2022~2023學(xué)年下學(xué)期單元訓(xùn)練高一 物理專題三 圓周運(yùn)動有答案

2023~2023學(xué)年下學(xué)期單元訓(xùn)練高一物理專題三圓周運(yùn)動有答案第頁專題三圓周運(yùn)動1．【2023年黑龍江省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一下學(xué)期期中考試物理試題】如下列圖，當(dāng)正方形薄板繞著過其中心O并與板垂直的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，板上A、B兩點(diǎn)的()A．角速度之比B．線速度之比C．周期之比TA:TB=2:1D．向心加速度之比aA:aB=2:12．【2023年浙江省溫州市高二第二學(xué)期六校協(xié)作體期中聯(lián)考物理試題】某新型自行車，采用如圖甲所示的無鏈傳動系統(tǒng)，利用圓錐齒輪90°軸交，將動力傳至后軸，驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)動，杜絕了傳統(tǒng)自行車“掉鏈子〞問題。圖乙所示是圓錐齒輪90°軸交示意圖，其中A是圓錐齒輪轉(zhuǎn)軸上的點(diǎn)，B、C分別是兩個圓錐齒輪邊緣上的點(diǎn)，兩個圓錐齒輪中心軸到A、B、C三點(diǎn)的距離分別記為rA、rB和rC(rA≠rB≠rC)。以下有關(guān)物理量大小關(guān)系正確的選項(xiàng)是()A．B點(diǎn)與C點(diǎn)的角速度：B．B點(diǎn)與A點(diǎn)的線速度：C．C點(diǎn)與A點(diǎn)的線速度：D．A點(diǎn)和C點(diǎn)的線速度：3．【2023年黑龍江省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一下學(xué)期期中考試物理試題】如下列圖，一光滑輕桿沿水平方向放置，左端O處連接在豎直的轉(zhuǎn)動軸上，a、b為兩個可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，穿在桿上，并用細(xì)線分別連接Oa和ab，且Oa＝ab，b球質(zhì)量為a球質(zhì)量的3倍。當(dāng)輕桿繞O軸在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，Oa和ab兩線的拉力之比為()A．7∶6B．1∶6C．4∶3D．1∶34．【2023年安徽省屯溪第一中學(xué)高一下學(xué)期期中考試物理試題】如下列圖，輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端系一小球〔可視為質(zhì)點(diǎn)〕，開始時(shí)在光滑的水平地面上，輕繩伸直且繩長大于O點(diǎn)離地面的高度。設(shè)小球繞豎直軸OO'做勻速圓周運(yùn)動的角速度為ω，輕繩的拉力大小為F，那么以下四幅圖中，能正確反映F隨ω2變化規(guī)律的是()5．【2023年黑龍江省大慶市實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一下學(xué)期期中考試物理試題】如下列圖為賽車場的一個水平“梨形〞賽道，兩個彎道分別為半徑R=90m的大圓弧和r=40m的小圓弧，直道與彎道相切。大、小圓弧圓心O、O′距離L=100m。賽車沿彎道路線行駛時(shí)，路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力是賽車重力的2．25倍。假設(shè)賽車在直道上做勻變速直線運(yùn)動，在彎道上做勻速圓周運(yùn)動。要使賽車不打滑，繞賽道一圈時(shí)間最短〔發(fā)動機(jī)功率足夠大，π=3．14〕，那么賽車()A．在繞過小圓弧彎道后減速B．在大圓弧彎道上的速度為30m/sC．在直道上的加速度大小為6．50m/s2D．通過小圓弧彎道的時(shí)間為5．58s6．【2023年黑龍江省牡丹江市第一高級中學(xué)高一下學(xué)期期中考試物理試題】如圖甲所示，輕桿一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動，小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，桿與小球間彈力大小為FN，小球在最高點(diǎn)的速度大小為v，其FN-v2圖象如圖乙所示。那么()A．小球的質(zhì)量為B．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮镃．v2=c時(shí)，小球?qū)U的彈力方向向下D．v2=2b時(shí)，小球受到的彈力與重力大小相等7．