2024年高考物理總復(fù)習(xí)考點(diǎn)優(yōu)化訓(xùn)練9 圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與應(yīng)用

優(yōu)化集訓(xùn)9圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與應(yīng)用

基礎(chǔ)鞏固

1.學(xué)校舉行教工“長桿跑”比賽，如圖所示為比賽過程中的某一瞬間，有A、8等六位老師手握長桿繞著

警示樁做圓周運(yùn)動(dòng)，卜.列說法一定正確的是（)

A.A、B兩位老師的角速度關(guān)系為①八

B.4、8兩位老師的周期關(guān)系為

C.A、3兩位老師的向心力關(guān)系為心>外

D.4、B兩位老師的線速度關(guān)系為VA>VB

2.如圖所示，自行車的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑之比為4：1：16,在用力蹬腳踏板勻速前進(jìn)的過

程中，下列說法正確的是（）

A.小齒輪邊緣和后輪邊緣的線速度大小之比為16

B.大齒輪和小齒輪的角速度大小之比為1：4

C.大齒輪邊緣和后輪邊緣的加速度大小之比為I：4

D.大齒輪和小齒輪輪緣的加速度大小之比為4；1

3.如圖所示,餐桌上的水平玻璃轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其上的物品相對?于轉(zhuǎn)盤靜止，則（）

A.物品所受摩擦力與其運(yùn)動(dòng)方向相反

B.越靠近圓心的物品摩擦力越大

C.越靠近圓心的物品角速度越小

D.越靠近圓心的物品加速度越小

4.對于下列圖片的說法，正確的是（）

小齒輪

后輪

大齒輪

甲乙

丙丁

A.圖甲中，大齒輪、小齒輪、后輪上各點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)角速度相同

B.圖乙中，洗衣機(jī)脫水時(shí),水受到離心力的作用

C.圖丙中，汽車轉(zhuǎn)彎半徑越大，越容易側(cè)向打滑

D.圖丁中，砂輪不能轉(zhuǎn)速過高，以防止砂輪破裂而釀成事故

5.（2022浙江杭州高一期中）物理來源于生活也可以運(yùn)用物理知識解釋生活中的一些現(xiàn)象，如圖所示

的雜技演員在表演水流星的節(jié)目時(shí)，手持兩端系有盛水的杯子的繩子中點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),

若兩只杯子內(nèi)盛水的質(zhì)量相等，當(dāng)??只杯子在最高點(diǎn)時(shí)水恰好灑不出來時(shí)，另?只處于最低點(diǎn)的杯子

中的水對杯底的壓力大小是水的重力的（）

A.2倍B.4倍

C.5倍D.6倍

6.一個(gè)兒童在蕩秋千。已知秋千的兩根繩長均為5m,兒童和秋千踏板的總質(zhì)量約為30kg,繩的質(zhì)量

忽略不計(jì)。當(dāng)兒童運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，速度大小為5m/s,此時(shí)每根繩子平均承受的拉力最接近于（）

A.150NB.225N

C.265ND.450N

7.有一河道的通車橋梁如圖所示，橋面建筑成一定的圓弧形而非水平面，若某一汽車行駛在橋面上，下

列關(guān)于汽車過橋的說法正確的是（）

A.若車輛安全通過圓弧形橋，在橋頂時(shí)處于超重狀態(tài)

B.若車輛安全通過圓弧形橋，車輛通過圓弧形橋頂時(shí)速度越大，對橋面的壓力越小

C.若車輛勻速率通過該橋橋頂，對橋面的壓力大小等于車輛所受重力大小

D.若圓弧形橋面的半徑為R,則車輛通過該橋頂?shù)陌踩旭偹俣瓤沙^歷

8.長度為L=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿OAA端有一質(zhì)量為m=3kg的小球，如圖所示,小球以0點(diǎn)為圓心在豎

直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，通過最高點(diǎn)時(shí)小球的速度為2m/s,月取10m/s）則此時(shí)小球受到輕質(zhì)細(xì)桿的力

為（）

A.24N的拉力

B.24N的支持力

C.6N的支持力

D.6N的拉力

9.如圖所示,半徑為L的圓管軌道豎直放置，管內(nèi)壁光滑，管內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為小的小球做圓周運(yùn)動(dòng)，圓管

內(nèi)徑遠(yuǎn)小于軌道半徑，小球直徑略小于圓管內(nèi)徑。則下列說法正確的是（）

A.若小球能在圓管軌道做完整圓周運(yùn)動(dòng),最高點(diǎn)P的速度u最小值為屈

B.若經(jīng)過最高點(diǎn)P的速度u增大,小球在P點(diǎn)所需的向心力可能減小

C.若經(jīng)過最高點(diǎn)P的速度”項(xiàng),在0點(diǎn)，軌道對小球的彈力大小為rng-m^-

D.若經(jīng)過最高點(diǎn)P的速度咪0；在P點(diǎn),軌道對小球的彈力大小為"長+點(diǎn)

