2022届高三物理大一轮复习-第4章-第3节-圆周运动-课后达标检测-.docx

一、单项选择题1.(2021廊坊模拟)如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动状况的说法正确的是()A若拉力突然消逝，小球将沿轨迹Pa做离心运动B若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动D若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc运动答案：A2(2021浙江台州书生中学检测)如图所示，长为L的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球在O点的正下方与O点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子A.把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开头释放，当细绳遇到钉子后的瞬间(细绳没有断)，下列说法中正确的是()A小球的向心加速度突然增大到原来的3倍B小球的线速度突然增大到原来的3倍C小球的角速度突然增大到原来的1.5倍D细绳对小球的拉力突然增大到原来的1.5倍解析：选A.细绳遇到钉子的瞬间，线速度不变，B错误圆周运动的半径由L变为，由a知，a增大到原来的3倍，A正确依据vr知角速度增大到原来的3倍，C错误细绳遇到钉子前瞬间FTmgm，碰后瞬间FTmgm，再依据机械能守恒有mgLmv2，由此可得FTFT，D错误3(2021高考江苏卷)如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是()AA的速度比B的大BA与B的向心加速度大小相等C悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小解析：选D.依据vr，两座椅的相等，由rBrA可知vBvA，A错误；向心加速度a2r，因相等r不等，故a不相等，B错误；水平方向mgtan m2r，即tan ，因rBrA，故BA，C错误；竖直方向T cos mg，绳子拉力T，因BA，故TBTA，D正确4.(2021安徽江南十校联考)如图，在一半径为R的球面顶端放一质量为m的物块，现给物块一初速度v0，则()A若v0，则物块落地点离A点RB若球面是粗糙的，当v0时，物块确定会沿球面下滑一段，再斜抛离开球面C若v0，则物块落地点离A点为RD若v0，则物块落地点离A点至少为2R解析：选D.若v0，物块将离开球面做平抛运动，由y2Rgt2/2，xv0t，得x2R，A错误，D正确；若v0，物块将沿球面下滑，若摩擦力足够大，则物块可能下滑一段后停下来，若摩擦力较小，物块在圆心上方球面上某处离开，斜向下抛，落地点离A点距离大于R，B、C错误5.(2021黑龙江示范性高中联考)一对男女溜冰运动员质量分别为m男80 kg和m女40 kg，面对面拉着一弹簧测力计做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距0.9 m，弹簧测力计的示数为9.2 N，则两人()A速度大小相同约为40 m/sB运动半径分别为r男0.3 m和r女0.6 mC角速度相同为6 rad/sD运动速率之比为v男v女21解析：选B.由于两人的角速度相等，由Fm2r以及两者的质量关系m男2m女，可得r女2r男，所以r男0.3 m，r女0.6 m，则角速度均为0.6 rad/s，B正确，C错误；由vr知，运动速率之比为v男v女12，A、D错误二、多项选择题6.大路急转弯处通常是交通事故多发地带如图，某大路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向大路内外两侧滑动的趋势则在该弯道处，()A路面外侧高内侧低B车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动C车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小解析：选AC.汽车在大路转弯处做圆周运动，需要外力供应向心力，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向大路内外两侧滑动的趋势，即没有指向大路两侧的摩擦力，此时的向心力由地面的支持力和重力的合力供应，故路面外侧高内侧低，选项A正确；当车速低于vc时，车所需向心力减小，车可能只是具有向内侧滑动的趋势，不愿定能够滑动，选项B错误；同理，当车速高于vc，且不超出某一最高限度，车辆可能只是有向外侧滑动的趋势，不愿定能够滑动，当超过最大静摩擦力时，才会向外侧滑动，故选项C正确；当路面结冰时，只是最大静摩擦力变小，vc值不变，D错误7.(2021广东广州一模)如图，在绕地球运行的“天宫一号”试验舱中，航天员王亚平将支架固定在桌面上，摆轴末端用细绳连接一小球拉直细绳并给小球一个垂直细绳的初速度，它做圆周运动在a、b两点时，设小球动能分别为Eka、Ekb，细绳拉力大小分别为Ta、Tb，阻力不计，则()AEkaEkbBEkaEkbCTaTb DTaTb解析：选BD.