2019-2020年高考物理一轮复习第五章曲线运动2圆周运动训练.doc

2019-2020年高考物理一轮复习第五章曲线运动2圆周运动训练题组一描述圆周运动的物理量1对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中不正确的是()A相等的时间内通过的路程相等B相等的时间内通过的弧长相等C相等的时间内通过的位移相等D相等的时间内转过的角度相等解析匀速圆周运动是指线速度大小不变的圆周运动，因此在相等时间内通过路程相等，弧长相等，转过的角度也相等，故选项A、B、D正确；相等的时间内通过的位移方向不同，由于位移是矢量，因此位移不相等，故选项C错误。答案C2.皮带传动装置如图所示，两轮的半径不相等，传动过程中皮带不打滑。关于两轮边缘上的点，下列说法正确的是 ()A周期相同 B角速度相等C线速度大小相等 D向心加速度相等解析皮带不打滑时，皮带上各点的线速度大小相等，同轴转动时，角速度相等，C正确。答案C3甲、乙两物体均做匀速圆周运动，甲的转动半径为乙的一半，当甲转过60时，乙在这段时间里正好转过45，则甲、乙两物体的线速度之比为()A14 B23 C49 D916解析由题意知甲、乙两物体的角速度之比12604543，2r1r2，故两物体的线速度之比v1v21r12r223，B项正确。答案B4. 如图所示，一个匀速转动的半径为r的水平圆盘上放着两个木块M和N，木块M放在圆盘的边缘处，木块N放在离圆心r的地方，它们都随圆盘一起运动。比较两木块的线速度和角速度，下列说法中正确的是 ()A两木块的线速度相等B两木块的角速度一定不相等CM的线速度是N的线速度的3倍DM的角速度是N的角速度的3倍解析由传动装置特点知，M、N两木块有相同的角速度，又由vr知，因rNr，rMr，故木块M的线速度是木块N线速度的3倍，选项C正确。答案C5.如图所示，由于地球的自转，地球表面上P、O两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于P、O两物体的运动，下列说法正确的是()AP、O两点的角速度大小相等BP、O两点的线速度大小相等C同一物体在O点的向心加速度比在P点的向心加速度小D放在P、O两处的物体均只受重力和支持力两个力作用解析同轴转动的不同点角速度相等，A正确；P、O两点做圆周运动的半径不同，根据vr可知，两点的线速度大小不同，B错误；根据a2r可知，同一物体在O点的向心加速度比在P点的向心加速度大，C错误；放在P、O两处的物体均只受万有引力和支持力两个力的作用，D错误。答案A题组二向心加速度、向心力6.如图为A、B两物体做匀速圆周运动的向心加速度a的大小随半径r变化的图象，其中A为双曲线的一个分支，由图可知 ()AA物体运动的线速度大小不变BA物体运动的角速度不变CB物体运动的角速度变大DB物体运动的线速度大小不变解析由a知，做匀速圆周运动的物体线速度大小不变时，向心加速度与半径成反比，故A正确，B错误；由a2r知，角速度不变时，向心加速度与半径成正比，故C、D错误。答案A7. 如图所示，质量相等的a、b两物体放在圆盘上，到圆心的距离之比是23，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止，a、b两物体做圆周运动的向心力之比是()A11 B32 C23 D94解析a、b随圆盘转动，角速度相同，由Fm2r知向心力正比于半径，C正确。答案C8.如图所示，质量为m的木块从半径为R的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变，那么 ()A加速度为零B加速度恒定C加速度大小不变，方向时刻改变，但不一定指向圆心D加速度大小不变，方向时刻指向圆心解析木块做的是匀速圆周运动，加速度大小不变，但方向时刻指向圆心，加速度时刻改变，故选项A、B、C错误，D正确。答案D9.如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的有 ()A线速度vAvBB运动周期TATBC它们受到的摩擦力FfAFfBD筒壁对它们的弹力FNAFNB解析由于两物体角速度相等，而rArB，所以vArAvBrB，A项错；由于相等，则T相等，B项错；因竖直方向受力平衡，Ffmg，所以FfAFfB，C项错；弹力等于向心力，故FNAmrA2FNBmrB2，D项对。答案D10.如图所示为空间站中模拟地球上重力的装置，环形实验装置的外侧壁相当于“地板”，让环形实验装置绕O点旋转，能使“地板”上可视为质点的物体与地球表面处有同样的“重力”，则旋转角速度应为(地球表面重力加速度为g，装置的外半径为R) ()A. B. C2 D.解析物体随同环形装置做圆周运动，“重力”提供向心力，可得mgm2R，解得，A正确，B、C、D错误。答案A11.(xx上海金山月考)有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆台形表演台的侧壁高速行驶，在水平面内做匀速圆周运动。图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h。如果增大高度h，则下列关于摩托车说法正确的是()A对侧壁的压力FN增大B做圆周运动的周期T不变C做圆周运动的向心力F增大D做圆周运动的线速度增大解析摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力FN的合力，作出受力分析图。