2022年高三物理一輪復(fù)習(xí) 第4章 第3講 圓周運(yùn)動(dòng)練習(xí)

2022年高三物理一輪復(fù)習(xí) 第4章 第3講 圓周運(yùn)動(dòng)練習(xí)選擇題(每題5分,共25分)1.(xx浙江建人高復(fù)月考,3)某變速箱中有甲、乙、丙三個(gè)齒輪,如圖所示(齒未畫出),其半徑分別為r1、r2、r3,若甲輪的角速度為,則丙輪邊緣上某點(diǎn)的向心加速度為()A.B.C.D.2.(xx浙江溫州十校聯(lián)合體,4)如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿,一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球,另一端固定在水平轉(zhuǎn)軸O上,現(xiàn)讓桿繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為,某時(shí)刻桿對(duì)球的作用力恰好與桿垂直,則此時(shí)桿與水平面的夾角滿足()A.sin =B.tan =C.sin =D.tan =3.(xx浙江杭州重點(diǎn)中學(xué)月考,6)如圖所示,在雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中,有時(shí)會(huì)看到被男運(yùn)動(dòng)員拉著的女運(yùn)動(dòng)員離開地面在空中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面,目測(cè)體重為G的女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和水平冰面的夾角約為30°,重力加速度為g,估算該女運(yùn)動(dòng)員()A.受到的拉力為GB.受到的拉力為2GC.向心加速度為gD.向心加速度為2g4.(xx浙江杭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期中,3)如圖所示,一根細(xì)線下端拴一個(gè)金屬小球P,細(xì)線的上端固定在金屬塊Q上,Q放在帶小孔的水平桌面上。小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(圓錐擺)?，F(xiàn)使小球改到一個(gè)更高一些的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(圖上未畫出),兩次金屬塊Q都保持在桌面上靜止。則后一種情況與原來相比較,下面的判斷中正確的是()A.Q受到桌面的支持力變大B.Q受到桌面的靜摩擦力不變C.小球P運(yùn)動(dòng)的角速度變大D.小球P運(yùn)動(dòng)的周期變大5.(xx 浙江瑞安中學(xué),10)如圖所示,在光滑水平面上,釘有兩個(gè)釘子A和B,一根長(zhǎng)細(xì)繩的一端系一個(gè)小球,另一端固定在釘子A上,開始時(shí)小球與釘子A、B均在一條直線上(圖示位置),且細(xì)繩的一大部分沿俯視順時(shí)針方向纏繞在兩釘子上,現(xiàn)使小球以初速度v0在水平面上沿俯視逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),使兩釘子之間纏繞的繩子逐漸釋放,在繩子完全被釋放后與釋放前相比,下列說法正確的是()A.小球的速度變大B.小球的角速度變大C.小球的加速度變小D.細(xì)繩對(duì)小球的拉力變小B組xx模擬·提升題組時(shí)間:30分鐘分值:45分一、選擇題(每題5分,共15分)1.(xx浙江紹興二模,19)如圖所示是某科技館魔力筒的示意圖,魔力筒的上下端都是開口的,內(nèi)表面作拋光處理,可視為光滑,若把小球以某一速度v0沿水平方向滑入魔力筒,小球幾乎可以在某一水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間,(螺旋下降后)最終從下面的出口滑出,對(duì)小球在魔力筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()A.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期越來越大B.小球的向心加速度越來越大C.小球的動(dòng)能越來越大D.小球的機(jī)械能越來越大2.(xx浙江溫州一模,17)如圖所示,沿半徑為R的豎直圓軌道,一雜技演員騎著特制小摩托車進(jìn)行表演。A、C是軌道上的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),B、D是軌道上的最左端點(diǎn)和最右端點(diǎn)。