2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 圓周運動的規(guī)律及應(yīng)用

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1、2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 訓(xùn)練：*圓周運動的規(guī)律及應(yīng)用* 一、選擇題 1．如圖所示，ABC為豎直平面內(nèi)的金屬半圓環(huán)，AC連線水平，A、B兩點間固定著一根直金屬棒，在直金屬棒和圓環(huán)的BC部分上分別套著小環(huán)M、N(棒和半圓環(huán)均光滑)，現(xiàn)讓半圓環(huán)繞豎直對稱軸以角速度ω1做勻速轉(zhuǎn)動，小環(huán)M、N在圖示位置．如果半圓環(huán)的角速度變?yōu)棣?，ω2比ω1稍微小一些．關(guān)于小環(huán)M、N的位置變化，下列說法正確的是(　　) A．小環(huán)M將到達B點，小環(huán)N將向B點靠近稍許 B．小環(huán)M將到達B點，小環(huán)N的位置保持不變 C．小環(huán)M將向B點靠近稍許，小環(huán)N將向B點靠近稍許 D．小環(huán)M向B點靠近

2、稍許，小環(huán)N的位置保持不變 2．小李同學(xué)撐一把雨傘站在水平地面上，傘面邊緣點所圍圓形的半徑為R，現(xiàn)將雨傘繞豎直傘桿勻速轉(zhuǎn)動，傘邊緣上的水滴落到地面，落點形成一個半徑為r的圓形，傘邊緣距離地面的高度為h，當?shù)刂亓铀俣葹間，則(　　) A．雨滴著地時的速度大小為 B．雨滴著地時的速度大小為 C．雨傘轉(zhuǎn)動的角速度大小為 D．雨傘轉(zhuǎn)動的角速度大小為 3．如圖所示，一小物塊被夾子夾緊，夾子通過輕繩懸掛在小環(huán)上，小環(huán)套在水平光滑細桿上．物塊質(zhì)量為M，到小環(huán)的距離為L，其兩側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為F.小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運動，小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止，物塊向上擺動

3、．整個過程中，物塊在夾子中沒有滑動．小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計，重力加速度為g.下列說法正確的是(　　) A．物塊向右勻速運動時，繩中的張力等于2F B．小環(huán)碰到釘子P時，繩中的張力大于2F C．物塊上升的最大高度為 D．速度v不能超過 4．如圖甲所示，一輕桿一端固定在O點，另一端固定一小球，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動．小球運動到最高點時，桿與小球間的彈力大小為F，小球在最高點的速度大小為v，F(xiàn)—v2圖象如圖乙所示．下列說法正確的是(　　) A．當?shù)氐闹亓铀俣却笮? B．小球的質(zhì)量為 C．當v2＝c時，桿對小球彈力方向向上 D．若v2＝2b，則桿對小球彈力大小為

4、2a 5．如圖所示，用手握著細繩的一端在水平桌面上做半徑為r的勻速圓周運動，圓心為O，角速度為ω.細繩長為L，質(zhì)量忽略不計，運動過程中細繩始終與小圓相切，在細繩的另外一端系著一個質(zhì)量為m的小球，小球恰好沿以O(shè)為圓心的大圓在桌面上運動，小球和桌面之間存在摩擦力，以下說法正確的是(　　) A．小球?qū)⒆鲎兯賵A周運動 B．小球與桌面間的動摩擦因數(shù)為 C．小球做圓周運動的線速度為ω(l＋L) D．細繩拉力為mω2 6．如圖是一個設(shè)計“過山車”的試驗裝置的工作原理示意圖，光滑斜面與豎直平面內(nèi)的光滑圓形軌道的最低點B平滑連接，圓形軌道最高點為C點，軌道半徑為R，重力加速度大小為g，下列說法正

5、確的是(　　) A．將小車放于B點且水平向右的初速度滿足2R即可 D．上述三個選項都不對 7．如圖放在水平轉(zhuǎn)臺上的物體A、B、C正隨轉(zhuǎn)臺一起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，A、B、C的質(zhì)量分別為3m、2m、m，B與轉(zhuǎn)臺、C與轉(zhuǎn)臺、A與B間的動摩擦因數(shù)都為μ，B、C離轉(zhuǎn)臺中心的距離分別為r、1.5r，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g，以下說法正確的是(　　) A．B對A的摩擦力有可能為3

6、μmg B．C與轉(zhuǎn)臺間的摩擦力大于A與B間的摩擦力 C．轉(zhuǎn)臺的角速度ω有可能恰好等于 D．若角速度ω在題干所述基礎(chǔ)上緩慢增大，A與B間將最先發(fā)生相對滑動 8．如圖所示的裝置可以測量子彈的飛行速度．在一根軸上相距s＝1 m處安裝兩個平行的薄圓盤，使軸帶動兩圓盤以n＝3 000 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，飛行的子彈平行于軸沿一條直線穿過兩圓盤，即在盤上留下兩個小孔，現(xiàn)測得兩小孔所在半徑間的夾角為30，子彈飛行的速度大小可能是下述的(設(shè)在穿過兩圓盤的過程中子彈的速度保持不變)(　　) A．500 m/s B．600 m/s C．700 m/s D．800 m/s 9．如圖所示，

