裂,小球滑落到斜面底邊時(shí)到C點(diǎn)的距離若相等,則l和L應(yīng)滿足什么關(guān)系?

10、 答案精析 1.C [汽車行駛的速度與汽車車輪邊緣的線速度大小相等,由線速度與周期關(guān)系可知,T==,C項(xiàng)正確,A、B、D項(xiàng)錯(cuò).] 2.AC [由mg=FT1cos 60°可得FT1=2mg;由mg=FT2cos 30°可得FT2=mg;細(xì)線L1和細(xì)線L2所受的拉力大小之比為∶1,選項(xiàng)A正確.由mgtan θ=mω2htan θ,可得小球m1和m2的角速度大小之比為1∶1,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.小球m1和m2的向心力大小之比為mgtan 60°∶mgtan 30°=3∶1,選項(xiàng)C正確.由mgtan θ=,可得小球m1和m2的線速度大小之比為tan 60°∶tan 30°=3∶1,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.] 3

11、.A [物體隨同環(huán)形裝置做圓周運(yùn)動(dòng),“重力”提供向心力,可得:mg=mω2R,解得:ω=,A正確,選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤.] 4.ACD [小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)對(duì)軌道無(wú)壓力時(shí),其重力提供向心力,則mg=m,解得v1=,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,mv2=mv+2mgR,解得v=,根據(jù)向心力公式,可知A正確;兩球在管內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件是小球到最高點(diǎn)時(shí)速度恰好為0,此狀態(tài)下,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,mv2=2mgR,解得v=2,所以B錯(cuò)誤;當(dāng)2<v<,小球能運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn),在最高點(diǎn)時(shí)會(huì)和內(nèi)側(cè)軌道有彈力作用,C正確;小球b在軌道最高點(diǎn)的速度為v1,當(dāng)v≥時(shí),mv2=mv+2mgR,在最低點(diǎn)F1-mg=m,在最

12、高點(diǎn)F2+mg=m,解得F1-F2=6mg,D正確.] 5.BD [由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,R=v0t,h=gt2,要使小球與圓盤只碰一次,且落點(diǎn)為b,需要滿足n·2π=ωt(n=1,2,3,…),聯(lián)立解得:h=,v0=(n=1,2,3,…).當(dāng)n=1時(shí), h=,v0=,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)n=2時(shí),h=,v0=,選項(xiàng)B正確;當(dāng)n=3時(shí),h=,v0=,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,當(dāng)n=4時(shí),h=,v0=,選項(xiàng)D正確.] 6.AD [兩圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),兩圓盤邊緣的線速度大小相等,設(shè)大圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω′,則ω′×2R=ωR,解得ω′=ω,此時(shí)小物塊甲的線速度為ωR,小物塊乙的線速度為ωR,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;對(duì)于小物塊甲,其做勻

13、速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由大圓盤對(duì)其的靜摩擦力來(lái)提供的,故由牛頓第二定律可得f甲=mω′2R=mω2R,選項(xiàng)A正確;在角速度ω增大過程中,小物塊甲受到的摩擦力f甲=mω2R≤μmg,小物塊乙受到的摩擦力f乙=2mω2R≤2μmg,即小物塊乙先滑動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在角速度ω減小過程中,兩物塊的動(dòng)能在減小,根據(jù)動(dòng)能定理,其受到的合外力即摩擦力做負(fù)功,選項(xiàng)D正確.] 7.B [向心力是由整體所受力的合力提供的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,合力提供向心力,選項(xiàng)B正確;運(yùn)動(dòng)員做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為ω=,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;只有運(yùn)動(dòng)員加速到所受合力不足以提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力時(shí),運(yùn)動(dòng)員才做離心運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤.]

