2023届高考物理一轮总复习——圆周运动专题复习卷 WORD版含解析.docx

1、2023届高中物理高考备考一轮总复习圆周运动专题复习卷一、单选题（共7题）1如图甲所示是“探究向心力大小表达式”实验的装置。图乙是传动部分示意图，左侧自上而下三个轮的半径分别为r、1.5r、3r，右侧自上而下三个轮的半径分别为r、0.75r、0.5r。现将皮带安装在两侧中间的轮上，A、B是左侧中间轮边缘上的两点，C是右侧最上面轮边缘上的点（ ）A本实验采用了等效替代的科学方法B若要探究“向心力大小与角速度的关系”，皮带应安装在两侧最上面的轮上C图乙中皮带传动时，A、B两点的线速度相同D图乙中皮带传动时，B、C两点向心加速度大小之比为3：82黄陂清凉寨旅游景区有一个户外荡秋千的活动项目，质量为m

2、的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是（ ）A秋千对小明的作用力小于B小明的速度为零，所受合力也为零C小明的加速度为零，所受合力为零D小明的速度为零，所以处于平衡状态3下列说法中正确的是（）A静止在水平地面上的物体受到重力与地面对它的支持力是一对相互作用力B伽利略用理想实验法说明没有力的作用，物体将保持原来的速度运动下去C牛顿发现了万有引力定律并利用卡文迪许扭秤装置测出了万有引力常量数值D摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到转弯的目的4质点做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A线速度越大，周期一定越

3、小B角速度越大，周期一定越小C向心加速度越大，周期一定越小D圆周半径越小，周期一定越小5超级大摆锤气势磅礴、惊险刺激，是游乐场中特别受欢迎的一个项目。大摆ab可绕水平轴左右摆动，同时b端固定的圆盘可绕中心轴转动，座椅固定在圆盘上。则当ab摆到如图位置时，只考虑座椅绕中心轴的匀速转动，则对于固定在座椅上的某位游客（）A动量不变B动能不变C所受合力不变D机械能不变6下列关于圆周运动的说法中正确的有（）A做圆周运动的物体在相同时间内运动的周数相同，则物体做匀速圆周运动B做匀速圆周运动的物体的线速度不变C做匀速圆周运动的物体的角速度不变D做匀速圆周运动的物体的向心加速度不变7如图所示，火车轨道转弯处外

4、高内低，当火车行驶速度等于规定速度时，所需向心力仅由重力和轨道支持力的合力提供，此时火车对内、外轨道无侧向挤压作用。已知火车内、外轨之间的距离为，高度差为，转弯半径为，由于轨道平面的倾角很小，可认为，重力加速度，则在这种情况下，火车转弯时的规定速度为（）ABCD二、多选题（共5题）8如图所示，有一长为L的绝缘细绳，一端悬挂在A点，另一端拴一质量为m、电量为q的带有负电荷的小球；悬点A处固定一正电荷，电量也为q。如果要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，如图所示。若已知重力加速度为g，则（）A小球到达最高点D点速度的最小值为B小球到达与A点等高的C点时受到绳子拉力的最小值为为C小球到达最低点B

5、点时速度的最小值为D小球到达最低点B点时受到绳子拉力的最小值为9如图所示，细绳一端系着质量为M=0.5kg的物体在水平台面上，另一端通过光滑小孔吊着质量为m=0.3kg的物体，M的中点与圆孔的距离为0.2m，已知M和水平面的最大静摩擦力为2N，现在似相对平面静止一起绕中心轴线匀速转动，当角速度突然变为以下何值时，m将向上移动（g=10m/s2）（）A6rad/sB7rad/sC9rad/sD10rad/s10如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时轮与路面没有滑动，则（）AA点和B点的线速度大小之比为1：1B前轮和后轮的角速度之比为2：1C两轮转动的

6、周期相等DA点和B点的向心加速度相等11如图所示，一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，小球运动到最高点时速度为v，以下说法正确的是（ ）A小球过最高点时，杆一定会受到球的作用力B小球过最高点时，速度至少为C小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球受重力方向相反，此时重力一定大于杆对球的作用D当时，则球对杆的作用力竖直向上，大小为mg12如图所示，自行车大齿轮与小齿轮的半径之比为3：1，小齿轮与后轮的半径之比为1：8，下列说法正确的是（）A大齿轮与小齿轮的角速度之比为1：3B后轮边缘上C点的线速度与小齿轮边缘上B点的线速度之比为1：8C后轮边缘上

