2025版新教材高考物理全程一輪總復(fù)習(xí)課時分層作業(yè)17圓周運動

課時分層作業(yè)(十七)圓周運動基礎(chǔ)強化練1．[2024·浙江6月]下列說法正確的是()A．鏈球做勻速圓周運動過程中加速度不變B．足球下落過程中慣性不隨速度增大而增大C．乒乓球被擊打過程中受到的作用力大小不變D．籃球飛行過程中受到空氣阻力的方向與速度方向無關(guān)2．如圖為車牌自動識別系統(tǒng)的直桿道閘，離地面高為1m的細直桿可繞O在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動．汽車從自動識別線ab處到達直桿處的時間為3.3s，自動識別系統(tǒng)的反應(yīng)時間為0.3s；汽車可看成高1.6m的長方體，其左側(cè)面底邊在aa′直線上，且O到汽車左側(cè)面的距離為0.6m，要使汽車平安通過道閘，直桿轉(zhuǎn)動的角速度至少為()A．eq\f(π,4)rad/sB．eq\f(3π,4)rad/sC．eq\f(π,6)rad/sD．eq\f(π,12)rad/s3.如圖所示，物塊P置于水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起運動，圖中c方向沿半徑指向圓心，a方向與c方向垂直．當(dāng)轉(zhuǎn)盤逆時針轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是()A．當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動時，物塊P所受摩擦力方向為c方向B．當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動時，物塊P不受轉(zhuǎn)盤的摩擦力C．當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動時，物塊P所受摩擦力方向可能為a方向D．當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動時，物塊P所受摩擦力方向可能為b方向4.(多選)如圖所示，照片中的汽車在水平馬路上做勻速圓周運動．已知圖中雙向四車道的總寬度為15m，內(nèi)車道邊緣間最遠的距離為150m．假設(shè)汽車受到的最大靜摩擦力等于車重的0.7.g取10m/s2.則汽車的運動過程中()A．只受重力和地面支持力的作用B．所需的向心力不行能由重力和支持力的合力供應(yīng)C．所受的合力可能為零D．速度不能超過3eq\r(70)m/s5．如圖為自行車氣嘴燈及其結(jié)構(gòu)圖，彈簧一端固定在A端，另一端拴接重物，當(dāng)車輪高速旋轉(zhuǎn)時，LED燈就會發(fā)光．下列說法正確的是()A．安裝時A端比B端更遠離圓心B．高速旋轉(zhuǎn)時，重物由于受到離心力的作用拉伸彈簧從而使觸點接觸，電路導(dǎo)通，LED燈發(fā)光C．增大重物質(zhì)量可使LED燈在較低轉(zhuǎn)速下也能發(fā)光D．勻速行駛時，若LED燈轉(zhuǎn)到最低點時能發(fā)光，則在最高點時也肯定能發(fā)光6．(多選)如圖所示，兩個圓錐形容器內(nèi)壁光滑，豎直放置在同一水平面上，兩個圓錐形容器的母線與豎直方向夾角分別為30°和60°，有A、B兩個完全相同的小球在兩容器內(nèi)壁等高處做勻速圓周運動，下列說法正確的是()A．A、B球受到的支持力之比為eq\r(3)∶3B．A、B球的向心力之比為eq\r(3)∶1C．A、B球運動的角速度之比為3∶1D．A、B球運動的線速度之比為1∶17.列車轉(zhuǎn)彎時的受力分析如圖所示，鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R，兩鐵軌之間的距離為d，內(nèi)外軌的高度差為h，鐵軌平面和水平面間的夾角為α(α很小，可近似認為tanα≈sinα)，重力加速度為g，下列說法正確的是()A．列車轉(zhuǎn)彎時受到重力、支持力和向心力的作用B．列車過轉(zhuǎn)彎處的速度v＝eq\r(\f(gRh,d))時，列車輪緣不會擠壓內(nèi)軌和外軌C．列車過轉(zhuǎn)彎處的速度v<eq\r(\f(gRh,d))時，列車輪緣會擠壓外軌D．若減小α角，可提高列車平安過轉(zhuǎn)彎處的速度8.[2024·河南名校一測](多選)如圖所示，現(xiàn)有一根不行伸長的輕質(zhì)細線，線長L＝0.5m.線的一端固定于O點，另一端系著質(zhì)量m＝1kg的可視為質(zhì)點的小球，O點距地面的距離為1m，假如使小球繞OO′軸在水平面內(nèi)做圓周運動，當(dāng)細線承受的拉力為12.5N時，細線恰好斷裂，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則()A．當(dāng)細線承受的拉力恰為最大時，線與水平方向的夾角為37°B．