10.公路轉(zhuǎn)彎處外側(cè)的HI先生家門口,連續(xù)發(fā)生了多起車輛側(cè)翻的事故。為了避免車輛側(cè)翻事故再次

發(fā)生，很多人提出了建議，下列建議不合理的是（）

A.設(shè)置交通警示牌，提醒司機(jī)不要超速轉(zhuǎn)彎

B.設(shè)置交通警示牌，提醒司機(jī)以更小半徑轉(zhuǎn)彎

C.改造此段彎路，使彎道半徑變大

D.改造此段彎路，使彎道內(nèi)側(cè)低、外側(cè)高

11.火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，如果鐵路彎道的內(nèi)、外軌?樣高，則外軌對輪緣（如圖甲所示）擠壓的彈力”提供了火

車轉(zhuǎn)彎的向心力（如圖乙所示）,但是靠這種辦法得到向心力，鐵軌和車輪極易受損。在修筑鐵路時(shí)，彎

道處的外軌會略高于內(nèi)軌（如圖丙所示），當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣

的側(cè)向擠壓,設(shè)此時(shí)的速度大小為4重力加速度為g,以下說法正確的是（）

住，結(jié)果重物抻落時(shí)正處在C處(如圖)的乙同學(xué)恰好在第一次到達(dá)最低點(diǎn)8處接到,己知“摩天輪”半徑

為凡重力加速度為g(不計(jì)人和吊籃的大小及重物的質(zhì)量)。求：

(1)接住前重物下落運(yùn)動(dòng)的時(shí)間r;

(2)人和吊籃隨“摩天輪”運(yùn)動(dòng)的線速度大小v;

⑶乙同學(xué)在最低點(diǎn)處對地板的壓力FNO

優(yōu)化集訓(xùn)I9圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與應(yīng)用

1.D解析A、8等六位老師手握長桿繞著警示樁做圓周運(yùn)動(dòng)，則A、8兩位老師的角速度和周

期都相等,A、B錯(cuò)誤;根據(jù)尸=〃心2廠可知工、8兩位老師的質(zhì)量關(guān)系不確定，則向心力關(guān)系不確

定,C錯(cuò)誤;根據(jù)i，=c”可知4、B兩位老師的線速度關(guān)系為正確。

2.B解析小齒輪和后輪共軸，根據(jù)「加?可知，小齒輪邊緣和后輪邊緣的線速度之比為1：16,故

A錯(cuò)誤;大齒輪和小齒輪共線，線速度相等，根據(jù)“二：可知，大齒輪和小齒輪的角速度大小之比為

I；4,故B正確;小齒輪和后輪共軸，根據(jù)y=w可知，小齒輪邊緣和后輪邊緣的線速度之比為1；

16,則大齒輪邊緣和后輪邊緣的線速度大小之比為1：16,大齒輪邊緣和后輪邊緣的半徑之比為

1：4,根據(jù)可得大齒輪邊緣和后輪邊緣的加速度之比為1；64,C錯(cuò)誤;大齒輪和小齒輪共線,

線速度相等，根據(jù)可知，向心加速度大小之比為1；4,故D錯(cuò)誤。

3.D解析根據(jù)題意，物品的周期是相同的,所以各個(gè)物品的角速度相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)o=.2

可知，越靠近圓心，向心加速度越小，選項(xiàng)D正確;物品受到支持力、重力、指向圓心的靜摩擦力，

因此由可知，靜摩擦力方向與物品線速度方向垂直，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;越靠近圓心,向心力越小,

靜摩擦力越小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。

4.D解析大、小齒輪傳動(dòng)屬于鏈條傳動(dòng)，線速度相等，角這度不相等，故A錯(cuò)誤;洗衣機(jī)脫水時(shí)，

不是受到離心力作用，而是衣服上的水因所受合力不足以提供運(yùn)動(dòng)所需的向心力而做離心運(yùn)動(dòng)，

故B錯(cuò)誤;汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，在相同的速度下，轉(zhuǎn)彎半徑越大,所需要的向心力越小，越不容易側(cè)向打滑，

