2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)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(duì)稱軸以角速度ω1做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dá)B點(diǎn)，小環(huán)N將向B點(diǎn)靠近稍許 B．小環(huán)M將到達(dá)B點(diǎn)，小環(huán)N的位置保持不變 C．小環(huán)M將向B點(diǎn)靠近稍許，小環(huán)N將向B點(diǎn)靠近稍許 D．小環(huán)M向B點(diǎn)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(diǎn)所圍圓形的半徑為R，現(xiàn)將雨傘繞豎直傘桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，傘邊緣上的水滴落到地面，落點(diǎn)形成一個(gè)半徑為r的圓形，傘邊緣距離地面的高度為h，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則(　　) A．雨滴著地時(shí)的速度大小為 B．雨滴著地時(shí)的速度大小為 C．雨傘轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為 D．雨傘轉(zhuǎn)動(dòng)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(xì)桿上．物塊質(zhì)量為M，到小環(huán)的距離為L(zhǎng)，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(yùn)動(dòng)，小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止，物塊向上擺動(dòng)

3、．整個(gè)過程中，物塊在夾子中沒有滑動(dòng)．小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計(jì)，重力加速度為g.下列說法正確的是(　　) A．物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩中的張力等于2F B．小環(huán)碰到釘子P時(shí)，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(diǎn)，另一端固定一小球，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)．小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，桿與小球間的彈力大小為F，小球在最高點(diǎn)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(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮? B．小球的質(zhì)量為 C．當(dāng)v2＝c時(shí)，桿對(duì)小球彈力方向向上 D．若v2＝2b，則桿對(duì)小球彈力大小為

4、2a 5．如圖所示，用手握著細(xì)繩的一端在水平桌面上做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為O，角速度為ω.細(xì)繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量忽略不計(jì)，運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)繩始終與小圓相切，在細(xì)繩的另外一端系著一個(gè)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng) B．小球與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 C．小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為ω(l＋L) D．細(xì)繩拉力為mω2 6．如圖是一個(gè)設(shè)計(jì)“過山車”的試驗(yàn)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(diǎn)B平滑連接，圓形軌道最高點(diǎn)為C點(diǎn)，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(diǎn)且水平向右的初速度滿足2R即可 D．上述三個(gè)選項(xiàng)都不對(duì) 7．如圖放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體A、B、C正隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B、C的質(zhì)量分別為3m、2m、m，B與轉(zhuǎn)臺(tái)、C與轉(zhuǎn)臺(tái)、A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ，B、C離轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離分別為r、1.5r，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g，以下說法正確的是(　　) A．B對(duì)A的摩擦力有可能為3

6、μmg B．C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的摩擦力大于A與B間的摩擦力 C．轉(zhuǎn)臺(tái)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(duì)滑動(dòng) 8．如圖所示的裝置可以測(cè)量子彈的飛行速度．在一根軸上相距s＝1 m處安裝兩個(gè)平行的薄圓盤，使軸帶動(dòng)兩圓盤以n＝3 000 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，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(gè)小孔，現(xiàn)測(cè)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(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的相同的木塊A和B放在水平轉(zhuǎn)盤上，兩者用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)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(gè)裝置能繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)．開始時(shí)，繩恰好伸直但無(wú)彈力，現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，使角速度緩慢增大，以下說法不正確的是(　　) A．當(dāng)ω> 時(shí)，A、B相對(duì)于轉(zhuǎn)盤會(huì)滑動(dòng) B．當(dāng)ω> 時(shí)，繩子一定有彈力 C．當(dāng)ω在 <ω< 范圍內(nèi)增大時(shí)，B所受摩擦力變大 D．當(dāng)ω在0<ω< 范圍內(nèi)增大時(shí)，A所受摩擦力一直變大 10．(多選)如圖所示，在水平轉(zhuǎn)臺(tái)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(tái)繞轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，輕繩

8、始終處于水平狀態(tài)，兩滑塊始終相對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)靜止，且與轉(zhuǎn)臺(tái)之間的動(dòng)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(dòng)裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上．若在傳動(dòng)過程中皮帶不打滑，則(　　) A．c點(diǎn)與d點(diǎn)的角速度大小相等 B．a(chǎn)點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小相等 C．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小相等 D．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)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(dòng)輪，乙靠摩擦隨甲轉(zhuǎn)動(dòng)，接觸處無(wú)相對(duì)滑動(dòng)．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(dòng)摩擦因數(shù)相同，m1距O點(diǎn)為2r，m2距O′點(diǎn)為r，當(dāng)甲緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)且轉(zhuǎn)速慢慢增加時(shí)，下列說法正確的是(　　) A．滑動(dòng)前m1與m2的角速度之比ω1：ω2＝1：3 B．滑動(dòng)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(dòng) D．隨轉(zhuǎn)速慢慢增加，m2先開始滑動(dòng) 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(diǎn)A處，B為軌道最高點(diǎn)，彈簧一端固定于圓心