當(dāng)細線承受的拉力恰為最大時，小球的角速度為5rad/sC．線斷裂后，小球做平拋運動的初速度大小為1.5m/sD．線斷裂后，小球落地點與懸點的水平距離為0.3m實力提升練9.(多選)卡文迪什扭秤試驗利用平面鏡反射實現(xiàn)了對微小轉(zhuǎn)動的放大．如圖所示，一平面鏡位于O點，O點到豎直墻壁的距離為d，P為墻上一點．OP垂直于墻壁，平面鏡正在繞過O點垂直于紙面的軸以角速度ω勻速順時針旋轉(zhuǎn)．激光筆從某一固定的位置發(fā)出激光射向O點，激光經(jīng)平面鏡反射后在墻上形成光斑Q.OPQ始終在同一豎直平面內(nèi)，關(guān)于光斑Q的速度v，下列說法正確的是()A．當(dāng)Q與P重合時，v＝ωdB．當(dāng)Q與P重合時，v＝2ωdC．當(dāng)Q到P的距離為d時，v＝2eq\r(2)ωdD．當(dāng)Q到P的距離為d時，v＝4ωd10.[2024·河北卷](多選)如圖，廣場水平地面上同種盆栽緊密排列在以O(shè)為圓心、R1和R2為半徑的同心圓上，圓心處裝有豎直細水管，其上端水平噴水嘴的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動的角速度均可調(diào)整，以保障噴出的水全部落入相應(yīng)的花盆中．依次給內(nèi)圈和外圈上的盆裁澆水時，噴水嘴的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動的角速度分別用h1、v1、ω1和h2、v2、ω2表示．花盆大小相同，半徑遠小于同心圓半徑，出水口截面積保持不變，忽視噴水嘴水平長度和空氣阻力，下列說法正確的是()A．若h1＝h2，則v1∶v2＝R2∶R1B．若v1＝v2，則h1∶h2＝Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))∶Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))C．若ω1＝ω2，v1＝v2，噴水嘴各轉(zhuǎn)動一周，則落入每個花盆的水量相同D．若h1＝h2，噴水嘴各轉(zhuǎn)動一周且落入每個花盆的水量相同，則ω1＝ω211.如圖，半徑為R的半球形容器固定在水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺繞過容器球心O的豎直軸線以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，質(zhì)量相等的小物塊A、B隨容器轉(zhuǎn)動且相對器壁靜止．A、B和球心O點連線與豎直方向的夾角分別為α、β，且α>β，則下列說法正確的是()A．A的向心力等于B的向心力B．A、B受到的摩擦力可能同時為0C．若ω緩慢增大，則A、B受到的摩擦力肯定都增大D．若A不受摩擦力，則B受沿容器壁向下的摩擦力課時分層作業(yè)（十七）1．解析：鏈球做勻速圓周運動過程中加速度的方向時刻變更，選項A錯誤；物體的慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，故足球下落過程中慣性不隨速度增大而增大，選項B正確；乒乓球被擊打過程中受到的作用力大小在變更，選項C錯誤；籃球飛行過程中受到空氣阻力的方向與速度方向相反，選項D錯誤．答案：B2．解析：由題意可知，在3.3s－0.3s＝3.0s的時間內(nèi)，橫桿上距離O點0.6m的點至少要抬高1.6m－1.0m＝0.6m，即橫桿至少轉(zhuǎn)過eq\f(π,4)，則角速度ω＝eq\f(θ,t)＝eq\f(π,12)rad/s，故選D.答案：D3．解析：當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動時，物塊P所受的重力和支持力平衡，摩擦力供應(yīng)其做勻速圓周運動的向心力，故摩擦力方向沿c方向指向圓心O點，A正確，B錯誤；當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動時，物塊P做加速圓周運動，不僅有沿c方向指向圓心的向心力，還有指向a方向的切向力，使線速度大小增大，故物塊P所受摩擦力方向在a、c方向之間，即物塊P所受摩擦力方向不行能為a方向，C錯誤；當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動時，物塊P做減速圓周運動，不僅有沿c方向指向圓心的向心力，還有沿與a方向相反的切向力，使線速度大小減小，即物塊P所受摩擦力方向可能為d方向，不行能為b方向，D錯誤．答案：A4．解析：汽車在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，合外力供應(yīng)向心力，且始終指向圓心，則靜摩擦力供應(yīng)向心力，所需的向心力不行能由重力和支持力的合力供應(yīng)，故A、C錯誤，B正確；汽車受到的最大靜摩擦力等于車重的0.7，即f＝0.7mg，依據(jù)牛頓其次定律有f＝meq\f(v2,r)，當(dāng)r最大時，有最大速度v，r＝eq\f(1,2)×150m＋15m＝90m，解得v＝3eq\r(70)m/s，故D正確．