高考物理-圆周运动-专题练习有答案

1、高考物理专题练习圆周运动、选择题（本题共 8小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求）m的质点P。它在 g。设质点P在最低1 .如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为Wo重力加速度大小为点时，向心加速度的大小为 a,容器对它的支持力大小为 N,则（）小 2(mgR W)6 2mgR W 3mgR 2W 2mgR W a= 丫 ra= N ， N A.B.C.D.2.水平转台上有质量相等的A、B两小物块，两小物块间用沿半径方向的细线相连，两物块始终相对转台ABCD. “水流星”是一种常见的杂技

2、项目，该运动可以简化为轻绳一端系着小球在竖直平面内的圆周运动模型。已知绳长为l,重力加速度为g,则（）-1 - / 13A.小球运动到最低点 Q时，处于失重状态B .小球初速度V0越大，则在P、Q两点绳对小球的拉力差越大C.当v0 病T时，小球一定能通过最高点 PD.当v0V的时，细绳始终处于绷紧状态.如图甲所示，轻杆一端固定在 O点，另一端固定一小球，现让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，杆与小球间弹力大小为Fn，小球在最高点的速度大小为 v,其Fn v2图像如图乙所示，则（）A.小球的质量为 b RB.当地的重力加速度大小为 一 bv2 c时，杆对小球弹力方向向

3、上v2 2b时，杆对小球弹力大小为 mg.如图所示，光滑轨道由 AB、BCDE两段细圆管平滑连接组成，其中 AB段水平，BCDE段为半径为R的 四分之三圆弧管组成，圆心 O与A、B、D等高，整个轨道固定在竖直平面内。现有一质量为m,初速度v0 MR的光滑小球水地进入圆管 AB,设小球经过轨道交接处无能量损失， 圆管孔径远小于 巳则（ ）2-2 - / 13A.小球到达C点时的速度大小vC 羽R2B.小球能通过 E点后恰好落至B点C.若将轨道DE段拆除，则小球能上升的最大高度距离D点为2RD.若适当减小小球的初速度 Vo,则小球到达 E点时的速度可以为零.如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨

4、道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。现将甲、乙、丙三个小球从轨道AB上的某一高度处由静止释放，都恰能通过圆形轨道的最高点。已知甲、乙、丙三个小球的质量相同，甲球带正电、乙球带 负电、丙球不带电。则（）A.经过最高点时，三个小球的速度相等B.经过最高点时，甲球的速度最小C,甲球的释放位置比乙球的高D.在轨道上运动的过程中三个小球的机械能不守恒.如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为 q的小球，系在一根长为 L的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动，AB为圆周的水平直径， CD为竖直直径，已知重力加

5、mg 速度为g,电场强度E 。下列说法正确的是（）q-3 - / 13A.若小球在竖直平面内绕 O点做圆周运动，则它运动的最小速度为 vgL.若小球在竖直平面内绕 O点做圆周运动，则小球运动到 B点时的机械能最大C.若将小球在 A点由静止开始释放，它将在 ACBD圆弧上往复运动D.若将小球在 A点以大小为 断的速度竖直向上抛出，它将能够到达 B点8.如图所示，a、b、c、d四个质量均为 m的带电小球恰好构成 土星拱月”之形，其中a、b、c三个完全相 同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分。小球 d位于O点正上方h处，且在外力F作用

6、下恰处静止状态，已知 a、b、c三小球的电荷量大小均为q,小球d的电荷量大小为6q , h 显R。重力加速度为g,静电力常量为k。则()A.小球B.小球C.小球D.外力a 一定带正电c的加速度大小为3kq2 3mRF竖直向上，大小等于 mg2 6kq2R2第II卷二、非选择题(本题共 4个小题。写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案 中必须明确写出数值和单位).如图所示，长为 L的细线一端固定在 O点，另一端拴一质量为 m的小球。已知小球在最高点 A时受到 细线的拉力刚好等于小球自身的重力，O点到水平地面的距离为 H(HL),重力加速度为g。(1)求小球通过最高点 A

7、时的速度大小;(2)求小球通过最低点 B时，细线对小球的拉力;-4 - / 13(3)若小球运动到最高点 A时细线断裂或小球运动到最低点B时细线断裂，两种情况下小球落在水平地面上的位置到C点(C点为地面上的点，位于 A点正下方)的距离相等，则L和H应满足什么关系？.某电视台 快乐向前冲”节目中的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，水面上漂浮着一个半径为 R、角速度为 ，铺有海绵垫的转盘， 转盘的轴心离平台的水平距离为L,平台边缘与转盘平面的高度差为Ho选手抓住悬挂器，可以在电动机带动下，从A点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零，加速度为a的匀加速直线运动

