2022屆高考物理一輪復習 課后限時集訓10 圓周運動新人教版

1、2022屆高考物理一輪復習 課后限時集訓10 圓周運動新人教版2022屆高考物理一輪復習 課后限時集訓10 圓周運動新人教版年級：姓名：- 10 -課后限時集訓(十)(時間：40分鐘)1.環(huán)球飛車是一場將毫無改裝的摩托車文化進行演繹的特技表演。如圖所示，在舞臺中固定一個直徑為6.5 m的球形鐵籠，其中有一輛摩托車在與球心共面的水平圓面上做勻速圓周運動，下列說法正確的是()a摩托車受摩擦力、重力、彈力和向心力的作用b摩托車做圓周運動的向心力由彈力來提供c在此圓周運動中摩托車受到的彈力不變d摩托車受到水平圓面內與運動方向相同的摩擦力b摩托車受重力、摩擦力、彈力的作用，向心力是效果力，故a錯誤；豎直

2、方向上，摩托力所受重力和摩擦力平衡，所以摩擦力方向豎直向上。彈力提供向心力，所以彈力方向改變，故b正確，c、d錯誤。2.(2020全國卷)如圖所示，一同學表演蕩秋千，已知秋千的兩根繩長均為10 m，該同學和秋千踏板的總質量約為50 kg。繩的質量忽略不計。當該同學蕩到秋千支架的正下方時，速度大小為8 m/s，此時每根繩子平均承受的拉力約為()a200 nb400 n c600 nd800 nb該同學身高相對于秋千的繩長可忽略不計，可以把該同學看成質點。當該同學蕩到秋千支架的正下方時，由牛頓第二定律有2fmg，代入數(shù)據(jù)解得f410 n，選項b正確。3.(多選)(2019江蘇高考)如圖所示，摩天輪

3、懸掛的座艙在豎直平面內做勻速圓周運動。座艙的質量為m，運動半徑為r，角速度大小為，重力加速度為g，則座艙()a運動周期為b線速度的大小為rc受摩天輪作用力的大小始終為mgd所受合力的大小始終為m2rbd由t，vr可知a錯誤，b正確；由座艙做勻速圓周運動，可知座艙所受的合力提供向心力，fm2r，方向始終指向摩天輪中心，則座艙在最低點時，其所受摩天輪的作用力為mgm2r，故c錯誤，d正確。4.游樂園里有一種叫“飛椅”的游樂項目，簡化后如圖所示。已知飛椅用鋼繩系著，鋼繩上端的懸點固定在頂部水平轉盤的圓周上。轉盤繞穿過其中心的豎直軸勻速轉動。穩(wěn)定后，每根鋼繩(含游客)與轉軸在同一豎直平面內。圖中p、q

4、兩位游客懸于同一個圓周上，p所在鋼繩的長度大于q所在鋼繩的長度，鋼繩與豎直方向的夾角分別為1、2。不計鋼繩和飛椅的重力。下列判斷正確的是()ap、q兩位游客的線速度大小相同b無論兩位游客的質量分別有多大，1一定大于2c如果兩位游客的質量相同，則有1等于2d如果兩位游客的質量相同，則q的向心力一定小于p的向心力bd重力與拉力的合力為mgtan ，由mgtan m2htan 解得：hphq。(h為鋼繩延長線與轉軸交點，與游客水平面的高度)由hlcos (其中r為圓盤半徑)得，l越小則越小，則12，與質量無關，則b正確，c錯誤。由rrlsin 可得，rprq，角速度相同，則由vr可知半徑不同線速度不

5、同，則vpvq；由向心力公式可知q的向心力一定小于p的向心力，則a錯誤，d正確。5.我國高鐵技術發(fā)展迅猛，目前處于世界領先水平。已知某路段為一半徑為5 600米的彎道，設計時速為216 km/h(此時車輪輪緣與軌道間無擠壓)，已知我國的高鐵軌距約為1 400 mm，且角度較小時可近似認為tan sin ，重力加速度g取10 m/s2，則此彎道內、外軌高度差應為()a8 cmb9 cm c10 cmd11 cmb由題可知半徑r5 600 m，時速為v216 km/h60 m/s；根據(jù)牛頓第二定律得mgtan m，解得tan ，由幾何關系得tan sin ，而l1 400 mm，聯(lián)立得h90 mm