7、C点的加速度与小齿轮边缘上B点的加速度之比为8：1D后轮边缘上C点的线速度与大齿轮边缘上A点的线速度之比为1：8三、解答题（共4题）13质量为m=2kg的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的速度临界值是v=1m/s（不计空气阻力，g取10m/s2）：（1）求轨道的半径等于多少？（2）当小球以3m/s的速度经过最高点时，对轨道的压力值是多少？14如图所示，AB是半径为d的粗糙圆弧，BC是直径为d的光滑半圆弧（C是轨道的最高点）。质量为m=2kg的小球（可视为质点）由静止开始下落，下落d时刚好沿竖直面内的固定轨道ABC运动，小球恰能通过圆弧轨道的最高点C。其中d=5m，重

8、力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，求：（1）小球运动到A点时的速度大小；（2）小球运动到B处时对轨道的压力大小；（3）小球从A运动到B的过程中，摩擦力对小球做的功。15如图所示，水平传送带A、B两端相距，工件（可以看作质点）与传送带间的滑动摩擦因数。问：（1）小滑块从A点由静止释放，为使小滑块以最短的时间到达B点，传送带的速度至少为多大？（2）若传送带不转动，传送轮半径为，如果希望工件能够从B端离开后做平抛运动，则：工件水平滑上A端瞬时速度至少为多大？（可用根号表示）16如图所示，竖直面内一长度的轻绳一端系于O点，另一端拴着质量m=0.5kg可视为质点的小球，小球静止于B点。现使小球获得

9、一方向水平向右的初速度后，小球恰好在竖直面内做圆周运动，A点为轨迹圆的最高点，O点为在半径OA上的一点，且。取重力加速度大小，不计空气阻力。（1）某次小球通过最高点后，立即在C点固定一颗小钉子，求小球再次回到A点时，绳子接触小钉子的瞬间绳上的拉力大小；（2）某次小球通过最高点后，立即在C点固定一刀口向右的锋利小刀，绳子接触小刀后立即被割断（绳子被割断前后，小球速度不变），求小球到达与B点等高的位置时的速度大小。参考答案1D【详解】A本实验采用了控制变量法的科学方法，A错误；B因为皮带传动时轮边缘上各点的线速度相等，若要探究“向心力大小与角速度的关系”，需角速度不相等，如果把皮带应安装在两侧最上

10、面的轮上，因为半径相等，两轮的角速度也相等，所以皮带不应安装在两侧最上面的轮上，B错误；C图乙中皮带传动时，A、B两点的线速度大小相等，方向不同，C错误；D图乙中皮带传动时，B点的向心加速度C点的向心加速度则D正确。故选D。2A【详解】A设在该时刻，秋千绳与竖直方向夹角为，沿绳方向受力平衡，可得A正确；BCD该时刻小明的速度为零，所受合力为故小明不处于平衡状态，BCD错误。故选A。3B【详解】A静止在水平地面上的物体受到重力与地面对它的支持力是一对平衡力，所以A错误；B伽利略用理想实验法说明没有力的作用，物体将保持原来的速度运动下去，所以B正确；C牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用卡文迪许扭

11、秤装置测出了万有引力常量数值，所以C错误；D摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的向心力达到转弯的目的，所以D错误；故选B。4B【详解】A根据圆周运动线速度与周期的关系线速度越大，半径不确定如何变化，周期不一定越小，故A错误；B根据圆周运动角速度与周期的关系角速度越大，周期一定越小，故B正确；C根据圆周运动向心加速度与周期的关系向心加速度越大，半径不确定如何变化，周期不一定越小，故C错误；D圆周半径越小，不确定线速度或者向心加速度的情况下，周期不一定越小，故D错误。故选B。5B【详解】对于固定在座椅上的某位游客，其绕中心轴做匀速圆周运动。A游客

12、速度大小不变，方向一直改变，则动量方向一直改变，故A错误；B速度大小不变，则动能不变，故B正确；C因为游客的向心力方向一直改变，所受合外力方向一直改变，故C错误；D因为游客动能不变，但重力势能一直改变，故机械能一直改变，故D错误。故选B。6C【详解】A做匀速圆周运动的物体，线速度大小处处相等，做圆周运动的物体在相同时间内运动的周数相同，则周期不变，但是不确定线速度大小处处相等， A错误；B做匀速圆周运动的物体的线速度大小不变，方向时刻发生变化，B错误；C做匀速圆周运动的物体的角速度不变，C正确；D做匀速圆周运动的物体的向心加速度大小不变，方向时刻指向圆心，D错误。故选C。7C【详解】在规定速度