8、。 选手必须做好判断， 在合适的位置释放， 才能顺利落在转盘上。设人的质量为m(不计身高大小)，人与转盘间的最大静摩擦力为mg ,重力加速度为g0(1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的 角速度应限制在什么范围？(2)若已知H 5 m , L 8 m , a=2 m/s2, g取10 m/s2,且选手从某处C点释放能恰好落到转盘的圆心上， ,他是从平台出发后多长时间释放悬挂器的？.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 0 37。

9、已知小球的质量 m 1kg,细线AC长l 1 m, B点距转轴的水平距离和距 C点竖直距离相等(重力加速度g取10 m/s2, sin 37 0.6, cos 37 0.8)。(1)若装置匀速转动的角速度为1时，细线AB上的张力为0,而细线AC与竖直方向的夹角仍为 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 0,求此时角速度 2的大小；(3)装置可以以不同的角速度匀速转动，试通过计算在坐标图中画出细线AC上张力Ft随角速度的二次方 21化的关系图像。.花样滑雪是一项技术与美丽完美结合的比赛运动，如图设一个质量m=50 kg的跳台花样滑雪运动员(可看

10、成质点)，从静止开始沿斜面雪道从A点滑下，沿切线从 B点进入半径R=15 m的光滑竖直冰面圆轨道-5 - / 13BPC,通过轨道最高点 C水平飞出，经t=2 S落到斜面雪道上的 D点，其速度方向与斜面垂直，斜面与水平面的夹角 37，运动员与雪道之间的动摩擦因数0.075 ,不计空气阻力，取当地的重力加速度一 ,2 一一一一 一一g=10 m/s (sin 37 0.60 , cos 37 0.80)。试求：(1)运动员运动到C点时的速度大小Vc ；(2)运动员在圆轨道最低点P受到轨道支持力的大小Fn ;(3)A点离过P点的水平地面的高度 H。-6 - / 13高考物理专题练习圆周运动答案一、

11、选择题ABCDADABDCBDCD二、非选择题解：(1)设小球运动到最高点 A时的速度大小为Va ,则由合力提供向心力可得: 22mg=m 三一，解得：Va J2gL(2)设小球运动到B点时的速度大小为 Vb,则由机械能守恒定律可得：mg *2L+LmvA2 = LmvB2 ,解得：Vb /6gT, 22设小球运动到B点时，细线对小球的拉力大小为Ft ,2则有：Ft mg mB,解得：Ft 7mg(3)若小球运动到 A点时细线断裂，则小球从最高点A开始做平抛运动，1.2有：x=VAtA , H+L -gtA 2若小球运动到 B点时细线断裂，则小球从最低点B开始做平抛运动，一一 12有:x=VB

12、tB , H L ggtB联立解得：L= H 210.解：(1)设选手落在转盘边缘也不至被甩下，最大静摩擦力提供向心力，则有：pmgm w2R即转盘转动角速度应满足+-7 - / 13(2)设水平加速段位移为X1,时间为ti ；平抛时水平位移为 X2,时间为t212则加速时x1= -at2v=ati平抛运动阶段x2 vt212H= 2 gt2全程水平方向：x1 +x2=Lti =2 s 11.解：(1)细线AB上张力恰为零时有:代入已知各量数值，联立以上各式解得mgtan 37 =m dsin 37解得:glcos375,2rad/s2(2)细线AB恰好竖直，但张力为零时，由几何关系得:八3

13、cLecos。 一，0 53 5,2,.mgtan 0=m r lsin 0此时g 勺叵rad/s 3 5 2(3) rad/s时，细线AB水平，细线 AC上张力的竖直分量等于小球的重力2FtC0sqs %=鬻=12.5 N3 &庐应时细线AB松弛 细线AC上张力的水平分量等于小球做圆周运动需要的向心力L -22iFTsin o=m w lsin a, FT =m w l3曲时，细线AB在竖直方向绷直，仍然由细线AC上张力的水平分量提供小球做圆周运动需要的向心2, 八5sin 0=m 9 lsin 0 ,Fr=mw2l ,23（N）,5 22.综上所述3 rad/s时，Ft =12.5 N 不

