廣東省物理2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)第4章第3講圓周運(yùn)動(dòng)及應(yīng)用模擬押題新人教版

第四章第三講圓周運(yùn)動(dòng)及應(yīng)用一、單項(xiàng)選擇題本題共5小題，每題7分，共35分1．如圖1所示，天車下吊著兩個(gè)質(zhì)量都是m的工件A和的吊繩較短，系B的吊繩較長(zhǎng)．若天車運(yùn)動(dòng)到g

B，系A(chǔ)D．FA

＝FB>mg解析：天車運(yùn)動(dòng)到g＝m錯(cuò)誤!，得：F＝mg＋m錯(cuò)誤!，由于m相等，v相等，而LAFB，A選項(xiàng)正確．答案：A2．如圖2所示，OO′為豎直軸，MN為固定在OO′上的水平圓滑桿，有兩個(gè)質(zhì)量相同的金屬球A、B套在水平桿上，和BC為抗拉能力相同的兩根細(xì)線，C端固定在轉(zhuǎn)軸AC′上．當(dāng)繩拉直時(shí)，A、B兩球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比恒為2∶1，當(dāng)轉(zhuǎn)軸的角速度逐漸增大時(shí)圖2A．AC先斷B．BC先斷C．兩線同時(shí)斷D．不能夠確定哪根線先斷解析：對(duì)A球進(jìn)行受力解析，A球受重力、支持力、拉力FA三個(gè)力作用，拉力的分力供應(yīng)A球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，得：水平方向

FAcoα＝mrAω2，同理，對(duì)

