【師說】2022高考物理(新課標(biāo))一輪全程復(fù)習(xí)構(gòu)想檢測：4-3圓周運(yùn)動(dòng)及其應(yīng)用

1.eq\a\vs4\al([2021·南京模擬])自行車的傳動(dòng)裝置示意圖如圖所示，自行車行駛時(shí)后輪與地面不打滑．a(chǎn)、c為與車軸等高的輪胎上的兩點(diǎn)，d為輪胎與地面的接觸點(diǎn)，b為輪胎上的最高點(diǎn)．在行駛過程中，到圖中位置時(shí)整個(gè)后輪可看成繞d點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，則()A．c點(diǎn)角速度最大B．a(chǎn)點(diǎn)速度方向豎直向下C．b點(diǎn)向心加速度指向dD．a(chǎn)、b、c、d四點(diǎn)相對(duì)于地面的速度大小相等解析圖中d點(diǎn)為輪胎與地面的接觸點(diǎn)，此時(shí)，d點(diǎn)的瞬時(shí)速度為零，a、b、c三點(diǎn)可看成繞d點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，故三點(diǎn)的角速度應(yīng)當(dāng)相同，A錯(cuò)；相對(duì)于地面來說，a點(diǎn)豎直向下有個(gè)分速度，對(duì)于地面對(duì)左有個(gè)分速度，依據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成可知，a點(diǎn)速度方向不會(huì)豎直向下，B錯(cuò)，同理D也是錯(cuò)誤的；C說法正確，b點(diǎn)的向心加速度指向d點(diǎn)．答案C2.eq\a\vs4\al([2021·浙江聯(lián)考])2022年春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)上“小彩旗”四個(gè)小時(shí)的旋轉(zhuǎn)引起網(wǎng)絡(luò)熱議，某網(wǎng)友想到了“我到底以什么樣的速度隨著地球自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)呢？”的問題，并繪制出了不同緯度處隨地球自轉(zhuǎn)的切向速度圖(不考慮公轉(zhuǎn)影響)，如圖所示，則下面說法正確的是()A．從圖象中可知，只要知道了地球上某位置處隨地球自轉(zhuǎn)的線速度，就可以確定該點(diǎn)的緯度B．從圖象可知，在赤道面四周的近地環(huán)繞衛(wèi)星的線速度約為1050英里/小時(shí)C．若已知“小彩旗”所在的緯度，就可以從圖象中得到她在舞臺(tái)上旋轉(zhuǎn)的線速度D．坐在“春晚”現(xiàn)場觀看表演的觀眾，他們隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小相等解析除赤道外每個(gè)線速度對(duì)應(yīng)兩個(gè)緯度值，故A錯(cuò)；赤道面四周的近地環(huán)繞衛(wèi)星的線速度(即第一宇宙速度)大于地面上物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度，故B錯(cuò)；若已知“小彩旗”所在的緯度，就可以從圖象中得到她繞地球自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的線速度，而不是她在舞臺(tái)上旋轉(zhuǎn)的線速度，故C錯(cuò)；“春晚”現(xiàn)場觀看表演的觀眾，他們隨地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，半徑也相同，所以向心加速度大小相等，故D對(duì)．答案D3.2021年6月11日，我國航天員聶海勝、張曉光和王亞平在“天宮一號(hào)”首次為青少年進(jìn)行太空授課，開拓了我國太空訓(xùn)練的新篇章。如圖是授課過程中讓小球做圓周運(yùn)動(dòng)的情景，長為L的細(xì)線一端固定在支架上，另一端系著小球，拉直細(xì)線，讓小球在最低點(diǎn)(以圖中支架為參考)以垂直于細(xì)線的速度v0拋出，開頭做圓周運(yùn)動(dòng)．同時(shí)，地面教室有一套完全相同的裝置做同樣的對(duì)比試驗(yàn)．假設(shè)在最低點(diǎn)時(shí)，兩球的速度大小相等，且兩球均做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，空氣阻力不計(jì)，則關(guān)于地面教室和“天宮”中的兩小球的運(yùn)動(dòng)狀況(均相對(duì)于各自的懸點(diǎn))，下列說法正確的是()A．運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，地面教室中的小球?qū)K子的拉力與“天宮”中的等大B．若相同的時(shí)間內(nèi)，地面教室中的小球運(yùn)動(dòng)n1圈，“天宮”中的小球運(yùn)動(dòng)n2圈，則n1>n2C．在“天宮”中，小球在最低點(diǎn)的速度須足夠大才能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)D．若小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，兩組試驗(yàn)中的細(xì)繩均被拉斷，則地面教室中的小球做平拋運(yùn)動(dòng)，而“天宮”里的小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)解析在地面教室中的小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)受到豎直向下的重力mg和向上的拉力F，由向心力公式有F－mg＝meq\f(v\o\al(2,0),r)，知F＝mg＋meq\f(v\o\al(2,0),r)；在“天宮”中的小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)只受到拉力F′作用，處于完全失重狀態(tài)，由向心力公式有F′＝meq\f(v\o\al(2,0),r)，可知地面教室中的小球?qū)K子的拉力比在“天宮”中的要大，則選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因地面教室中的小球在上升過程中重力做負(fù)功，動(dòng)能削減，它做完整的變速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T1比在“天宮”中的小球做完整的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T2要大，在相同的時(shí)間t內(nèi)有t＝n1T1＝n2T2，知n1<n2，則選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在“天宮”中的小球在最低點(diǎn)時(shí)只要有速度即能做完整的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，兩組試驗(yàn)中的細(xì)繩均被拉斷，地面教室中的小球因受到重力作用而做平拋運(yùn)動(dòng)，而“天宮”中的小球因處于完全失重狀態(tài)而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D正確．答案D4.eq\a\vs4\al([2022·安徽理綜])如圖所示，一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定對(duì)稱軸以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5m處有一小物體與圓盤始終保持相對(duì)靜止．物體與盤面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),2)(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，盤面與水平面的夾角為30°，g取10m/s2.則ω的最大值是()A.eq\r(5)rad/s B.eq\r(3)rad/sC．1.0rad/s D．0.5rad/s解析小物體隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，向心力由靜摩擦力和重力沿斜面方向的分力的合力供應(yīng)，小物體轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)時(shí)，最簡潔發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)．只要保證最低點(diǎn)不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)即可．在最低點(diǎn)，由向心力公式得：Ff－mgsinθ＝mω2r①；Ff＝μmgcosθ②代入數(shù)值得：ω＝1.0rad/s，故選項(xiàng)C正確．答案`C5.在光滑水平面上，有一轉(zhuǎn)軸垂直于此平面，交點(diǎn)O的上方h處固定一細(xì)繩，繩的另一端連接一質(zhì)量為m的小球B，繩長l>h，小球可隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示．要使小球不離開水平面，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的最大值是()A.eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,h)) B．πeq\r(gh)C.eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l)) D.eq\f(1,2π)eq\