7、兩個可視為質(zhì)點的相同的木塊A和B放在水平轉(zhuǎn)盤上，兩者用長為L的細繩連接，木塊與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力均為各自重力的k倍，A放在距離轉(zhuǎn)軸L處，整個裝置能繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸O1O2轉(zhuǎn)動．開始時，繩恰好伸直但無彈力，現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動，使角速度緩慢增大，以下說法不正確的是(　　) A．當ω> 時，A、B相對于轉(zhuǎn)盤會滑動 B．當ω> 時，繩子一定有彈力 C．當ω在 <ω< 范圍內(nèi)增大時，B所受摩擦力變大 D．當ω在0<ω< 范圍內(nèi)增大時，A所受摩擦力一直變大 10．(多選)如圖所示，在水平轉(zhuǎn)臺上放置用輕繩相連的質(zhì)量相同的滑塊1和滑塊2，轉(zhuǎn)臺繞轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動過程中，輕繩

8、始終處于水平狀態(tài)，兩滑塊始終相對轉(zhuǎn)臺靜止，且與轉(zhuǎn)臺之間的動摩擦因數(shù)相同，滑塊1到轉(zhuǎn)軸的距離小于滑塊2到轉(zhuǎn)軸的距離．關(guān)于滑塊1和滑塊2受到的摩擦力f1、f2與角速度的二次方的關(guān)系圖線，可能正確的是(　　) 11．(多選)圖中所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上．若在傳動過程中皮帶不打滑，則(　　) A．c點與d點的角速度大小相等 B．a(chǎn)點與b點的角速度大小相等 C．a(chǎn)點與c點的線速度大小相等 D．a(chǎn)點與c點的向心加速度大小相等 12.

9、(多選)如圖所示，甲、乙兩水平圓盤緊靠在一塊，甲圓盤為主動輪，乙靠摩擦隨甲轉(zhuǎn)動，接觸處無相對滑動．甲圓盤與乙圓盤的半徑之比r甲r乙＝31，兩圓盤和小物體m1、m2之間的動摩擦因數(shù)相同，m1距O點為2r，m2距O′點為r，當甲緩慢轉(zhuǎn)動起來且轉(zhuǎn)速慢慢增加時，下列說法正確的是(　　) A．滑動前m1與m2的角速度之比ω1：ω2＝1：3 B．滑動前m1與m2的向心加速度之比a1：a2＝2：9 C．隨轉(zhuǎn)速慢慢增加，m1先開始滑動 D．隨轉(zhuǎn)速慢慢增加，m2先開始滑動 13．(多選)如圖所示，一質(zhì)量為m的小球置于半徑為R的光滑豎直圓軌道最低點A處，B為軌道最高點，彈簧一端固定于圓心

10、O點，另一端與小球拴接．已知彈簧的勁度系數(shù)k＝，原長L＝2R，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，若給小球一水平初速度v0，已知重力加速度為g，則(　　) A．當v0較小時，小球可能會離開圓軌道 B．若，小球就能做完整的圓周運動 D．只要小球能做完整的圓周運動，則小球與軌道間最大壓力與最小壓力之差與v0無關(guān) 14．(多選)2017年7月23日，在第13屆莫斯科航展上“俄羅斯勇士”飛行表演隊完成了倒飛筋斗的動作．現(xiàn)將其簡化成如圖所示的光滑的板(飛機)和小球(飛行員)，讓小球在豎直面內(nèi)始終與板相對靜止且做勻速圓周運動．A為圓周的最高點，C為最

11、低點，B、D與圓心O等高，且此時板與水平面成θ角，設(shè)小球的質(zhì)量為m，做圓周運動的半徑為R，線速度為v，重力加速度為g，下列說法正確的是(　　) A．小球通過C處時向心力與小球通過A處的向心力大小相等 B．小球在C處受到板的彈力比在A處大5mg C．在B、D兩處板的傾角與小球的運動速度v應(yīng)滿足tanθ＝ D．小球在B、D兩處受到板的彈力為N＝ 15．(多選)質(zhì)量為m的小球通過輕繩a和b與兩相互垂直的輕質(zhì)木架上的A點和C點相連，如圖所示，當木架AB繞木架BC以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，此時輕繩a豎直伸直，輕繩b水平伸直，輕繩a的長度為La，輕繩b的長度為Lb，

12、小球運動到圖示位置時，輕繩b被燒斷，同時木架停止轉(zhuǎn)動，已知重力加速度大小為g，則(　　) A．小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運動 B．在輕繩b被燒斷瞬間，輕繩a中張力突然增大 C．若ω＝，則木架停止轉(zhuǎn)動后小球不可能做完整的圓周運動 D．若ω＝，則木架停止轉(zhuǎn)動后小球可能做完整的圓周運動 16．(多選)飛機飛行時除受到發(fā)動機的推力外，還受到重力和機翼的升力，機翼的升力垂直于機翼所在平面向上，當飛機在空中盤旋時機翼向內(nèi)側(cè)傾斜(如圖所示)，以保證除發(fā)動機推力和阻力外的其他力的合力提供向心力．設(shè)飛機以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動時機翼與水平面成θ角，飛行周期為T，則下列說法正確的是

