2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 第11講 圓周運(yùn)動(dòng)（含解析）

2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 第11講 圓周運(yùn)動(dòng)（含解析）1一只小狗拉著雪橇在水平冰面上沿著圓弧形的道路勻速行駛，圖K111為雪橇受到的牽引力F及滑動(dòng)摩擦力F1的示意圖(O為圓心)，其中正確的是()ABCD圖K1112一根細(xì)繩一端系住一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端懸在光滑水平桌面上方h處，繩長(zhǎng)l大于h，使小球在桌面上做如圖K112所示的勻速圓周運(yùn)動(dòng)若使小球不離開(kāi)桌面，其轉(zhuǎn)速最大值是()圖K112A. BC. D2 3如圖K113所示，物塊P置于水平轉(zhuǎn)盤(pán)上隨轉(zhuǎn)盤(pán)一起運(yùn)動(dòng)，圖中c沿半徑指向圓心，a與c垂直，下列說(shuō)法正確的是()圖K113A當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向?yàn)閍方向B當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為b方向C當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為c方向D當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P受摩擦力方向可能為d方向4xx·蘭州模擬上海磁懸浮線路的最大轉(zhuǎn)彎處半徑達(dá)到8 000 m，近距離用肉眼看幾乎是一條直線，而轉(zhuǎn)彎處最小半徑也達(dá)到1 300 m一個(gè)質(zhì)量為50 kg的乘客坐在車(chē)上以360 km/h不變速率隨車(chē)駛過(guò)半徑2 500 m彎道，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A乘客受到的向心力大小約為200 NB乘客受到來(lái)自車(chē)廂的力大小約為200 NC乘客受到來(lái)自車(chē)廂的力大小約為539 ND彎道半徑設(shè)計(jì)特別大可以使乘客在轉(zhuǎn)彎時(shí)更舒適5(雙選)鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形設(shè)計(jì)的彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān)，還與火車(chē)在彎道上的行駛速率v有關(guān)下列說(shuō)法正確的是()Av一定時(shí)，r越小則要求h越大Bv一定時(shí)，r越大則要求h越大Cr一定時(shí)，v越小則要求h越大Dr一定時(shí)，v越大則要求h越大6xx·常州模擬一小球質(zhì)量為m，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的懸繩(不可伸長(zhǎng)，質(zhì)量不計(jì))固定于O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方處釘有一顆釘子，如圖K114所示，將懸線沿水平方向拉直無(wú)初速釋放后，當(dāng)懸線碰到釘子后的瞬間，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()圖K114A小球線速度沒(méi)有變化B小球的角速度突然增大到原來(lái)的2倍C小球的向心加速度突然增大到原來(lái)的2倍D懸線對(duì)小球的拉力突然增大到原來(lái)的2倍7xx·合肥模擬如圖K115所示，傾斜軌道AC與有缺口的圓軌道BCD相切于C，圓軌道半徑為R，兩軌道在同一豎直平面內(nèi)，D是圓軌道的最高點(diǎn)，缺口DB所對(duì)的圓心角為90°，把一個(gè)小球從斜軌道上某處由靜止釋放，它下滑到C點(diǎn)后便進(jìn)入圓軌道，要想使它上升到D點(diǎn)后再落到B點(diǎn)，不計(jì)摩擦，則下列說(shuō)法正確的是()圖K115A釋放點(diǎn)須與D點(diǎn)等高B釋放點(diǎn)須比D點(diǎn)高C釋放點(diǎn)須比D點(diǎn)高D使小球經(jīng)D點(diǎn)后再落到B點(diǎn)是不可能的8xx·大理模擬如圖K116所示，質(zhì)量為m的飛機(jī)以恒定速率v在空中水平盤(pán)旋，其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，重力加速度為g，則此時(shí)空氣對(duì)飛機(jī)的作用力大小為()圖K116AmBmgCmDm9有一種叫“飛椅”的游樂(lè)項(xiàng)目，示意圖如圖K117所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣，轉(zhuǎn)盤(pán)可繞穿過(guò)其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為，不計(jì)鋼繩的重力，求轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與夾角的關(guān)系圖K11710xx·汕頭模擬物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力F需由物體運(yùn)動(dòng)情況決定，合力提供的向心力F供由物體受力情況決定若某時(shí)刻F需F供，則物體能做圓周運(yùn)動(dòng)；若F需>F供，物體將做離心運(yùn)動(dòng)；若F需<F供，物體將做近心運(yùn)動(dòng)現(xiàn)有一根長(zhǎng)L1 