2022届高考物理一轮复习 专题突破06 圆周运动的复习与检测（四）（含解析）.docx

1、圆周运动的复习与检测（四）一、单选题1如图所示，自行车的大齿轮通过链条带动小齿轮转动时，大、小齿轮边缘上与链条接触的A、B两点绕轴做圆周运动。在描述A、B两点做圆周运动的下列物理量中，大小相等的是（）A周期B线速度C向心加速度D角速度2若以固定点为起点画出若干矢量，分别代表质点在不同时刻的速度，这些矢量的末端所形成的轨迹被定义为“速矢端迹”，则以下说法中错误的是（）A匀速直线运动的速矢端迹是线段B匀加速直线运动的速矢端迹是射线C匀速圆周运动的速矢端迹是圆D平抛运动的速矢端迹是竖直方向的射线3如图所示，一个小球m用细绳系着在水平面上作匀速圆周运动。小球在转动的过程中（）A受到拉力、重力、向心力B

2、受到拉力、重力C处于平衡状态D拉力做了正功4小球P和Q用不可伸长的轻绳挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两球均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点（）AP球的速度一定大于Q球的速度BP球的动能一定大于Q球的动能CP球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力DP球的向心加速度一定大于Q球的向心加速度5物体做匀速圆周运动时，下列说法中不正确的是( )A向心力一定指向圆心B向心力一定是物体受到的合外力C向心力的大小一定不变D向心力的方向一定不变6如图所示，一水平平台可绕竖直轴转动，平台上有、三个物体，其质量之比，它们到转轴的距离之比

3、，三物块与平台间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力均与其压力成正比，当平台转动的角速度逐渐增大时，物块将会产生滑动，以下判断正确的是（）A先滑动B先滑动C先滑动D、不一定同时滑动7如图所示，物体以恒定的速率沿圆弧AB作曲线运动，对它的运动分析可知（）A因为它的速率恒定不变，故作匀速运动B该物体受的合外力一定不等于零C该物体受的合外力可能等于零D它的加速度方向与速度方向有可能在同一直线上8如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间

4、的动摩擦因数为，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是（）A螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡B螺丝帽受到杆的管的角速度C螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心D若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动二、多选题9如图所示，圆弧形光滑轨道ABC固定在竖直平面内，O是圆心，OC竖直，OA水平。A点紧靠一足够长的平台MN，D点位于A点正上方，如果从D点无初速度释放一质量为m的小球，从A点进入圆弧轨道，有可能从C点飞出，做平抛运动，落在平台MN上。重力加速度为g。下列说法正确的是（）A只要D点的高度合适，小球可以从C点飞出，落在MN上任意一点

5、B在由D运动到A，和由C运动到P的过程中重力功率都越来越大C由D经A、B、C点到P过程中机械能守恒D如果DA距离为h，则小球经过圆弧轨道最低点B时对轨道的压力为10如图所示，水平放置的转盘以角速度匀速转动，放在转盘上的质量为m的小物体跟着转盘一起做匀速圆周运动已知物体距圆心O的距离为R物体与转盘间的动摩擦因数为，重力加速度为g关于物体受到的摩擦力，下列说法正确的是A方向与物体的瞬时速度方向相反B方向指向圆心C大小一定为m2RD大小一定为mg11如图所示，质量均为m的两个小球A、B套在光滑水平直杆P上，整个直杆被固定在竖直转轴上，并保持水平，两球间用劲度系数为k，自然长度为L的轻质弹簧连接在一起

6、，A球被轻质细绳拴在竖直转轴上，细绳长度也为L，现欲使横杆AB随竖直转轴一起在水平面内匀速转动，其角速度为，求当弹簧长度稳定后，细绳的拉力和弹簧的总长度各为多大？（）A细绳的拉力为B弹簧总长度为C细绳的拉力为D弹簧总长度为12一质量为2.0103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的最大静摩擦力为1.6104N，当汽车经过半径为100m的弯道时，下列判断正确的是（）A汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B汽车转弯的速度为任意值时所需的向心力均为1.6104NC汽车转弯的速度为30m/s时汽车会发生侧滑D汽车能安全转弯的向心加速度不超过8.0m/s2三、实验题13用如图所示的装置来探