【2023年5月2023屆高三第三次全國大聯(lián)考〔江蘇卷〕-物理】如下列圖，一個粗糙的水平轉(zhuǎn)臺以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)臺上有一個質(zhì)量為m的物體，物體與轉(zhuǎn)臺中心O用長為L的繩連接，此時(shí)物體與轉(zhuǎn)臺處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)物體與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)為μ，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．假設(shè)轉(zhuǎn)臺突然停轉(zhuǎn)，物體將做半徑不變的圓周運(yùn)動，直到停止B．假設(shè)轉(zhuǎn)臺突然停轉(zhuǎn)，物體將向著O做曲線運(yùn)動，直到停止C．物體在轉(zhuǎn)臺上運(yùn)動圈后停止運(yùn)動D．假設(shè)轉(zhuǎn)臺加速，摩擦力對物體做正功8．【2023年四川省成都市第七中學(xué)高一下學(xué)期期中考試物理試題】傾角為θ的光滑斜面上的O點(diǎn)固定有一根長為L的輕質(zhì)細(xì)線，細(xì)線的另一端拴住質(zhì)量為m的小球〔視為質(zhì)點(diǎn)〕，P點(diǎn)釘有一顆光滑釘子〔〕，如下列圖?，F(xiàn)將小球拉至與O點(diǎn)等高的A點(diǎn)由靜止釋放，釋放前細(xì)線剛好拉直，之后小球恰能繞釘子做半徑為R的完整圓周運(yùn)動。那么以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．由題意判斷可得B．小球剛被釋放后的加速度大小為gsinθC．細(xì)線碰到釘子之前，小球在運(yùn)動過程中合外力全部提供向心力D．細(xì)線碰到釘子以后，小球在運(yùn)動過程中的最小速率為9．【2023年吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三下學(xué)期第九次模擬考試?yán)砜凭C合物理試題】如下列圖，一質(zhì)量為m的小球置于半徑為R的光滑豎直軌道最低點(diǎn)A處，B為軌道最高點(diǎn)，C、D為圓的水平直徑兩端點(diǎn)。輕質(zhì)彈簧的一端固定在圓心O點(diǎn)，另一端與小球栓接，彈簧的勁度系數(shù)為，原長為L=2R，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，假設(shè)給小球一水平向右初速度v0，重力加速度為g，那么()A．無論v0多大，小球均不會離開圓軌道B．假設(shè)那么小球會在BD間脫離圓軌道C．只要，小球就能做完整的圓周運(yùn)動D．只要小球能做完整圓周運(yùn)動，那么小球與軌道間的最大壓力與最小壓力之差與v0無關(guān)10．【2023年四川省成都市第七中學(xué)高一下學(xué)期期中考試物理試題】如下列圖，光滑直桿AB足夠長，下端B固定一根勁度系數(shù)為k、原長為L的輕彈簧，質(zhì)量為m的小球套在直桿上并與彈簧的上端連接。OO'為過B點(diǎn)的豎直軸，直桿與水平面間的夾角始終為θ，重力加速度為g。(1)假設(shè)直桿繞OO'軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，小球穩(wěn)定在某一水平上內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，此時(shí)彈簧恰好處于原長狀態(tài)，求此狀態(tài)下直桿的角速度ω1；(2)假設(shè)直桿繞OO'軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，小球穩(wěn)定在某一水平上內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，此時(shí)彈簧伸長量為x，求此狀態(tài)下直桿的角速度ω2。11．【2023年江西省高安中學(xué)高一下學(xué)期期中考試物理試題】如下列圖，水平傳送帶AB長L=6m，以v0=3m/s的恒定速度傳動。水平光滑臺面BC與傳送帶平滑連接于B點(diǎn)，豎直平面內(nèi)的半圓形光滑軌道半徑R=0．4m，與水平臺面相切于C點(diǎn)。一質(zhì)量m=1kg的物塊〔可視為質(zhì)點(diǎn)〕，從A點(diǎn)無初速釋放，當(dāng)它運(yùn)動到AB中點(diǎn)位置時(shí)，剛好與傳送帶保持相對靜止。重力加速度g取10m/s2。試求：(1)物塊與傳送帶之間的加速度；(2)物塊剛滑過C點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力；(3)物塊在A點(diǎn)至少要具有多大的速度，才能通過半圓形軌道的最高點(diǎn)D。〔結(jié)果可用根式表示〕參考答案1．