B球：FBcoβ＝mrBω2，由幾何關(guān)系，可知

coα＝錯(cuò)誤!，coβ＝錯(cuò)誤!所以：錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!由于AC>BC，所以FA>FB，即繩AC先斷．答案：A3．2022·臨沂模擬如圖3所示，某同學(xué)用硬塑料管和一個(gè)質(zhì)量為m的鐵質(zhì)螺絲帽研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)，將螺絲帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持豎直并沿水平方向做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則只要運(yùn)動(dòng)角速度大小合適，螺絲帽恰好不下滑．假設(shè)螺絲帽與塑料管間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，以為最大靜摩擦力近似等于滑動(dòng)摩擦力．則在該同學(xué)手轉(zhuǎn)動(dòng)塑料管圖3使螺絲帽恰好不下滑時(shí)，下述解析正確的選項(xiàng)是．螺絲帽受的重力與最大靜摩擦力平衡．螺絲帽碰到桿的彈力方向水平向外，背叛圓心．此時(shí)手轉(zhuǎn)動(dòng)塑料管的角速度ω＝錯(cuò)誤!．若桿的轉(zhuǎn)動(dòng)加速，螺絲帽有可能相對(duì)桿發(fā)生運(yùn)動(dòng)解析：由于螺絲帽做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恰好不下滑，則豎直方向上重力與最大靜摩擦力平衡，桿對(duì)螺絲帽的彈力供應(yīng)其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，有mg＝Ff＝μFN＝2μmωr，得ω＝錯(cuò)誤!，選項(xiàng)A正確、B、C錯(cuò)誤；桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度增大時(shí)，桿對(duì)螺絲[帽的彈力增大，最大靜摩擦力也增大，螺絲帽不能能相對(duì)桿發(fā)生運(yùn)動(dòng)，應(yīng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：A4．如圖4所示，靠摩擦傳動(dòng)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的大、小兩輪接觸面互不打滑，大輪半徑是小輪半徑的2倍．A、B分別為大、小輪邊緣上的點(diǎn)，C為大輪上一條半徑的中點(diǎn)．則圖4A．兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等B．大輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是小輪的2倍C．質(zhì)點(diǎn)加速度aA＝2aBD．質(zhì)點(diǎn)加速度aB＝4aC解析：兩輪不打滑，邊緣質(zhì)點(diǎn)線速度大小相等，vABA＝2rBAB＝v，而r，故ω＝錯(cuò)誤!ω，nn2得錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!A、B錯(cuò)誤；由a＝錯(cuò)誤!得錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!，C錯(cuò)誤；由a＝ωr＝2，則錯(cuò)誤!＝4，D正確．答案：D5．2022·茂名模擬如圖5所示，在傾角α＝30°的圓滑斜面上，有一根長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.8m的細(xì)繩，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m＝0.2kg的小球，小球沿斜面做圓周運(yùn)動(dòng)．若要小球能經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)A，則小球在最低點(diǎn)B的最小速度是圖5A．2m/B．2錯(cuò)誤!m/C．2錯(cuò)誤!m/D．2錯(cuò)誤!m/解析：經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的最小速度為vA＝錯(cuò)誤!＝2m/，則依照機(jī)械能守恒定律得：錯(cuò)誤!mvB22＝錯(cuò)誤!mvA＋mgL，解得vB＝2錯(cuò)誤!m/，即C選項(xiàng)正確．二、雙項(xiàng)選擇題本題共5小題，共35分．在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有兩個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得7分，只選一個(gè)且正確的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分6．如圖6所示，一小物塊在張口向上的半圓形曲面內(nèi)以某一速率開始下滑，曲面內(nèi)各處動(dòng)摩擦因數(shù)不相同，此摩擦作用使物塊下滑時(shí)速率保持不變，則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A．因物塊下滑速率保持不變，故加速度為零圖6．物塊所受合外力大小不變，方向改變．在滑到最低點(diǎn)以前，物塊對(duì)曲面的壓力越來(lái)越大．在滑到最低點(diǎn)以前，物塊碰到的摩擦力越來(lái)越大解析：物塊下滑速率不變，可理解為物塊的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，物塊所[來(lái)受合外力充當(dāng)所需的向心力，故合外力大小不變，而方向改變，向心加速度不為零；設(shè)下滑過(guò)程中物塊和圓心的連線與豎直方向的夾角為θ，對(duì)物塊進(jìn)行受力解析可得FN－mgcoθ＝m錯(cuò)誤!，其中θ越來(lái)越小，所以FN越來(lái)越大；Ff＝mginθ，θ越來(lái)越小時(shí)Ff越來(lái)越小，應(yīng)選項(xiàng)B、C正確．答案：BC7．如圖7所示，在雙人花式溜冰運(yùn)動(dòng)中，有時(shí)會(huì)看到被男運(yùn)動(dòng)員拉著的女運(yùn)動(dòng)員走開地面在空中做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的優(yōu)秀場(chǎng)面，目測(cè)體重為G的女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和水平冰面的夾角約為30°，重力加速度為g，估計(jì)該女運(yùn)動(dòng)員圖7A．碰到的拉力為錯(cuò)誤!GB．碰到的拉力為2GC．向心加速度為錯(cuò)誤!gD．向心加速度為2g解析：設(shè)女運(yùn)動(dòng)員碰到的拉力大小為F，解析女運(yùn)動(dòng)員受力情況可知，F(xiàn)in30°＝G，F(xiàn)co30°＝ma向，可得：F＝2G，a向＝錯(cuò)誤!g，故B、C正確．答案：BC8．2022·惠州聯(lián)考甲、乙兩名溜冰運(yùn)動(dòng)員，當(dāng)面拉著彈簧測(cè)力計(jì)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖8所示．已知M甲＝80kg，M乙＝40kg，兩人相距[m，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為96N，以下判斷中正確的選項(xiàng)是圖8A．兩人的線速度相同，約為40m/B．兩人的角速度相同，為2rad/C．兩人的運(yùn)動(dòng)半徑相同，都是0.45mD．兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不相同，甲為0.3m，乙為0.6m解析：兩人旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間相同，故兩人的角速度相同，兩人做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力相同，由