人和車總質(zhì)量為m且可視為質(zhì)點(diǎn),運(yùn)動(dòng)的過程中速度大小保持不變,則()A.車受到的軌道支持力大小不變B.人和車的向心加速度大小不變C.在C、D兩點(diǎn),人和車總重力的瞬時(shí)功率相等D.由AB的過程中,人始終處于超重狀態(tài)3.(xx浙江杭州質(zhì)檢,4)在云南省某些地方到現(xiàn)在還要依靠滑鐵索過江。若把這滑鐵索過江簡(jiǎn)化成如圖所示的模型,鐵索的兩個(gè)固定點(diǎn)A、B在同一水平面內(nèi),A、B間的距離為L(zhǎng)=80 m。鐵索的最低點(diǎn)離AB的距離為h=8 m,若把鐵索看做是圓弧,已知一質(zhì)量m=52 kg的人借助滑輪(滑輪質(zhì)量不計(jì))滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度為10 m/s(取g=10 m/s2),那么()A.人在整個(gè)鐵索上的運(yùn)動(dòng)可看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)B.下滑過程中人的機(jī)械能保持不變C.人在滑到最低點(diǎn)時(shí)滑輪對(duì)鐵索的壓力為570 ND.在滑到最低點(diǎn)時(shí)人處于失重狀態(tài)二、非選擇題(每題15分,共30分)4.(xx浙江學(xué)易大聯(lián)考期中,18)如圖所示,水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為m的物塊,當(dāng)物塊到轉(zhuǎn)軸的距離為r時(shí),連接物塊和轉(zhuǎn)軸的繩剛好被拉直(繩中張力為零)。已知物塊與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是其重力的k倍,當(dāng)繩中張力達(dá)到8kmg時(shí),繩子將被拉斷。求:(1)轉(zhuǎn)盤的角速度為1=時(shí),繩中的張力T1;(2)轉(zhuǎn)盤的角速度為2=時(shí),繩中的張力T2;(3)要將繩拉斷,轉(zhuǎn)盤的最小轉(zhuǎn)速min。5.(xx浙江溫州二模,24)某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的玩具軌道,它由細(xì)圓管彎成,固定在豎直平面內(nèi)。左右兩側(cè)的斜直管道PA與PB的傾角、高度、粗糙程度完全相同,管口A、B兩處均用很小的光滑小圓弧管連接(管口處切線豎直),管口到底端的高度H1=0.4 m。中間“8”字形光滑細(xì)管道的圓半徑R=10 cm(圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大很多),并與兩斜直管道的底端平滑連接。一質(zhì)量m=0.5 kg的小滑塊從管口A的正上方H2=5 m處自由下落,第一次到達(dá)最低點(diǎn)P時(shí)的速度大小為10 m/s。此后小滑塊經(jīng)“8”字形和PB管道運(yùn)動(dòng)到B處豎直向上飛出,然后又再次落回,如此反復(fù)。小滑塊視為質(zhì)點(diǎn),忽略小滑塊進(jìn)入管口時(shí)因碰撞造成的能量損失,不計(jì)空氣阻力,g取10 m/s2。求:(1)滑塊第一次由A滑到P的過程中,克服摩擦力做的功;(2)滑塊第一次到達(dá)“8”字形管道頂端時(shí)對(duì)管道的作用力;(3)滑塊第一次離開管口B后上升的高度;(4)滑塊能沖出槽口的次數(shù)。A組xx模擬·基礎(chǔ)題組選擇題1.A甲、丙的線速度大小相等,根據(jù)a=知道甲、丙邊緣上某點(diǎn)的向心加速度之比為r3r1,甲的向心加速度a甲=r12,則a丙=,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。2.A小球繞桿在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),重力和桿的作用力的合力提供向心力,某時(shí)刻桿對(duì)球的作用力恰好與桿垂直,根據(jù)力合成的幾何關(guān)系可得mg sin =mL2,得到sin =,所以選項(xiàng)A正確。3.B女運(yùn)動(dòng)員的受力情況如圖所示,則所受的拉力F=2G,根據(jù)mg tan 60°=ma得a=g。只有選項(xiàng)B正確。4.C設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為,小球受力如圖。則mg tan =m2·l sin =T=2金屬塊受力如圖,則F'=F=f=F' sin =mg tan FN=Mg+F' cos =(M+m)g后一種情況與原來相比,變大,則f變大,FN不變,變大,T變小。