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（三） WORD版含答案.docx

1、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（三）一、单选题1下列说法正确的是（ ）A物体受到变化的合外力作用时，它的运动速度大小一定变化B做曲线运动的物体合外力可能为零C向心力总是指向圆心，且大小不变，故向心力是恒力D水平地面上，靠摩擦力作为向心力而使汽车转弯2在光滑的水平面上一根细绳拉着一个小球在作匀速圆周运动，运动中不会发生变化的物理量是（ ）A小球的速度B小球的动能C小球的加速度D细绳对小球的拉力3一箱土豆在转盘上随转盘以角速度做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为，它到转轴的距离为，则其它土豆对该土豆的作用力（）ABCD4关于如图a、图b、图c、图d所示的四种

2、圆周运动模型，下列说法不正确的是（）A图a圆形桥半径，若最高点车速时，车对桥面的压力为零，车将做平抛运动B图b中，在固定圆锥筒（内壁光滑）内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力C图c中，仅在重力和轻绳拉力作用下，绕另一固定端在竖直面内做圆周运动的小球，最容易拉断轻绳的位置一定是最低点D图d中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道时，外轨对火车有侧压力，火车易脱轨做离心运动5如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，两物体与盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑

3、动时，下列说法正确的是（）A此时细线张力为B此时圆盘的角速度为C此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内D此时烧断细线，A仍相对圆盘静止，B将做离心运动6如下图所示，长为l的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球，在O点的正下方与O点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子；把小球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子的瞬间，下列说法正确的是( )A小球的线速度发生突变B小球的角速度突然增大到原来的2倍C小球的向心加速度突然增大到原来的3倍D绳子对小球的拉力突然增大到原来的2倍7图所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置。是轮盘的一个齿，是飞轮上的一个齿。下列说法中正确的是（

4、）A两点角速度大小相等B两点线速度大小相等C两点向心加速度大小相等D点向心加速度大于点向心加速度8如图所示，用长为L的细线拴一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向间的夹角为，关于小球的受力情况，下列说法中错误的是（ ）A向心力的方向一定处在小球运动的水平面内B向心力是细线的拉力和小球所受重力的合力C向心力等于细线对小球拉力的水平分力D小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力二、多选题9如图所示，水平圆盘上有一个木块 P，在木块 P 随圆盘一起绕过 O 点的竖直 轴转动的情况下下列说法中正确的是 ( )A圆盘匀速转动的过程中，P 受到的静摩擦力的方向指向 O 点B圆盘匀

5、速转动的过程中，P 受到的静摩擦为零C在转速一定的条件下，不管 P 到 O 的距离如何，P 的运动周期不变D在转速一定的条件下，不管 P 到 O 的距离如何，P 受到的静摩擦力的大小不变10如图所示，A、B两小球用一根轻绳连接，轻绳跨过圆锥筒顶点处的光滑小定滑轮，圆锥筒的侧面光滑当圆锥筒绕竖直对称轴OO匀速转动时，两球都处于筒侧面上，且与筒保持相对静止，小球A到顶点O的距离大于小球B到顶点O的距离，则下列判断正确的是AA球的质量大BB球的质量大CA球对圆锥筒侧面的压力大DB球对圆锥筒侧面的压力大11如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法

6、正确的是（ ）AB的向心力是A的向心力的2倍BB对A的摩擦力是盘对B的摩擦力的2倍CA、B都有沿半径向外滑动的趋势D若B先滑动，则B对A的动摩擦因数A大于盘对B的动摩擦因数B12有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B如图b所示是一圆锥摆，增大，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变C如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速度圆周运动，则小球在B位置时角速度较大D火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对火车轮缘会有挤压作用三、实验题13某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄，

7、可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮从上到下有三层，每层左、右半径比分别是1：1、2：1和3：1.左、右塔轮通过皮带连接，挡板A、C到左、右塔轮中心的距离相等。实验时，将两个小球分别放在长槽、短槽的不同挡板处，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。（1）该实验小组首先研究向心力大小与半径的关系，进行实验时应将质量_（选填“相等”或“不相等”）的两个小球分别放在挡板_（选填“A和B”、“A和C”、“B和C”）处，变速塔轮的半径比应选择_（选填“1：1”、“2：1”或“3：1”）。（2）研究向心力大小与角速度的关系时，先把两个质量相等的小球分别放在挡板A、C