7、究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量m角速度和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。（1）在研究向心力的大小与质量m关系时，要保持_相同；A和r B和m Cm和r Dm和（2）图中所示，两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小与_的关系；A质量m B半径r C角速度（3）在该实验中，主要利用了_来探究向心力与质量、

8、半径、角速度之间的关系；A理想实验法 B控制变量法 C微元法 D等效替代法四、解答题14如图所示,半径R=0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角=30下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一质量为m=0.1kg的小物块(可视为质点)从空中的A点以=2m/s的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,g取10m/s2求:（1）小物块从A点运动至B点的时间；（2）小物块经过圆弧轨道上的C点时,对轨道的压力15如图所示，小球A质量为m，固定在长为L的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。当小球经过最高点时，杆对球

9、产生向下的拉力大小等于球的重力。已知重力加速度为g。求：(1)小球到达最高点时速度的大小；(2)当小球经过最低点时速度为，杆对球的作用力的大小。参考答案1B【详解】根据同线传动线速度相等，由图可知A、B两点边缘点为同线，故线速度相等，由于半径不相等，根据可知角速度不相等根据可知周期不相等根据可知向心加速度不相等，故B正确，ACD错误。故选B。2A【详解】试题分析：匀速直线运动的速度不变，即速度大小和方向都不变，根据“速矢端迹”的定义，作出其速矢端迹应是一个点故A错误；匀加速直线运动的加速度保持不变，速度随时间均匀增大，画出其“速矢端迹”为射线故B正确；匀速圆周运动的速度大小保持不变，速度方向绕

10、圆心匀速旋转，其“速矢端迹”为圆故C正确；平抛运动的加速度是重力加速度，加速度保持不变，速度随时间均匀增大，画出其“速矢端迹”为射线故D正确；此题选择不正确的选项，故选A 考点：矢量；匀速圆周运动；平抛运动【名师点睛】本题首先要具有基本的学习能力，读懂题意，理解什么是“速矢端迹”，其次要掌握各种运动的特点；能掌握利用有向线段来表示矢量的基本方法3B【详解】AB小球做匀速圆周运动，受重力和拉力，合力提供向心力，向心力是效果力，不能重复受力，故A错误，B正确；C小球做匀速圆周运动，速度时刻改变，一定具有加速度，不是平衡状态，故C错误；D拉力与速度方向垂直，则拉力不做功，故D错误；故选B。4C【详解

11、】A对任意一球，设绳子长度为L，小球从静止释放至最低点，由机械能守恒得解得则知，通过最低点时，P球的速度一定小于Q球的速度。故A错误；B由于P球的质量大于Q球的质量，而P球的速度小于Q球的速度，所以P球的动能不一定大于Q球的动能。故B错误；C在最低点，由拉力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得解得F=3mg与L无关，与m成正比，所以P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力，故C正确；D在最低点小球的向心加速度与L、m无关，所以P球的向心加速度一定等于Q球的向心加速度，故D错误。故选C。5D【详解】AB匀速圆周运动的合外力提供向心力，向心力一定指向圆心，选项AB正确，不符合题意；CD匀速圆周

12、运动物体的向心力的大小一定不变，方向总是指向圆心，即方向不断变化，选项C正确，不符合题意，选项D错误，符合题意；故选D。6C【详解】三物块都是靠静摩擦力提供向心力，当达到最大静摩擦力时，根据牛顿第二定律可知，三物块与平台间的动摩擦因数相同，所以半径大的临界角速度小；当平台转动的角速度逐渐增大时，三物块受到的静摩擦力都增大，物体c的半径r大，静摩擦先达到最大值，c最先滑动起来，即半径越大越容易发生滑动，与质量无关；而a、b的半径相同，a、b一定同时滑动，故ABD错误，C正确。故选C。7B【详解】A物体以恒定的速率沿圆弧AB作曲线运动，速度方向沿曲线的切线方向，则速度方向在改变，速度是变化的，不可