【答案】B【解析】板上A、B兩點(diǎn)繞同一個轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所以具有相同的角速度，即角速度之比，故A錯誤；根據(jù)幾何關(guān)系得板上A、B的軌道半徑之比，根據(jù)可知線速度之比，故B正確；根據(jù)可知周期之比TA:TB=1:1，故C錯誤；根據(jù)可知向心加速度之比，故D錯誤。2．【答案】C【解析】B點(diǎn)與C點(diǎn)的線速度相等，由于rB≠rC，所以，故A錯誤；B點(diǎn)與A角速度相等，所以，所以，B錯誤；B點(diǎn)與C點(diǎn)的線速度相等，所以，C正確，D錯誤。3．【答案】A【解析】，又，聯(lián)立解得確。4．【答案】D【解析】當(dāng)小球與地面間的支持力為零時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得mgtanθ＝mLsinθω02，解得ω0=；當(dāng)ω＜ω0時(shí)，小球與地面間有支持力，有Fsinθ=mLsinθω2，即F=mLω2，F(xiàn)與ω2成正比；當(dāng)ω＞ω0時(shí)，小球離開地面，有Fsinα=mLsinαω2，即F=mLω2，F(xiàn)與ω2成正比。故D正確。5．【答案】C【解析】在彎道上做勻速圓周運(yùn)動，賽車不打滑，繞賽道一圈時(shí)間最短，那么在彎道上都由最大靜摩擦力提供向心力。設(shè)經(jīng)過小圓弧的速度為v1，經(jīng)過小圓弧時(shí)由最大靜摩擦力提供向心力，有，解得v1=30m/s；設(shè)經(jīng)過大圓弧的速度為v2，由解得v2=45m/s。故在繞過小圓弧彎道后加速，由幾何關(guān)系可得直道的長度，那么，A、B錯誤，C正確；設(shè)R與OO′的夾角為α，由幾何關(guān)系可得α=60°，那么小圓弧的圓心角為120°，經(jīng)過小圓弧彎道的時(shí)間，D錯誤。6．【答案】BD【解析】在最高點(diǎn)，假設(shè)v=0，那么F=mg=a；假設(shè)F=0，那么有，解得，，故A錯誤、B正確；由圖可知，當(dāng)v2＜b時(shí)，桿對小球彈力方向向上，當(dāng)v2＞b時(shí)，桿對小球彈力方向向下，所以當(dāng)v2=c時(shí)，桿對小球彈力方向向下，所以小球?qū)U的彈力方向向上，故C錯誤；假設(shè)c=2b。那么有，解得，故D正確。7．【答案】ACD【解析】假設(shè)轉(zhuǎn)臺突然停轉(zhuǎn)，由于慣性物體將會在繩的作用下做圓周運(yùn)動，物體與轉(zhuǎn)臺間有摩擦，所以物體最后會停止，A正確、B錯誤；對全過程應(yīng)用動能定理：，解得，選項(xiàng)C正確；假設(shè)轉(zhuǎn)臺加速，物體所受重力、支持力、繩的彈力均與運(yùn)動方向垂直，不做功，加速時(shí)物體相對轉(zhuǎn)臺運(yùn)動趨勢方向發(fā)生改變，與速度方向成銳角，摩擦力對物體做正功，選項(xiàng)D正確。8．【答案】AB【解析】小球恰能繞釘子做半徑為R的完整圓周運(yùn)動，那么，小球從靜止釋放至運(yùn)動到最高點(diǎn)的過程中，只有重力做功，因而機(jī)械能守恒，那么根據(jù)機(jī)械能守恒定律得，解得，A正確；小球剛被釋放時(shí)，由于繩子的拉力為零，故在沿斜面方向上的合力為，故加速度，B正確；細(xì)線碰到釘子之前，由于小球做變速圓周運(yùn)動，所以其合力不是全部提供向心力，其中一局部充當(dāng)切向加速度，用來改變小球的速度，C錯誤；細(xì)線碰到釘子以后，在R圓周的最高點(diǎn)并且重力沿斜面向下的分力完全充當(dāng)向心力時(shí)，速度最小，最小為，D錯誤。9．【答案】CD【解析】假設(shè)小球恰能到達(dá)最高點(diǎn)，此時(shí)彈簧的彈力，軌道的支持力為0，由彈簧的彈力和重力提供向心力，那么有，解得，從A到最高點(diǎn)，形變量沒有變，故彈性勢能不變，由機(jī)械能守恒定律得，解得，即當(dāng)時(shí)小球才不會脫離軌道，故A、B錯誤，C正確；在最低點(diǎn)時(shí)，小球受到軌道的支持力最大，設(shè)為為FN1，有，運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力最小，設(shè)為，有，由機(jī)械能守恒定律得，聯(lián)立解得，與初速度無關(guān)，故D正確。10．【解析】(1)對小球受力分析，正交分解支持力FN：豎直方向由：水平方向有：聯(lián)立解得：。(2)對小球受力分析，正交分解支持力FN和彈簧拉力kx：豎直方向有：水平方向有：聯(lián)立解得：。11．【解析】(1)對物塊，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，它運(yùn)動到AB中點(diǎn)位置時(shí)，有：又聯(lián)立解得：a=1.5m/s2。(2)物塊