8、位置，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，左、右两边塔轮的角速度之比为_，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：4，由此该小组同学猜想向心力大小与角速度的平方成正比。（3）接下来，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，当左边标尺露出1个等分格，右边标尺露出_个等分格时，说明该小组同学的猜想是正确的。四、解答题14如图所示，质量为2.0103 kg的汽车在水平公路上行驶，当汽车经过半径为60 m的弯路时，车速为20 m/s求： (l)此时汽车转弯所需要的向心力的大小；(2)若轮胎与路面间的最大静摩擦力为3l04 N，汽车在此处安全转弯的速度不能超过多大

9、？（保留两位有效数字）15一转动装置如图甲所示，两根足够长轻杆OA、OB固定在竖直轻质转轴上的O点，两轻杆与转轴间夹角均为30小球a、b分别套在两杆上，小环c套在转轴上，球与环质量均为m.c与a、b间均用长为L的细线相连，原长为L的轻质弹簧套在转轴上，一端与轴上P点固定，另一端与环c相连当装置以某一转速转动时，弹簧伸长到1.5L，环c静止在O处，此时弹簧弹力等于环的重力，球、环间的细线刚好拉直而无张力弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g求：(1)细线刚好拉直而无张力时，装置转动的角速度1；(2)如图乙所示，该装置以角速度 2(未知)匀速转动时，弹簧长为L/2，求此时杆对

10、小球的弹力大小和角速度216某游乐设施如图所示，由半圆形和直线形细圆管组成的细圆管轨道固定在水平桌面上（圆半径比细圆管内径大得多），轨道内壁光滑已知部分的半径，段长弹射装置将一质量的小球（可视为质点）以水平初速度从点弹入轨道，小球从点离开轨道水平抛出，落地点离点的水平距离为，桌子的高度，不计空气阻力，取求：（）小球水平初速度的大小（）小球在半圆形轨道上运动的角速度以及从点运动到点的时间（）小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力的大小17如图所示，竖直平面内半径为的光滑半圆形轨道，与水平轨道AB相连接，AB的长度为。一质量为的小滑块，在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动，小滑块与水平轨

11、道间的动摩擦因数为，到B点时撤去力F，小滑块沿圆轨道运动到最高点C时对轨道的压力为3mg，重力加速度为，求：（1）小滑块在C点的速度大小；（2）小滑块在B点的速度大小；（3）恒力F的大小。参考答案1D【详解】A物体受到变化的合外力作用时，它的运动速度大小不一定变化，例如匀速圆周运动，故A错误；B做曲线运动的物体不是平衡状态，则合外力一定不为零，故B错误；C向心力总是指向圆心，且大小不变，但是方向不断变化，故向心力是变力，故C错误；D水平地面上，靠摩擦力作为向心力而使汽车转弯，故D正确。故选D.2B【解析】【分析】本题考查线速度、加速度、心向力。解决本题的关键知道匀速圆周运动的特点，拉力提供做圆

12、周运动的向心力。【详解】AB小球做匀速圆周运动，速度的大小不变，方向时刻改变，所以小球的速度不断改变，动能不变，故A错误，B正确；C小球做匀速圆周运动时，加速度的方向时刻指向圆心，大小不变，方向时刻改变，故C错误；D小球做匀速圆周运动时，绳子的拉力提供做圆周运动所需的向心力，向心力方向时刻指向圆心，大小不变，方向时刻改变，故D错误。3C【详解】土豆做匀速圆周运动，受重力和其它土豆对其的作用力，设其它土豆对其的作用的水平方向作用力为，竖直方向的作用力为，则水平方向有竖直方向有其它土豆对其的作用力为故A、B、D错误，C正确；故选C4B【详解】A图a中，在圆形桥最高点对车受力分析，根据牛顿第二定律，

