2022年高考物理總復習 活頁作業(yè)12 圓周運動的基本規(guī)律及應用 新人教版

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1、2022年高考物理總復習 活頁作業(yè)12 圓周運動的基本規(guī)律及應用 新人教版 1.如圖是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時的情形，轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個最大安全速度，若超過此速度，摩托車將發(fā)生滑動．對于摩托車滑動的問題，下列論述正確的是(　　) A．摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用 B．摩托車所受外力的合力小于所需的向心力 C．摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去 D．摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去 2.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沿半徑指向圓心，a與c垂直，下列說法正確的是(　　) A．當轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動時，P受摩擦力方向為a方向 B．當轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)

2、動時，P受摩擦力方向可能為b方向 C．當轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動時，P受摩擦力方向可能為c方向 D．當轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動時，P受摩擦力方向可能為d方向 解析：圓周運動，向心方向一定受力．勻速轉(zhuǎn)動，切向方向不受力．變速轉(zhuǎn)動，切向方向一定受力．加速沿a方向，減速沿a反方向．摩擦力即為向心方向和切向方向上的力的合力．由此可判斷B、D正確． 答案：BD 3.如圖所示，傾斜放置的圓盤繞著中軸勻速轉(zhuǎn)動，圓盤的傾角為37°，在距轉(zhuǎn)動中心r＝0.1 m處放一個小木塊，小木塊跟隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，小木塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.8，假設木塊與圓盤的最大靜摩擦力與相同條件下的滑動摩擦力相同．若要保持小木塊不相對圓盤滑動，

3、圓盤轉(zhuǎn)動的角速度最大不能超過(　　) A．2 rad/s　　　　　　　 B．8 rad/s C. rad/s　　 D． rad/s 解析：只要小木塊轉(zhuǎn)過最低點時不發(fā)生相對滑動就能始終不發(fā)生相對滑動，設其經(jīng)過最低點時所受靜摩擦力為Ff，由牛頓第二定律有Ff－mgsin θ＝mω2r(①式)：為保證不發(fā)生相對滑動需要滿足Ff≤μmgcos θ(②式)．聯(lián)立解得ω≤2 rad/s，選項A正確． 答案：A 4.長度不同的兩根細繩懸于同一點，另一端各系一個質(zhì)量相同的小球，使它們在同一水平面內(nèi)做圓錐擺運動，如圖所示，則有關(guān)兩個圓錐擺的物理量相同的是(　　) A．周期　　　　　 B．線速度的

4、大小 C．向心力　　　　　　　　　 D．繩的拉力 解析：設O到小球所在水平面的距離為h，對球進行受力分析如圖所示，得F向＝F合＝mgtan α＝mhtan α，解得T＝ ，故周期與α角無關(guān)，則選項A對，B、C錯．又知F拉＝，故繩的拉力不同，選項D錯． 答案：A 5.有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺形表演臺的側(cè)壁，做勻速圓周運動．圖中有兩位駕駛摩托車的雜技演員A、B，他們離地面的高度分別為hA和hB，且hA＞hB，下列說法中正確的是(　　) A．A摩托車對側(cè)壁的壓力較大 B．A摩托車做圓周運動的向心力較大 C．A摩托車做圓周運動的周期較小 D．A摩托車

5、做圓周運動的線速度較大 解析：以摩托車為研究對象受力分析如圖所示，則有FNsin θ＝mg，F(xiàn)Ncos θ＝m＝mR2，因側(cè)壁與地面之間的夾角θ與h無關(guān)，故壓力FN不變，向心力不變，h越高，R越大，則T越大，v變大． 答案：D 6.在軌道上穩(wěn)定運行的空間站中，有如圖所示的裝置，半徑分別為r和R(R>r)的甲、乙兩個光滑的圓形軌道在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相連，宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過粗糙的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，那么下列說法正確的是(　　) A．小球在CD間由于摩擦力而做減速運動 B．小球經(jīng)過甲軌道最高點時比經(jīng)過乙軌道最高點時

6、速度大 C．如果減小小球的初速度，小球有可能不能到達乙軌道的最高點 D．小球經(jīng)過甲軌道最高點時對軌道的壓力大于經(jīng)過乙軌道最高點時對軌道的壓力 解析：在軌道上穩(wěn)定運行的空間站中，處于完全失重狀態(tài)．小球在CD間對接觸面壓力為零，所受摩擦力為零，小球做勻速率運動．小球在甲、乙兩個光滑的圓形軌道內(nèi)運動，速度相等，軌道支持力提供向心力，由F＝可知，小球經(jīng)過甲軌道最高點時對軌道的壓力大于經(jīng)過乙軌道最高點時對軌道的壓力，選項D正確． 答案：D 7.(xx·上海檢測)某機器內(nèi)有兩個圍繞各自的固定軸勻速轉(zhuǎn)動的鋁盤A、B，A盤固定一個信號發(fā)射裝置P，能持續(xù)沿半徑向外發(fā)射紅外線，P到圓心的距離為28 cm

