2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題突破06圓周運(yùn)動(dòng)的復(fù)習(xí)與檢測(cè)三含解析

PAGE16-圓周運(yùn)動(dòng)的復(fù)習(xí)與檢測(cè)（三）一、單選題1．下列說(shuō)法正確的是（）A．物體受到變更的合外力作用時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)速度大小肯定變更B．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體合外力可能為零C．向心力總是指向圓心，且大小不變，故向心力是恒力D．水平地面上，靠摩擦力作為向心力而使汽車轉(zhuǎn)彎2．在光滑的水平面上一根細(xì)繩拉著一個(gè)小球在作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中不會(huì)發(fā)生變更的物理量是（）A．小球的速度 B．小球的動(dòng)能C．小球的加速度 D．細(xì)繩對(duì)小球的拉力3．一箱土豆在轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中一個(gè)處于中間位置的土豆質(zhì)量為，它到轉(zhuǎn)軸的距離為，則其它土豆對(duì)該土豆的作用力（）A． B．C． D．4．關(guān)于如圖a、圖b、圖c、圖d所示的四種圓周運(yùn)動(dòng)模型，下列說(shuō)法不正確的是（）A．圖a圓形橋半徑，若最高點(diǎn)車速時(shí)，車對(duì)橋面的壓力為零，車將做平拋運(yùn)動(dòng)B．圖b中，在固定圓錐筒（內(nèi)壁光滑）內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，受重力、彈力和向心力C．圖c中，僅在重力和輕繩拉力作用下，繞另一固定端在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的小球，最簡(jiǎn)單拉斷輕繩的位置肯定是最低點(diǎn)D．圖d中，火車以大于規(guī)定速度經(jīng)過外軌高于內(nèi)軌的彎道時(shí)，外軌對(duì)火車有側(cè)壓力，火車易脫軌做離心運(yùn)動(dòng)5．如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B，它們分居圓心兩側(cè)，與圓心距離分別為，，兩物體與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ相同，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．此時(shí)細(xì)線張力為B．此時(shí)圓盤的角速度為C．此時(shí)A所受摩擦力方向沿半徑指向圓內(nèi)D．此時(shí)燒斷細(xì)線，A仍相對(duì)圓盤靜止，B將做離心運(yùn)動(dòng)6．如下圖所示，長(zhǎng)為l的細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端拴住一個(gè)小球，在O點(diǎn)的正下方與O點(diǎn)相距的地方有一枚與豎直平面垂直的釘子；把小球拉起使細(xì)繩在水平方向伸直，由靜止起先釋放，當(dāng)細(xì)繩遇到釘子的瞬間，下列說(shuō)法正確的是()A．小球的線速度發(fā)生突變B．小球的角速度突然增大到原來(lái)的2倍C．小球的向心加速度突然增大到原來(lái)的3倍D．繩子對(duì)小球的拉力突然增大到原來(lái)的2倍7．圖所示是自行車的輪盤與車軸上的飛輪之間的鏈條傳動(dòng)裝置。是輪盤的一個(gè)齒，是飛輪上的一個(gè)齒。下列說(shuō)法中正確的是（）A．兩點(diǎn)角速度大小相等B．兩點(diǎn)線速度大小相等C．兩點(diǎn)向心加速度大小相等D．點(diǎn)向心加速度大于點(diǎn)向心加速度8．如圖所示，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線拴一個(gè)質(zhì)量為M的小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線與豎直方向間的夾角為θ，關(guān)于小球的受力狀況，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．向心力的方向肯定處在小球運(yùn)動(dòng)的水平面內(nèi)B．向心力是細(xì)線的拉力和小球所受重力的合力C．向心力等于細(xì)線對(duì)小球拉力的水平分力D．小球受到重力、細(xì)線的拉力和向心力三個(gè)力二、多選題9．如圖所示，水平圓盤上有一個(gè)木塊P，在木塊P隨圓盤一起繞過O點(diǎn)的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)的狀況下．下列說(shuō)法中正確的是()A．圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，P受到的靜摩擦力的方向指向O點(diǎn)B．圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，P受到的靜摩擦為零C．在轉(zhuǎn)速肯定的條件下，不管P到O的距離如何，P的運(yùn)動(dòng)周期不變D．在轉(zhuǎn)速肯定的條件下，不管P到O的距離如何，P受到的靜摩擦力的大小不變10．如圖所示，A、B兩小球用一根輕繩連接，輕繩跨過圓錐筒頂點(diǎn)處的光滑小定滑輪，圓錐筒的側(cè)面光滑．當(dāng)圓錐筒繞豎直對(duì)稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩球都處于筒側(cè)面上，且與筒保持相對(duì)靜止，小球A到頂點(diǎn)O的距離大于小球B到頂點(diǎn)O的距離，則下列推斷正確的是A．A球的質(zhì)量大B．B球的質(zhì)量大C．A球?qū)A錐筒側(cè)面的壓力大D．B球?qū)A錐筒側(cè)面的壓力大11．如圖所示，粗糙水平圓盤上，質(zhì)量相等的A、B兩物塊疊放在一起，隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（）

A．B的向心力是A的向心力的2倍B．B對(duì)A的摩擦力是盤對(duì)B的摩擦力的2倍C．A、B都有沿半徑向外滑動(dòng)的趨勢(shì)D．若B先滑動(dòng)，則B對(duì)A的動(dòng)摩擦因數(shù)μA大于盤對(duì)B的動(dòng)摩擦因數(shù)μB12．有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的基本模型，下列說(shuō)法正確的是（）A．如圖a，汽車通過拱橋的最高點(diǎn)處于超重狀態(tài)B．如圖b所示是一圓錐擺，增大，但保持圓錐的高不變，則圓錐擺的角速度不變C．如圖c，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速度圓周運(yùn)動(dòng)，則小球在B位置時(shí)角速度較大D．火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時(shí)，內(nèi)軌對(duì)火車輪緣會(huì)有擠壓作用三、試驗(yàn)題13．某試驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行“探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”試驗(yàn)。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，可使塔輪、長(zhǎng)槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。塔輪從上到下有三層，每層左、右半徑比分別是1：1、2：1和3：1.左、右塔輪通過皮帶連接，擋板A、C到左、右塔輪中心的距離相等。試驗(yàn)時(shí)，將兩個(gè)小球分別放在長(zhǎng)槽、短槽的不同擋板處，兩個(gè)小球隨塔輪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力大小關(guān)系可由標(biāo)尺露出的等分格的格數(shù)推斷。

（1）該試驗(yàn)小組首先探討向心力大小與半徑的關(guān)系，進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)應(yīng)將質(zhì)量___________（選填“相等”或“不相等”）的兩個(gè)小球分別放在擋板___________（選填“A和B”、“A和C”、“B和C”）處，變速塔輪的半徑比應(yīng)選擇___________（選填“1：1”、“2：1”或“3：1”）。（2）探討向心力大小與角速度的關(guān)系時(shí)，先把兩個(gè)質(zhì)量相等的小球分別放在擋板A、C位置，將皮帶連接在左、右塔輪半徑之比為2：1的塔輪上，左、右兩邊塔輪的角速度之比為___________，試驗(yàn)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，得到左、右標(biāo)尺露出的等分格數(shù)之比為1：4，由此該小組同學(xué)猜想向心力大小與角速度的平方成正比。（3）接下來(lái)，將皮帶連接在左、右塔輪半徑之比為3：1的塔輪上，當(dāng)左邊標(biāo)尺露出1個(gè)等分格，右邊標(biāo)尺露出___________個(gè)等分格時(shí)，說(shuō)明該小組同學(xué)的猜想是正確的。四、解答題14．如圖所示，質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平馬路上行駛，當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為60m的彎路時(shí)，車速為20m/s．求：(l)此時(shí)汽車轉(zhuǎn)彎所須要的向心力的大??；(2)若輪胎與路面間的最大靜摩擦力為3×l04N，汽車在此處平安轉(zhuǎn)彎的速度不能超過多大？