《2022年高考物理一轮复习 专题4.6 水平面内的圆周运动问题千题精练》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年高考物理一轮复习 专题4.6 水平面内的圆周运动问题千题精练(19页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、2022年高考物理一轮复习 专题4.6 水平面内的圆周运动问题千题精练一选择题1(2018金华市十校期末)计算机中的硬磁盘磁道如图4所示,硬磁盘绕磁道的圆心O转动,A、B两点位于不同的磁道上,线速度分别为vA和vB,向心加速度分别为aA和aB,则它们大小关系正确的是()图4AvAvBaAvBaAaBCvAaBDvAvBaAaB【参考答案】A2.(2018南宁摸底)如图所示,质量相等的AB两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上,随圆筒一起做匀速圆周运动,则下列关系中正确的是A线速度vA=vBB角速度A=BC它们受到的合力FA合FB合D它们受到的摩擦力FAfFBf【参考答案】C32018山东烟台一
2、模两粗细相同内壁光滑的半圆形圆管ab和bc连接在一起,且在b处相切,固定于水平面上。一小球从a端以某一初速度进入圆管,并从c端离开圆管。则小球由圆管ab进入圆管bc后()A线速度变小B角速度变大C向心加速度变小D小球对管壁的压力变大【参考答案】C【名师解析】由于管道光滑,小球到达b点后,重力做功为零,速度大小保持不变,根据vR可知角速度减小,根据a可知向心加速度减小,根据Fma可知小球对管道的压力减小,故C正确。3. (2018山东大学附中质检)如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A、B两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列说法正确的是A. 物块A、B的运动属于匀变速曲线运动B.
3、B的向心力是A的向心力的2倍C. 盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍D. 若B先滑动,则B与A之间的动摩擦因数A小于盘与B之间的动摩擦因数B【参考答案】C4.(2018湖南怀化期中联考)质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的B点和A点,如图所示,绳a与水平方向成角,绳b在水平方向且长为l,当轻杆绕轴AB以角速度匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是A. a绳的张力可能为零B. a绳的张力随角速度的增大而增大C. 当角速度,b绳将出现弹力D. 若b绳突然被剪断,则a绳的弹力一定发生变化【参考答案】C【名师解析】由于小球m的重力不为零,a绳的张力不可能为零,b绳的张
4、力可能为零,选项A错误;由于a绳的张力在竖直方向的分力等于重力,所以a绳的张力随角速度的增大不变,b绳的张力随角速度的增大而增大,选项B错误;若b绳中的张力为零,设a绳中的张力为F,对小球m,Fsin=mg,Fcos=m2l,联立解得:=,即当角速度,b绳将出现弹力,选项C正确;若=,b绳突然被剪断,则a绳的弹力不发生变化,选项D错误。5. .(2018河南洛阳名校联考)在室内自行车比赛中,运动员以速度v在倾角为的赛道上做匀速圆周运动。已知运动员的质量为m,做圆周运动的半径为R,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A将运动员和自行车看作一个整体,整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用B运动
5、员受到的合力大小为m,做圆周运动的向心力大小也是mC运动员做圆周运动的角速度为vRD如果运动员减速,运动员将做离心运动【参考答案】B6. (2018湖北荆州中学质检)在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低如图所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些汽车的运动可看做是做半径为R的圆周运动设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于()A. B.C. D.【参考答案】B【名师解析】要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,重力与支持力的合力等于向
6、心力,mgtan=m,tan=h/d,联立解得汽车转弯时的车速v=,选项B正确。7.质量分别为M和m的两个小球,分别用长2l和l的轻绳拴在同一转轴上,当转轴稳定转动时,拴质量为M和m的小球悬线与竖直方向夹角分别为和,如图所示,则()AcosBcos2cosCtanDtantan【参考答案】A【名师解析】以M为研究对象受力分析,由牛顿第二定律得MgtanM2lsin,解得。同理:以m为研究对象:。因12,所以2coscos,故A正确。8水平转台上有质量相等的A、B两小物块,两小物块间用沿半径方向的细线相连,两物块始终相对转台静止,其位置如图所示(俯视图),两小物块与转台间的最大静摩擦力均为f0,
7、则两小物块所受摩擦力FA、FB随转台角速度的平方(2)的变化关系正确的是()【参考答案】B9. 2017云南省高三一统用一根细线一端系一可视为质点的小球,另一端固定在一光滑锥顶上,如图所示,设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为。线的张力为FT,则FT随2变化的图象是下图中的()【参考答案】C【名师解析】当较小时,斜面对小球有支持力,当0时,FN0,当0时,受力分析如图乙,FTsinm2LsinFTm2LFT2的函数为正比例,斜率为mLmrcos,故C正确。10 (2017开封质检)如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B,它们分居圆心两侧,与圆心