6、9 cm，故b正確，a、c、d錯誤。6(多選)如圖甲所示是中學物理實驗室常用的感應起電機，它是由兩個大小相等直徑約為30 cm的感應玻璃盤起電的，其中一個玻璃盤通過從動輪與手搖主動輪連接如圖乙所示，現(xiàn)玻璃盤以100 r/min的轉速旋轉，已知主動輪的半徑約為8 cm，從動輪的半徑約為2 cm，p和q是玻璃盤邊緣上的兩點。若轉動時皮帶不打滑，下列說法正確的是()甲乙ap、q的線速度相同b玻璃盤的轉動方向與搖把轉動方向相反cp點的線速度大小約為1.6 m/sd搖把的轉速約為400 r/minbc由于線速度的方向沿曲線的切線方向，由圖可知，p、q兩點的線速度的方向一定不同，故a錯誤；若主動輪做順時針

7、轉動，通過皮帶的摩擦力帶動從動輪轉動，所以從動輪逆時針轉動，所以玻璃盤的轉動方向與搖把轉動方向相反，故b正確；玻璃盤的直徑是30 cm，轉速是100 r/min，所以p點的線速度vr2nr2 m/s0.5 m/s1.6 m/s，故c正確；從動輪邊緣的線速度vcrc20.02 m/s m/s，由于主動輪的邊緣各點的線速度與從動輪邊緣各點的線速度的大小相等，即vzvc，所以主動輪的轉速nz r/s25 r/min，故d錯誤。7.如圖所示，疊放在一起的兩物塊a、b質量相等，隨水平圓盤一起做勻速圓周運動，下列說法正確的是()ab做圓周運動所需向心力是a做圓周運動所需向心力的2倍b盤對b的摩擦力是b對a

8、的摩擦力的2倍ca有沿半徑向外滑動的趨勢，b有沿半徑向內滑動的趨勢d若b先滑動，則a、b之間的動摩擦因數(shù)a小于b與盤之間的動摩擦因數(shù)bba、b兩物塊隨水平圓盤一起做勻速圓周運動，向心力fm2r，因為兩物塊的角速度大小相等，轉動半徑相等，質量相等，則向心力相等，故a錯誤；將a、b作為整體分析，fab2m2r，對a分析，有fam2r，可知盤對b的摩擦力是b對a的摩擦力的2倍，故b正確；a所受的靜摩擦力方向指向圓心，可知a有沿半徑向外滑動的趨勢，b受到盤的靜摩擦力方向指向圓心，有沿半徑向外滑動的趨勢，故c錯誤；若b先滑動，表明盤對b的摩擦力先達到二者之間的最大靜摩擦力，當b恰要滑動時，有b2mgfa

9、mr，又mrb，故d錯誤。8.小球p和q用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上，p球的質量大于q球的質量，懸掛p球的繩比懸掛q球的繩短。將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示。將兩球由靜止釋放，在各自運動軌跡的最低點時，有()ap球的速度一定大于q球的速度bp球的動能一定小于q球的動能cp球所受繩的拉力一定大于q球所受繩的拉力dp球的向心加速度一定小于q球的向心加速度c小球從靜止釋放運動到最低點的過程中，由機械能守恒得mgrmv2，解得v，式中r為繩長，則小球在最低點的速度只與繩長有關，可知vpvq，動能與質量和繩長有關，由于p球的質量大于q球的質量，懸掛p球的繩比懸掛q球的繩短，所以不能比較兩球動

10、能的大小，故a、b錯誤；小球在最低點時，拉力和重力的合力提供向心力，由牛頓第二定律得fmgm，解得fmgm3mg，a向2g，兩者向心加速度相等，所以p球所受繩的拉力一定大于q球所受繩的拉力，故c正確，d錯誤。9.(多選)如圖所示，兩根材質相同的輕繩一端分別系在豎直桿上的a點與b點，另一端系在質量為m的小球c上。當小球隨豎直桿一起以某一角速度勻速轉動時，兩根繩子都伸直，ac繩與豎直方向的夾角為，bc繩水平，重力加速度為g，下列說法正確的是()a小球的向心加速度可能等于gtan bac繩的拉力一定等于c如果緩慢減小，則也一定同步減小d如果緩慢增大，bc繩一定先斷abd當兩繩子都伸直時，小球受重力、

