2019-2020年高考物理一轮复习第六单元圆周运动真题与模拟单元重组卷新人教版.doc

2019-2020年高考物理一轮复习第六单元圆周运动真题与模拟单元重组卷新人教版一、选择题(本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18小题只有一个选项正确，第912小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1xx衡水中学周测关于匀速圆周运动，下列说法正确的是()A匀速圆周运动是匀速运动B匀速圆周运动是匀变速运动C匀速圆周运动是线速度不变的运动D匀速圆周运动是线速度大小不变的运动，属于变速运动答案D解析匀速圆周运动速度大小不变，方向时刻变化，故速度是变化的，是变速运动，故A、B、C错误，D正确。2xx枣庄检测如图所示，内部为竖直光滑圆轨道的铁块静置在粗糙的水平地面上，其质量为M。有一质量为m的小球以水平速度v0从圆轨道最低点A开始向左运动，小球沿圆轨道运动且始终不脱离圆轨道，在此过程中，铁块始终保持静止，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是()A地面受到的压力一定大于MgB小球到达B点时与铁块间可能无作用力C经过最低点A时小球处于失重状态D小球在圆轨道左侧运动的过程中，地面受到的摩擦力方向可能向右答案B解析若小球恰好通过C点，重力提供其做圆周运动的向心力，则小球与铁块间无作用力，地面受到的压力为Mg，A错误；若小球恰好到达B点时速度为零，则小球与铁块间无作用力，B正确；小球经过最低点A时具有竖直向上的加速度，则此时小球处于超重状态，C错误；小球在圆轨道左侧运动的过程中，地面可能不受摩擦力，也可能受到水平向左的摩擦力，故D错误。3xx湖南浏阳模拟如图所示，半径为R的圆轮在竖直面内绕O轴匀速转动，轮上A、B两点均粘有一小物体，当B点转至最低位置时，A、B两点处的小物体同时脱落，最终落到水平地面上同一点。此时O、A、B、P四点在同一竖直线上，已知：OAAB，P是地面上一点。(不计空气的阻力)则OP的距离是()A7R B.R C.R D5R答案B解析设圆轮转动的角速度为，则vBR，vAR。当B转至最低位置，A、B处物体同时脱离做平抛运动，设OPh，则hgt，xAvAtA，hRgt，xBvBtB，且xAxB，联立以上各式得hR，故B正确。4xx湛江一模如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法中正确的是()A小球通过最高点时的最小速度vminB小球通过最高点时的最小速度vminC小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力答案C解析A、B项，因为管子能支撑小球，所以小球能够通过最高点时的最小速度为vmin0，故A、B错误；C项，小球在水平线ab以下的管道中运动时，小球受到的合外力一部分使小球有竖直向下的加速度，另一部分使小球有指向圆心的向心加速度，所以小球受到的合力中，一部分是竖直向下的，而另一部分指向圆心，所以内侧管壁对小球一定无作用力，而外侧管壁对小球一定有作用力，故C正确；D项，若小球的速度比较小，如小球恰好过最高点时，仅仅受到重力和内侧管壁的支持力，外侧管壁对小球没有作用力，故D错误。5xx兰州高三诊断如图所示，转动轴垂直于光滑水平面，交点O的上方h(A点)处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为m的小球B，绳长l大于h，转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动。当转动的角速度逐渐增大时，下列说法正确的是()A小球始终受三个力的作用B细绳上的拉力始终保持不变C要使球不离开水平面角速度的最大值为D若小球飞离了水平面则角速度为答案C解析当转动的角速度逐渐增大时，小球做圆周运动所需的向心力增大，故细绳上的拉力增大；角速度增大到一定时，小球离开水平面，离开水平面后，小球只受两个力作用，故A、B项错误。当小球对水平面的压力为零时，有：Tcosmg，Tsinm2lsin，解得在水平面上最大角速度为：；若小球飞离了水平面，则角速度大于，故C项正确，D项错误。6xx湖南衡阳质检如图所示，从光滑的圆弧槽的最高点滑下的小滑块滑出槽口时速度方向为水平方向，槽口与一个半球顶点相切，半球地面为水平，若要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圆弧轨道的的半径为R1，半球的半径为R2，则R1和R2应满足的关系是()AR1R2 BR1R2 CR1 DR1答案C解析小滑块滑至圆弧槽最低点速度设为v，则由动能定理得mgR1mv2，若要使小物块不沿半径为R2的半球面下滑则有mg，联立得：R1，故C正确。7xx湖北四地七校联盟如图所示，一竖直放置、内壁粗糙的圆锥筒绕其中心轴线旋转，角速度为0(00)，内壁上有一小物块始终与圆锥保持相对静止，则下列说法正确的是()A物块不可能受两个力作用B物块受到的支持力一定大于重力C当角速度从0增大时，物块受到的支持力可能减小D当角速度从0增大时，物块受到的摩擦力可能一直增大答案D解析当角速度0取合适值，小物块可能只受重力和支持力，故A错误。当0较小时，物体受摩擦力沿筒壁向上，如图1，正交分解列方程有Ncosfsinmg，Nsinfcosmr，可以看出支持力N不一定大于重力，且0增大时，N增大，f减小。当0较大时，物体受摩擦力沿筒壁向下，如图2，Ncosmgfsin，Nsinfcosmr，随0增大，N增大，f增大，故B、C错误，D正确。