【高考复习】2020版高考物理 考点规范练习本10 圆周运动（含答案解析）.doc

2020版高考物理 考点规范练习本10 圆周运动质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变，那么()A因为速率不变，所以木块的加速度为零B木块下滑过程中所受的合外力越来越大C木块下滑过程中所受的摩擦力大小不变D木块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心物体做匀速圆周运动时，下列说法中不正确的是()A角速度、周期、动能一定不变B向心力一定是物体受到的合外力C向心加速度的大小一定不变D向心力的方向一定不变小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,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,使两绳均被水平拉直,如图所示。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点,()A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的动能一定小于Q球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度如图所示，一木块放在圆盘上，圆盘绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴匀速转动，木块和圆盘保持相对静止，那么()A木块受到圆盘对它的摩擦力，方向沿半径背离圆盘中心B木块受到圆盘对它的摩擦力，方向沿半径指向圆盘中心C木块受到圆盘对它的摩擦力，方向与木块运动的方向相反D因为木块与圆盘一起做匀速转动，所以它们之间没有摩擦力如图所示,B和C是一组塔轮,即B和C半径不同,但固定在同一转动轴上,其半径之比为RBRC=32,A轮的半径大小与C轮相同,它与B轮紧靠在一起,当A轮绕过其中心的竖直轴转动时,由于摩擦作用,B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点,则a、b、c三点在运动过程中的()A.线速度大小之比为322B.角速度之比为332C.转速之比为232D.向心加速度大小之比为964两粗细相同内壁光滑的半圆形圆管ab和bc连接在一起,且在b处相切,固定于水平面上。一小球从a端以某一初速度进入圆管,并从c端离开圆管。则小球由圆管ab进入圆管bc后()A.线速度变小 B.角速度变大 C.向心加速度变小 D.小球对管壁的压力变大如图所示,一根细绳一端系一个小球,另一端固定,给小球不同的初速度,使小球在水平面内做角速度不同的圆周运动,则下列细绳拉力F、悬点到轨迹圆心高度h、向心加速度a、线速度v与角速度平方2的关系图像正确的是() 如图所示，小球紧贴在竖直放置的光滑圆形管道内壁做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是()A小球通过最高点时的最小速度 vmin=B小球通过最高点时的最小速度vmin=C小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于()A. B. C. D. 如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定轴以恒定角速度转动,盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为32(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30,g取10 m/s2。则的最大值是()A.5 rad/s B.3 rad/s C.1.0 rad/s D.5.0 rad/s (多选)图甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车,甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动,丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动,两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上,四个图中轨道的半径都为R。下列说法正确的是()A.甲图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时,座椅一定给人向上的力B.乙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,安全带一定给人向上的力C.丙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,座椅一定给人向上的力D.丁图中,轨道车过最高点的最小速度为gR (多选)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,则下列说法正确的是()A.B的向心力是A的向心力的2倍B.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍C.A、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小于盘对B的动摩擦因数B (多选)摩擦传动是传动装置中的一个重要模型,如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动,其中O、O分别为两轮盘的轴心。已知两个轮盘的半径比r甲r乙=31,且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B,两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同,两滑块距离轴心O、O的间距RA=2RB。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来,且转速逐渐增加,则下列叙述正确的是()A.滑块A和B在与轮盘相对静止时,角速度之比为甲乙=13B.滑块A和B在与轮盘相对静止时,向心加速度之比为aAaB=29C.转速增加后,滑块B先发生滑动D.转速增加后,两滑块一起发生滑动 (多选)质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，a绳与水平方向成角，b绳沿水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度匀速转动时，a、b两绳均伸直，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()Aa绳张力不可能为零Ba绳的张力随角速度的增大而增大C当角速度 ，b绳将出现张力D若b绳突然被剪断，a绳的张力可能不变如图所示,内壁光滑的弯曲钢管固定在天花板上,一根结实的细绳穿过钢管,两端分别拴着小球A和B。