13、能做匀速运动，故A错误；BC物体的速度是变化的，一定有加速度，合外力不等于零，故C错误， B正确；D物体做曲线运动，加速度方向与速度方向一定不在同一直线上，故D错误。故选B。8A【详解】A螺丝帽做圆周运动，受到竖直向下的重力、水平方向的弹力和竖直向上的最大静摩擦力，螺丝帽在竖直方向上没有加速度，根据牛顿第二定律得知，螺丝帽的重力与最大静摩擦力平衡，选项A正确；B螺丝帽做圆周运动，根据牛顿第二定律得又联立解得选项B错误；C螺丝帽做匀速圆周运动，由弹力提供向心力，所以弹力方向水平向里，指向圆心，选项C错误；D若杆的转动加快，角速度增大，螺丝帽受到的弹力N增大，最大静摩擦力增大，螺丝帽不可能相对杆发

14、生运动，选项D错误。故选A。9BC【详解】A小球恰好通过C点时，有得小球通过C点的最小速度为小球离开C点后做平抛运动，由小球离开C点做平抛运动的水平距离最小值为所以小球只有落在平台MN上距M点距离为的右侧位置上，故A错误；B在由D运动到M的过程中，速度增大，由P=mgv知，重力功率增大由C运动到P的过程中，由P=mgvy，知vy增大，则重力功率增大，故B正确；C小球由D经A、B、C到P的过程中，轨道对小球不做功，只有重力做功，机械能守恒，故C正确；D小球从D运动到B的过程中，由机械能守恒得在B点，由牛顿第二定律得解得由牛顿第三定律得知，小球经过B点时对轨道的压力为故D错误。故选BC。10BC【

15、分析】对物体进行受力分析，受重力，支持力，由于圆周运动物体具有离心趋势，受指向圆心的静摩擦力因为在水平面上运动，故而重力和支持力平衡，即合力等于静摩擦力，合力提供向心力【详解】A、B.由于圆周运动物体具有离心趋势，受指向圆心的静摩擦力，与速度垂直，则A错误，B正确；C.摩擦力充当向心力即大小一定为m2R，则C正确；D.摩擦力不一定达到最大静摩擦力，即大小不一定为mg，则D错误；故选BC11BC【详解】设直杆匀速转动时，弹簧伸长量为x，对A球有对B球有解以上方程组可得则弹簧的总长为故BC正确；AD错误；故选BC。12CD【详解】A汽车在水平面转弯时，做圆周运动，重力与支持力平衡，侧向静摩擦力提供

16、向心力，不能说受到向心力，故A错误；BC汽车所需的向心力 随速度的增加向心力增加，如果车速达到30m/s，需要的向心力Fm2.01031.8104N由于最大静摩擦力f1.6104N，则Ff，所以汽车会发生侧滑，故B错误，C正确；D最大加速度为a8.0m/s2故D正确。故选CD。13A C B 【详解】(1)1在研究向心力的大小Fn与质量m、角速度和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究剩余两个物理量的关系，即是控制变量法，因此在研究的大小与质量m之间的关系时，要保持角速度和半径r不变，A正确，BCD错误。故选A。(2)2图中所示，两球的质量相同，转动的半径相同，则研究的是向心力的大小Fn

17、与角速度的关系，AB错误，C正确。故选C。(3)3在该实验中，主要利用了控制变量法来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系，ACD错误，B正确。故选B。14(1) 0.35s (2) 8N【详解】(1) 小物块在B的速度分解为水平方向和竖直方向，则有： 所以所用的时间为：；(2)小物块在B的速度为：；对小物块从B到C应用动能定理得： 在C点由牛顿第二定律可得： 由以上两解得： 由牛顿第二定律可得：小物体对轨道的压力为8N.15(1)；(2)【详解】(1)小球A在最高点时，对球做受力分析，如图所示根据小球做圆周运动的条件，合外力等于向心力，即解得(2)小球A在最低点时，对球做受力分析，如图所示重力mg、拉力F，设向上为正，根据小球做圆周运动的条件，合外力等于向心力代入可得