（新課標(biāo)）高考物理總復(fù)習(xí)課時(shí)檢測(cè)（二十三）圓周運(yùn)動(dòng)的描述（雙基落實(shí)課）（含解析）

課時(shí)檢測(cè)(二十三)圓周運(yùn)動(dòng)的描述(雙基落實(shí)課)1.未來的星際航行中，宇航員長(zhǎng)期處于零重力狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”，如圖所示。當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力。為達(dá)到上述目的，下列說法正確的是()A．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越大B．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小C．宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大D．宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小解析：選B旋轉(zhuǎn)艙對(duì)宇航員的支持力提供宇航員做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即mg＝mω2r，解得ω＝eq\r(\f(g,r))，即旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，角速度越小，而且與宇航員的質(zhì)量無關(guān)，選項(xiàng)B正確。2.某同學(xué)為感受向心力的大小與哪些因素有關(guān)，做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：繩的一端拴一小球，手牽著繩的另一端在空中甩動(dòng)，使小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)(如圖所示)。則下列說法正確的是()A．保持繩長(zhǎng)不變，增大角速度，繩對(duì)手的拉力將不變B．保持繩長(zhǎng)不變，增大角速度，繩對(duì)手的拉力將增大C．保持角速度不變，增大繩長(zhǎng)，繩對(duì)手的拉力將不變D．保持角速度不變，增大繩長(zhǎng)，繩對(duì)手的拉力將減小解析：選B由向心力的公式Fn＝mω2r可知，保持繩長(zhǎng)不變，增大角速度，向心力增大，繩對(duì)手的拉力將增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；保持角速度不變，增大繩長(zhǎng)，向心力增大，繩對(duì)手的拉力將增大，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。3．(2019·鐵嶺聯(lián)考)飛機(jī)由俯沖到拉起時(shí)，飛行員處于超重狀態(tài)，此時(shí)座椅對(duì)飛行員的支持力大于飛行員所受的重力，這種現(xiàn)象叫過荷。過荷過重會(huì)造成飛行員四肢沉重，大腦缺血，暫時(shí)失明，甚至昏厥。受過專門訓(xùn)練的空軍飛行員最多可承受9倍重力的影響。g取10m/s2，則當(dāng)飛機(jī)在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖、拉起的速度為100m/s時(shí)，圓弧軌道的最小半徑為()A．100m B．111mC．125m D．250m解析：選C在飛機(jī)經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)飛行員受力分析，受重力mg和支持力FN，兩者的合力提供向心力，由題意知，當(dāng)FN＝9mg時(shí)，圓弧軌道半徑最小為Rmin，由牛頓第二定律得FN－mg＝meq\f(v2,Rmin)，解得Rmin＝125m，故選項(xiàng)C正確。4.如圖所示，質(zhì)量為m的物體隨水平傳送帶一起順時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng)，A為傳送帶的終端皮帶輪。皮帶輪半徑為r，要使物體通過右端時(shí)能水平拋出，皮帶輪的轉(zhuǎn)速至少為()A.eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,r)) B.eq\r(\f(g,r))C.eq\r(gr) D.eq\f(\r(gr),2π)解析：選A要使物體通過右端時(shí)能水平拋出，則有mg＝eq\f(mv2,r)，物體飛出時(shí)速度至少為eq\r(gr)，由v＝ωr＝2πnr可得皮帶輪的轉(zhuǎn)速至少為n＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,r))，選項(xiàng)A正確。5.如圖所示，三段細(xì)線長(zhǎng)OA＝AB＝BC，A、B、C三球質(zhì)量相等，當(dāng)它們繞O點(diǎn)在光滑的水平桌面上以相同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，則三段細(xì)線的拉力FOA∶FAB∶FBC為()A．1∶2∶3 B．6∶5∶3C．3∶2∶1 D．9∶3∶1解析：選B根據(jù)牛頓第二定律對(duì)C球有：FBC＝mrOCω2，對(duì)B球有：FAB－FBC＝mrOBω2，對(duì)A球有：FOA－FAB＝mrOAω2，因?yàn)镺A＝AB＝BC，則rOA∶rOB∶rOC＝1∶2∶3，聯(lián)立解得：FOA∶FAB∶FBC＝6∶5∶3。