故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。5.CD據(jù)題意,小球在水平面上沿逆時(shí)針方向以v0的速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則A選項(xiàng)錯(cuò)誤;據(jù)角速度與線速度的關(guān)系:=v/r=v0/r,r增大,v0大小不變,所以角速度減小,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;小球的加速度a=/r,由于v0大小不變而r增大,所以小球的加速度a減小,C選項(xiàng)正確;據(jù)F=ma,由于小球的加速度減小,所以小球受到的拉力F也減小,D選項(xiàng)正確。B組xx模擬·提升題組一、選擇題1.BC小球螺旋下降,重力做正功,動(dòng)能增大,C正確;質(zhì)量不變,則速度v增大,而r減小,由T=得A錯(cuò)誤;根據(jù)a=v2/r得B正確;運(yùn)動(dòng)過程中,只有重力做功,故機(jī)械能守恒,所以D錯(cuò)。2.B人和車做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由F=m=ma知,人和車受到的向心力大小是不變的,人和車的向心加速度大小也是不變的,但是車受到的軌道支持大小是改變的,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;在C點(diǎn),速度方向是水平的,人和車總重力的瞬時(shí)功率為零,在D點(diǎn),速度方向是豎直的,人和車總重力的瞬時(shí)功率不為零,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由A到B的過程中,加速度有向下的分量,人始終處于失重狀態(tài),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.C把鐵索看做圓弧,人和滑輪在鐵索上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到重力、鐵索的支持力和摩擦力,合力不一定沿半徑指向圓心,故人在整個(gè)鐵索上的運(yùn)動(dòng)不能看成勻速圓周運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò);下滑過程中要克服摩擦力做功,所以機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)B錯(cuò);如圖所示,由幾何關(guān)系得r2-(r-h)2=,即半徑r=104 m,在最低點(diǎn)有FN-mg=m,代入數(shù)據(jù)得FN=570 N,根據(jù)牛頓第三定律知選項(xiàng)C正確;滑到最低點(diǎn)時(shí),豎直方向的加速度指向圓心,豎直向上,處于超重狀態(tài),選項(xiàng)D錯(cuò)。二、非選擇題4.答案(1)0(2)kmg(3)3解析(1)設(shè)角速度為0時(shí),繩剛好被拉直且繩中張力為零,則由題意有:kmg=mr解得:0=當(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度為1=時(shí),因?yàn)?<0,所以物塊所受靜摩擦力足以提供物塊隨轉(zhuǎn)盤做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,即:T1=0(2)當(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度為2=時(shí),因?yàn)?>0,所以物塊所受最大靜摩擦力不足以提供物塊隨轉(zhuǎn)盤做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,則:kmg+T2=mr解得:T2=kmg(3)根據(jù)題述,要將繩拉斷,繩中的張力至少為8kmg,此時(shí)物塊與轉(zhuǎn)盤間的摩擦力等于最大靜摩擦力kmg,則8kmg+kmg=mr解得min=35.答案(1)2 J(2)455 N,方向向上(3)4.2 m(4)6次解析(1)設(shè)滑塊第一次由A滑到P的過程中,克服摩擦力做的功為W1,根據(jù)動(dòng)能定理得m=mg(H1+H2)-W1代入數(shù)據(jù)得W1=2 J(2)由動(dòng)能定理得m-m=-4mgR在“8”字形管道最高點(diǎn)mg+FN=管道對(duì)滑塊的彈力大小FN=455 N,方向向下根據(jù)牛頓第三定律知滑塊對(duì)管道的彈力大小FN'=455 N,方向向上(3)滑塊第一次由A到B克服摩擦力做的功W2=2W1=4 Jmg(H2-h)=W2上升的高度h=4.2 m(4)n=6.25所以滑塊能離開槽口6次。