13、有代入数据，可得车将做平抛运动，故A正确，不符合题意；B图b中，在固定圆锥筒（内壁光滑）内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力，合力提供小球的向心力，故B错误，符合题意；C图c中，仅在重力和轻绳拉力作用下，绕另一固定端在竖直面内做圆周运动的小球，在最高点，有整理，可得在最低点，有整理，可得根据能量关系可知故最容易拉断轻绳的位置一定是最低点，故C正确，不符合题意；D图d中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道时，根据公式可知，重力与支持力的合力不足以提供向心力，故外轨对火车有侧压力，火车易脱轨做离心运动，故D正确，不符合题意。故选B。5B【详解】ABC根据可知角速度相同，半径越大需要的向心力越

14、多，由于B物块的半径较大，所以B先达到最大静摩擦力。如果继续增大角速度，B会对绳子产生拉力从而获得更多的向心力，由此可知角速度达到一定值时，B会拉着A做离心运动。当物体即将滑动时，B物体所受摩擦力指向圆心，A所受摩擦力指向圆外，故C错误；设此时绳子的拉力为T，对此时的B物块有对此时的A物块有联立解得，故B正确，A错误；D若此时剪断绳子，B的摩擦力不足以提供所需的向心力，B将会做离心运动，此时A所需要的向心力将角速度值代入可求得由此可知A的摩擦力也不足以提供所需的向心力，A将会做离心运动，故D错误；故选B。6B【解析】试题分析：细绳碰到钉子的瞬间，小球的线速度不发生变化，速度变化需要一段时间，所

15、以A项错误；根据线速度与角速度的关系式，圆周运动的半径变为原来的一半，角速度增大到原来的2倍，所以B项正确；根据向心加速度的公式，线速度不变半径变为原来的一半，向心加速度变为原来的2倍，所以C项错误；根据牛顿第二定律，向心力变为原来的2倍，拉力为，拉力不是原来的2倍，所以D项错误。考点：本题考查了圆周运动和牛顿第二定律7B【详解】ABP、Q两点是传送带传动的两轮子边缘上两点，则vP=vQ，而，由可得：，所以P、Q两点角速度大小不相等，A错误，B正确；CD因vP=vQ，而，由Q点向心加速度大于P向心加速度，CD错误。故选B。8D【解析】小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图小球受重力

16、、和绳子的拉力，由于它们的合力总是指向圆心并使得小球在水平面内做圆周运动，故在物理学上，将这个合力就叫做向心力，即向心力是按照力的效果命名的，这里是重力和拉力的合力，根据几何关系可知，向心力等于细线对小球拉力的水平分力，故D错误，BC正确；向心力的方向始终指向圆心，则向心力的方向一定处在小球运动的水平面内，故A正确本题选错误的，故选D点睛：向心力是效果力，匀速圆周运动中由合外力提供，是合力，与分力是等效替代关系，不能重复受力9AC【详解】AB.木块P随圆盘匀速转动的过程中，静摩擦力提供向心力，每时每刻指向圆心，A正确，B错误；C.在转速一定的条件下，不管 P 到 O 的距离如何，P都与圆盘同轴

17、传动，周期和圆盘的周期相同，保持不变，C正确；D.在转速一定的条件下，根据，P 到 O 的距离越大，静摩擦力越大，D错误。10BD【分析】绳对AB两球的拉力大小相等；分别对两球受力分析，根据正交分解法分别列出水平和竖直两个方向的方程即可进行讨论.【详解】绳对AB两球的拉力大小相等，设绳子受到的拉力大小为T，侧面对小球的支持力大小为F，则Tcos+Fsin=mg，可知小球的质量m越大，F也就越大；又由Tsin-Fcos=m2lsin，解得T=mgsin+ m2lsincos；F=mgcos- m2lsin2可知，质量m越大，F越大，l就越小，则B球的质量大，B球对圆锥筒侧面的压力越大，选项BD正

