【物理】2020届一轮复习人教新课标圆周运动的描述课时练（解析版)

【物理】2020届一轮复习人教新课标圆周运动的描述课时练（解析版)

‎2020年高考物理课时过关练：圆周运动的描述（解析版)‎ ‎1．如图所示，两个水平摩擦轮A和B传动时不打滑，半径RA＝2RB，A为主动轮．当A匀速转动时，在A轮边缘处放置的小木块恰能与A轮相对静止．若将小木块放在B轮上，为让其与轮保持相对静止，则木块离B轮转轴的最大距离为(已知同一物体在两轮上受到的最大静摩擦力相等)(　　) ‎ A．‎ B．‎ C．RB D．B轮上无木块相对静止的位置 ‎2．如图，一个圆盘在水平面内绕通过中心的竖直轴匀速转动，盘上一小物体相对圆盘静止，随圆盘一起运动。关于这个物体受到的向心力，下列说法中正确的是 A．向心力方向指向圆盘中心 B．向心力方向与物体的速度方向相同 C．向心力方向与转轴平行 D．向心力方向保持不变 ‎3．风速仪结构如图（a）所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风轮叶片转动半径为r，每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间Δt内探测器接收到的光强随时间变化关系如图（b）所示，则该时间段内风轮叶片 ‎ A．转速逐渐减小，平均速率为 B．转速逐渐减小，平均速率为 C．转速逐渐增大，平均速率为 D．转速逐渐增大，平均速率为 ‎4．如图所示，某运动员在进行短道速滑（冰面水平）比赛，假定他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他所受的合外力 A．是一个恒力，方向沿OA方向 B．是一个恒力，方向沿OB方向 C．是一个变力，此时方向沿OB方向 D．是一个变力，此时方向沿OC方向 ‎5．如图所示，M能在水平光滑杆上自由滑动，滑杆连架装在转盘上．M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连．当转盘以角速度ω转动时，M离轴距离为r，且恰能保持稳定转动．当转盘转速增至原来的2倍，调整r使之达到新的稳定转动状态，则滑块M(　　)‎ A．所受向心力变为原来的4倍 B．线速度变为原来的 C．半径r变为原来的 D．M的角速度变为原来的 ‎6．（多选）如图所示，一只光滑的碗水平放置，其内放一质量为m的小球，开始时小球相对于碗静止于碗底，则下列哪些情况能使碗对小球的支持力大于小球的重力（   ）‎ A．碗竖直向上做加速运动 B．碗竖直向下做减速运动 C．碗竖直向下做加速运动 D．当碗由水平匀速运动而突然静止时 ‎7．（多选）如图所示，半径为R，表面光滑的半圆柱体固定于水平地面，其圆心在O点，位于竖直面内的曲线轨道AB的底端水平，与半圆柱相切于圆柱面顶点B。质量为m的小滑块沿轨道滑至B点时的速度大小为，方向水平向右。滑块在水平地面上的落点为C（图中未画出），不计空气阻力，则（ ）‎ A．滑块将沿圆柱体表面始终做圆周运动滑至C点 B．滑块将从B点开始作平抛运动到达C点 C．OC之间的距离为 D．OC之间的距离为R ‎8．（多选）如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为θ角，此时绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为μ（μ＜tanθ），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，则：‎ A．至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为 B．至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为 C．至转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为 D．至转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为 ‎9．（多选）环球飞车是一种摩托车特技表演，2013年河南的一支环球飞车队创造了吉尼斯世界纪录——11人环球飞车，2015年他们再次打破了由他们自己创下的世界环球飞车记录。如图所示是简化模型，在一个大球内壁上有两个可视为质点的小球在水平面内做匀速圆周运动，观测发现小球1与大球球心的连线与竖直方向夹角为，小球2与大球球心的连线与竖直方向夹角为，则下列说法正确的是 A．小球1、2的线速度之比是 B．小球1、2的角速度之比是 C．小球1、2的周期之比是 D．小球1、2的加速度之比是 ‎10．（多选）关于质点做匀速圆周运动，下列说法正确的是()‎ A．质点的速度不变 B．质点的周期不变 C．质点的角速度不变 D．质点的转速不断变化 ‎11．如图，小球做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，线长为L，小球质量为m ‎，重力加速度为g．求小球运动的角速度．‎ ‎12．一根长60cm的细绳，最多能承受100N的拉力，用它吊起一质量为4kg的物体，当物体摆动起来经过最低点时，绳子恰好被拉断．若绳断处距离地面的高度为0.8m，求物体落地时的速度大小．（不计空气阻力，g=10m/s2）‎ 参考答案 ‎1．B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 摩擦传动时，两轮边缘上线速度大小相等，摩擦力提供向心力展开讨论即可．‎ ‎【详解】‎ 摩擦传动不打滑时，两轮边缘上线速度大小相等，根据题意有：两轮边缘上有：，所以；因为同一物体在两轮上受到的最大摩擦力相等，根据题意有，在B轮上的转动半径最大为r：则根据最大静摩擦力等于向心力有，得，B正确．‎ ‎【点睛】‎ 摩擦传动时，两轮边缘上线速度大小相等，抓住最大摩擦力相等是解决本题的关键．‎ ‎2．A ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 物体相对圆盘静止，而圆盘在水平面内绕通过中心的竖直轴匀速转动，所以物体做匀速圆周运动，其向心力指向圆心，也就是指向圆盘的中心，故A正确；物体的速度方向沿切线方向与向心力方向垂直，故B错误；向心力在圆周运动的平面上，与转轴垂直，故C错误；向心力始终指向圆心，所以方向时刻在发生变化，故D错误。