设圆台侧壁与竖直方向的夹角为，侧壁对摩托车的支持力FN不变，则摩托车对侧壁的压力不变，故A错误；向心力F，m、不变，故向心力大小不变，C错误；根据牛顿第二定律得Fmr，h越高，r越大，F不变，则T越大，故B错误；根据牛顿第二定律得Fm，h越高，r越大，F不变，则v越大，故D正确。答案D12如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R0.5 m，离水平地面的高度H0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小s0.4 m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2。求：(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；(2)物块与转台间的动摩擦因数。解析(1)物块做平抛运动，竖直方向有Hgt2水平方向有sv0t联立两式得：v0s1 m/s(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有mgm联立得0.2答案(1)1 m/s(2)0.213(xxxx诸暨市第一学期期末)“水上乐园”中有一巨大的水平转盘，人在其上随盘一起转动，给游客带来无穷乐趣。如图所示，转盘的半径为R，离水平面的高度为H，可视为质点的游客的质量为m1，现转盘以角速度匀速转动，游客在转盘边缘保持相对静止，不计空气阻力。(1)求转盘转动的周期；(2)求游客受到摩擦力的大小和方向；(3)若转盘突然停止转动，求游客落水点到转动轴的水平距离。解析(1)转盘转动的周期：T(2)游客受到摩擦力的大小：Ffm2R游客受到摩擦力的方向：沿半径方向指向圆心O。(3)游客转动时的线速度，即平抛运动的初速度：vR游客落水的时间：t游客做平抛运动的水平位移：xR游客落水点到转动轴的距离：sR答案(1)(2)m2R沿半径方向指向圆心O(3)R题组三生活中的圆周运动14一辆载重卡车，在丘陵地上以不变的速率行驶，地形如图所示。由于轮胎已旧，途中爆了胎。你认为在图中A、B、C、D四处中，爆胎的可能性最大的一处是()AA处 BB处 CC处 DD处解析在A处，地面对轮胎的作用力大小等于卡车的重力；在B处，卡车做圆周运动，加速度方向竖直向上，根据牛顿运动定律得知，卡车处于超重状态，地面对卡车的作用力大于其重力；在C处，卡车做圆周运动，加速度方向竖直向下，根据牛顿运动定律得知，卡车处于失重状态，地面对卡车的作用力小于其重力；在D处，地面对卡车的作用力等于重力垂直于斜面向下的分力，也小于重力。故可知，在B处，卡车受到地面的作用力最大，最容易爆胎，故选项B正确，A、C、D错误。答案B15(xxxx诸暨市第一学期期末)如图所示，拱形桥的半径为40 m，质量为1.0103 kg的汽车行驶到桥顶时的速度为10 m/s，假设重力加速度为10 m/s2，则此时汽车对桥的压力为()A1.0104 N B7.5103 NC5.0103 N D2.5103 N答案B16游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20 m/s2，g取10 m/s2。那么此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的()A1倍 B2倍 C3倍 D4倍解析游客乘过山车在圆弧轨道最低点的受力如图所示。由牛顿第二定律得FNmgman，则FNmg2mg3mg，即3。答案C17在高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108 km/h。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。(1)如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？(2)如果高速公路上设计了圆弧拱形立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱形立交桥的半径至少是多少？(取g10 m/s2)解析(1)汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力由车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有Fmax0.6mgm，由速度v108 km/h30 m/s得，弯道半径rmin150 m。(2)汽车过圆弧拱桥，可看做在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，根据向心力公式有mgFNm。为了保证安全通过，车与路面间的弹力FN必须大于等于零，有mgm，则R90 m。答案(1)150 m(2)90 m18.一辆质量m2 t的轿车，驶过半径R90 m的一段凸形桥面，g取10 m/s2，求：(1)轿车以10 m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面的压力是多大？(2)在最高点对桥面的压力等于轿车重力的一半时，车的速度大小是多少？解析(1)轿车通过凸形桥面最高点时，受力分析如图所示：合力FmgFN，由向心力公式得mgFNm故轿车受到桥面的支持力大小FNmgm(2 000102 000)N1.78104 N根据牛顿第三定律，轿车在桥的顶点时对桥面压力的大小为1.78104 N。(2)对桥面的压力等于轿车重力的一半时，向心力FmgFN0.5mg，而Fm，所以此时轿车的速度大小v m/s15 m/s答案(1)1.78104 N(2)15 m/s