m的剛性輕繩，其一端固定于O點(diǎn)，另一端系著質(zhì)量m0.5 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，將小球提至O點(diǎn)正上方的A點(diǎn)處，此時(shí)繩剛好伸直且無(wú)張力，如圖K118所示不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2，則：(1)為保證小球能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn)至少應(yīng)施加給小球多大的水平速度？(2)在小球以速度v14 m/s水平拋出的瞬間，繩中的張力為多少？(3)在小球以速度v21 m/s水平拋出的瞬間，繩中若有張力，求其大小；若無(wú)張力，試求繩子再次伸直時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間圖K118課時(shí)作業(yè)(十一)1C解析 雪橇做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，牽引力F及滑動(dòng)摩擦力F1的合力提供向心力，指向圓心，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；滑動(dòng)摩擦力F1是阻力，與線速度反向，D項(xiàng)錯(cuò)誤2A解析 轉(zhuǎn)速最大時(shí)，小球?qū)ψ烂鎰偤脽o(wú)壓力，則F向mgtan m2lsin ，即，其中cos ，所以n ，故選A.3D解析 物塊做圓周運(yùn)動(dòng)，徑向方向一定受力；勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，切向方向不受力，且變速轉(zhuǎn)動(dòng)，切向方向一定受力，且加速沿a的方向，減速沿a的反方向摩擦力即為徑向方向和切向方向上的合力由此可知D正確4B解析 根據(jù)向心力公式有F向m200 N，A正確；彎道半徑越大，向心力越小，乘客在轉(zhuǎn)彎時(shí)感覺(jué)更舒適，D正確；乘客受到來(lái)自車(chē)廂的力大小為F N539 N，B錯(cuò)誤，C正確5AD解析 設(shè)軌道平面與水平方向的夾角為，由mgtan m，得tan .可見(jiàn)v一定時(shí)，r越大，tan 越小，內(nèi)外軌道的高度差h越小，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)r一定時(shí)，v越大，tan 越大，內(nèi)外軌道的高度差越大，故C錯(cuò)誤，D正確6D解析 在小球通過(guò)最低點(diǎn)的瞬間，水平方向上不受外力作用，小球的切向加速度等于零，因此小球的線速度不會(huì)發(fā)生變化，選項(xiàng)A正確；在線速度不變時(shí)，半徑r突然減小到原來(lái)的一半，由vr可知角速度增大為原來(lái)的2倍，選項(xiàng)B正確；由a，可知向心加速度增大到原來(lái)的2倍，選項(xiàng)C正確；在最低點(diǎn)有Fmgma，可知選項(xiàng)D錯(cuò)誤7D解析 小球剛好過(guò)D點(diǎn)的速度為vD，由mgm得，vD，當(dāng)落至與B點(diǎn)等高的水平面上時(shí)，平拋的水平位移xvDRR，故經(jīng)過(guò)D點(diǎn)后小球不可能落至B點(diǎn)，只有D正確8C解析 飛機(jī)在空中水平盤(pán)旋時(shí)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受到重力和空氣的作用力兩個(gè)力的作用，其合力提供向心力Fnm.飛機(jī)受力情況示意圖如圖所示，根據(jù)勾股定理得：Fm.9解析 設(shè)座椅的質(zhì)量為m，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，座椅的運(yùn)動(dòng)半徑為RrLsin 受力分析如圖所示，由牛頓第二定律，有mgtan m2R聯(lián)立解得.10(1) m/s(2)3 N(3)0.6 s解析 (1)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件在A點(diǎn)為重力剛好提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即mgm解得v0 m/s.(2)由于v1>v0，故繩中有張力根據(jù)牛頓第二定律有Tmgm解得T3 N.(3)因?yàn)関2<v0，故繩中無(wú)張力，小球?qū)⒆銎綊佭\(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，有L2(yL)2x2，xv2t豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，有ygt2聯(lián)立解得t0.6 s.