（保留兩位有效數(shù)字）15．一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置如圖甲所示，兩根足夠長(zhǎng)輕桿OA、OB固定在豎直輕質(zhì)轉(zhuǎn)軸上的O點(diǎn)，兩輕桿與轉(zhuǎn)軸間夾角均為30o．小球a、b分別套在兩桿上，小環(huán)c套在轉(zhuǎn)軸上，球與環(huán)質(zhì)量均為m.c與a、b間均用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線相連，原長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧套在轉(zhuǎn)軸上，一端與軸上P點(diǎn)固定，另一端與環(huán)c相連．當(dāng)裝置以某一轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)到1.5L，環(huán)c靜止在O處，此時(shí)彈簧彈力等于環(huán)的重力，球、環(huán)間的細(xì)線剛好拉直而無(wú)張力．彈簧始終在彈性限度內(nèi)，忽視一切摩擦和空氣阻力，重力加速度為g．求：(1)細(xì)線剛好拉直而無(wú)張力時(shí)，裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω1；(2)如圖乙所示，該裝置以角速度ω2(未知)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈簧長(zhǎng)為L(zhǎng)/2，求此時(shí)桿對(duì)小球的彈力大小和角速度ω2．16．某游樂設(shè)施如圖所示，由半圓形和直線形細(xì)圓管組成的細(xì)圓管軌道固定在水平桌面上（圓半徑比細(xì)圓管內(nèi)徑大得多），軌道內(nèi)壁光滑．已知部分的半徑，段長(zhǎng)．彈射裝置將一質(zhì)量的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）以水平初速度從點(diǎn)彈入軌道，小球從點(diǎn)離開軌道水平拋出，落地點(diǎn)離點(diǎn)的水平距離為，桌子的高度，不計(jì)空氣阻力，?。螅海ǎ┬∏蛩匠跛俣鹊拇笮。ǎ┬∏蛟诎雸A形軌道上運(yùn)動(dòng)的角速度以及從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的時(shí)間．（）小球在半圓形軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)細(xì)圓管對(duì)小球的作用力的大?。?7．如圖所示，豎直平面內(nèi)半徑為的光滑半圓形軌道，與水平軌道AB相連接，AB的長(zhǎng)度為。一質(zhì)量為的小滑塊，在水平恒力F作用下由靜止起先從A向B運(yùn)動(dòng)，小滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，到B點(diǎn)時(shí)撤去力F，小滑塊沿圓軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力為3mg，重力加速度為，求：（1）小滑塊在C點(diǎn)的速度大小；（2）小滑塊在B點(diǎn)的速度大??；（3）恒力F的大小。參考答案1．D【詳解】A．物體受到變更的合外力作用時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)速度大小不肯定變更，例如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體不是平衡狀態(tài)，則合外力肯定不為零，故B錯(cuò)誤；C．向心力總是指向圓心，且大小不變，但是方向不斷變更，故向心力是變力，故C錯(cuò)誤；D．水平地面上，靠摩擦力作為向心力而使汽車轉(zhuǎn)彎，故D正確。故選D.2．B【解析】【分析】本題考查線速度、加速度、心向力。解決本題的關(guān)鍵知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，拉力供應(yīng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力?！驹斀狻緼B．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度的大小不變，方向時(shí)刻變更，所以小球的速度不斷變更，動(dòng)能不變，故A錯(cuò)誤，B正確；C．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度的方向時(shí)刻指向圓心，大小不變，方向時(shí)刻變更，故C錯(cuò)誤；D．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子的拉力供應(yīng)做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，向心力方向時(shí)刻指向圓心，大小不變，方向時(shí)刻變更，故D錯(cuò)誤。3．