13、下，火车转弯时只受重力和支持力作用，由牛顿第二定律可得故选C。8BD【详解】如果要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，当小球到达最高点D点速度为最小值时，绳子的拉力为0，重力和库仑力的合力提供向心力，由向心力公式可知解得，小球到达最高点D点速度的最小值为小球在竖直面做圆周运动只有重力做功，机械能守恒，从最高点D点到与A点等高的C点过程中，由机械能守恒定律可知解得小球到达与A点等高的C点的最小速度为在C点时，绳子的拉力和库仑力提供向心力，由向心力公式可知解得，小球到达与点等高的C点受到绳子拉力的最小值为从最高点D点到最低点B点的过程中，由机械能守恒定律可知解得，小球到达最低点B点速度的最小值为

14、在最低点B时，绳子的拉力、重力和库仑力提供向心力，由向心力公式可知解得，小球到达最低点B点时受到绳子拉力的最小值为故选BD。9CD【详解】设绳子的拉力为T，转盘对M的最大静摩擦力为，当m恰好上滑时，有解得只要大于该值，m将向上移动。故选CD。10AB【详解】AA点和B点的线速度大小相等，都等于车前进的速度，选项A正确；B根据可知A、B两点的角速度之比为21，故B正确；C据前轮与后轮的角速度之比21，求得两轮的转动周期为12，故C错误；D由可知，向心加速度与半径成反比，则A与B点的向心加速度不等，故D错误故选AB。11CD【详解】A当小球在最高点恰好只有重力作为它的向心力时，此时球对杆没有作用力

15、，A错误；B轻杆固定的小球做圆周运动，因为杆能支撑小球，只要小球能够到达最高点就可以了，所以在最高点的速度可以为零，B错误；C当小球过最高点的速度小于时，杆对球的作用力与球受重力方向相反，并有mg - FN = m由上式可看出mg = FN + mC正确；D当小球过最高点的速度时，杆对球的作用力与球受重力方向相同，有mg + FN = m经过计算有FN = mg（方向向下）由牛顿第三定律可知，球对杆的作用力竖直向上，大小为mg ，D正确。故选CD。12AC【详解】A链条上各点的线速度大小相同，由可知，大齿轮与小齿轮的角速度之比为1：3，故A正确；B由可知，后轮上C点的线速度与小齿轮上B点的线速

16、度之比为8：1，故B错误；C由可知，后轮上C点的加速度与小齿轮上B点的加速度之比为8：1，故C正确；D由于A、B两点线速度大小相等，所以后轮上C点的线速度与大齿轮上A点的线速度之比为8：1，故D错误。故选AC。13（1）0.1m；（2）160N【详解】（1）小球经过最高点而不脱离轨道时，由其自身的重力来提供向心力，有代入数据可解得轨道的半径（2）设在最高点时轨道对小球的力为F，则小球经过最高点时有代入数据可解得轨道对小球的力F与小球对轨道的压力F是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知14（1）；（2）120N；（3）75J【详解】（1）从开始下落到A点由动能定理得代入数据解得（2）因为小球

17、恰能通过圆弧轨道的最高点C，则B到C由动能定理得小球在B点时联立解得由牛顿第三定律得：压力等于支持力为120N。（3）小球从开始下落到C点的过程中由动能定理得则小球在AB段运动的过程中摩擦力对小球所做的功为75J。15（1）；（2）【详解】（1）依题意，当小滑块从A点由静止释放，在滑动摩擦力作用下一直加速，到达传送带最右端时，速度恰好与传送带速度相同，则所用时间最短，根据牛顿第二定律有又联立两式，代入数据求得（2）依题意，小滑块从A点以一定的初速度滑上传送带，在滑动摩擦力作用下一直减速，在B点恰好平抛，则有根据匀变速直线运动速度位移关系有代入数据求得16（1）2.5N；（2）【详解】（1）小球恰好通过最高点A，根据牛顿第二定律有小球再次回到A点，绳子接触小钉子的瞬间，小球做圆周运动的半径绳子接触小钉子的瞬间，绳上的拉力大小设为，则有解得T=2.5N（2）由（1）中分析得到小球从A点做平抛运动到达与B点等高的位置所花时间设为t，根据平抛运动规律有则小球到达与B点等高的位置时的速度大小