2022年高考物理高考與模擬題分類解析 專題12 圓周運動

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1、2022年高考物理高考與模擬題分類解析 專題12 圓周運動 一．xx高考題 1．（xx·上海物理）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動，側面開有狹縫N，內(nèi)側貼有記錄薄膜，M為正對狹縫的位置。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 2. （

2、xx·浙江理綜）由光滑細管組成的軌道如圖所示，其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)。一質量為m的小球，從距離水平地面為H的管口D處靜止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上。下列說法正確的是（ ） A.小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2 B.小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2 C.小球能從細管A端水平拋出的條件是H>2R D.小球能從細管A端水平拋出的最小高度Hmin= R .【答案】：BC 3.（xx·福建理綜）如圖，置于圓形水平轉臺邊緣的小物塊隨轉臺加速轉動，當轉速達到某一數(shù)值時，物塊恰好滑離轉臺開始做平拋運動。現(xiàn)測得轉臺半徑R

3、=0.5 m,離水平地面的高度H=0.8m,物塊平拋落地過程水平位移的大小s=0.4m。設物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g=10m/s2 。求： （1）物塊做平拋運動的初速度大小v0； （2）物塊與轉臺間的動摩擦因數(shù)μ。 二．xx模擬題 1 （xx江蘇蘇州期末）如圖，在勻速轉動的水平圓盤上，沿半徑方向放著用細線相連的質量相等的兩個物體A和B，它們與盤面間的動摩擦因數(shù)相同 . 當勻速轉動的圓盤轉速恰為兩物體剛好未發(fā)生滑動時的轉速，燒斷細線，則兩個物體的運動情況將是 （A）兩物體均沿切線方向滑動 （B）兩物體均沿半徑方向滑動，離圓盤圓心越來越遠 （C）兩物體仍

4、隨圓盤一起做勻速圓周運動，不會發(fā)生滑動 （D）物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，物體A發(fā)生滑動，離圓盤圓心越來越遠 2.（xx上海嘉定期末）如圖所示，傾角30°的斜面連接水平面，在水平面上安裝半徑為R的半圓豎直擋板，質量m的小球從斜面上高為R/2處靜止釋放，到達水平面恰能貼著擋板內(nèi)側運動。不計小球體積，不計摩擦和機械能損失。則小球沿擋板運動時對擋板的力是[ ] 2R 30° A．0.5mg B．mg C．1.5mg D．2m 16cm P Q A B 28cm 3.（xx上海虹口期末）某機器內(nèi)有兩個圍繞各自的固定軸勻速轉動的鋁盤A、B，A盤

5、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28cm。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16cm。P、Q轉動的線速度相同，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）0.56s （B）0.28s （C）0.16s （D）0.07s 3.答案：A解析：P轉動的周期TP=0.14s，Q轉動的周期TQ=0.08s，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

6、t=0.56s，選項A正確。 4．（xx年2月洛陽五校聯(lián)考）如圖所示，M、N是兩個共軸圓筒的橫截面，外筒半徑為R，內(nèi)筒半徑比R小很多，可以忽略不計，筒的兩端是封閉的，兩筒之間抽成真空。兩筒以相同的角速度 ω繞其中心軸線（圖中垂直于紙面）做勻速轉動。設從M筒內(nèi)部可以通過窄縫 s（與M筒的軸線平行）連續(xù)向外射出速率分別為 v1 和v2的粒子，粒子運動方向都沿筒的半徑方向，粒子到達N筒后就附著在N筒上。如果R、v1 和v2都不變，而ω取某一合適的值，則（ ） A．粒子落在N筒上的位置可能都在 a 處一條與 s 縫平行的窄條上 B．粒子落在N筒上的位置可能都在某一處如b 處一條與 s

7、縫平行的窄條上 C．粒子落在N筒上的位置可能分別在某兩處如b 處和c 處與 s 縫平行的窄條上 D．只要時間足夠長，N筒上將到處都落有粒子 雜技演員 α H v 5. （xx年長春第一次調研測試） “飛車走壁” 雜技表演比較受青少年的喜愛，這項運動由雜技演員駕駛摩托車，簡化后的模型如圖所示，表演者沿表演臺的側壁做勻速圓周運動。若表演時雜技演員和摩托車的總質量不變，摩托車與側壁間沿側壁傾斜方向的摩擦力恰好為零，軌道平面離地面的高度為H，側壁傾斜角度α不變，則下列說法中正確的是 A.摩托車做圓周運動的H越高，向心力越大 B.摩托車做圓周運動的H越高，線速度越大 C