小球A和B的质量之比mAmB=12。当小球A在水平面内做匀速圆周运动时,小球A到管口的绳长为l,此时小球B恰好处于平衡状态。管子的内径粗细不计,重力加速度为g。试求:(1)拴着小球A的细绳与竖直方向的夹角;(2)小球A转动的周期。为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为=60、长为l1=23 m的倾斜轨道AB,通过微小圆弧与长为l2=32 m的水平轨道BC相连,然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道,出口为水平轨道D,如图所示。现将一个小球从距A点高为h=0.9 m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为=33,g取10 m/s2。(1)求小球初速度v0的大小。(2)求小球滑过C点时的速率vC。(3)要使小球不离开轨道,则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件。答案解析答案为：D；解析：由于木块沿圆弧下滑速率不变，木块做匀速圆周运动，存在向心加速度，所以选项A错误；由牛顿第二定律得F合=man=m，而v的大小不变，故合外力的大小不变，选项B错误；由于木块在滑动过程中与接触面的正压力是变化的，故滑动摩擦力在变化，选项C错误；木块在下滑过程中，速度的大小不变，所以向心加速度的大小不变，方向始终指向球心，选项D正确答案为：D；解析：物体做匀速圆周运动的过程中，线速度的大小不变，但方向改变，所以线速度改变周期不变，角速度不变，动能也不变所受合外力提供向心力，大小不变，方向改变，是个变力，向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，是个变量，故D错误，A、B、C正确，选项D符合题意答案为：C；解析：设绳长为l,从水平位置到最低点,根据动能定理,mgl=12mv2,可得v=2gl。已知lPlQ,所以vPmQ,又vPmQ,所以FTPFTQ,C选项正确。向心加速度a=v2l=2g,与质量和绳长均无关系,D选项错误。答案为：B；解析：木块做匀速圆周运动，其合外力提供向心力，合外力的方向一定指向圆盘中心因为木块受到的重力和圆盘的支持力均沿竖直方向，所以水平方向上木块一定还受到圆盘对它的摩擦力，方向沿半径指向圆盘中心，选项B正确答案为：D；解析：A、B轮摩擦传动,故va=vb,aRA=bRB,所以ab=32;B、C同轴,故b=c,vbRB=vcRC,所以vbvc=32,因此vavbvc=332,abc=322,故A、B错误;转速之比等于角速度之比,故C错误;由a=v得aaabac=964,D正确。答案为：C；解析：到达b点后,由于重力做功为零,小球的速度不变,半径将增大,然后根据v=R、a=v2R分析解题。由于管道光滑,小球到达b点后,重力做功为零,速度大小保持不变,根据v=R可知角速度减小,根据a=v2R可知向心加速度减小,根据F=ma可知小球对管道的压力减小,故只有C正确。答案为：A；解析：设细绳长度为l,小球做匀速圆周运动时细绳与竖直方向的夹角为,细绳拉力为F,有Fsin=m2lsin,得F=m2l,选项A正确;mgtan=m2lsin,得h=lcos=g2,选项B错误;小球的向心加速度a=2lsin,选项C错误;小球的线速度v=lsin,选项D错误。答案为：C；解析：小球沿管道上升到最高点的速度可以为零，故A、B均错误；小球在水平线ab以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力FN与小球重力在背离圆心方向的分力Fmg的合力提供向心力，即：FNFmg=ma，因此，外侧管壁一定对小球有作用力，而内侧管壁无作用力，C正确；小球在水平线ab以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力情况与小球速度大小有关，D错误答案为：B；解析：对汽车受力分析，如图所示，若车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，则由路面对汽车的支持力FN与汽车的重力mg的合力提供向心力，由图示可知，F向=mgtan ，即mgtan =m.由几何关系知，tan =，综上有v=，选项B正确答案为：C；解析：物体随圆盘做圆周运动,运动到最低点时最容易滑动,因此物体在最低点且刚好要发生滑动时的转动角速度为最大值,这时,根据牛顿第二定律有mgcos30-mgsin30=mr2,求得=1.0rad/s,C项正确,A、B、D项错误。答案为：BC；解析：在题图甲中,当速度比较小时,根据牛顿第二定律有mg-FN=mv2R,即座椅给人施加向上的力,当速度比较大时,根据牛顿第二定律有mg+FN=mv2R,即座椅给人施加向下的力,故A错误;在题图乙中,因为合力指向圆心,重力竖直向下,所以安全带给人一定是向上的力,故B正确;在题图丙中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,合力方向向上,重力竖直向下,则座椅给人的作用力一定竖直向上,故C正确;在题图丁中,由于轨道车有安全锁,可知轨道车在最高点的最小速度为零,故D错误。答案为：BC；解析：根据Fn=mr2,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A错误;对AB整体分析,FfB=2mr2,对A分析,有FfA=mr2,所以盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍,故B正确;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,B2mg=2mrB2,解得B=Bgr,对A分析,Amg=mrA2,解得A=Agr,因为B先滑动,所以B先达到临界角速度,可知B的临界角速度较小,即B 时，b绳出现张力，故C错误；由于b绳可能没有张力，故b绳突然被剪断，a绳的张力可能不变，故D正确解：(1)设细绳的拉力为F,小球B处于平衡状态有F=mBg,在竖直方向上,小球A处于平衡状态,有Fcos=mAg,解得cos=mAmB=12,所以拴着小球A的细绳与竖直方向的夹角=60。(2)对于小球A,细绳拉力的水平分量提供圆周运动的向心力,有Fsin=mAv2r,由r=lsin解得小球A的线速度为v=32gl,又T=2rv,则小球A转动的周期T=2lg。解：(1)小球做平抛运动到达A点,由平抛运动规律知,竖直方向有vy2=2gh,即vy=32m/s,因为在A点的速度恰好沿AB方向,所以小球初速度v0=vytan30=6m/s。(2)从水平抛出到C点的过程中,由动