13、(　　) A．若飛行速率v不變，θ增大，則半徑R增大 B．若飛行速率v不變，θ增大，則周期T增大 C．若θ不變，飛行速率v增大，則半徑R增大 D．若飛行速率v增大，θ增大，則周期T可能不變 17．(多選)有關(guān)圓周運動的基本模型，下列說法正確的是(　　) A．如圖a所示，汽車通過拱橋的最高點時處于超重狀態(tài) B．如圖b所示是一圓錐擺，增大θ，若保持圓錐的高度不變，則圓錐擺的角速度不變 C．如圖c所示，同一小球在光滑且固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運動，則在A、B兩位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 D．火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，外軌對火車輪緣會有擠

14、壓作用 18．(多選)如圖所示，BC是半徑為R＝1 m的豎直面內(nèi)的圓弧軌道，軌道末端C在圓心O的正下方，∠BOC＝60，將質(zhì)量為m＝1 kg的小球，從與O等高的A點水平拋出，小球恰好從B點沿圓弧切線方向進入軌道，由于小球與圓弧之間有摩擦，能夠使小球從B到C做勻速圓周運動，重力加速度大小g取10 m/s2，則下列說法正確的是(　　) A．從B到C，小球與軌道之間的動摩擦因數(shù)可能保持不變 B．從B到C，小球克服摩擦力做功為5 J C．A、B兩點間的距離為 m D．小球從B到C的全過程中，小球?qū)壍赖膲毫Σ蛔? 二、非選擇題 19．如圖所示，M是水平放置的半徑足夠大的圓盤，繞過其圓

15、心的豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，規(guī)定經(jīng)過圓心O且水平向右為x軸正方向．在O點正上方距盤面高為h＝5 m處有一個可間斷滴水的容器，從t＝0時刻開始，容器沿水平軌道向x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動．已知t＝0時刻滴下第一滴水，以后每當前一滴水剛好落到盤面時再滴下一滴水．(取g＝10 m/s2) (1)每一滴水離開容器后經(jīng)過多長時間滴落到盤面上？ (2)要使每一滴水在盤面上的落點都位于同一直線上，圓盤的角速度ω應(yīng)為多大？ (3)當圓盤的角速度為1.5π時，第二滴水與第三滴水在盤面上落點間的距離為2 m，求容器的加速度a. 20．如圖所示，一小球從A點以某一水平向右的初速度出

16、發(fā)，沿水平直線軌道運動到B點后，進入半徑R＝10 cm的光滑豎直圓形軌道，圓形軌道間不相互重疊，即小球離開圓形軌道后可繼續(xù)向C點運動，C點右側(cè)有一壕溝，C、D兩點間的豎直高度h＝0.8 m，水平距離s＝1.2 m，水平軌道AB長為L1＝1 m，BC長為L2＝3 m，小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2. (1)若小球恰能通過圓形軌道的最高點，求小球在A點的初速度． (2)若小球既能通過圓形軌道的最高點，又不掉進壕溝，求小球在A點的初速度的范圍． 參考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B D B B D C

17、 B C 10 11 12 13 14 15 16 17 18 AC AC ABD CD ACD BD CD BD BC 19.(1)離開容器后，每一滴水在豎直方向上做自由落體運動．則每一滴水滴落到盤面上所用時間t＝ ＝1 s (2)要使每一滴水在盤面上的落點都位于同一直線上，則圓盤在1 s內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧度為kπ，k為不為零的正整數(shù) 由ωt＝kπ，得ω＝kπ ＝kπ，其中k＝1,2,3… (3)第二滴水離開O點的距離為x1＝at2＋(at)t＝a 第三滴水離開O點的距離為x2＝a(2t)2＋(a2t)t＝4a 又Δθ＝ωt＝1.5π 即第二滴水和

18、第三滴水分別滴落在圓盤上x軸方向及垂直x軸的方向上，所以x＋x＝x2 即2＋(4a)2＝22，解得a＝ m/s2 20.(1)設(shè)小球恰能通過圓形軌道最高點的速度為v，由牛頓第二定律得mg＝m，由B到最高點，由機械能守恒定律得mv＝2mgR＋mv2，由A到B，－μmgL1＝mv－mv，解得小球在A點的速度為 vA＝3 m/s. (2)若小球剛好停在C處，則有－μmg(L1＋L2)＝0－mv，解得 vA1＝4 m/s. 若小球停在BC段，則3 m/s≤vA≤4 m/s. 若小球能通過C點，并恰好越過壕溝，則有h＝gt2，s＝vCt， －μmg(L1＋L2)＝mv－mv，則有vA2＝5 m/s， 所以小球在A點的初速度范圍為3 m/s≤vA≤4 m/s和vA≥5 m/s.