2021年新高考物理总复习检测:第四章第3节圆周运动检测(含解析)

圆周运动
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1.如图所示,在竖直平面内,滑道ABC关于B点对称,且ABC三点在同一水平线上.若小滑块第一次由A滑到C,所用的时间为t1,第二次由C滑到A,所用的时间为t2,小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行,小滑块与滑道的动摩擦因数恒定,则(  )
At1<t2    Bt1t2
Ct1>t2      D.无法比较t1t2的大小
ca3358解析:选A.在滑道AB段上取任意一点E比较从A点到E点的速度v1和从C点到E点的速度v2易知v1>v2.E点处于形轨道上速度越大轨道对小滑块的支持力越小因动摩擦因数恒定则摩擦力越小可知由A滑到C指纹门禁系统比由C滑到AAB段上的摩擦力小因摩擦造成的动能损失也小.同理在滑道BC段的形轨道上小滑块速度越小其所受支持力越小摩擦力也越小因摩擦造成的动能损失也越小C处开始滑动时小滑块损失的动能更大
.故综上所述A滑到C比从C滑到A在轨道上因摩擦造成的动能损失要小整个过程中从A滑到C平均速度要更大一些t1<直录播系统t2.选项A正确.
2.某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关,做了一个小实验:绳的一端拴一小球,手牵着在空中甩动,使小球在水平面内做圆周运动(如图所示),则下列说法正确的是(  )
A.保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将不变
B.保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将增大
C.保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将不变
D.保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将减小
解析:选B.由向心力的表达式Fnmω2r可知保持绳长不变增大角速度向心力增大绳对手的拉力增大选项A错误B正确;保持角速度不变增大绳长向心力增大
绳对手的拉力增大选项CD错误.
3(多选)(2018·高考江苏卷)火车以60 m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10 s内匀速转过了约10°.在此10 s时间内,火车(  )
A.运动路程为600 m
B.加速度为零
C.角速度约为1 rad/s
D.转弯半径约为3.4 km
解析:选AD.在此10 s时间内火车运动路程svt60×10 m600 m选项A正确;火车在弯道上运动做曲线运动一定有加速度选项B错误;火车匀速转过10°约为 rad角速度ω rad/s选项C错误;由vωR可得转弯半径约为3.4 km选项D正确.
4.如图所示,运动员以速度v在倾角为θ的倾斜赛道上做匀速圆周运动.已知运动员及自行车的总质量为m,做圆周运动的半径为R,重力加速度为g,将运动员和自行车看做一个整体,则(  )
A.受重力、支持力、摩擦力、向心力作用
B.受到的合力大小为F
C.若运动员加速,则一定沿斜面上滑
D.若运动员减速,则一定加速沿斜面下滑
解析:选B.将运动员和自行车看做一个整体则系统受重力、支持力、摩擦力作用向心力是按力的作用效果命名的力不是物体实际受到的力A错误;系统所受合力提供向心力大小为FmB正确;运动员加速系统有向上运动的趋势但不一定沿斜面上滑同理运动员减速也不一定沿斜面下滑CD均错误.
5.质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动,小球的直径略小于圆管的直径,如图所示.已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力大小恰好为mg,则小球以速度通过圆管的最高点时(  )
A.小球对圆管的内、外壁均无压力
B.小球对圆管的外壁压力等于mg
C.小球对圆管的内壁压力等于mg
D.小球对圆管的内壁压力等于mg
解析:选C.以小球为研究对象小球通过最高点时由牛顿第二定律得mg图像识别系统+mgm当小球以速度通过圆管的最高点由牛顿第二定律得mgFNm解以上两式得FN=-mg负号表示圆管对小球的作用力向上即小球对圆管的内壁压力等于mg故选项C正确.
6.如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定转轴以恒定的角速度ω转动,盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止.物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30°,g10 m/s2.ω的最大值是(  )
A. rad/s           B. rad/s
C1.0 rad/s      D0.5 rad/s
解析:选C.当小物体转动到最低点时为临界点由牛顿第二定律知μmgcos 30°-mgsin 30°=mω2r解得ω1.0 rad/s故选项C正确.
7.(2016·高考全国卷Ⅱ)小球PQ用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短.将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示.将两球由静止释放.在各自轨迹的最低点 (  )
AP球的速度一定大于Q球的速度
BP球的动能一定小于Q球的动能
CP球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力
DP球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
解析:选C.小球从释放到最低点的过程中摩擦搅拌焊接只有重力做功由机械能守恒定律可知mgLmv2v绳长L越长小球到最低点时的速度越大A项错误;由于P球的质量大于Q球的质量Ekmv2可知不能确定两球动能的大小关系B项错误;在最低点根据牛顿第二定律可知Fmgm求得F3mg由于P球的质量大于Q球的质量因此C项正确;由a2g可知两球在最低点的向心加速度相等D项错误.
8(多选)如图所示,半径r0.5 m的光滑圆轨道被竖直固定在水平地面上,圆轨道最低处有一小球(小球的半径比r小很多).现给小球一个水平向右的初速度v0,要使小球不脱离轨道运动,重力加速度大小g10 m/s2v0应满足(  )
Av00      Bv02 m/s
Cv05 m/s      Dv0 m/s
解析:选CD.最高点的临界情况为mgm解得v小球从最低点到最高点的过程根据动能定理得-mg·2rmv2mv解得v05 m/s.若恰好不超过圆心高度根据动能定理有-mgr0mv解得v0 m/s所以v0应满足的条件是v05 m/sv0 m/s故选项CD正确AB错误.
B级 能力题练稳准】
9.如图所示,甲、乙两水平圆盘紧靠在一块,甲圆盘为主动轮,乙靠摩擦随甲转动且无相对滑动.甲圆盘与乙圆盘的半径之比为rr31,两圆盘和小物体m1m2之间的动摩擦因数相同,m1O点为2rm2O点为r,当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时(  )
Am1m2滑动前的角速度之比ω1ω231
Bm1m2滑动前的向心加速度之比a1a213
C.随转速慢慢增加,m1先开始滑动
D.随转速慢慢增加,m2先开始滑动
解析:选D.甲、乙两圆盘边缘上的各点线速度大小相等ωrωrrr31ωω13所以小物体相对盘开始滑动前m1m2的角速度之比ω1ω213故选项A错误;小物体相对盘开始滑动前根据aω2rm1m2的向心加速度之比为a1a2(ω·2r)(ωr)29故选项B错误;根据μmgmrω2maa1a229圆盘和小物体的动摩擦因数相同可知当转速增加时m2先达到临界角速度耳机绕线器所以m2先开始滑动.故选项C错误D正确.

本文发布于:2024-09-20 18:00:32,感谢您对本站的认可!

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