C【詳解】土豆做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受重力和其它土豆對(duì)其的作用力，設(shè)其它土豆對(duì)其的作用的水平方向作用力為，豎直方向的作用力為，則水平方向有豎直方向有其它土豆對(duì)其的作用力為故A、B、D錯(cuò)誤，C正確；故選C4．B【詳解】A．圖a中，在圓形橋最高點(diǎn)對(duì)車受力分析，依據(jù)牛頓其次定律，有代入數(shù)據(jù)，可得車將做平拋運(yùn)動(dòng)，故A正確，不符合題意；B．圖b中，在固定圓錐筒（內(nèi)壁光滑）內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，受重力、彈力，合力供應(yīng)小球的向心力，故B錯(cuò)誤，符合題意；C．圖c中，僅在重力和輕繩拉力作用下，繞另一固定端在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的小球，在最高點(diǎn)，有整理，可得在最低點(diǎn)，有整理，可得依據(jù)能量關(guān)系可知故最簡(jiǎn)單拉斷輕繩的位置肯定是最低點(diǎn)，故C正確，不符合題意；D．圖d中，火車以大于規(guī)定速度經(jīng)過外軌高于內(nèi)軌的彎道時(shí)，依據(jù)公式可知，重力與支持力的合力不足以供應(yīng)向心力，故外軌對(duì)火車有側(cè)壓力，火車易脫軌做離心運(yùn)動(dòng)，故D正確，不符合題意。故選B。5．B【詳解】ABC．依據(jù)可知角速度相同，半徑越大須要的向心力越多，由于B物塊的半徑較大，所以B先達(dá)到最大靜摩擦力。假如接著增大角速度，B會(huì)對(duì)繩子產(chǎn)生拉力從而獲得更多的向心力，由此可知角速度達(dá)到肯定值時(shí)，B會(huì)拉著A做離心運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物體即將滑動(dòng)時(shí)，B物體所受摩擦力指向圓心，A所受摩擦力指向圓外，故C錯(cuò)誤；設(shè)此時(shí)繩子的拉力為T，對(duì)此時(shí)的B物塊有對(duì)此時(shí)的A物塊有聯(lián)立解得，故B正確，A錯(cuò)誤；D．若此時(shí)剪斷繩子，B的摩擦力不足以供應(yīng)所需的向心力，B將會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，此時(shí)A所須要的向心力將角速度值代入可求得由此可知A的摩擦力也不足以供應(yīng)所需的向心力，A將會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤；故選B。6．B【解析】試題分析：細(xì)繩遇到釘子的瞬間，小球的線速度不發(fā)生變更，速度變更須要一段時(shí)間，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)線速度與角速度的關(guān)系式，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑變?yōu)樵瓉?lái)的一半，角速度增大到原來(lái)的2倍，所以B項(xiàng)正確；依據(jù)向心加速度的公式，線速度不變半徑變?yōu)樵瓉?lái)的一半，向心加速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)牛頓其次定律，向心力變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，拉力為，拉力不是原來(lái)的2倍，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤?？键c(diǎn)：本題考查了圓周運(yùn)動(dòng)和牛頓其次定律7．B【詳解】AB．P、Q兩點(diǎn)是傳送帶傳動(dòng)的兩輪子邊緣上兩點(diǎn)，則vP=vQ，而，由可得：，所以P、Q兩點(diǎn)角速度大小不相等，A錯(cuò)誤，B正確；CD．因vP=vQ，而，由Q點(diǎn)向心加速度大于P向心加速度，CD錯(cuò)誤。故選B。8．D【解析】小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)小球受力分析，如圖

小球受重力、和繩子的拉力，由于它們的合力總是指向圓心并使得小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，故在物理學(xué)上，將這個(gè)合力就叫做向心力，即向心力是依據(jù)力的效果命名的，這里是重力和拉力的合力，依據(jù)幾何關(guān)系可知，向心力等于細(xì)線對(duì)小球拉力的水平分力，故D錯(cuò)誤，BC正確；向心力的方向始終指向圓心，則向心力的方向肯定處在小球運(yùn)動(dòng)的水平面內(nèi)，故A正確．本題選錯(cuò)誤的，故選D．點(diǎn)睛：向心力是效果力，勻速圓周運(yùn)動(dòng)中由合外力供應(yīng)，是合力，與分力是等效替代關(guān)系，不能重復(fù)受力．9．