2021屆高考物理三輪強化：曲線運動(B)(解析版)

1、2021屆高考物理三輪強化：曲線運動（B）1.G20峰會"最憶是杭州”的文藝演出中,芭蕾舞演員保持如圖所示姿勢原地旋轉(zhuǎn)，此時手臂上A、5兩點角速度大小分別為以、，線速度大小分別為 力，則（）A. < cobB. coA >C. vA < vBD. v4 >2 .如圖所示是一個玩具陀螺,“、和。是陀螺上的三個點。當(dāng)陀螺繞垂直于 地面的軸線以角速度切穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時，下列表述正確的是（）3A.a、和c三點的線速度大小相等B.a、b和c三點的角速度相等C.a、的角速度比。的大 D.c的線速度比、匕的大3 .一小球被細(xì)繩拴著，在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，向心加速度

2、為，那么下列說法錯誤的是（）A.小球運動的角速度大小為用點B.小球在時間t內(nèi)通過的路程為s =C.小球做勻速圓周運動的周期丁 =患D.小球在時間，內(nèi)可能發(fā)生的最大位移為2R4 .如圖所示，光滑固定的水平圓盤中心有一個光滑的小孔用一細(xì)繩穿過小孔連接質(zhì)量分別為叫、叫的小球A和用讓B球懸掛/球在光滑的圓盤面上 繞圓盤中心做勻速圓周運動，角速度為,半徑為，則關(guān)于，和3關(guān)系的圖5 .A、8兩物體做勻速圓周運動時的向心加速度隨半徑變化的關(guān)系圖線如圖 所示，其中曲線為反比例函數(shù)的一部分，則（）A.5物體運動時,其線速度的大小不變B.8物體運動時,其角速度不變C.A物體運動時,其角速度不變D.A物體運動時，其

3、線速度隨r的增大而減小6 .如圖所示，一小物塊被夾子夾緊，夾子通過輕繩懸掛在小環(huán)上，小環(huán)套在水平光滑細(xì)桿上，物塊質(zhì)量為“，到小環(huán)的距離為七，其兩側(cè)面與夾子 間的最大靜摩擦力均為尸。小環(huán)和物塊以速度u向右勻速運動，小環(huán)碰到 桿上的釘子產(chǎn)后立刻停止，物塊向上擺動。整個過程中，物塊在夾子中沒 有滑動。小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計，重力加速度為g。下列說法正確的是 （）A.物塊向右勻速運動時，繩中的張力等于2FB.小環(huán)碰到釘子P時，繩中的張力大于2/C.物塊上升的最大高度為?D.速度口不能超過J、77.4、6兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運動（如圖）,在相同時間內(nèi)，它們通過 的路程之比是4:3,運動方向改變的角

4、度之比是3:2,則它們（）A.線速度大小之比為4:3C.圓周運動的半徑之比為2:1B.角速度大小之比為3:4D.向心加速度大小之比為1:2&如圖所示，光滑木板長的木板上距離左端。點"，"處放有一物塊,木板可 以繞左端O點垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動，開始時木板水平靜止.現(xiàn)讓木板突然以一 恒定角速度順時針轉(zhuǎn)動，物塊下落正好可以砸在木板的末端,已知重力加速 度g =10?/，則木板轉(zhuǎn)動的角速度為（）A. Ttrad Isd.nraa Is C-nraa Isl）.Ttraa / s63639 .如圖所示，將完全相同的兩小球工、3用長£=L0m的細(xì)繩懸于以i=10m/s向右

5、勻速運動的小車頂部，兩球與小車前后壁接觸，由于某種原 因，小車突然停止，此時懸線的拉力之比為（）A. 1： 2 B. 1： 4 C. 1： 6 D. 1： 1110 .如圖所示，電風(fēng)扇在閃光燈下運轉(zhuǎn)，閃光燈每秒閃45次，風(fēng)扇轉(zhuǎn)軸。上裝 有3個扇葉，它們互成120。角.當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動時,觀察者感覺扇葉不動，則風(fēng)扇轉(zhuǎn) 速可能是（）A.600r/min B.900r/min C.1200r/minD.1800r/min11 .（多選）如圖所示,質(zhì)量為m的小球用長為L的細(xì)線懸掛在O點，在。點的 正下方L/2處有一個釘子，把小球拉到水平位置由靜止釋放。當(dāng)細(xì)線擺到豎 直位置碰到釘子時，下列說法正確的是（）d-