8xx全国卷小球P和Q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球的向心加速度答案C解析小球从释放到最低点的过程中，只有重力做功，由机械能守恒定律可知，mgLmv2，v，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，由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。9xx浙江高考如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R90 m的大圆弧和r40 m的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O距离L100 m。赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍。假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动。要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大，重力加速度g10 m/s2，3.14)，则赛车()A在绕过小圆弧弯道后加速B在大圆弧弯道上的速率为45 m/sC在直道上的加速度大小为5.63 m/s2D通过小圆弧弯道的时间为5.58 s答案AB解析因赛车在圆弧弯道上做匀速圆周运动，由向心力公式有Fm，则在大小圆弧弯道上的运动速率分别为v大 45 m/s，v小 30 m/s，可知赛车在绕过小圆弧弯道后做加速运动，则A、B项正确；由几何关系得直道长度为d50 m，由运动学公式vv2ad，得赛车在直道上的加速度大小为a6.50 m/s2，则C项错误；赛车在小圆弧弯道上运动时间t2.79 s，则D项错误。10xx衡水中学模拟如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上。小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出)，两次金属块Q都保持在桌面上静止。则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是()AQ受到桌面的支持力变大BQ受到桌面的静摩擦力变大C小球P运动的角速度变大D小球P运动的周期变大答案BC解析金属块Q保持在桌面上静止，对金属块和小球研究，竖直方向没有加速度，根据平衡条件得知，Q受到桌面的支持力等于两个物体的总重力，保持不变，故A错误；设细线与竖直方向的夹角为，细线的拉力大小为FT，细线的长度为L。P球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图，则有FT，mgtanm2Lsin，得角速度，周期T2 ，使小球改到一个更高一些的水平面上作匀速圆周运动时，增大，cos减小，则得到细线拉力FT增大，角速度增大，周期T减小。对Q，由平衡条件得知，fFTsinmgtan，知Q受到桌面的静摩擦力变大，故B、C正确，D错误。11xx石家庄一模如图所示，半径分别为R、2R的两个水平圆盘，小圆盘转动时会带动大圆盘不打滑地一起转动。质量为m的小物块甲放置在大圆盘上距离转轴R处，质量为2m的小物块乙放置在小圆盘的边缘处。它们与盘面间的动摩擦因数相同，当小圆盘以角速度转动时，两物块均相对圆盘静止。下列说法正确的是()A小物块甲受到的摩擦力大小为m2RB两物块的线速度大小相等C在角速度逐渐增大的过程中，物块甲先滑动D在角速度逐渐减小的过程中，摩擦力对两物块做负功答案AD解析两圆盘转动时，两圆盘边缘的线速度大小相等，设大圆盘转动的角速度为，则2RR，解得，此时小物块甲的线速度为R，小物块乙的线速度为R，选项B错误；对于小物块甲，其做匀速圆周运动的向心力是由大圆盘对其的静摩擦力来提供的，故由牛顿第二定律可得f甲m2Rm2R，选项A正确；在角速度增大过程中，小物块甲的摩擦力f甲m2Rmg，小物块乙的摩擦力f乙2m2R2mg，即小物块乙先滑动，选项C错误；在角速度减小过程中，两物块的动能在减小，根据动能定理，其受到的合外力，即摩擦力，做负功，选项D正确。12xx全国卷如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则()Aa BaCN DN答案AC解析质点由半球面最高点到最低点的过程中，由动能定理有，mgRWmv2，又在最低点时，向心加速度大小a，两式联立可得a，A项正确，B项错误；在最低点时有Nmgm，解得N，C项正确，D项错误。第卷(非选择题，共62分)二、填空题(本题共2小题，共12分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答)13xx上海高三调研(6分)一人骑自行车由静止开始上一长L200 m斜坡，斜坡坡度为0.05(沿斜坡前进100 m，高度上升5 m)，自行车达到最大速度前做加速度a1 m/s2的匀加速直线运动，达到最大速度后脚蹬踏板使大齿轮以n转/秒的转速匀角速转动，自行车匀速运动一段时间后，由于骑行者体能下降，自行车距离坡顶50 m处开始做匀减速运动，已知最后50 m的平均速度只有之前平均速度的84%。此人质量M60 kg，自行车质量m15 kg，大齿轮直径d115 cm，小齿轮直径d26 cm，车轮直径d360 cm。运动过程中，自行车受到大小恒为f20 N的摩擦阻力作用。