18、确，AC错误；故选BD.【点睛】本题关键是对小球受力分析，要知道小球做圆周运动向心力的来自于合外力，运用牛顿第二定律和向心力知识结合进行解答11CD【详解】试题分析：因为A、B两物体的角速度大小相等，根据，因为两物块的角速度大小相等，转动半径相等，质量相等，则向心力相等，故选项A错误；对AB整体分析，对A分析，有：，知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍，故B错误；A所受的静摩擦力方向指向圆心，可知A有沿半径向外滑动的趋势，B受到盘的静摩擦力方向指向圆心，有沿半径向外滑动的趋势，故C正确；对AB整体分析，解得，对A分析，解得，因为B先滑动，可知B先达到临界角速度，可知B的临界角速度较小，即，故

19、D正确考点：向心力、动摩擦因数【名师点睛】解决本题的关键知道A、B两物体一起做匀速圆周运动，角速度大小相等，知道圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，难度中等12BC【详解】A汽车在最高点知则处于失重状态，故A错误；B如图b所示是一圆锥摆，重力和拉力的合力，得故增大，但保持圆锥的高不变，角速度不变，故B正确；C根据受力分析知小球在A、B不同位置受力情况相同，即向心力相同，由可知，由于B处的半径更小，则此处角速度更大，故C正确；D火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，则外轨对内轮缘会有挤压作用，故D错误。故选BC。13相等 B和C 1：1 1：2 9 【详解】

20、（1）1本实验采用的是控制变量法，研究向心力大小与半径关系时，应保证质量相等、角速度相等；2两小球放在不同的槽内，通过皮带装置传动，两小球的线速度相同，故保证两小球的角速度相等，必须使两球在不同的槽内运动时，半径相等，故两小球应分别放在B和C处；3两小球放在不同的槽内，通过皮带装置传动，两小球的线速度相同，故保证两小球的角速度相等，必须使两球在不同的槽内运动时，半径相等，故变速塔的半径之比为1：1；（2）4用皮带连接的左、右塔轮边缘线速度大小相等，皮带连接的左、右塔轮半径之比为2：1，根据可知，左、右两边塔轮的角速度之比为1：2；（3）5将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，角速度之

21、比为1：3，若向心力大小与角速度的平方成正比是正确的，则向心力大小之比为1：9，即左边标尺露1个等分格，右边标尺露出9个等分格。14（1）（2）【解析】（1）汽车转弯所需要的向心力；（2）当速度最大时，由最大静摩擦力提供向心力，即 则汽车拐弯的最大速度为：点睛：根据向心力公式求出汽车转弯时所需要的向心力，根据最大静摩擦力提供向心力求出汽车安全拐弯的速度15（1）（2） 【详解】(1) 对a或b小球分析，根据牛顿第二定律得 解得：；(2) 依题可知，两次弹簧弹力大小相等方向相反，且 设绳子拉力为F2，绳子与竖直轴之间的夹角为60对c球分析，根据平衡条件得： 得 对a或b球分析，竖直方向根据平衡条

22、件得： 得： 水平方向根据牛顿第二定律得16（）（）（）【详解】（）小球离开轨道后做平抛运动，则有：竖直方向：，水平方向：得：；（）小球在半圆轨道上运动时的角速度为小球从到的时间为从到做匀速直线运动时间为：因此从点运动到C点的时间为：；（）根据牛顿第二定律得，圆管对小球的水平作用力大小为：竖直作用力大小为：故细圆管对小球的作用力为：点睛：本题是匀速圆周运动、匀速直线运动和平抛运动的组合，记住匀速圆周运动的角速度、向心力等等公式，就可以轻松解答17（1）4m/s；（2）；（3）23N【分析】本题主要考查牛顿运动定律和动能定理的直接应用。【详解】（1）由牛顿第三定律知在C点，轨道对小球的弹力为小球在C点时，受到重力和和轨道对球向下的弹力，由牛顿第二定律得解得从B到C过程中，由动能定理解得B点速度从A到C过程中，由动能定理则【点睛】本题主要考查圆周运动的知识，解答此类问题的关键是能够对物体进行受力分析，确定哪些力的合力或哪个力的分力提供向心力，根据向心力的计算公式进行解答，在涉及到力在空间的效果时，要想到动能定理。