7、.B盤上固定一個帶窗口的紅外線信號接收裝置Q，Q到圓心的距離為16 cm.P、Q轉(zhuǎn)動的線速度相同，都是4π m/s.當P、Q正對時，P發(fā)出的紅外線恰好進入Q的接收窗口，如圖所示，則Q每隔一定時間就能接收到紅外線信號，這個時間的最小值應為(　　) A．0.56 s　 B．0.28 s　 C．0.16 s　 D．0.07 s 解析：P轉(zhuǎn)動的周期TP＝0.14 s，Q轉(zhuǎn)動的周期TQ＝0.08 s，設這個時間的最小值為t，t必須是二者周期的最小公倍數(shù)，解得t＝0.56 s，選項A正確. 答案：A 8．(xx·廣西三校聯(lián)考)如圖所示，一圓盤可繞通過其中心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，盤上距中

8、心r處放置一個質(zhì)量為m的物體，物體與盤面間滑動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g.一段時間內(nèi)觀察到圓盤以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動，物體隨圓盤一起(相對靜止)運動．這段時間內(nèi)(　　) A．物體受到圓盤對它的摩擦力，大小一定為μmg，方向與物體線速度方向相同 B．物體受到圓盤對它的摩擦力，大小一定為mω2r，方向指向圓盤中心 C．物體受到圓盤對它的摩擦力，大小可能小于μmg，方向指向圓盤中心 D．物體受到圓盤對它的摩擦力，大小可能小于mω2r，方向背離圓盤中心 9．(xx·安徽高考)一般的曲線運動可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運動的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替．如圖(a

9、)所示，曲線上A點的曲率圓定義為：通過A點和曲線上緊鄰A點兩側(cè)的兩點作一圓，在極限情況下，這個圓就叫做A點的曲率圓，其半徑ρ叫做A點的曲率半徑．現(xiàn)將一物體沿與水平面成α角的方向以速度v0拋出，如圖(b)所示．則在其軌跡最高點P處的曲率半徑是(　　) A.　　　　　　　　　 B． C.　　 D． 解析：物體在最高點時速度沿水平方向，曲率圓的P點可看作該點對應的豎直平面內(nèi)圓周運動的最高點，由牛頓第二定律及圓周運動規(guī)律知：mg＝，解得ρ＝＝＝. 答案：C 10.(xx·上海高考)圖a為測量分子速率分布的裝置示意圖．圓筒繞其中心勻速轉(zhuǎn)動，側(cè)面開有狹縫N，內(nèi)側(cè)貼有記錄薄膜，M為正對狹縫的位

10、置．從原子爐R中射出的銀原子蒸汽穿過屏上S縫后進入狹縫N，在圓筒轉(zhuǎn)動半個周期的時間內(nèi)相繼到達并沉積在薄膜上．展開的薄膜如圖b所示，NP，PQ間距相等．則(　　) A．到達M附近的銀原子速率較大 B．到達Q附近的銀原子速率較大 C．位于PQ區(qū)間的分子百分率大于位于NP區(qū)間的分子百分率 D．位于PQ區(qū)間的分子百分率小于位于NP區(qū)間的分子百分率 解析：到達M附近的銀原子速率較大，到達Q附近的銀原子數(shù)目最多，選項A正確，B錯誤；位于PQ區(qū)間的分子百分率大于位于NP區(qū)間的分子百分率，選項C正確，D錯誤． 答案：AC 11．某實驗中學的學習小組在進行科學探測時，一位同學利用繩索順利跨越

11、了一道山澗，他先用繩索做了一個單擺(秋千)，通過擺動，使自身獲得足夠速度后再平拋到山澗對面，如圖所示，若他的質(zhì)量是M，所用繩長為L，在擺到最低點B處時的速度為v，離地高度為h，當?shù)刂亓铀俣葹間，求： (1)他用的繩子能承受的最大拉力； (2)這道山澗的寬度不超過多大． 解析：(1)該同學在B處，由牛頓第二定律得： 12.“太極球”是近年來在廣大市民中較流行的一種健身器材．做該項運動時，健身者半馬步站立，手持太極球拍，拍上放一橡膠太極球，健身者舞動球拍時，球卻不會掉落地上．現(xiàn)將太極球簡化成如圖所示的平板和小球，熟練的健身者讓球在豎直面內(nèi)始終不脫離板而做勻速圓周運動，且在運動到圖中的

12、A、B、C、D位置時球與板間無相對運動趨勢．A為圓周的最高點，C為最低點，B、D與圓心O等高．設球的重力為1 N，不計拍的重力．求： (1)健身者在C處所需施加的力比在A處大多少？ (2)設在A處時健身者需施加的力為F，當球運動到B、D位置時，板與水平方向需有一定的夾角θ，請作出tan θ-F的關(guān)系圖象． 解析：(1)設球運動的線速度為v，半徑為R，則在A處時F＋mg＝m① 在C處時F′－mg＝m② 由①②式得Δ F＝F′－F＝2mg＝2 N. (2)在A處時健身者需施加的力為F，球在勻速圓周運動的向心力F向 ＝F＋mg，在B處不受摩擦力作用，受力分析如圖 則tan θ＝＝＝＋1 作出的tanθ-F的關(guān)系圖象如圖． 答案：(1)2 N　(2)見解析