2021版高考物理大复习通用版课后限时集训：圆周运动含解析.doc

教学资料范本2021版高考物理大复习通用版课后限时集训：圆周运动含解析编 辑：_时 间：_建议用时：45分钟1(20xx温州九校联考)环球飞车是一场将毫无改装的摩托车文化进行演绎的特技表演。如图所示、在舞台中固定一个直径为6.5 m的球形铁笼、其中有一辆摩托车在与球心共面的水平圆面上做匀速圆周运动、下列说法正确的是()A摩托车受摩擦力、重力、弹力和向心力的作用B摩托车做圆周运动的向心力由弹力来提供C在此圆周运动中摩托车受到的弹力不变D摩托车受到水平圆面内与运动方向相同的摩擦力B摩托车受重力、摩擦力、弹力的作用、向心力是效果力、故A错误；竖直方向上、摩托力所受重力和摩擦力平衡、所以摩擦力方向竖直向上。弹力提供向心力、所以弹力方向改变、故B正确、C、D错误。2.(20xx合肥调研)如图所示、两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动、在相同时间内、它们通过的路程之比是32、运动方向改变的角度之比是21、则()A二者线速度大小之比为23B二者角速度大小之比为12C二者圆周运动的半径之比为13D二者向心加速度大小之比为31D线速度v、两快艇通过的路程之比为32、由于运动时间相等、则二者的线速度大小之比为32、故A错误；角速度、运动方向改变的角度等于圆周运动转过的角度、两快艇转过的角度之比为21、由于运动时间相等、则角速度大小之比为21、故B错误；根据vr得、圆周运动的半径r、则两快艇做圆周运动的半径之比为34、故C错误；根据av得、向心加速度大小之比为31、故D正确。3(20xx沈阳一模)我国高铁技术发展迅猛、目前处于世界领先水平。已知某路段为一半径为5 600米的弯道、设计时速为216 km/h(此时车轮轮缘与轨道间无挤压)、已知我国的高铁轨距约为1 400 mm、且角度较小时可近似认为tan sin 、重力加速度g取10 m/s2、则此弯道内、外轨高度差应为()A8 cmB9 cmC10 cmD11 cmB由题可知半径R5 600 m、时速为v216 km/h60 m/s；根据牛顿第二定律得mgtan m、解得tan 、由几何关系得tan sin 、而L1 400 mm、联立得h90 mm9 cm、故B正确、A、C、D错误。4.如图所示、“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等、通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响、当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时、下列说法正确的是()AA的速度比B的大BA与B的向心加速度大小相等C悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小D在转动过程中、A、B两座椅的角速度相等、但由于B座椅的半径比较大、故B座椅的速度比较大、向心加速度也比较大、A、B项错误；A、B两座椅所需向心力不等、而重力相同、故缆绳与竖直方向的夹角不等、C项错误；根据Fm2r判断A座椅的向心力较小、所受拉力也较小、D项正确。5(多选)(20xx江苏高考)如图所示、摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m、运动半径为R、角速度大小为、重力加速度为g、则座舱()A运动周期为B线速度的大小为RC受摩天轮作用力的大小始终为mgD所受合力的大小始终为m2RBD由T、vR可知A错误、B正确。由座舱做匀速圆周运动、可知座舱所受的合力提供向心力、Fm2R、方向始终指向摩天轮中心、则座舱在最低点时、其所受摩天轮的作用力为mgm2R、故C错误、D正确。6(多选)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的。弯道处要求外轨比内轨高、其内、外轨高度差h的设计不仅与r有关、还与火车在弯道上的行驶速率v有关。下列说法正确的是()A速率v一定时、r越小、要求h越大B速率v一定时、r越大、要求h越大C半径r一定时、v越小、要求h越大D半径r一定时、v越大、要求h越大AD火车转弯时、向心力由重力mg与轨道支持力FN的合力来提供、如图所示、设轨道平面与水平面的夹角为、则有mgtan 、且tan sin 、其中L为轨间距、是定值、有mg、通过分析可知A、D正确。7.