2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用
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1、2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 訓(xùn)練:*圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及應(yīng)用* 一、選擇題 1.如圖所示,ABC為豎直平面內(nèi)的金屬半圓環(huán),AC連線水平,A、B兩點(diǎn)間固定著一根直金屬棒,在直金屬棒和圓環(huán)的BC部分上分別套著小環(huán)M、N(棒和半圓環(huán)均光滑),現(xiàn)讓半圓環(huán)繞豎直對(duì)稱軸以角速度ω1做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),小環(huán)M、N在圖示位置.如果半圓環(huán)的角速度變?yōu)棣?,ω2比ω1稍微小一些.關(guān)于小環(huán)M、N的位置變化,下列說法正確的是( ) A.小環(huán)M將到達(dá)B點(diǎn),小環(huán)N將向B點(diǎn)靠近稍許 B.小環(huán)M將到達(dá)B點(diǎn),小環(huán)N的位置保持不變 C.小環(huán)M將向B點(diǎn)靠近稍許,小環(huán)N將向B點(diǎn)靠近稍許 D.小環(huán)M向B點(diǎn)靠近
2、稍許,小環(huán)N的位置保持不變 2.小李同學(xué)撐一把雨傘站在水平地面上,傘面邊緣點(diǎn)所圍圓形的半徑為R,現(xiàn)將雨傘繞豎直傘桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng),傘邊緣上的水滴落到地面,落點(diǎn)形成一個(gè)半徑為r的圓形,傘邊緣距離地面的高度為h,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,則( ) A.雨滴著地時(shí)的速度大小為 B.雨滴著地時(shí)的速度大小為 C.雨傘轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為 D.雨傘轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為 3.如圖所示,一小物塊被夾子夾緊,夾子通過輕繩懸掛在小環(huán)上,小環(huán)套在水平光滑細(xì)桿上.物塊質(zhì)量為M,到小環(huán)的距離為L(zhǎng),其兩側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為F.小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止,物塊向上擺動(dòng)
3、.整個(gè)過程中,物塊在夾子中沒有滑動(dòng).小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計(jì),重力加速度為g.下列說法正確的是( ) A.物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),繩中的張力等于2F B.小環(huán)碰到釘子P時(shí),繩中的張力大于2F C.物塊上升的最大高度為 D.速度v不能超過 4.如圖甲所示,一輕桿一端固定在O點(diǎn),另一端固定一小球,在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng).小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),桿與小球間的彈力大小為F,小球在最高點(diǎn)的速度大小為v,F(xiàn)—v2圖象如圖乙所示.下列說法正確的是( ) A.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮? B.小球的質(zhì)量為 C.當(dāng)v2=c時(shí),桿對(duì)小球彈力方向向上 D.若v2=2b,則桿對(duì)小球彈力大小為
4、2a 5.如圖所示,用手握著細(xì)繩的一端在水平桌面上做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓心為O,角速度為ω.細(xì)繩長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量忽略不計(jì),運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)繩始終與小圓相切,在細(xì)繩的另外一端系著一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球恰好沿以O(shè)為圓心的大圓在桌面上運(yùn)動(dòng),小球和桌面之間存在摩擦力,以下說法正確的是( ) A.小球?qū)⒆鲎兯賵A周運(yùn)動(dòng) B.小球與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 C.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為ω(l+L) D.細(xì)繩拉力為mω2 6.如圖是一個(gè)設(shè)計(jì)“過山車”的試驗(yàn)裝置的工作原理示意圖,光滑斜面與豎直平面內(nèi)的光滑圓形軌道的最低點(diǎn)B平滑連接,圓形軌道最高點(diǎn)為C點(diǎn),軌道半徑為R,重力加速度大小為g,下列說法正
5、確的是( )
A.將小車放于B點(diǎn)且水平向右的初速度滿足