所以A正确，BCD错误。‎ ‎3．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 根据题意，从图（b）可以看出，在时间内，探测器接收到光的时间在增长，圆盘凸轮的挡光时间也在增长，可以确定圆盘凸轮的转动速度在减小；在时间内可以从图看出有4次挡光，即圆盘转动4周，则风轮叶片转动了4n周，风轮叶片转过的弧长为，叶片转动速率为：，故选项B正确。‎ ‎【点睛】‎ 先通过图示判断圆盘凸轮的转动速度变化和转动圈数，再通过圆周运动的关系计算叶片转动速率。‎ ‎4．C ‎【解析】‎ 匀速圆周运动是线速度大小不变而方向沿切线的曲线运动，需要人所受的合外力指向圆心，即沿OB方向，提供向心加速度，只改变速度的方向而不改变速度的大小，则力保持与速度垂直，但方向时刻变化，则为变力。故A、B、D错误，C正确。故选C。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道线速度、向心加速度、向心力是矢量，矢量只有在大小和方向都不变时，该量不变。‎ ‎5．B ‎【解析】‎ 转速增加，再次稳定时，M做圆周运动的向心力仍由拉力提供，拉力仍然等于m的重力，所以向心力不变。故A错误。转速增至原来的2倍，则角速度变为原来的2倍，根据F=mrω2，向心力不变，则r变为原来的．根据v=rω，线速度变为原来的，故B正确，CD错误；故选B。‎ ‎6．ABD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 碗对小球的支持力大于小球的重力，说明小球处于超重状态，有向上的加速度；‎ ‎【详解】‎ A、碗竖直向上加速运动，小球受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：，故，故A正确； B、碗竖直向下减速运动，加速度向上，小球受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：，故，故B正确； C、碗向下加速时，加速度方向竖直向下，小球处于失重状态，碗对小球的支持力小于小球的重力，故C错误； D、碗水平匀速运动而突然静止时，球由于惯性继续运动，有沿着切线方向沿碗的内壁上升的趋势，小球有向上的向心加速度，加速度向上，超重，故D正确。‎ ‎【点睛】‎ 本题关键找出小球相对地面的加速度方向，然后运用牛顿第二定律列式求解。‎ ‎7．BC ‎【解析】‎ 考点：平抛运动．‎ 专题：平抛运动专题．‎ 小球运动到C点，根据合力提供向心力，如果球与圆柱体间无压力，则小球仅受重力，有初速度，将做平抛运动．‎ 解答：解：mg-N=m，而v=，所以N=0，小球仅受重力，有初速度，将做平抛运动，R=gt2，t=，x=?=．故A、D错误，BC正确．‎ 故选BC．‎ 点评：解决本题的关键掌握平抛运动的特点，以及掌握平抛运动的方法：将平抛运动分解为水平方向和竖直方向，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动．‎ ‎8．BC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ AB、当物块受到的摩擦力不足以提供向心力时，物块欲做离心运动，绳子出现拉力，故绳中刚要出现拉力时有：μmg=；‎ 又有物块随转台由静止开始缓慢加速转动至绳中出现拉力过程只有转台对物块做功，故由动能定理可得：转台对物块做的功为，故A错误，B正确；‎ CD．当转台对物块支持力为零时，向心力mgtanθ=，故由动能定理可得：转台对物块做的功为，故C正确，D错误。‎ 故选：BC.‎ ‎【点睛】‎ 对物块进行受力分析，由牛顿第二定律求得绳中出现拉力和转台对物块支持力为零时物块的速度，然后应用动能定理即可求得转台对物块做的功．‎ ‎9．AB ‎【解析】‎ 设大铁丝网球半径为,小球与大球球心连线与竖直方向夹角为,则小球做圆周运动的轨道半径，由牛顿第二定律得,解得、、，再将代入,可得、、,选项正确, 错误；由得,选项错误。故选AB.‎ 点睛：此题主要考查了牛顿第二定律在圆周运动中的直接应用，知道向心力的来源是解题的关键，知道角速度、线速度以及向心加速度的关系．‎ ‎10．BC ‎【解析】‎ A项：匀速圆周运动中的匀速指的是速率不变，其速度方向时刻改变，故A错误；‎ B项：由于匀速圆周运动的速率不变，所以运动一周所用的时间不变，即周期不变，故B正确；‎ C项：由于匀速圆周运动的速率不变，所以转过所用的时间相同，即角速度不变，故C正确；‎ D项：转速与频率的物理意思相同，由于周期不变，所以转速不变，故D错误。‎ ‎11．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 小球在水平面内做匀速圆周运动，由重力和拉力的合力提供向心力，对小球受力分析，如图 根据向心力公式公式得：mgtanθ=mrω2 ， ‎ 又 r=Lsinθ 解得：ω= ．‎ 故小球运动的角速度为 ．‎ ‎【点睛】‎ 小球在重力和拉力合力作用下做圆周运动，靠两个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出角速度的大小．‎ ‎12．5m/s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 在圆周运动的最低点，重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解最低点的速度；‎ 物体此后做平抛运动，只有重力做功，根据动能定理列式求解落地速度或由平抛运动的规律求解；‎ ‎【详解】‎ 物体摆到最低点时，绳子刚好被拉断，由向心力公式得： 所以 绳子断了后，物体做平抛运动 落地时竖直速度为： 所以落地速度为：。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查平抛运动和圆周运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及向心力的来源是解决本题的关键。‎