如图所示、叠放在一起的两物块A、B质量相等、随水平圆盘一起做匀速圆周运动、下列说法正确的是()AB做圆周运动所需向心力是A做圆周运动所需向心力的2倍B盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍CA有沿半径向外滑动的趋势、B有沿半径向内滑动的趋势D若B先滑动、则A、B之间的动摩擦因数A小于B与盘之间的动摩擦因数BBA、B两物块随水平圆盘一起做匀速圆周运动、向心力Fm2r、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；将A、B作为整体分析、fAB2m2r、对A分析、有fAm2r、可知盘对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错误；若B先滑动、表明盘对B的摩擦力先达到二者之间的最大静摩擦力、当B恰要滑动时、有B2mgfAmvr、又mrB、故D错误。8.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。在各自运动轨迹的最低点时、有()AP球的速度一定大于Q球的速度BP球的动能一定小于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小于Q球的向心加速度C小球从静止释放运动到最低点的过程中、由机械能守恒得mgRmv2、解得v、式中R为绳长、则小球在最低点的速度只与绳长有关、可知vP时、b绳将出现弹力D若b绳突然被剪断、则a绳的弹力一定发生变化AC对小球受力分析、可得a绳的弹力在竖直方向的分力平衡了小球的重力、解得Ta、为定值、A正确、B错误。当Tacos m2l、即时、b绳的弹力为零、若角速度大于该值、则b绳将出现弹力、C正确。由于绳b可能没有弹力、故绳b突然被剪断、则a绳的弹力可能不变、D错误。10(多选)(20xx资阳一诊)如图甲所示、小球用不可伸长的轻绳连接后绕固定点O在竖直面内做圆周运动、小球经过最高点时的速度大小为v、此时绳子的拉力大小为FT、拉力FT与速度的平方v2的关系图象如图乙所示、图象中的数据a和b、包括重力加速度g都为已知量、则以下说法正确的是()甲乙A数据a与小球的质量无关B数据b与小球的质量无关C比值只与小球的质量有关、与圆周轨迹半径无关D利用数据a、b和g能够求出小球的质量和圆周轨迹半径AD由题图乙可知、当v2a时、此时绳子的拉力为零、小球的重力提供其做圆周运动的向心力、则由牛顿第二定律得mg、解得v2gr、故agr、与小球的质量无关、故A正确；当v22a时、对小球受力分析、则由牛顿第二定律得mgb、解得bmg、与小球的质量有关、故B错误；根据上述分析可知与小球的质量有关、与圆周轨迹半径也有关、故C错误；由上述可知r、m、故D正确。11.(多选)如图所示、长为3L的轻杆绕水平转轴O转动、在杆两端分别固定质量均为m的球A、B(可视为质点)、A球距转轴O的距离为L。现给系统一定的动能、使杆和球在竖直平面内转动。当B球运动到最高点时、水平转轴O对杆的作用力恰好为零、忽略空气阻力。已知重力加速度为g、则B球在最高点时、下列说法正确的是()AB球的速度为BA球的速度大于C杆对B球的弹力为零D杆对B球的弹力方向竖直向下BD当B球运动到最高点时、水平转轴O对杆的作用力恰好为零时、说明杆对两球的作用力大小相等、方向相反、杆对B球的弹力方向竖直向下、D正确；由题图可知两球的角速度相等、由牛顿第二定律知、对B球有mgT2mL2、对A球有Tmgm2L、联立解得、T3mg、B球的速度vB2L2、A球的速度vAL、故B正确、A、C错误。12如图所示、装置BOO可绕竖直轴OO转动、可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点、装置静止时细线AB水平、细线AC与竖直方向的夹角37。已知小球的质量m1 kg、细线AC长L1 m、B点距C点的水平和竖直距离相等。(重力加速度g取10 m/s2、sin 370.6、cos 370.8)(1)若装置匀速转动的角速度为1、细线AB上的张力为零而细线AC与竖直方向夹角仍为37、求角速度1的大小；(2)若装置匀速转动的角速度为2时、细线AB刚好竖直、且张力为零、求此时角速度2的大小。解析(1)细线AB上的张力恰为零时有mgtan 37mLsin 37解得1 rad/s rad/s。(2)细线AB恰好竖直、但张力为零时、由几何关系得cos 、则有53mgtan mLsin 解得2 rad/s。答案(1) rad/s(2) rad/s13.长L0.5 m、质量可忽略的细杆、其一端可绕O点在竖直平面内自由转动、另一端固定着一个小球A。A的质量为m2 kg、g取10 m/s2、如图所示、求在下列两种情况下、当A通过最高点时、杆对小球的作用力：(1)A在最低点的速率为 m/s；(2)A在最低点的速率为6 m/s。解析对小球A由最低点到最高点过程、由动能定理得mg2Lmv2mv在最高点、假设