6、A.小球的線速度大小保持不變B.小球的角速度突然增大為原來的2倍C.細(xì)線的拉力突然變?yōu)樵瓉淼?倍D.細(xì)線的拉力一定大于12 .如圖所示，一水平轉(zhuǎn)臺以恒定的角速度繞中心軸線。勻速轉(zhuǎn)動.現(xiàn)將 甲、乙、丙三個物塊放在臺面上，三個物塊均與轉(zhuǎn)臺保持相對靜止。已知 三物塊與轉(zhuǎn)臺之間的動摩擦因數(shù)相等,質(zhì)量關(guān)系為叫=:叫=2:1:1,到轉(zhuǎn) 軸的距離關(guān)系為a：/屋=2：1：1。則下列說法正確的是（）A、物塊丙受到的靜摩擦力小于物塊甲受到的靜摩擦力B、物塊乙受到的靜摩擦力最小C、物塊丙的向心加速度最大D、如果轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速逐漸變大，則最先發(fā)生相對滑動的為物塊甲13 .如圖所示，足夠大的水平圓臺中央固定一光滑豎直細(xì)桿，

7、原長為的輕 質(zhì)彈簧套在豎直桿上，質(zhì)量均為?的光滑小球4 8用長為L的輕桿及光滑 錢鏈相連，小球A穿過豎直桿置于彈簧上。讓小球3以不同的角速度繞 豎直桿勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)動的角速度為。時，小球8剛好離開臺面。彈簧始 終在彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)為重力加速度為g,則（）A.小球均靜止時，彈簧的長度為L-等 KB角速度飛;后王C.角速度。=4時，小球A對彈簧的壓力為依D.角速度從與繼續(xù)增大的過程中，小球A對彈簧的壓力不變14.如圖所示，是半徑為R的豎直面內(nèi)的圓弧軌道，軌道末端C在圓心O的正下方，ZBOC=60。，將質(zhì)量為根的小球，從與O等高的A點水平拋出，小球恰好從8點沿圓弧切線方向進入圓軌道，由于小球與圓

8、弧之間有 摩擦，能夠使小球從8到C做勻速圓周運動.重力加速度大小為鄉(xiāng)則（）A.從B到C,小球克服摩擦力做功為:mgRB.從8到。，小球與軌道之間的動摩擦因數(shù)可能保持不變C.4、8兩點間的距離為超口10D.在C點，小球?qū)壍赖膲毫榘?5 .如圖所示，細(xì)繩的一端懸于O點，另一端系一小球，在O點正下方A 處有一釘子.現(xiàn)使小球由高處擺下，當(dāng)繩擺到豎直位置時與釘子相碰.則 繩碰釘子前后的瞬間相比（不計空氣阻力）（）A.小球的線速度變大C.小球的向心加速度減小B.小球的角速度不變D.繩子的拉力變大16 .質(zhì)量均為m的小球A、B分別固定在一長為L的輕桿的中點和一端點, 如圖所示。當(dāng)輕桿繞另一端點。在光滑水

9、平面上做角速度為G的勻速圓 周運動時，則（）A.處于中點的小球A的線速度為功B.處于中點的小球4的加速度為L4C.處于端點的小球8所受的合外力為?1LD.輕桿04段中的拉力與A3段中的拉力之比為3:217 .如圖所示，質(zhì)量為加的小球置于立方體的光滑盒子中，盒子的邊長略 大于小球的直徑.某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周 運動.己知重力加速度為g,空氣阻力不計，要使在最高點時盒子與小球 之間作用力大小恰為噌，貝女）A.該盒子做勻速圓周運動的周期等于酎B.該盒子做勻速圓周運動的周期等于萬酒C.盒子在最低點時盒子與小球之間的作用力大小等于2mgD.盒子在最低點時盒子與小球之間的作用力大