14、 8.B [小球在A點(diǎn)時(shí),系統(tǒng)在水平方向不受力的作用,所以沒有摩擦力的作用,A項(xiàng)錯(cuò)誤;小球在B點(diǎn)時(shí),需要的向心力向右,所以M對(duì)小球有向右的支持力的作用,對(duì)M受力分析可知,地面要對(duì)物體有向右的摩擦力的作用,在豎直方向上,由于沒有加速度,物體受力平衡,所以物體M對(duì)地面的壓力FN=Mg,B項(xiàng)正確;小球在C點(diǎn)時(shí),小球的向心力向上,所以物體M對(duì)小球的支持力要大于小球的重力,故M受到的小球的壓力大于mg,那么M對(duì)地面的壓力就要大于(M+m)g,系統(tǒng)在水平方向上不受力,則地面對(duì)M沒有摩擦,C項(xiàng)錯(cuò)誤;小球在D點(diǎn)和B點(diǎn)的受力的類似,M對(duì)小球的彈力向左,則小球?qū)的彈力向右,則M受到地面的摩擦力方向向左,在豎直

15、方向上,根據(jù)平衡條件知,F(xiàn)N=Mg,D項(xiàng)錯(cuò)誤.] 9.ABD [當(dāng)A、B所受靜摩擦力均達(dá)到最大值時(shí),A、B相對(duì) 轉(zhuǎn)盤將會(huì)滑動(dòng),Kmg+Kmg=mω2L+mω2·2L,解得:ω= ,A項(xiàng)正確;當(dāng)B所受靜摩擦力達(dá)到最大值后,繩子開始有彈力,即:Kmg=mω2·2L,解得:ω= ,B項(xiàng)正確;當(dāng) <ω< 時(shí),隨角速度的增大,繩子拉力不斷增大,B所受靜摩擦力一直保持最大靜摩擦力不變,C項(xiàng)錯(cuò);0<ω≤ 時(shí),A所受摩擦力提供向心力,即f=mω2L,靜摩擦力隨角速度增大而增大,當(dāng) <ω< 時(shí),以A、B整體為研究對(duì)象,fA+Kmg=mω2L+mω2·2L,可知A受靜摩擦力隨角速度的增大而增大,D項(xiàng)正確.]

16、10.AD [小球離開C點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),落到A點(diǎn)時(shí)水平位移為R,豎直下落高度為R,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得:豎直方向有R=gt2,水平方向有R=vC1t,解得vC1= ;小球落到D點(diǎn)時(shí)水平位移為2R,則有2R=vC2t,解得vC2=,故速度大小滿足 ≤vC≤,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于球的直徑略小于圓管直徑,所以過C點(diǎn)時(shí),管壁對(duì)小球的作用力可能向下,也可能向上,當(dāng)vC1=,向心力F1==<mg,所以管壁對(duì)小球的作用力向上,根據(jù)牛頓第二定律得mg-FN=,解得FN=mg;當(dāng)vC2=,向心力F2==2mg>mg,所以管壁對(duì)小球的作用力向下,根據(jù)牛頓第二定律得mg+FN′=,解得FN′=mg;假設(shè)在C點(diǎn)管壁對(duì)

17、小球的作用力為0時(shí)的速度大小為vC3,則由向心力公式可得mg=,解得vC3=,vC3在 ≤vC≤范圍內(nèi),所以滿足條件.所以球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對(duì)管的作用力大小滿足0≤FC≤mg,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確.] 11.B [兩球做圓周運(yùn)動(dòng),在任意位置角速度相等,則線速度和向心加速度大小相等,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;A、B兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,當(dāng)系統(tǒng)重力勢(shì)能最小(即A在最低點(diǎn))時(shí),線速度最大,則mg·2R=×3mv2,最大速度v= ,選項(xiàng)C正確;A在最低點(diǎn)時(shí),分別對(duì)A、B受力分析,F(xiàn)NA-2mg=2m,F(xiàn)NB+mg=m,則FNA-FNB=,選項(xiàng)D正確.] 12.(1) (2)6mgsin θ (3)L=l 解析 (1)小球恰好在斜面上做完整的圓周運(yùn)動(dòng),有:mgsin θ=m,vA= (2)在A點(diǎn):FTA+mgsin θ=m 在B點(diǎn):FTB-mgsin θ=m 由機(jī)械能守恒 mv=mv+mg·2l·sin θ. 所以FTB-FTA=6mgsin θ (3)由(2)可求vB= A點(diǎn)斷裂:L+l=at,sA=vAtA B點(diǎn)斷裂:L-l=at,sB=vBtB 由sA=sB聯(lián)立可求得L=l.

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