在“天宫一号”中，小球处于完全失重状态，给小球一个初速度，小球做匀速圆周运动，动能不变，A错，B对；其向心力由绳子拉力供应，由牛顿其次定律有Fm，因m、R、v2不变，所以拉力大小也不变，C错，D对，所以本题选择BD.8.(2021四川泸州一模)如图所示，物体P用两根长度相等不行伸长的细线系于竖直杆上，它随杆转动，若转动角速度为，则()A只有超过某一值时，绳子AP才有拉力B绳子BP的拉力随的增大而增大C绳子BP的张力确定大于绳子AP的张力D当增大到确定程度时，绳子AP的张力大于绳子BP的张力解析：选AC.较小时，AP松弛，故A选项正确当达到某一值0时，AP刚好要绷紧P受力如图，其合力供应向心力，竖直方向合力为零故FBPFAP，C选项正确9(2021湖北孝感三中期中)如图所示，质量为m的物体，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的动摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是()A受到的向心力为B受到的摩擦力为mC受到的摩擦力为D受到的合力方向斜向左上方解析：选CD.物体在最低点做圆周运动，则有FNmgm，解得FNmgm，故物体受到的滑动摩擦力FfFN，A、B错误，C正确物体受到重力、水平向左的摩擦力和竖直向上的支持力，故物体所受的合力斜向左上方，D正确10.(2022高考新课标全国卷)如图，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开头绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()A. b确定比a先开头滑动Ba、b所受的摩擦力始终相等C 是b开头滑动的临界角速度D当 时，a所受摩擦力的大小为kmg解析：选AC.小木块发生相对滑动之前，静摩擦力供应向心力，由牛顿其次定律得，fm2r，明显b受到的摩擦力较大；当物体刚要相对于盘滑动时，静摩擦力f达到最大值fmax，由题设知fmaxkmg，所以kmgm2r，由此可以求得物体刚要滑动时的临界角速度0，由此得a发生相对滑动的临界角速度为 ，b发生相对滑动的临界角速度为 ；若，a受到的是静摩擦力，大小为fm2lkmg.综上所述，本题正确答案为AC.三、非选择题11.(2021开封模拟) 如图所示，一块足够大的光滑平板放置在水平面上，能绕水平固定轴MN调整其与水平面所成的夹角板上一根长为l0.60 m的轻细绳的一端系住一质量为m的小球P，另一端固定在板上的O点当平板的倾角固定为时，先将轻绳平行于水平轴MN拉直，然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v03.0 m/s.若小球能保持在板面上做圆周运动，倾角的值应在什么范围内？(取重力加速度g10 m/s2)解析：小球在板面上运动时受绳子拉力、板面弹力、重力在垂直板面方向上合力为0，重力沿板面对下的分力为mgsin .小球在最高点时，由绳子的拉力和重力沿板面对下的分力的合力供应向心力，有Tmgsin 争辩小球从释放到最高点的过程，据动能定理mglsin mvmv若恰好通过最高点，绳子的拉力T0联立，解得sin 代入数据得30所以，要使小球能保持在板面上做圆周运动，板面的倾角应小于等于30.答案：3012.如图所示，从A点以某一水平速度v0抛出一质量m1 kg的小物块(可视为质点)，当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入BOC37的光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面上的长木板上，圆弧轨道C端的切线水平已知长木板的质量M4 kg，A、B两点距C点的高度分别为H0.6 m、h0.15 m，R0.75 m，物块与长木板之间的动摩擦因数10.7，长木板与地面间的动摩擦因数20.2，g10 m/s2.求：(1)小物块的初速度v0及在B点时的速度大小；(2)小物块滑动至C点时，对圆弧轨道的压力大小；(3)长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板解析：(1)从A点到B点，物块做平抛运动，Hhgt2设到达B点时竖直分速度为vy，则vygt，联立解得vy3 m/s此时速度方向与水平面的夹角为37有tan vy/v03/4，得v04 m/sv15 m/s.(2)从A点至C点，由动能定理有：mgHmvmv设物块在C点受到的支持力为FN，则有FNmg解得：v22 m/s，FN47.3 N依据牛顿第三定律可知，物块在C点时对圆弧轨道的压力大小为47.3 N.(3)小物块与长木板间的滑动摩擦力Ff1mg7 N长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力Ff2(Mm)g10 N由于FfFf，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动小物块在长木板上做匀减速运动则长木板的长度至少为l2.0 m.答案：(1)4 m/s5 m/s(2)47.3 N(3)2.0 m