10、小等于3機g18 .如圖所示為常見的高速公路出口匝道，某汽車在AB段做勻減速直線運 動，在BC段做水平面內(nèi)的勻速圓周運動，圓弧段最高限速匕=36h/人，己 知汽車與匝道間的動摩擦因數(shù)口 =0.2,假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦 力，AB段長度L=200m,汽車在出口 A的速度為匕=1086/?,（1）若汽車到達B點速度恰好為36km/h,求汽車在AB段運動時加速度的大?。粸楸ＷC行車安全（車輪不打滑），求水平圓弧段BC半徑R的最小值。19 .如圖所示，一雜技運動員騎摩托車沿一豎直圓軌道做特技表演，若摩 托車運動的速率恒為v = 20m/s,人和車的總質(zhì)量為機= 200kg,摩托車受到的 阻力是摩托

11、車對軌道壓力的k倍，且4 =。.5。摩托車通過與圓心。在同一水 平面上的5點向下運動時牽引力恰好為零，摩托車車身的長度不計，g取 10m/s2 ,試求：（1）運動員完成一次圓周運動所需的時間；（兀取3.14 ）摩托車通過最低點A時牽引力的大??； 摩托車通過最高點C時牽引力的大小。20 .有一如圖所示的裝置，輕繩上端系在豎直桿的頂端O點，下端P連接一個 小球（可視為質(zhì)點），輕彈簧一端通過較鏈固定在桿的A點,另一端連接在P 點，整個裝置可以在外部驅(qū)動下繞OA軸旋轉(zhuǎn)。剛開始時，整個裝置處于靜 止?fàn)顟B(tài)，彈簧處于水平方向?，F(xiàn)在讓桿從靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動，整個過程 中，繩子一直處于拉伸狀態(tài)，彈簧始終在彈性

12、限度內(nèi)，忽略一切摩擦和空氣阻 力。己知:OA=4mQP=5m,小球質(zhì)量m=lkg,彈簧原長l=5m,重力加速度g取 10m/s2 o 求：(1) .彈簧的勁度系數(shù)k;(2) .當(dāng)彈簧彈力為零時，整個裝置轉(zhuǎn)動的角速度。參考答案1 .答案：D解析：由于A、8兩點在人自轉(zhuǎn)的過程中周期一樣，所以根據(jù)或竽可知4、 8兩點的角速度一樣，選項AB錯誤;根據(jù)可知/點轉(zhuǎn)動半徑大，所以A 點的線速度要大，選項D正確,C錯誤。2 .答案：B解析：4、6。三點共軸轉(zhuǎn)動，角速度大小相等，所做圓周運動的 半徑和。所做圓周運動的半徑相等，根據(jù)知-3、知"，。的線 速度大小相等，由于。所做圓周運動的半徑最小，根據(jù)吁

13、必知，c的 線速度最小，故選B。3 .答案： C解析：根據(jù)i2R,解得故A正確;根據(jù)/?=信/?=砥所以小球 在時間，內(nèi)通過的路程為僻，故B正確;根據(jù)丁吟=2兀。故C錯誤； 小球做圓周運動的最大位移即為圓的直徑2a故D正確.本題選說法錯誤的, 所以選C.4 .答案:B解析：根據(jù)rn2g = mxrcer得,=弊，可知r與4成正比，與療成反比，故A錯 町 "6F誤,B正確。因為L5蘇，則與療成正比,故CD錯誤0 r m2gr5 .答案：B解析：B物體的"T圖線是過原點的直線，根據(jù) = £可知,角速度為定值，選項A錯誤,B正確;A物體的“7圖線是反比例函數(shù)曲線的一部分