8、.摩托車做圓周運動的H越高，向心力做功越多. D.摩托車對側壁的壓力隨高度H變大而減小 6．（xx年3月江西南昌一模）如圖所示是用以說明向心力和質量、半徑之間關系的儀器，球P和Q可以在光滑桿上無摩擦地滑動，兩球之間用一條輕繩連接，mP＝2mQ，當整個裝置以ω勻速旋轉時，兩球離轉軸的距離保持不變，則此時 A．兩球受到的向心力大小相等 B．P球受到的向心力大于Q球受到的向心力 C．當ω增大時，P球將沿桿向外運動 D．當ω增大時，Q球將沿桿向外運動 7．（xx年4月上海長寧區(qū)二模）做圓周運動的兩個物體M和N，它們所受的向心力F與軌道半徑R之間的關系如圖所示，其中圖線N為雙曲線的

9、一個分支．則由圖象可知 (A) 物體M和N的線速度均保持不變 8、（xx年4月上海崇明縣二模）如圖所示，M能在水平光滑桿上自由滑動，滑桿連架裝在轉盤上．M用繩跨過在圓心處的光滑滑輪與另一質量為m的物體相連．當轉盤以角速度轉動時，M離軸距離為r，且恰能保持穩(wěn)定轉動．當轉盤轉速增至原來的2倍，調整r使之達到新的穩(wěn)定轉動狀態(tài)，則滑塊M （A）所受向心力變?yōu)樵瓉淼?倍 M r m （B）線速度變?yōu)樵瓉淼? （C）半徑r變?yōu)樵瓉淼? （D）M的角速度變?yōu)樵瓉淼? 9. （xx洛陽一練）如圖5所示，從光滑的1/ 4圓弧槽的最

10、高點滑下的小滑塊，滑出槽口時速度方向為水平方向，槽口與一個半球頂點相切，半球底面為水平，若要使小物塊滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圓弧軌道的半徑為R1，半球的半徑為R2，則R1和R2應滿足的關系是 A．R1≤R2/2 B．R1≥R2/2 C．R1≤R2 D．R1≥R2 h O′‘‘′ O P Q F 圓盤 軌道 x A 10．（13分）（xx年5月江西宜春模擬）如圖，半徑R=0.4m的圓盤水平放置，繞豎直軸OO′勻速轉動，在圓心O正上方h=0.8m高處固定一水平軌道PQ，轉軸和水平軌道交于O′點。一質量m=1kg的

11、小車（可視為質點），在F=4N的水平恒力作用下，從O′左側x0=2m處由靜止開始沿軌道向右運動，當小車運動到O′點時，從小車上自由釋放一小球，此時圓盤半徑OA與x軸重合。規(guī)定經(jīng)過O點水平向右為x軸正方向。小車與軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，g取10m/s2。 ⑴若小球剛好落到A點，求小車運動到O′點的速度； ⑵為使小球剛好落在A點，圓盤轉動的角速度應為多大？ ⑶為使小球能落到圓盤上，求水平拉力F作用的距離范圍。 11. (14 分) （xx年4月上海長寧區(qū)二模）水平地面上有一個半徑為R的圓形軌道，豎直平面上邊中點P離地面高為h，P正下方一點P′位于COA連線上且與軌道圓心O的距離為

12、L（L>R），如圖所示．現(xiàn)從P點水平拋出質量為m的小沙袋，使其擊中軌道上的小車（沙袋與小車均視為質點，空氣阻力不計）．求： O P A P′ B h L C R （1）小車停在軌道B點時（∠AOB＝90°），沙袋拋出后經(jīng)多長時間擊中小車？擊中時動能多大？ （2）若小車勻速圓周運動順時針經(jīng)A點時沙袋拋出，為使沙袋能在B處擊中小車，小車的速率v應滿足的條件． （3）若在P、C之間以水平射程為（L+R）的平拋運動軌跡制成一光滑軌道，小沙袋從頂點P由靜止下滑擊中C點小車時水平速度多大？ 12．（15分）（xx年5月山東省煙臺二模）如圖所示，ABC為固定在豎直面內(nèi)的光滑