6、μmg B.C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的摩擦力大于A與B間的摩擦力 C.轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度ω有可能恰好等于 D.若角速度ω在題干所述基礎(chǔ)上緩慢增大,A與B間將最先發(fā)生相對(duì)滑動(dòng) 8.如圖所示的裝置可以測(cè)量子彈的飛行速度.在一根軸上相距s=1 m處安裝兩個(gè)平行的薄圓盤,使軸帶動(dòng)兩圓盤以n=3 000 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng),飛行的子彈平行于軸沿一條直線穿過兩圓盤,即在盤上留下兩個(gè)小孔,現(xiàn)測(cè)得兩小孔所在半徑間的夾角為30,子彈飛行的速度大小可能是下述的(設(shè)在穿過兩圓盤的過程中子彈的速度保持不變)( ) A.500 m/s B.600 m/s C.700 m/s D.800 m/s 9.如圖所示,
7、兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的相同的木塊A和B放在水平轉(zhuǎn)盤上,兩者用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩連接,木塊與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力均為各自重力的k倍,A放在距離轉(zhuǎn)軸L處,整個(gè)裝置能繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng).開始時(shí),繩恰好伸直但無彈力,現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng),使角速度緩慢增大,以下說法不正確的是( ) A.當(dāng)ω> 時(shí),A、B相對(duì)于轉(zhuǎn)盤會(huì)滑動(dòng) B.當(dāng)ω> 時(shí),繩子一定有彈力 C.當(dāng)ω在 <ω< 范圍內(nèi)增大時(shí),B所受摩擦力變大 D.當(dāng)ω在0<ω< 范圍內(nèi)增大時(shí),A所受摩擦力一直變大 10.(多選)如圖所示,在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放置用輕繩相連的質(zhì)量相同的滑塊1和滑塊2,轉(zhuǎn)臺(tái)繞轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,輕繩
8、始終處于水平狀態(tài),兩滑塊始終相對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)靜止,且與轉(zhuǎn)臺(tái)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,滑塊1到轉(zhuǎn)軸的距離小于滑塊2到轉(zhuǎn)軸的距離.關(guān)于滑塊1和滑塊2受到的摩擦力f1、f2與角速度的二次方的關(guān)系圖線,可能正確的是( ) 11.(多選)圖中所示為一皮帶傳動(dòng)裝置,右輪的半徑為r,a是它邊緣上的一點(diǎn),左側(cè)是一輪軸,大輪的半徑為4r,小輪的半徑為2r,b點(diǎn)在小輪上,到小輪中心的距離為r,c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上.若在傳動(dòng)過程中皮帶不打滑,則( ) A.c點(diǎn)與d點(diǎn)的角速度大小相等 B.a(chǎn)點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小相等 C.a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小相等 D.a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的向心加速度大小相等 12.
9、(多選)如圖所示,甲、乙兩水平圓盤緊靠在一塊,甲圓盤為主動(dòng)輪,乙靠摩擦隨甲轉(zhuǎn)動(dòng),接觸處無相對(duì)滑動(dòng).甲圓盤與乙圓盤的半徑之比r甲r乙=31,兩圓盤和小物體m1、m2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,m1距O點(diǎn)為2r,m2距O′點(diǎn)為r,當(dāng)甲緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)起來且轉(zhuǎn)速慢慢增加時(shí),下列說法正確的是( ) A.滑動(dòng)前m1與m2的角速度之比ω1:ω2=1:3 B.滑動(dòng)前m1與m2的向心加速度之比a1:a2=2:9 C.隨轉(zhuǎn)速慢慢增加,m1先開始滑動(dòng) D.隨轉(zhuǎn)速慢慢增加,m2先開始滑動(dòng) 13.(多選)如圖所示,一質(zhì)量為m的小球置于半徑為R的光滑豎直圓軌道最低點(diǎn)A處,B為軌道最高點(diǎn),彈簧一端固定于圓心
10、O點(diǎn),另一端與小球拴接.已知彈簧的勁度系數(shù)k=,原長(zhǎng)L=2R,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),若給小球一水平初速度v0,已知重力加速度為g,則( )
A.當(dāng)v0較小時(shí),小球可能會(huì)離開圓軌道
B.若