AC【詳解】AB.木塊P隨圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，靜摩擦力供應(yīng)向心力，每時(shí)每刻指向圓心，A正確，B錯(cuò)誤；C.在轉(zhuǎn)速肯定的條件下，不管P到O的距離如何，P都與圓盤同軸傳動(dòng)，周期和圓盤的周期相同，保持不變，C正確；D.在轉(zhuǎn)速肯定的條件下，依據(jù)，P到O的距離越大，靜摩擦力越大，D錯(cuò)誤。10．BD【分析】繩對(duì)AB兩球的拉力大小相等；分別對(duì)兩球受力分析，依據(jù)正交分解法分別列出水平和豎直兩個(gè)方向的方程即可進(jìn)行探討.【詳解】繩對(duì)AB兩球的拉力大小相等，設(shè)繩子受到的拉力大小為T，側(cè)面對(duì)小球的支持力大小為F，則Tcosθ+Fsinθ=mg，可知小球的質(zhì)量m越大，F(xiàn)也就越大；又由Tsinθ-Fcosθ=mω2lsinθ，解得T=mgsinθ+mω2lsinθcosθ；F=mgcosθ-mω2lsin2θ可知，質(zhì)量m越大，F(xiàn)越大，l就越小，則B球的質(zhì)量大，B球?qū)A錐筒側(cè)面的壓力越大，選項(xiàng)BD正確，AC錯(cuò)誤；故選BD.【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是對(duì)小球受力分析，要知道小球做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)自于合外力，運(yùn)用牛頓其次定律和向心力學(xué)問結(jié)合進(jìn)行解答．11．CD【詳解】試題分析：因?yàn)锳、B兩物體的角速度大小相等，依據(jù)，因?yàn)閮晌飰K的角速度大小相等，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相等，質(zhì)量相等，則向心力相等，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)AB整體分析，，對(duì)A分析，有：，知盤對(duì)B的摩擦力是B對(duì)A的摩擦力的2倍，故B錯(cuò)誤；A所受的靜摩擦力方向指向圓心，可知A有沿半徑向外滑動(dòng)的趨勢(shì)，B受到盤的靜摩擦力方向指向圓心，有沿半徑向外滑動(dòng)的趨勢(shì)，故C正確；對(duì)AB整體分析，，解得，對(duì)A分析，，解得，因?yàn)锽先滑動(dòng)，可知B先達(dá)到臨界角速度，可知B的臨界角速度較小，即，故D正確．考點(diǎn)：向心力、動(dòng)摩擦因數(shù)【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道A、B兩物體一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度大小相等，知道圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源，結(jié)合牛頓其次定律進(jìn)行求解，難度中等．12．BC【詳解】A．汽車在最高點(diǎn)知?jiǎng)t處于失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．如圖b所示是一圓錐擺，重力和拉力的合力，得故增大θ，但保持圓錐的高不變，角速度不變，故B正確；C．依據(jù)受力分析知小球在A、B不同位置受力狀況相同，即向心力相同，由可知，由于B處的半徑更小，則此處角速度更大，故C正確；D．火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時(shí)，重力和支持力的合力不足以供應(yīng)向心力，則外軌對(duì)內(nèi)輪緣會(huì)有擠壓作用，故D錯(cuò)誤。故選BC。13．相等B和C1：11：29【詳解】（1）[1]本試驗(yàn)采納的是限制變量法，探討向心力大小與半徑關(guān)系時(shí)，應(yīng)保證質(zhì)量相等、角速度相等；[2]兩小球放在不同的槽內(nèi)，通過皮帶裝置傳動(dòng)，兩小球的線速度相同，故保證兩小球的角速度相等，必需使兩球在不同的槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，半徑相等，故兩小球應(yīng)分別放在B和C處；[3]兩小球放在不同的槽內(nèi)，通過皮帶裝置傳動(dòng)，兩小球的線速度相同，故保證兩小球的角速度相等，必需使兩球在不同的槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，半徑相等，故變速塔的半徑之比為1：1；（2）[4]用皮帶連接的左、右塔輪邊緣線速度大小相等，皮帶連接的左、右塔輪半徑之比為2：1，依據(jù)可知，左、右兩邊塔輪的角速度之比為1：2；（3）[5]將皮帶連接在左、右塔輪半徑之比為3：1的塔輪上，角速度之比為1：3，若向心力大小與角速度的平方成正比是正確的，則向心力大小之比為1：9，即左邊標(biāo)尺露1個(gè)等分格，右邊標(biāo)尺露出9個(gè)等分格。14．（1）（2）【解析】（1