F＝mω2r

可知，旋轉(zhuǎn)半徑滿足：

r甲∶r

乙＝M

乙∶M

甲＝1∶2，又r甲＋r乙＝0.9m，則r甲＝0.3m，r乙＝0.6m兩人的角速度相同，則v甲∶v乙＝1∶2由F＝M甲ω2r甲可得ω＝2rad/、D正確．答案：BD9．2022·陽(yáng)江模擬如圖9所示，小球在豎直放置的圓滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，管道內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，則以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是[A．小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin＝錯(cuò)誤!圖9B．小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin＝0C．小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球必然無(wú)作用力D．小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球必然有作用力[解析：由于圓形管道可供應(yīng)支持力，故小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度能夠?yàn)榱悖∏蛟谒骄€ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力方向豎直向下，而向心力指向圓心，故內(nèi)側(cè)管壁不會(huì)對(duì)小球有作用力，而在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，若是小球的速度較小，如在最高點(diǎn)的速度v≤錯(cuò)誤!時(shí)，最高點(diǎn)的外側(cè)管壁對(duì)小球無(wú)作用力，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤．答案：BC10．如圖10所示，放置在水平川面上的支架質(zhì)量為M，支架頂端用細(xì)線拴著的擺球質(zhì)量為m，現(xiàn)將擺球拉至水平川點(diǎn)，此后釋放，擺球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，支架向來(lái)不動(dòng)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是[A．在釋放前的剎時(shí)，支架對(duì)地面的壓力為m＋MgB．在釋放前的剎時(shí)，支架對(duì)地面的壓力為Mg圖10C．?dāng)[球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，支架對(duì)地面的壓力為m＋MgD．?dāng)[球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，支架對(duì)地面的壓力為3m＋Mg解析：在釋放前的剎時(shí)繩拉力為零對(duì)M：FN1＝Mg；當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，由機(jī)械能守恒得mgR＝錯(cuò)誤!①由牛頓第二定律得：FT－mg＝錯(cuò)誤!②由①②得繩對(duì)小球的拉力FT＝3mg對(duì)支架M由受力平衡，地面支持力FN＝Mg＋3mg由牛頓第三定律知，支架對(duì)地面的壓力FN2＝3mg＋Mg，應(yīng)選項(xiàng)B、D正確．答案：BD三、非選擇題本題共2小題，共30分11．15分2022·廣東高考如圖11所示，一個(gè)豎直放置的圓錐筒可繞其中心軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點(diǎn)的高度為筒高的一半．內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊．求：圖111當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊靜止在筒壁A點(diǎn)碰到的摩擦力和支持力的大??；2當(dāng)物塊在A點(diǎn)隨筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且其所碰到的摩擦力為零時(shí)，筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度．解析：1物塊靜止時(shí)，對(duì)物塊進(jìn)行受力解析以下列圖，設(shè)筒壁與水平面的夾角為θ由平衡條件有Ff＝mginθFN＝mgcoθ由圖中幾何關(guān)系有coθ＝錯(cuò)誤!，inθ＝錯(cuò)誤!故有Ff＝錯(cuò)誤!，F(xiàn)N＝錯(cuò)誤!解析此時(shí)物塊受力以下列圖，由牛頓第二定律有mgtanθ＝mrω2其中tanθ＝錯(cuò)誤!，r＝錯(cuò)誤!，可得ω＝錯(cuò)誤!答案：

1錯(cuò)誤!

錯(cuò)誤!

2錯(cuò)誤!12．15

分

2022·青島模擬如圖

12所示，一根長(zhǎng)

0.1m

的細(xì)線，一端系著一個(gè)質(zhì)量為

0.18kg

的小球，拉住線的另一端，使小球在圓滑的水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，使小球的轉(zhuǎn)速很緩慢地增加，當(dāng)小球的轉(zhuǎn)速增加到開始時(shí)轉(zhuǎn)速的

3倍時(shí)，細(xì)線斷開，線斷開前的剎時(shí)線碰到的拉力比開始時(shí)大

圖

1240N，求：線斷開前的剎時(shí)，線碰到的拉力大??；線斷開的剎時(shí)，小球運(yùn)動(dòng)的線速度；3若是小球走開桌面時(shí)，速度方向與桌邊緣的夾角為60°，桌面高出地面0.8m，求小球飛出后的落地點(diǎn)距桌邊緣的水平距離．解析：1線的拉力供應(yīng)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，設(shè)開始時(shí)角速度為ω0，向心力為F0，線斷開的剎時(shí)，角速度為ω，線的拉力為FT002①F＝mωR