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1、(新課標(biāo))2022高考物理總復(fù)習(xí) 課時檢測(二十三)圓周運(yùn)動的描述(雙基落實課)(含解析)
1.未來的星際航行中,宇航員長期處于零重力狀態(tài),為緩解這種狀態(tài)帶來的不適,有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”,如圖所示。當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時,宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上,可以受到與他站在地球表面時相同大小的支持力。為達(dá)到上述目的,下列說法正確的是( )
A.旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大,轉(zhuǎn)動的角速度就應(yīng)越大
B.旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大,轉(zhuǎn)動的角速度就應(yīng)越小
C.宇航員質(zhì)量越大,旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大
D.宇航員質(zhì)量越大,旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小
解析:選B 旋轉(zhuǎn)艙對宇航員的支持力提供宇
2、航員做圓周運(yùn)動的向心力,即mg=mω2r,解得ω= ,即旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大,角速度越小,而且與宇航員的質(zhì)量無關(guān),選項B正確。
2.某同學(xué)為感受向心力的大小與哪些因素有關(guān),做了一個小實驗:繩的一端拴一小球,手牽著繩的另一端在空中甩動,使小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(如圖所示)。則下列說法正確的是( )
A.保持繩長不變,增大角速度,繩對手的拉力將不變
B.保持繩長不變,增大角速度,繩對手的拉力將增大
C.保持角速度不變,增大繩長,繩對手的拉力將不變
D.保持角速度不變,增大繩長,繩對手的拉力將減小
解析:選B 由向心力的公式Fn=mω2r可知,保持繩長不變,增大角速度,向心力增大,繩對手
3、的拉力將增大,選項A錯誤,B正確;保持角速度不變,增大繩長,向心力增大,繩對手的拉力將增大,選項C、D錯誤。
3.(2019·鐵嶺聯(lián)考)飛機(jī)由俯沖到拉起時,飛行員處于超重狀態(tài),此時座椅對飛行員的支持力大于飛行員所受的重力,這種現(xiàn)象叫過荷。過荷過重會造成飛行員四肢沉重,大腦缺血,暫時失明,甚至昏厥。受過專門訓(xùn)練的空軍飛行員最多可承受9倍重力的影響。g取10 m/s2,則當(dāng)飛機(jī)在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖、拉起的速度為100 m/s時,圓弧軌道的最小半徑為( )
A.100 m B.111 m
C.125 m D.250 m
解析:選C 在飛機(jī)經(jīng)過最低點時,對飛行員受
4、力分析,受重力mg和支持力FN,兩者的合力提供向心力,由題意知,當(dāng)FN=9mg時,圓弧軌道半徑最小為Rmin,由牛頓第二定律得FN-mg=m,解得Rmin=125 m,故選項C正確。
4.如圖所示,質(zhì)量為m的物體隨水平傳送帶一起順時針勻速運(yùn)動,A為傳送帶的終端皮帶輪。皮帶輪半徑為r,要使物體通過右端時能水平拋出,皮帶輪的轉(zhuǎn)速至少為( )
A. B.
C. D.
解析:選A 要使物體通過右端時能水平拋出,則有mg=,物體飛出時速度至少為,由v=ωr=2πnr可得皮帶輪的轉(zhuǎn)速至少為n= ,選項A正確。
5.如圖所示,三段細(xì)線長OA=AB=BC,A、B、C三球質(zhì)量相等,當(dāng)它
5、們繞O點在光滑的水平桌面上以相同的角速度做勻速圓周運(yùn)動時,則三段細(xì)線的拉力FOA∶FAB∶FBC為( )
A.1∶2∶3 B.6∶5∶3
C.3∶2∶1 D.9∶3∶1
解析:選B 根據(jù)牛頓第二定律對C球有:FBC=mrOCω2,對B球有:FAB-FBC=mrOBω2,對A球有:FOA-FAB=mrOAω2,因為OA=AB=BC,則rOA∶rOB∶rOC=1∶2∶3,聯(lián)立解得:FOA∶FAB∶FBC=6∶5∶3。故B正確,A、C、D錯誤。
6.(多選)(2019·濰坊模擬)如圖所示,水平桿兩端有擋板,質(zhì)量為m的小木塊A穿在水平桿上,輕質(zhì)彈簧一端與水平桿左側(cè)擋板連接,另一端與A
6、連接。初始時彈簧處于伸長狀態(tài),彈力恰好等于A與桿間的最大靜摩擦力,A與桿間的動摩擦因數(shù)為μ,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,A到豎直軸OO′的距離為L?,F(xiàn)使桿繞豎直軸OO′由靜止緩慢加速轉(zhuǎn)動,角速度為ω。若A不與擋板接觸,則下列說法正確的是( )
A.彈簧伸長量先保持不變后逐漸增大
B.彈簧伸長量保持不變
C.當(dāng)ω= 時,摩擦力為零
D.當(dāng)ω= 時,彈簧彈力為零
解析:選AC 初始時,彈簧彈力大小為μmg。ω較小時,摩擦力f背離豎直軸OO′,μmg-f=mLω2,ω越大,f越?。划?dāng)ω= 時,f為零;ω較大時,摩擦力f指向豎直軸OO′,μmg+f=mLω2,當(dāng)ω> 時,A將沿遠(yuǎn)離OO′
7、方向移動,彈簧彈力增大,伸長量增大。綜上分析,B、D錯誤,A、C正確。
7.(多選)如圖所示,一位同學(xué)玩飛鏢游戲。圓盤最上端有一P點,飛鏢拋出時與P點等高,且距離P點為L。當(dāng)飛鏢以初速度v0垂直盤面瞄準(zhǔn)P點拋出的同時,圓盤繞經(jīng)過盤心O點的水平軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動。忽略空氣阻力,重力加速度為g,若飛鏢恰好擊中P點,則( )
A.飛鏢擊中P點所需的時間為
B.圓盤的半徑可能為
C.圓盤轉(zhuǎn)動角速度的最小值為
D.P點隨圓盤轉(zhuǎn)動的線速度可能為
解析:選AD 飛鏢水平拋出做平拋運(yùn)動,在水平方向做勻速直線運(yùn)動,因此t=,故A正確;飛鏢擊中P點時,P點恰好在圓盤最下方,則2r=gt2,解得圓
8、盤的半徑r=,故B錯誤;飛鏢擊中P點,則P點轉(zhuǎn)過的角度滿足θ=ωt=π+2kπ(k=0,1,2,…),故ω==,則圓盤轉(zhuǎn)動角速度的最小值為,故C錯誤;P點隨圓盤轉(zhuǎn)動的線速度為v=ωr=·=,當(dāng)k=2時,v=,故D正確。
8.(多選)(2019·杭州五校聯(lián)考)質(zhì)量為m的物體沿著半徑為r的半球形金屬球殼滑到最低點時的速度大小為v,如圖所示。若物體與球殼之間的動摩擦因數(shù)為μ,則物體在最低點時的( )
A.向心加速度為
B.向心力為m
C.對球殼的壓力為
D.受到的摩擦力為μm
解析:選AD 物體滑到球殼最低點時,速度大小為v,圓周運(yùn)動半徑為r,向心加速度為an=,故A正確;根據(jù)牛頓第二定律可知,物體在最低點時的向心力Fn=m,故B錯誤;根據(jù)牛頓第二定律得N-mg=m,得球殼對物體的支持力N=m,由牛頓第三定律可知,物體對球殼的壓力N′=N=m,故C錯誤;物體在最低點時,受到的摩擦力為f=μN(yùn)=μm,故D正確。