故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。6．(多選)(2019·濰坊模擬)如圖所示，水平桿兩端有擋板，質(zhì)量為m的小木塊A穿在水平桿上，輕質(zhì)彈簧一端與水平桿左側(cè)擋板連接，另一端與A連接。初始時(shí)彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，彈力恰好等于A與桿間的最大靜摩擦力，A與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，A到豎直軸OO′的距離為L(zhǎng)。現(xiàn)使桿繞豎直軸OO′由靜止緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω。若A不與擋板接觸，則下列說法正確的是()A．彈簧伸長(zhǎng)量先保持不變后逐漸增大B．彈簧伸長(zhǎng)量保持不變C．當(dāng)ω＝eq\r(\f(μg,L))時(shí)，摩擦力為零D．當(dāng)ω＝eq\r(\f(μg,L))時(shí)，彈簧彈力為零解析：選AC初始時(shí)，彈簧彈力大小為μmg。ω較小時(shí)，摩擦力f背離豎直軸OO′，μmg－f＝mLω2，ω越大，f越??；當(dāng)ω＝eq\r(\f(μg,L))時(shí)，f為零；ω較大時(shí)，摩擦力f指向豎直軸OO′，μmg＋f＝mLω2，當(dāng)ω>eq\r(\f(2μg,L))時(shí)，A將沿遠(yuǎn)離OO′方向移動(dòng)，彈簧彈力增大，伸長(zhǎng)量增大。綜上分析，B、D錯(cuò)誤，A、C正確。7.(多選)如圖所示，一位同學(xué)玩飛鏢游戲。圓盤最上端有一P點(diǎn)，飛鏢拋出時(shí)與P點(diǎn)等高，且距離P點(diǎn)為L(zhǎng)。當(dāng)飛鏢以初速度v0垂直盤面瞄準(zhǔn)P點(diǎn)拋出的同時(shí)，圓盤繞經(jīng)過盤心O點(diǎn)的水平軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。忽略空氣阻力，重力加速度為g，若飛鏢恰好擊中P點(diǎn)，則()A．飛鏢擊中P點(diǎn)所需的時(shí)間為eq\f(L,v0)B．圓盤的半徑可能為eq\f(gL2,2v02)C．圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的最小值為eq\f(2πv0,L)D．P點(diǎn)隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度可能為eq\f(5πg(shù)L,4v0)解析：選AD飛鏢水平拋出做平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此t＝eq\f(L,v0)，故A正確；飛鏢擊中P點(diǎn)時(shí)，P點(diǎn)恰好在圓盤最下方，則2r＝eq\f(1,2)gt2，解得圓盤的半徑r＝eq\f(gL2,4v02)，故B錯(cuò)誤；飛鏢擊中P點(diǎn)，則P點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度滿足θ＝ωt＝π＋2kπ(k＝0,1,2，…)，故ω＝eq\f(θ,t)＝eq\f(2k＋1πv0,L)，則圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的最小值為eq\f(πv0,L)，故C錯(cuò)誤；P點(diǎn)隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為v＝ωr＝eq\f(2k＋1πv0,L)·eq\f(gL2,4v02)＝eq\f(2k＋1πg(shù)L,4v0)，當(dāng)k＝2時(shí)，v＝eq\f(5πg(shù)L,4v0)，故D正確。8.(多選)(2019·杭州五校聯(lián)考)質(zhì)量為m的物體沿著半徑為r的半球形金屬球殼滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，如圖所示。若物體與球殼之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物體在最低點(diǎn)時(shí)的()A．向心加速度為eq\f(v2,r)B．向心力為meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g＋\f(v2,r)))C．對(duì)球殼的壓力為eq\f(mv2,r)D．受到的摩擦力為μmeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g＋\f(v2,r)))解析：選AD物體滑到球殼最低點(diǎn)時(shí)，速度大小為v，圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r，向心加速度為an＝eq\f(v2,r)，故A正確；根據(jù)牛頓第二定律可知，物體在最低點(diǎn)時(shí)的向心力Fn＝meq\f(v2,r)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律得N－mg＝meq\f(v2,r)，得球殼對(duì)物體的支持力N＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g＋