13、四分之一圓軌道，其半徑為r=10m，N為固定在水平面內(nèi)的半圓平面，其半徑為，軌道ABC與平面N相切于C點：DEF是包圍在半圓平面N周圍且垂直于N的光滑半圓形擋板，質量為M=1kg的滑塊的上表面與平面N在同一水平面內(nèi)，且滑塊與N接觸緊密但不連接，現(xiàn)讓物體m自A點由靜止開始下滑，進入平面N后立即受到DEF的約束并最終沖上M，已知m=1kg，物體m與平面N之間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.5、與滑塊之間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.4，滑塊M與地面之間是光滑的，滑塊的豎直高度為h=0.05m，求：（取g=10m/s2） （1）物體m滑到C處時對圓軌道的壓力是多少？ （2）物體m運動到F時的速度是

14、多少？ （3）當物體m從M上滑落后到達地面時，物體m 與滑塊M之間的距離是多少？ 12.解析：（1）對m從A到C，由機械能守恒定律，mgr=mvC2， 13．（12分）（xx年5月上海浦東三模）如圖所示，輕繩一端系一質量為m的小球，另一端做成一個繩圈套在圖釘A和B上，此時小球在光滑的水平平臺上做半徑為a、角速度為ω的勻速圓周運動?，F(xiàn)拔掉圖釘A讓小球飛出，此后繩圈又被A正上方距A高為h的圖釘B套住，達穩(wěn)定后，小球又在平臺上做勻速圓周運動。求： （1）圖釘A拔掉前，輕繩對小球的拉力大小； （2）從拔掉圖釘A到繩圈被圖釘B套住前小 球做什么運動？所用的時間為多少？ （3）

15、小球最后做勻速圓周運動的角速度。 14. (xx山西太原期末)如圖所示，AB為粗糙水平面，長度AB=5R，其右端與光滑的半徑為R的圓弧BC平滑相接，C點的切線沿豎直方向，在C點的正上方有一離C點高度也為R的旋轉平臺，沿平臺直徑方向開有兩具離心軸心距離相等的小孔P、Q，旋轉時兩孔均能達到C點的正上方，某時刻，質量為m可看作質點的滑塊，與水平地面間的動摩擦因數(shù)= 0．1，當它以的速度由A點開始向B點滑行時： （1）求滑塊通過C點的速度． （2）若滑塊滑過C點后能通過P孔，又恰能從Q孔落下，則平臺轉動的角速度ω應滿足什么條件？ 15．（14分）（xx福建三明期末）如圖

16、所示，長為R的輕繩，上端固定在O點，下端連一質量為m的小球，小球接近地面，處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)給小球一沿水平方向的初速度v0，小球開始在豎直平面內(nèi)做圓周運動。設小球到達最高點時繩突然被剪斷。已知小球最后落在離小球最初位置2R的地面上。求： （1）小球在最高點的速度v； （2）小球的初速度v0； （3）小球在最低點時球對繩的拉力； 16．（xx福建南安一中期末）．(16分) 如圖所示，將一質量m=0.1kg的小球自水平平臺頂端O點水平拋出，小球恰好與斜面無碰撞的落到平臺右側一傾角為=53°的光滑斜面頂端A并沿斜面下滑，然后以不變的速率過B點后進入光滑水平軌道BC部分，再進入

17、光滑的豎直圓軌道內(nèi)側運動．已知斜面頂端與平臺的高度差h=3.2m，斜面頂端高H=15m，豎直圓軌道半徑R=5m．（sin530=0.8,cos530=0.6,g=10m/s2）． 求： （1）小球水平拋出的初速度υo及斜面頂端與平臺邊緣的水平距離x； （2）小球離開平臺后到達斜面底端的速度大??； （3）小球運動到圓軌道最高點D時軌道對小球的彈力大小． 17（xx浙江重點中學協(xié)作體高考仿真測試）如圖所示，一質量為m＝1 kg的小物塊輕輕放在水平勻速運動的傳送帶上的A點，隨傳送帶運動到B點，小物塊從C點沿圓弧切線進入豎直光滑的半圓軌道恰能做圓周運動．已知圓弧半徑R＝0.9m，軌道最低點為D，D點距水平面的高度h＝0.8m．小物塊離開D點后恰好垂直碰擊放在水平面上E點的固定傾斜擋板．已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)＝0.3，傳送帶以5 m/s恒定速率順時針轉動（g取10 m/s2），試求： （1）傳送帶AB兩端的距離； （2）小物塊經(jīng)過D點時對軌道的壓力的大?。? （3）傾斜擋板與水平面間的夾角的正切值．