故C錯(cuò)誤;轉(zhuǎn)速越大，所需要的向心力就越大,故砂輪不能轉(zhuǎn)速過高，以防止砂輪破裂而釀成事故，

故D正確。

5.A解析由題意可知兩只杯子做圓周運(yùn)動(dòng)有相同大小的線速度w有相同的半徑R,當(dāng)一只杯子

在最高點(diǎn)時(shí)水恰好灑不出來時(shí)，該杯子中水的重力剛好提供向心力，則有〃吆二塔.設(shè)杯底對另一

只處于最低點(diǎn)的杯子中水的支持力為尺,根據(jù)牛頓第二定牛可得尺-叫二塔，聯(lián)立解得FN=2〃R

根據(jù)牛頓第三定律可知水對杯底的壓力大小為6'二尺=2〃將故處于最低點(diǎn)的杯子中的水對杯底

的壓力大小是水的重力的2倍,A正確,B、C、D錯(cuò)誤。

6.B解析以兒童和秋千整依為研究對象，整體受到豎直向下的重力以及豎直向上的繩子的拉

力，令每根繩子的拉力為。繩長為/,根據(jù)牛頓第二定律有=〃號，代入數(shù)據(jù)解得每根繩子的

拉力為T=222N,B選項(xiàng)最為接近，故B正確。

7.B解析若車輛安全通過圓孤形橋,在橋頂時(shí)向心加速度向下,處于失重狀態(tài)，根據(jù)牛頓第二定

律，有〃zg-A=〃匕，速度丫越大，支持力入越小,A、C錯(cuò)誤.B正確;當(dāng)支持力FN=O時(shí)，安全過橋的

A

速度最大，此時(shí)〃?g=〃?手,可得最大速度vm=y[gR,D錯(cuò)誤。

8.C解析對通過A點(diǎn)的小球分析，假設(shè)桿對小球施加了向下的拉力，由牛頓第二定律可知

〃田+尸二〃片解得F=-6N,負(fù)號說明桿對球是向上的支持力，選項(xiàng)C正確。

9.C解析由于在最高點(diǎn)管子能支撐小球，所以速度最小值為0,故A錯(cuò)誤;根據(jù)向心力公式

尸=〃9=〃?1可知速度增大所需向心力也增大，故B錯(cuò)誤;小球經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，若對軌道的壓力為0,

rL

重力完全提供向心力，可得解得1,0=北1,若過最高點(diǎn)的速度v<y[gL^P點(diǎn)就道對小球

有向上的彈力，根據(jù)牛頓第二定律可得"以-FN?解得F、1=nig-m—,故C正確;若過最高點(diǎn)的速

LLJ

度心歷，在P點(diǎn)軌道對小球有向下的彈力，根據(jù)牛頓第二定律可得，咫+&2=〃后解得尸N2=〃?(

mg,故D錯(cuò)誤。

10.B解析車發(fā)生側(cè)翻是因?yàn)橥饨缣峁┑牧π∮谧鰣A周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)，故減

小速度可以戒小需要的向心力，可以防止側(cè)翻現(xiàn)象，故A合理;根據(jù)樂=子可知，半徑越小,需要的

向心力越大,故越容易翻車，所以改造此段彎路，使彎道半徑變大，可避免車輛側(cè)翻，故B不合理,C

合理;易發(fā)生側(cè)翻也可能是路面設(shè)計(jì)不合理，公路的設(shè)計(jì)上可能內(nèi)側(cè)高外側(cè)低，重力沿斜面方向的

分力背離圓心，導(dǎo)致合力不夠提供向心力，故應(yīng)改造路面使內(nèi)側(cè)低，外側(cè)高，使重力與支持力的合力

沿水平方向有向里的分量，故D合理;本題選不合理的，故選Bo

U.C解析設(shè)彎道處車身與豎直方向的夾角為。，則火車按規(guī)定的速度行駛時(shí)，根據(jù)牛頓第二定

,n?2.2

律得〃?an。=*，解得，當(dāng)火車質(zhì)量改變時(shí)，規(guī)定的速度將不變,A、B錯(cuò)誤;當(dāng)火車速率大

Kgtanf/

于口時(shí)，火車將做離心運(yùn)動(dòng)，所以火車會擠壓外軌,C正確;按規(guī)定速度行駛時(shí)，支持力為FN=嗎支

cosff

持力大于重力,D錯(cuò)誤。

12.A解析當(dāng)懸線碰到釘子時(shí)，線速度大小I，不變，故A錯(cuò)誤，符合題意;當(dāng)懸線碰到釘子時(shí)，線速

度大小不變，擺長變小，根據(jù)。二丁知響心加速度變大，故B正確,不符合題意;線速度大小不變，擺

長變小，根據(jù)①]知，角速度變大，故C正確,不符合題意;根據(jù)牛頓第二定律得廣〃琢=〃,線速度

大小不變，擺長變小，則懸線的張力變大，故D正確,不符合題意。

13.C解析小木塊4、做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由靜摩擦力提供向心力，即用二〃