14、，根據(jù)“V可知，線速度不變，故選項CD錯誤。6 .答案：D解析：A.物塊向右勻速運動時，則夾子與物體M,處于平衡狀態(tài)，那么 繩中的張力等于Mg,而物塊擺動時和夾子間沒有滑動，說明勻速時沒有 達到最大靜摩擦力，繩中的張力一定小于2月 故A正確；B.小環(huán)碰到釘子P時，物體M做圓周運動，依據(jù)最低點由拉力與重力的 合力提供向心力，因此繩中的張力大于Mg,而與2尸大小關(guān)系不確定，故 B錯誤；c.依據(jù)機械能守恒定律，減小的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能,則有：那么 物塊上升的最大高度為 = g,故。正確； 2gD.因夾子對物體M的最大靜摩擦力為2尸，依據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合向心力表達式，對物體M則有：2F-咦,解得：.

15、卜F-吁,故。正確； LV m故選：ACD.7 .答案：A解析：由圓周運動公式有，通過的路程5 =雙=*轉(zhuǎn)過的角度人環(huán)己知在相 同的時間內(nèi)，通過的路程之比是4:3,轉(zhuǎn)過的角度之比是3:2,則48的線速度 大小之比是4:3,角速度大小之比是3:2,則選項A正確,B錯誤;由rJ,得半 0徑的比值為今事去= 391由向心加速度公式“ = #R,得向心加速度大小的比值為"=握？ = »2,選項CD錯誤。飆4心 2- 98 .答案：C解析：設(shè)從開始到物塊砸在木板的末端，木板轉(zhuǎn)過的角度為劣則有cos a =且,a =工,所以物塊下落的周度h = Lsin 30° = 0.5

16、tn, |11 h = Lg產(chǎn)，得物塊下 262落時間為/ =典S,所以木板轉(zhuǎn)動的角速度取巫乃“/s,選項C正確.106【考點】：圓周運動的概念,自由落體運動性質(zhì)。9 .答案：D解析：若A. 8的質(zhì)量為小則2對 A 球打：Fa - mg = m ，r,，|Q-得 Fa = mg + m = m(10 + )=110/n o r1.0對 8 球有:Fs = mg = 10m o所以弓3 = i：u.故D正確，ABC錯誤。故選：Do10 .答案：BD解析：閃光燈的頻閃周期丁 = s在一個周期丁內(nèi)，扇葉轉(zhuǎn)動的角度應(yīng)為 I J120°的整數(shù)倍，則轉(zhuǎn)動的角速度q = 30Mrad/s( = 1

17、23)轉(zhuǎn)速' = g = x60i7min=900i7min(=l,2,3)選項 BD 正確。2 兀 2 7111 .答案：ABD解析：細(xì)線碰到釘子的前后瞬間，由于重力方向與拉力方向都與速度 方向垂直，所以小球的線速度大小不變，根據(jù)©，半徑變?yōu)橐话?，可知角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，選項AB正確； r根據(jù)牛頓第二定律得,F - mg =m , K1 F = mg + nt rr,可知細(xì)線的拉力增大，但不是原來的2倍，故D正確，C錯誤。12 .答案：BC解析：假設(shè)物塊乙、丙的質(zhì)量分別為773則物塊甲的質(zhì)量為2m，物塊甲、 乙的運動半徑為，則物塊丙的運動半徑為如，由題意可知甲、乙、丙三

18、個物塊轉(zhuǎn)動的角速度切相等，發(fā)生相對滑動前，均由靜摩擦力提供其做圓 周運動的向心力，根據(jù)F尸皿多.知，物塊甲所受的靜摩擦力3=23%,物塊 乙所受的靜摩擦力及=*沙,物塊丙所受的靜摩擦力耳尸碇因一"小 顯 然物塊甲與物塊丙所受的靜摩擦力大小相等，物塊乙所受的靜摩擦力最小，選項A錯誤，B正確；向心加速度又由題意知物塊丙的運動半徑最大，則物塊丙的向心加速度最大，選項C正確；根據(jù)刖2m冷得，物塊的轉(zhuǎn)速3樣，物塊丙的運動半徑最大，發(fā) 生相對滑動的臨界轉(zhuǎn)速最小，可知轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速逐漸變大時，物塊丙最先開 始滑動，選項D錯誤。13 .答案：ABD解析：A、當(dāng)光滑小球均靜止時，輕桿沒有作用力，否則B球不