8、距离分别为RAr,RB2r,与盘间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时,下列说法正确的是()A此时绳子张力为T3mgB此时圆盘的角速度为 C此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外D此时烧断绳子,A仍相对盘静止,B将做离心运动【参考答案】ABC11.(2016西安八校联考)如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上,两者用长为L的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍,A放在距离转轴L处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动,开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是()A
9、当时,A、B相对于转盘会滑动B当时,绳子一定有弹力C在范围内增大时,B所受摩擦力变大D在0范围内增大时,A所受摩擦力一直变大【参考答案】ABD12.(2016福建晋江月考)如图所示,AB为竖直转轴,细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球,两绳能承受的最大拉力均为2mg。当AC和BC均拉直时ABC90,ACB53,BC1 m。ABC能绕竖直轴AB匀速转动,因而C球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时,两绳均会被拉断,则最先被拉断的那根绳及另一根绳被拉断时的速度分别为(g取10 m/s2)()A.AC5 m/s B.BC5 m/sC.AC5.24 m/s D.BC5.24 m/s【参考
10、答案】B13.(2016上海金山月考)有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆台形表演台的侧壁高速行驶,在水平面内做匀速圆周运动。图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为h。如果增大高度h,则下列关于摩托车说法正确的是()A.对侧壁的压力FN增大B.做圆周运动的周期T不变C.做圆周运动的向心力F增大D.做圆周运动的线速度增大【参考答案】D14.如图所示是某课外研究小组设计的可以用来测量转盘转速的装置。该装置上方是一与转盘固定在一起有横向均匀刻度的标尺,带孔的小球穿在光滑细杆上与一轻弹簧相连,弹簧的另一端固定在转动轴上,小球可沿杆自由滑动并随转盘在水平面内转动。当转盘
11、不转动时,指针指在O处,当转盘转动的角速度为1时,指针指在A处,当转盘转动的角速度为2时,指针指在B处,设弹簧均没有超过弹性限度。则1与2的比值为()A. B. C. D.【参考答案】B【名师解析】小球随转盘转动时由弹簧的弹力提供向心力。设标尺的最小分度的长度为x,弹簧的劲度系数为k,则有kxm4x,k3xm6x,故有121,B正确。15.(多选)如图所示,在光滑的横杆上穿着两质量分别为m1、m2的小球,小球用细线连接起来,当转台匀速转动时,下列说法正确的是()A.两小球速率必相等B.两小球角速度必相等C.两小球加速度必相等D.两小球到转轴距离与其质量成反比【参考答案】BD16. 多选如图所示
12、,将一质量m1.0 kg的物体P用两根长度均为l0.5 m且不可伸长的细线1、2系于竖直杆上相距也为l0.5 m的A、B两点,现使物体P随杆一起由静止开始转动,取重力加速度g10 m/s2,则在角速度由0逐渐增大的过程中,有()A细线1的拉力与角速度2成正比B当角速度2 rad/s,细线2刚好伸直无拉力C随着角速度的增加,细线2对物体P的拉力将大于细线1对物体P的拉力D当细线2刚好伸直时,物体P的机械能增加了6.25 J【参考答案】BD【名师解析】当细线2还未伸直时,设细线1与竖直杆之间的夹角为,则由合力提供向心力可得FTsin m2lsin ,细线1的拉力FTm2l2,细线1的拉力随转动角速
13、度的增大而增大;但当细线2伸直后,再增大角速度,则不再满足该关系,故选项A错误;当细线2刚好伸直无拉力时,有mgtan 60m2lsin 60成立,解得2 rad/s,选项B正确;当细线2伸直后,设细线2受到的拉力大小为FT,竖直方向有FTcos 60mgFTcos 600,则FTFT,选项C错误;当细线2刚好伸直时,有FT0,角速度2 rad/s,物体P做圆周运动的半径rlsin 60,由动能定理可得:WTWGEk,又因为WGmglsin 30,Ekm2r2,三式联立并代入数据求解可得WT6.25 J,由功能关系知EWT,所以选项D正确。17.(2016江西南昌月考)如图所示,物块P置于水平
14、转盘上随转盘一起运动,图中c方向沿半径指向圆心,a方向与c方向垂直。当转盘逆时针转动时,下列说法正确的是()A.当转盘匀速转动时,P受摩擦力方向为cB.当转盘匀速转动时,P不受转盘的摩擦力C.当转盘加速转动时,P受摩擦力方向可能为aD.当转盘减速转动时,P受摩擦力方向可能为b【参考答案】A18.如图所示,内壁光滑的竖直圆桶,绕中心轴做匀速圆周运动,一物块用细绳系着,绳的另一端系于圆桶上表面圆心,且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动,则()A.绳的张力可能为零B.桶对物块的弹力不可能为零C.随着转动的角速度增大,绳的张力保持不变D.随着转动的角速度增大,绳的张力一定增大【参考答案】C19.如图所示,倾角为30的斜面连接水平面,在水平面上安装半径为R的半圆竖直挡板,质量为m的小球从斜面上高为处静止释放,到达水平面时恰能贴着挡板内侧运动。不计小球体积,不计摩擦和机械能损失。则小球沿挡板运动时对