10、O點(diǎn)，另一端與小球拴接．已知彈簧的勁度系數(shù)k＝，原長(zhǎng)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(dāng)v0較小時(shí)，小球可能會(huì)離開圓軌道 B．若，小球就能做完整的圓周運(yùn)動(dòng) D．只要小球能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則小球與軌道間最大壓力與最小壓力之差與v0無(wú)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(duì)完成了倒飛筋斗的動(dòng)作．現(xiàn)將其簡(jiǎn)化成如圖所示的光滑的板(飛機(jī))和小球(飛行員)，讓小球在豎直面內(nèi)始終與板相對(duì)靜止且做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．A為圓周的最高點(diǎn)，C為最

11、低點(diǎn)，B、D與圓心O等高，且此時(shí)板與水平面成θ角，設(shè)小球的質(zhì)量為m，做圓周運(yùn)動(dòng)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)和C點(diǎn)相連，如圖所示，當(dāng)木架AB繞木架BC以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)輕繩a豎直伸直，輕繩b水平伸直，輕繩a的長(zhǎng)度為L(zhǎng)a，輕繩b的長(zhǎng)度為L(zhǎng)b，

12、小球運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，輕繩b被燒斷，同時(shí)木架停止轉(zhuǎn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng) 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(dòng)后小球不可能做完整的圓周運(yùn)動(dòng) D．若ω＝，則木架停止轉(zhuǎn)動(dòng)后小球可能做完整的圓周運(yùn)動(dòng) 16．(多選)飛機(jī)飛行時(shí)除受到發(fā)動(dòng)機(jī)的推力外，還受到重力和機(jī)翼的升力，機(jī)翼的升力垂直于機(jī)翼所在平面向上，當(dāng)飛機(jī)在空中盤旋時(shí)機(jī)翼向內(nèi)側(cè)傾斜(如圖所示)，以保證除發(fā)動(dòng)機(jī)推力和阻力外的其他力的合力提供向心力．設(shè)飛機(jī)以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)時(shí)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(yùn)動(dòng)，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(shí)，外軌對(duì)火車輪緣會(huì)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(diǎn)水平拋出，小球恰好從B點(diǎn)沿圓弧切線方向進(jìn)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(yùn)動(dòng)，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(dòng)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(diǎn)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(dòng)，規(guī)定經(jīng)過圓心O且水平向右為x軸正方向．在O點(diǎn)正上方距盤面高為h＝5 m處有一個(gè)可間斷滴水的容器，從t＝0時(shí)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(yùn)動(dòng)．已知t＝0時(shí)刻滴下第一滴水，以后每當(dāng)前一滴水剛好落到盤面時(shí)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(zhǎng)時(shí)間滴落到盤面上？ (2)要使每一滴水在盤面上的落點(diǎn)都位于同一直線上，圓盤的角速度ω應(yīng)為多大？ (3)當(dāng)圓盤的角速度為1.5π時(shí)，第二滴水與第三滴水在盤面上落點(diǎn)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(diǎn)以某一水平向右的初速度出

16、發(fā)，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，進(jìn)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)，C點(diǎn)右側(cè)有一壕溝，C、D兩點(diǎn)間的豎直高度h＝0.8 m，水平距離s＝1.2 m，水平軌道AB長(zhǎng)為L(zhǎng)1＝1 m，BC長(zhǎng)為L(zhǎng)2＝3 m，小球與水平軌道間的動(dòng)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(diǎn)，求小球在A點(diǎn)的初速度． (2)若小球既能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，又不掉進(jìn)壕溝，求小球在A點(diǎn)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(yùn)動(dòng)．則每一滴水滴落到盤面上所用時(shí)間t＝ ＝1 s (2)要使每一滴水在盤面上的落點(diǎn)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(diǎn)的距離為x1＝at2＋(at)t＝a 第三滴水離開O點(diǎn)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(diǎn)的速度為v，由牛頓第二定律得mg＝m，由B到最高點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得mv＝2mgR＋mv2，由A到B，－μmgL1＝mv－mv，解得小球在A點(diǎn)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(diǎn)，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(diǎn)的初速度范圍為3 m/s≤vA≤4 m/s和vA≥5 m/s.