14、变，3时，FT =m w 1=2Ft1关系图像如图所示-8 - / 1312.解：(1)在D点:Vy gtVc20 m/s , tan37 ，vC = 15 m/s。vy(2)对P C过程，由动能定理得:12mg2R= -mvC1 2 -mvP2 P在P点：Fn mg2Vp mRFn 3250 N(3)对A P过程,由动能定理得:H R+Rcos37 12mgH pmgcos37 = -mvPsin37 2H=45.5 m 。-9 - / 13高考物理专题练习圆周运动解析一、选择题.【答案】AL【解析】感点尸下滑到最低点的过程中，由动能定理得羹碍4 ：防也最低点的向心加速度距一二 2Jt厘:死

15、,正确，错冕在最低点时,由牛顿第二定律得 a 4即岑丝、正就 mJtit国错误口故选A项。【题型】选择题【难度】容易.【答案】B【解析】设A、B到圆心O的距离分别为ri、r2,若细线不存在，则由 f0= mw2r及ri cob,即物体B所受摩擦力先达到最大值，随后在一段时间内保持不变，C、D错；当3cob时，细线中出现拉力T,对物体A:T= 0时，FA = mw2ri,T0后，Fa T= mw2ri,而对物体B满足T+fo=mco2r2,联立得Fa= mw2(r1+r2) fo,所以T0后直线斜率比T=0时大，当转台对 A 的摩擦力达到最大静摩擦力后，若转台角速度再增大，则 A、B相对转台将出

16、现滑动，所以 A错、B对。【题型】选择题【难度】较易.【答案】CD解析】当小球运动到最彳比曼。1寸，加速度方向竖直包S 能处于超重状态，故人选项器谡.设。点拉 力为aF点拄力为 电 有网十星二蔺,R苑厂制*，睁捕症理有”24:工诺一 &君六月一 I/-22再=齿甘/与M无关.也匕选预措堤口小球恰好经过F点反中有2=由下,isg2 J= ，则仿=)当E以时小球一定能通迫最高点颉。选更正确#当献血也也小球最高由金1不了冏所以处于霜 动盾就编融镂细紫故D阚正画【题型】多选题【难度】较易.【答案】AD-10 - / 13【解折J由题图己知时，开=5当附匕时杆区押有向上的支持力.当冉。时，杆济琮有向下莒

17、的上 i洞内后时边行分析，小球在最高点受重力可，升理力居，懦一马二品屋当/一。盯，耳r仃即熊修当六时1g),囿一瞑由U上两式得尸，广竽正党片踢当心。时，杆对毯有 TOC o 1-5 h z qLJLO1拉力；方向向下二话发当声以叮，用1现=月二.又叫=明启一空，可得再l见j D正雨# Rb【题型】多选题【难度】一般.【答案】ABDt解析】从全看过程，机械靛守叵(以&为彝著平囱卜；诏=；片一传小将6=4竽代入得： 遥_2匹二冬冬，诙暝A正碉从/主石过昆 由机械能守1包。用诏=。.44后闭 解群 行由小=吊 尸;丁已解得：患即小球能F好平棚落同反点，i的页亍正函:询小诔能上升住晶大高度为1,中.1

18、抻能开忖-、百一旧，L一 * ：注茄：商方在七早F愀甘.F1舌甲口方十舌-力，Pi 2笈 1以小球在占.桃有可以为零，造琏D正斑。【题型】多选题【难度】一般.【答案】C【解析】在最高点时，根据左手定则可得：甲球受洛伦兹力向下，乙球受洛伦兹力向上， 而丙球不受洛伦兹力，故三球在最高点受合力不同，故由 F合=mv2可知，到达最高点时，三个小球的速度不相等，则 A错 R误，由以上分析可知，因甲球在最高点受合力最大，则甲球在最高点的速度最大，故B错误；因甲球的速度最大，而在整个过程中洛伦兹力不做功，故机械能守恒，甲球释放时的高度最高，故C正确；因洛伦兹力不做功，故系统机械能守恒，三个小球的机械能保持不变，故 D错误。 【题型】选择题 【难度】一般.【答案】BD【解析J小球G复合场中低圆周运动方为助理最低盅并为柳里最高声，无强=?，所以尸曲曲良遗顶揩屋；小/让到F点时电因打做功是势，机