2023届高三物理阶段复习测试专题8 圆周运动（Word原卷版）

8.圆周运动 一、单选题 1．如图所示，在竖直平面内，直径为R的光滑半圆轨道和半径为R的光滑四分之一圆轨道水平相切于最低点A，两轨道均被固定，一个质量为m的小球（可视为质点），从A点沿切线向左以某一初速度进入半圆轨道，恰好能通过半圆轨道的最高点M，然后落在四分之一圆轨道上的N点，不计空气阻力，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（　　） A．M、N两点间的高度差为 B．小球进入A点时的加速度大小为3g C．小球从M点到N点的运动轨迹是一段圆弧 D．小球到达N点时的水平方向的分速度大于竖直方向的分速度 2．如图所示，竖直平面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为R的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳上的最大拉力为2mg。当圆环以角速度绕竖直直径转动时，发现小球受到3个力的作用。则可能为（　　） A． B． C． D． 3．将过山车经过两端弯曲轨道过程等效简化成如图所示两个圆周的一部分，A、B分别为轨道的最低点和最高点，过山车与轨道的动摩擦因数处处相等，则过山车（　　） A．在A点时合外力方向竖直向上 B．在B点时合外力方向竖直向下 C．在A点时所受摩擦力较大 D．在B点时所受向心力较大 4．某小组设计一个离心调速装置如图所示，质量为m的滑块Q可沿竖直轴无摩擦地滑动，并用原长为l的轻弹簧与O点相连，两质量均为m的小球和对称地安装在轴的两边，和与O、和与Q间用四根长度均为l的轻杆通过光滑铰链连接起来。当装置静止不动系统达到平衡时，轻杆张开的角度为。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．当装置静止不动系统达到平衡时，轻弹簧弹力大小为3mg B．当装置静止不动系统达到平衡时，轻弹簧的伸长量为l C．若和绕轴旋转的角速度从0缓慢增大，则弹簧的弹性势能先减小后增大 D．若和绕轴旋转的角速度从0缓慢增大，则弹簧的弹性势能逐渐减小 5．如图，相同的物块a、b用沿半径方向的细线相连放置在水平圆盘上。当圆盘绕转轴转动时，物块a、b始终相对圆盘静止。下列关于物块a所受的摩擦力随圆盘角速度的平方（ω2）的变化关系正确的是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，竖直杆光滑，水平杆粗糙，质量均为m的两个小球穿在两杆上，并通过轻弹簧相连，在图示位置连线与竖直方向成角时恰好平衡，现在让系统绕杆所在竖直线为轴以从零开始逐渐增大的角速度转动，下列说法正确的是（　　） A．小球A与杆的弹力随的增大而增大 B．弹簧的长度随的增大而增长 C．小球A与杆的摩擦力随的增大而增大 D．开始的一段时间内，B小球与杆的弹力随的增大而可能不变 7．如图所示，、B、C三个物体放在水平旋转圆台上，用细线连接并固定在转轴上。已知物体与圆台间的动摩擦因数均为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力；细线能承受的最大拉力为，的质量为，B、C的质量均为，、B离轴的距离为，C离轴的距离为，重力加速度取，当慢慢增加圆台转速，最先滑动的是（　　） A． B．B C．C D．三个物体同时滑动 二、多选题 8．如图所示，倾角=53°的斜面ABC固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，斜面最低点A在转轴OO1上。转台以角速度ω匀速转动时，将质量为m的小物块（可视为质点）放置于斜面上，经过一段时间后小物块与斜面一起转动且相对静止在AB线上，此时小物块到A点的距离为L。已知小物块与斜面之间动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，若最大静摩擦等于滑动摩擦力，sin53°≈0.8，cos53°≈0.6。则物块相对斜面静止时（　　） A．小物块受到的摩擦力方向一定沿斜面向下 B．小物块对斜面的压力大小不小于mg C．水平转台转动角速度ω应不小于 D．水平转台转动角速度ω应不大于 9．如图所示，细绳的一端系着质量为m的物体B，B上放一质量也为m的物体A，A和B一起放在表面光滑的转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量仍为m的小球C，A、B、C可看作质点，A和B到O点的距离为R0，当物体B转动的角速度为时，A和B刚好没有发生相对滑动，则下列说法正确的是（　　） A．A和B间的静摩擦力为 B．物体B转动的角速度 C．若减小，当系统再次稳定后，A和B间的摩擦力大小不变 D．若减小，当系统再次稳定后，A和B间的摩擦力变大 10．天花板下悬挂的轻质光滑小圆环P可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转。一根轻绳穿过P，两端分别连接质量为m1和m2的小球A、B（m1≠m2）。设两球同时做如图所示的圆锥摆运动，且在任意时刻两球均在同一水平面内，则（　　） A．两球运动的周期相等 B．两球的向心加速度大小相等 C．球A、B到P的距离之比等于m2∶m1 D．球A、B到P的距离之比等于m1∶m2 三、实验题 11．为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组A通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为r。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据。 （1）本实验采用的方法是___________。 （2）以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，图线斜率为k，则滑块的质量为___________（用k、r、d表示）；图线不过坐标原点的原因是___________。 （3）实验小组B用向心力演示仪探究向心力的大小F与角速度的关系，向心力演示器标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为1：9，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为___________。 A．1：3    B．3：1    C．1：9    D．9：1 四、解答题 12．2022年北京冬奥会的成功举办让人们对滑雪这个项目越来越关注。如图所示，质量为60kg的滑雪运动员由静止开始从轨道顶端A点滑下，直轨道AB长L＝100m，加速度a=2m/s2，轨道的B端与半径R=10m的圆弧轨道相接，运动员从B端到圆弧轨道最低点的过程速率不变，g=10m/s2，求： （1）到达B点的速度； （2）运动员在最低点对圆弧轨道的压力。 13．如图，光滑的水平杆OM和竖直轴ON上分别套着环P和Q，环P的质量m1=m，Q的质量m2=2m，用轻绳连接，一根弹簧左端固定于O点，右端与环P栓接，两环静止时，轻绳与竖直方向的夹角θ＝37°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2。 （1）弹簧的弹力和水平杆对P的支持力分别是多少； （2）绳长仍为l，弹簧的劲度系数为k，要θ＝53°，角速度ω的取值。 学科网（北京）股份有限公司