19、可能平衡 的，對A受力分析可知，其速度重力與彈簧的彈力作用而處于平衡，依據(jù) 胡克定律及平衡條件可得：”那么彈簧的形變量為：-=嬰，因此 K彈簧的長度為：L, 半，故A正確；B、當(dāng)轉(zhuǎn)動的角速度為4時，小球B剛好離開臺而，對B分析，桿的拉力 與重力的合力提供向心力，如下圖所示：根據(jù)矢量的合成法則，結(jié)合牛頓第二定律，則有網(wǎng)?加隊=7幾耳八。6% 對AB整體分析，彈簧的彈力尸=2m。依據(jù)胡克定律，則彈簧的形變量加七等 K根據(jù)幾何知識，則有：中= sine聯(lián)立解得：絳彳故B正確；C、角速度3=3°。時，球B由桿的拉力和重力的合力提供問心力而做勻速 圓周運動，那么，桿對小球A有作用力，因此彈簧對

20、A的支持力大于 mg,則球A對彈簧的壓力也大于伙?，故C錯誤；D、由上分析可知，當(dāng)轉(zhuǎn)動的角速度為以時，小球B剛好離開臺而，彈簧 彈力等于當(dāng)角速度從以繼續(xù)增大的過程中，彈簧彈力仍等于2mo, 因此小球A對彈簧的壓力不會變，故D正確。14 .答案：AC解析：小球做從A到8做平拋運動，在8點，小球速度方向偏角8=60。，則 tan60。至 Vy=gt1 2豎直方向的位移尸8。56。=2即水平方向的位移XR。解得x=我則A、5兩點的距離.=也2+丫2=；31 c正確；在B點時小球的速度%R小球從5到C做勻速圓周運動，則由能量守恒定律可知小球克服摩擦力做的功等于重力做的功Wg=mg（RRos60o）4n

21、gR,4正確；從8到C,小球?qū)壍赖膲毫κ亲兓?，而小球仍能保持勻速圓周運動， 則小球與軌道之間的動摩擦因數(shù)是變化的，8錯誤；在C點，軌道對小球的支持力設(shè)為Fng m 73= fn則有 FN-mg=m*由牛頓第三定律可知，在C點小球?qū)壍赖膲毫σ矠?mg,故。錯誤；故選：AC. 小球進入軌道前做平拋運動，應(yīng)用平拋運動規(guī)律可以求出小球的初速度、 小球的水平與豎直位移，從而求出4、8兩點的距離，由牛頓第二定律與 牛頓第三定律可以求出小球?qū)壍赖膲毫?本題考查了平拋運動和圓周運動，分析清楚小球運動過程、應(yīng)用運動的合 成與分解、運動學(xué)公式、牛頓第二定律即可正確解題.15 .答案：D解析：A.B.細(xì)繩與

22、釘子相碰前后線速度大小不變，半徑變小，根據(jù)得知，角速度增大。故A錯誤，8錯誤。C.根據(jù)a=上知，變小，向心加速度變大。故C錯誤； rD.根據(jù)尸一mg=m上 ,知尸=呷+加工，變小,拉力尸變大。故。正確。 rr故選：D.16 .答案：CD解析：處于中點的小球4的運動半徑為L/2,線速度為。/2,選項A錯誤。處于中點的小球A的加速度為療L/2,選項B錯誤。處于端點的小球3的向 心加速度 =% ,由牛頓第二定律尸=也可知小球B所受的合外力為 F = m療L,選項C正確°設(shè)輕桿0A段中的拉力為耳，輕桿A8段中的拉力 為尸2,對小球A由牛頓第二定律可得耳-5=?蘇心/2,對小球8由牛頓第二定 律可得尼=?口工,聯(lián)立解耳：尸2=3:2,選項口正確。17 .答案:BD解析：盒子在最高點時，對小球有F、+叫=貯2Mg, T =型，解得片師， Rv丁二秒,選