答案：BD5．解析：要使物體做離心運動，MN接觸，則安裝A端靠近圓心，故A錯誤；轉(zhuǎn)速越大，所須要的向心力越大，彈簧拉伸越長，MN接觸就會發(fā)光，不能說物體受到離心力，故B錯誤；在最低點時F1－mg＝mω2r.解得ω＝eq\r(\f(F,mr)－\f(g,r))增大質(zhì)量，可以使LED燈在較低轉(zhuǎn)速下也能發(fā)光，C正確；在最高點時F2＋mg＝mω2r，勻速行駛時，最低點彈簧彈力大于最高點彈簧彈力，因此最高點不肯定發(fā)光，故D錯誤．答案：C6．解析：設(shè)小球受到的支持力為FN，向心力為F，則有FNsinθ＝mg，F(xiàn)NA∶FNB＝eq\r(3)∶1，選項A錯誤；F＝eq\f(mg,tanθ)，F(xiàn)A∶FB＝3∶1，選項B錯誤；小球在兩容器內(nèi)壁等高處做圓周運動，則半徑R＝htanθ，RA∶RB＝1∶3，由F＝mω2R得ωA∶ωB＝3∶1，選項C正確；由v＝ωR得vA∶vB＝1∶1，選項D正確．答案：CD7．解析：列車以規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎時受到重力、支持力，重力和支持力的合力供應(yīng)向心力，A錯誤；當(dāng)重力和支持力的合力供應(yīng)向心力時，則meq\f(v2,R)＝mgtanα＝mgeq\f(h,d)，解得v＝eq\r(\f(gRh,d))，列車輪緣不會擠壓內(nèi)軌和外軌，B正確；列車過轉(zhuǎn)彎處的速度v<eq\r(\f(gRh,d))時，轉(zhuǎn)彎所需的合力F<mgtanα，故此時列車內(nèi)軌受擠壓，C錯誤；若要提高列車速度，則列車所需的向心力增大，故須要增大α，D錯誤．答案：B8．解析：當(dāng)細線承受的拉力恰為最大時，對小球受力分析如圖所示．豎直方向上有Fcosθ＝mg，解得θ＝37°，則線與水平方向的夾角為53°，故A錯誤；當(dāng)線承受的拉力最大時，小球做圓周運動的向心力為F向＝mgtan37°＝mω2Lsin37°，解得ω＝5rad/s，故B正確；線斷裂后，小球做平拋運動，則其平拋運動的初速度為v0＝ωLsin37°＝1.5m/s，故C正確；小球水平拋出后，豎直方向有y＝h－Lcos37°＝eq\f(1,2)gt2，水平方向有x＝v0t，由幾何關(guān)系得d＝eq\r(L2sin2θ＋x2)，聯(lián)立解得d＝0.6m，故D錯誤．答案：BC9．解析：平面鏡以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，反射光旋轉(zhuǎn)的角速度為2ω，當(dāng)Q與P重合時，v＝2ωd，A錯誤，B正確．當(dāng)Q到P的距離為d時，反射光長度為eq\r(2)d，墻上光斑Q的速度v可分解為垂直于反射光方向的速度v1和沿著反射光方向的速度v2，則有v1＝vsin45°＝eq\f(\r(2),2)v，由圓周運動規(guī)律可知v1＝2eq\r(2)ωd，可得v＝4ωd，C錯誤，D正確．答案：BD10．解析：依據(jù)平拋運動的規(guī)律，h＝eq\f(1,2)gt2，R＝vt解得R＝veq\r(\f(2h,g))可知若h1＝h2，則v1∶v2＝R1∶R2若v1＝v2，則h1∶h2＝Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))∶Req\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))，A錯，B正確；若ω1＝ω2，則噴水嘴各轉(zhuǎn)動一周的時間相同，因v1＝v2，出水口的截面積相同，可知單位時間噴出水的質(zhì)量相同，噴水嘴轉(zhuǎn)動一周噴出的水量相同，但因內(nèi)圈上的花盆總數(shù)量較小，可知得到的水量較多，C錯誤：設(shè)出水口橫截面積為S0，噴水速度為v，若ω1＝ω2，則噴水管轉(zhuǎn)動一周的時間相等，因h相等，則水落地的時間相等，則t＝eq\f(R,v)相等；在圓周上單位時間內(nèi)單位長度的水量為Q0＝eq\f(vΔtS0,ωRΔt)＝eq\f(RS0,ωRt)＝eq\f(S0,ωt)＝eq\f(s0,ω\r(\f(2h,g)))相等，即一周中每個花盆中的水量相同，D正確．答案：BD11．解析：物塊A的向心力FA＝mω2Rsinα，物塊B的向心力FB＝mω2Rsinβ，由于α>β，因此A的向心力大于B的向心力，A錯誤；假設(shè)A、B所受摩擦力同時為零，對A進行受力分析可知FNAcosα＝mg，F(xiàn)NAsinα＝m（ωeq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(A))）Rsin