高考物理一轮复习考点11-圆周运动及其应用

圆周运动及其应用考点11第一步狂刷小题·夯基础[题组一基础小题]1．下列说法中正确的是(

)A．日常生活中遇到的离心运动都是有危害的，要防止任何离心运动的发生B．在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的C．汽车以一定的速率通过拱形桥，在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力D．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受重力作用答案解析日常生活中遇到的离心运动并不都是有危害的，如洗衣机的脱水、无缝钢管的铸造等都是利用离心运动的例子，故A错误；在匀速圆周运动中，向心加速度的方向是不断变化的，所以不是恒定的，B错误；汽车以一定的速率通过拱形桥的最高点时，汽车受到的重力与支持力的合力提供向心力，由于合力的方向向下，结合牛顿第三定律可知，在最高点时汽车对桥的压力小于汽车的重力，C正确；地球附近的任何物体都受到重力作用，所以当“水流星”通过最高点时，即使其处于完全失重状态，也受重力作用，故D错误。解析2.一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是(

)A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B．汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104NC．汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2答案解析3.如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4∶1∶

16，在用力蹬脚踏板前进的过程中，下列说法正确的是(

)A．小齿轮和后轮的角速度大小之比为16∶1B．大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1∶4C．大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1∶4D．大齿轮边缘和小齿轮边缘的向心加速度大小之比为4∶1答案解析答案解析答案解析

[题组二高考小题]6.(2021·浙江6月选考)质量为m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mgB．秋千对小明的作用力大于mgC．小明的速度为零，所受合力为零D．小明的加速度为零，所受合力为零答案解析7.(2021·全国甲卷)“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50r/s，此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为(

)A．10m/s2 B．100m/s2C．1000m/s2 D．10000m/s2解析此时纽扣转动的角速度ω＝2πn＝2π×50rad/s＝100πrad/s，则纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小an＝ω2r＝(100π)2×1×10－2m/s2≈1000m/s2，C正确。答案解析8.(2020·全国卷Ⅰ)如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m，该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为(

)A．200N B．400NC．600N D．800N答案解析答案解析10.(2021·河北高考)(多选)如图，矩形金属框MNQP竖直放置，其中MN、PQ足够长，且PQ杆光滑。一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过PQ杆。金属框绕MN轴分别以角速度ω和ω′匀速转动时，小球均相对PQ杆静止。若ω′>ω，则与以ω匀速转动时相比，以ω′匀速转动时(

)A．小球的高度一定降低B．弹簧弹力的大小一定不变C．小球对杆压力的大小一定变大D．小球所受合外力的大小一定变大答案解析[题组三模拟小题]11．(2022·重庆八中高三上11月适应性月考)如图所示为旋转脱水拖把结构图，旋转杆上有长度为35cm的螺杆，螺杆的螺距(相邻螺纹之间的距离)为d＝5cm，固定套杆内部有与旋转杆的螺纹相配套的凹纹，如果旋转杆不动，固定杆可以在旋转杆上沿其轴线旋转上行或下行。把拖把头放置于脱水桶中，手握固定套杆向下运动，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆使拖把头和脱水桶一起转动，把拖把上的水甩出去。拖把头的托盘半径为10cm，拖布条的长度为6cm，脱水桶的半径为12cm。某次脱水时，固定套杆在2s内匀速下压了35cm，该过程中拖把头匀速转动，则下列说法正确的是(

)A．拖把头转动的周期为3.5sB．拖把头转动的角速度为14πrad/sC．紧贴脱水桶内壁的拖布条上附着的水最不容易甩出D．旋转时脱水桶内壁与托盘边缘处的点向心加速度之比为6∶5答案解析12．(2022·河北省部分学校高三上第一次考试)如图所示，一汽车过半径均为50m的圆弧形凹桥和凸桥，在凹桥的最低处和凸桥的最高处的速度大小均为10m/s，取重力加速度大小g＝10m/s2，则在凹桥的最低处和凸桥的最高处汽车对桥面的压力大小之比为(

)A．3∶2 B．5∶4C．2∶1 D．3∶1答案解析13.(2021·八省联考河北卷)(多选)如图，内壁光滑的玻璃管内用长为L的轻绳悬挂一个小球。当玻璃管绕竖直轴以角速度ω匀速转动时，小球与玻璃管间恰无压力。下列说法正确的是(

)A．仅增加绳长后，小球将受到玻璃管斜向上方的压力B．仅增加绳长后，若仍保持小球与玻璃管间无压力，需减小ωC．仅增加小球质量后，小球将受到玻璃管斜向上方的压力D．仅增加角速度至ω′后，小球将受到玻璃管斜向下方的压力答案解析根据题意可知，小球与玻璃管间恰无压力时，有mgtanθ＝mrω2＝mLsinθω2。仅增加绳长后，小球需要的向心力变大，则小球受到玻璃管斜向下方的压力，故A错误；仅增加绳长后，若仍保持小球与玻璃管间无压力，根据mgtanθ＝mLsinθω2，则需减小ω，故B正确；根据mgtanθ＝mLsinθω2，可知增加小球质量，小球仍与管壁间无压力，故C错误；仅增加角速度至ω′后，小球需要的向心力变大，则小球受到玻璃管斜向下方的压力，故D正确。解析答案解析第二步精做大题·提能力[题组一基础大题]15．如图所示，两种不同的半圆形光滑竖直轨道AB，底端都与一光滑水平轨道相连并相切于B点，两轨道的半径均为R，图2中管道的内径略大于小球直径(管道的内径和小球的直径相对R可忽略不计)。现有一质量为m的小球以不同的初速度从水平轨道冲入圆轨道，且都能运动到最高点A，重力加速度为g。答案解析解析[题组二高考大题]16．(2020·江苏高考)如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为2R。在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落，带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为ω。绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g。求：(1)重物落地后，小球线速度的大小v；(2)重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小F；(3)重物下落的高度h。解析(1)由题意可知，重物落地后，鼓形轮转动的角速度为ω，则根据线速度与角速度的关系可知，小球线速度的大小v＝2Rω。答案解析解析解析[题组三模拟大题]17．(2021·山东省聊城市高三下二模)如图所示，餐桌中心是一个可以匀速转动、半径为R的圆盘，近似认为圆盘与餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙可忽略不计。