取g10 m/s2，求：运动过程中自行车的最大速度vm_，到达坡顶时的速度v_。答案6 m/s(3分)3 m/s(3分)解析以最大速度做匀速转动时，大齿轮的角速度为：12n28 rad/s，根据12得小齿轮的角速度为：218 rad/s20 rad/s，后轮的角速度与小齿轮的角速度相等，则自行车的最大速度为：vm220 m/s6 m/s。匀加速直线运动的位移为：x1 m18 m，匀速运动的位移为：x22001850 m132 m，匀加速运动的时间为：t1 s6 s，匀速运动的时间为：t2 s22 s，最后50 m之前的平均速度为：1 m/s，则最后50 m内的平均速度为：284%1 m/s4.5 m/s，根据平均速度的推论知，2，代入数据解得：v3 m/s。14xx惠州二调(6分)在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低，如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为R的在水平面内的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于_。答案(6分)解析设路面的斜角为，作出汽车的受力图，如图。根据牛顿第二定律，得mgtanm，又由数学知识得到tan，联立解得v。三、计算题(本题共4小题，共50分。解答应写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15xx福建四地六校联考(10分)如图是阿毛同学的漫画中出现的装置，描述了一个“吃货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿：将板栗在地面小平台上以初速度v0经两个四分之一圆弧衔接而成的轨道，从最高点P飞出进入炒锅内，利用来回运动使其均匀受热。我们用质量为m的小滑块代替栗子，借这套装置来研究一些物理问题。设两个四分之一圆弧半径分别为2R和R，小平台和圆弧均光滑。将过锅底的纵截面看作是两个斜面AB、CD和一段光滑圆弧组成。两斜面倾角均为37，滑块的运动始终在包括锅底最低点的竖直平面内，重力加速度为g。设滑块恰好能经P点飞出，且恰好沿AB斜面进入锅内。已知sin370.6，cos370.8，求：(1)滑块经过O点时对轨道压力多大？(2)滑块经P点时的速度大小？(3)P、A两点间的水平距离为多少？解(1)在O点，根据牛顿第二定律Nmgm(2分)所以Nmgm(1分)根据牛顿第三定律可得：滑块经过O点时对轨道压力大小为mgm(1分)(2)在P点，根据牛顿第二定律mgm(2分)vP(1分)(3)tan(1分)vygt(1分)svPt1.5R(1分)16xx长春高三质检(12分)如图所示，两小球A和B用一根跨过固定的水平光滑细杆的不可伸长的轻绳相连，球A置于地面上且位于细杆正下方，球B被拉到与细杆同样高度的水平位置，绳刚好拉直。由静止释放球B，若球B摆动过程中球A始终没有离开地面，已知球B的质量为m，求球A质量M应满足的条件(空气阻力忽略不计，球B摆动过程中不与绳相碰)。答案(14分)M3 m解设B球到杆的距离为l，B球摆至最低点时速度为v，则：mglmv2(4分)设此时绳中拉力为T，则Tmgm(4分)A球不离开地面，则TMg(2分)解得：M3m(2分)17xx全国卷(14分)如图，在竖直平面内有由圆弧AB和圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为R，BC弧的半径为。一小球在A点正上方与A相距处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动。(1)求小球在B、A两点的动能之比；(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点。解(1)设小球的质量为m，小球在A点的动能为EkA，由机械能守恒得EkAmg(2分)设小球在B点的动能为EkB，同理有EkBmg(2分)由式得5(2分)(2)若小球能沿轨道运动到C点，小球在C点所受轨道的正压力N应满足N0(1分)设小球在C点的速度大小为vC，由牛顿运动定律和向心加速度公式有Nmgm(1分)由式得：vC应满足mgm(2分)从A到C，由机械能守恒有mgmv(2分)由式可知，小球恰好可以沿轨道运动到C点。(2分)18xx四川六校联考(14分)嘉年华上有一种回力球游戏，如图所示，A、B分别为一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道的最高点和最低点，B点距水平地面的高度为h，某人在水平地面C点处以某一初速度抛出一个质量为m的小球，小球恰好水平进入半圆轨道内侧的最低点B，并恰好能过最高点A后水平抛出，又恰好回到C点抛球人手中。若不计空气阻力，已知当地重力加速度为g，求：(1)小球刚进入半圆形轨道最低点B时轨道对小球的支持力；(2)半圆形轨道的半径；(3)小球抛出时的初速度大小。解(1)设半圆形轨道的半径为R，小球经过A点时的速度为vA，小球经过B点时的速度为vB，小球经过B点时轨道对小球的支持力为N。在A点：mgm(1分)解得：vA(1分)从B点到A点的过程中，根据动能定理有：mg2Rmvmv(1分)解得：vB(1分)在B点：Nmgm(1分)解得：N6mg，方向为竖直向上(1分)(2)C到B的逆过程为平抛运动，有hgt(1分)A到C的过程，有：h2Rgt(1分)又vBtBCvAtAC(1分)解得：R2h(1分)(3)设小球抛出时的初速度大小为v0，从C到B的过程中，根据动能定理有：mghmvmv(2分)解得：v0(2分)