11、ac繩的拉力，bc繩的拉力可能為零，也可能不為零。因為bc繩水平，故ac繩的拉力沿豎直方向的分力與重力二力平衡。兩根繩子都伸直時，ac繩一定有拉力，且taccos mg，則tac，選項b正確；對小球有mgtan tbcmam2r，bc繩拉力可以為零，也可以不為零，所以小球的向心加速度一定大于或等于gtan ，選項a正確；如果略微減小，tbc減小，可能不變，選項c錯誤；如果增大，mgtan 不再變化，tbc增加，bc繩一定先斷，故選項d正確。10.(多選)(2020四川涼山州模擬)如圖所示，兩段長均為l的輕繩共同系住一質量為m的小球，另一端固定在等高的兩點o1、o2，兩點的距離也為l，在最低點給

12、小球一個水平向里的初速度v0，小球恰能在豎直面內做圓周運動，重力加速度為g，則()a小球運動到最高點的速度vb小球運動到最高點的速度vc小球在最低點時每段繩子的拉力fmgmd小球在最低點時每段繩子的拉力fmgmad小球恰能在豎直面內做圓周運動的條件是在最高點重力恰好提供向心力，則mgm，rlsin 60，解得v，a正確，b錯誤；小球在最低點，由向心力公式得ftmgm，每段繩子的拉力f，解得fmgm，c錯誤，d正確。11.長l0.5 m、質量可忽略的細桿，其一端可繞o點在豎直平面內自由轉動，另一端固定著一個小球a。a的質量為m2 kg，g取10 m/s2，如圖所示，求在下列兩種情況下，當a通過最

13、高點時，桿對小球的作用力：(1)a在最低點的速率為 m/s；(2)a在最低點的速率為6 m/s。解析對小球a由最低點到最高點過程，由動能定理得mg2lmv2mv在最高點，假設細桿對a的彈力f向下，則a的受力圖如圖所示，以a為研究對象，由牛頓第二定律得mgfm所以fm。(1)當v0 m/s時，由式得v1 m/sf2 n16 n負值說明f的實際方向與假設的向下的方向相反，即桿給a向上的16 n的支撐力。(2)當v06 m/s時，由式得v4 m/sf2 n44 n正值說明桿對a施加的是向下的44 n的拉力。答案(1)16 n方向向上(2)44 n方向向下12.如圖所示，半徑為r的半球形陶罐，固定在可

14、以繞豎直軸旋轉的水平轉臺上，轉臺的轉軸與過陶罐球心o的對稱軸oo重合。轉臺以一定角速度勻速旋轉，一質量為m的小物塊落入陶罐內，經過一段時間后，小物塊隨陶罐一起轉動，相對罐壁靜止，且受到的摩擦力恰好為零，它和o點的連線與oo之間的夾角為60。重力加速度大小為g。(1)求轉臺的角速度0；(2)若變?yōu)?1k)0，且0k1，小物塊沒有與罐壁發(fā)生相對滑動，求小物塊受到的摩擦力大小和方向。解析(1)小物塊在水平面內做勻速圓周運動，當小物塊受到的摩擦力恰好等于零時，小物塊所受的重力和支持力的合力提供其做圓周運動的向心力，有mgtan mrsin ，代入數(shù)據(jù)得0。(2)當(1k)0時，物塊有沿罐壁向上滑的趨勢

15、，摩擦力沿罐壁切線向下，由分析得豎直方向：fncos ffsin mg0，水平方向：fnsin ffcos m2rsin ，聯(lián)立得ffmg。當(1k)0時，物塊有沿罐壁向下滑的趨勢，摩擦力方向沿罐壁切線向上，由分析得豎直方向：fncos ffsin mg0，水平方向：fnsin ffcos m2rsin ，聯(lián)立得ffmg。答案(1)(2)見解析13(2020重慶一中摸底考試)如圖甲所示，陀螺可在圓軌道外側旋轉而不脫落，好像軌道對它施加了魔法一樣，被稱為“魔力陀螺”。它可等效為一質點在圓軌道外側運動的模型，如圖乙所示，在豎直平面內固定的強磁性圓軌道半徑為r，a、b兩點分別為軌道的最高點與最低點。質點沿軌道外側做完整的圓周運動，受圓軌道的強磁性引力始終指向圓心o且大小恒為f，當質點以速率v通過a點時，對軌道的壓力為其重力的8倍，不計摩擦和空氣阻力，質點質量為m，重力加速度為g，則()甲乙a強磁性引力的大小f7mgb質點在a點對軌道的壓力小于在b點對軌道的壓力c只要質點能做完整的圓周運動，則質點對a、b兩點的壓力差恒為5mgd若強磁性引力大小恒為2f，為確保質點做完整的圓周運動，則質點通過b點的最大速率為d在a點，