11、低點(diǎn),B、D與圓心O等高,且此時(shí)板與水平面成θ角,設(shè)小球的質(zhì)量為m,做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,線速度為v,重力加速度為g,下列說法正確的是( ) A.小球通過C處時(shí)向心力與小球通過A處的向心力大小相等 B.小球在C處受到板的彈力比在A處大5mg C.在B、D兩處板的傾角與小球的運(yùn)動(dòng)速度v應(yīng)滿足tanθ= D.小球在B、D兩處受到板的彈力為N= 15.(多選)質(zhì)量為m的小球通過輕繩a和b與兩相互垂直的輕質(zhì)木架上的A點(diǎn)和C點(diǎn)相連,如圖所示,當(dāng)木架AB繞木架BC以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)輕繩a豎直伸直,輕繩b水平伸直,輕繩a的長(zhǎng)度為L(zhǎng)a,輕繩b的長(zhǎng)度為L(zhǎng)b,
12、小球運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí),輕繩b被燒斷,同時(shí)木架停止轉(zhuǎn)動(dòng),已知重力加速度大小為g,則( ) A.小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) B.在輕繩b被燒斷瞬間,輕繩a中張力突然增大 C.若ω=,則木架停止轉(zhuǎn)動(dòng)后小球不可能做完整的圓周運(yùn)動(dòng) D.若ω=,則木架停止轉(zhuǎn)動(dòng)后小球可能做完整的圓周運(yùn)動(dòng) 16.(多選)飛機(jī)飛行時(shí)除受到發(fā)動(dòng)機(jī)的推力外,還受到重力和機(jī)翼的升力,機(jī)翼的升力垂直于機(jī)翼所在平面向上,當(dāng)飛機(jī)在空中盤旋時(shí)機(jī)翼向內(nèi)側(cè)傾斜(如圖所示),以保證除發(fā)動(dòng)機(jī)推力和阻力外的其他力的合力提供向心力.設(shè)飛機(jī)以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)翼與水平面成θ角,飛行周期為T,則下列說法正確的是
13、( ) A.若飛行速率v不變,θ增大,則半徑R增大 B.若飛行速率v不變,θ增大,則周期T增大 C.若θ不變,飛行速率v增大,則半徑R增大 D.若飛行速率v增大,θ增大,則周期T可能不變 17.(多選)有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的基本模型,下列說法正確的是( ) A.如圖a所示,汽車通過拱橋的最高點(diǎn)時(shí)處于超重狀態(tài) B.如圖b所示是一圓錐擺,增大θ,若保持圓錐的高度不變,則圓錐擺的角速度不變 C.如圖c所示,同一小球在光滑且固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則在A、B兩位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 D.火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時(shí),外軌對(duì)火車輪緣會(huì)有擠
14、壓作用 18.(多選)如圖所示,BC是半徑為R=1 m的豎直面內(nèi)的圓弧軌道,軌道末端C在圓心O的正下方,∠BOC=60,將質(zhì)量為m=1 kg的小球,從與O等高的A點(diǎn)水平拋出,小球恰好從B點(diǎn)沿圓弧切線方向進(jìn)入軌道,由于小球與圓弧之間有摩擦,能夠使小球從B到C做勻速圓周運(yùn)動(dòng),重力加速度大小g取10 m/s2,則下列說法正確的是( ) A.從B到C,小球與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)可能保持不變 B.從B到C,小球克服摩擦力做功為5 J C.A、B兩點(diǎn)間的距離為 m D.小球從B到C的全過程中,小球?qū)壍赖膲毫Σ蛔? 二、非選擇題 19.如圖所示,M是水平放置的半徑足夠大的圓盤,繞過其圓
15、心的豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),規(guī)定經(jīng)過圓心O且水平向右為x軸正方向.在O點(diǎn)正上方距盤面高為h=5 m處有一個(gè)可間斷滴水的容器,從t=0時(shí)刻開始,容器沿水平軌道向x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).已知t=0時(shí)刻滴下第一滴水,以后每當(dāng)前一滴水剛好落到盤面時(shí)再滴下一滴水.(取g=10 m/s2) (1)每一滴水離開容器后經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間滴落到盤面上? (2)要使每一滴水在盤面上的落點(diǎn)都位于同一直線上,圓盤的角速度ω應(yīng)為多大? (3)當(dāng)圓盤的角速度為1.5π時(shí),第二滴水與第三滴水在盤面上落點(diǎn)間的距離為2 m,求容器的加速度a. 20.如圖所示,一小球從A點(diǎn)以某一水平向右的初速度出
16、發(fā),沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后,進(jìn)入半徑R=10 cm的光滑豎直圓形軌道,圓形軌道間不相互重疊,即小球離開圓形軌道后可繼續(xù)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng),C點(diǎn)右側(cè)有一壕溝,C、D兩點(diǎn)間的豎直高度h=0.8 m,水平距離s=1.2 m,水平軌道AB長(zhǎng)為L(zhǎng)1=1 m,BC長(zhǎng)為L(zhǎng)2=3 m,小球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2. (1)若小球恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn),求小球在A點(diǎn)的初速度. (2)若小球既能通過圓形軌道的最高點(diǎn),又不掉進(jìn)壕溝,求小球在A點(diǎn)的初速度的范圍. 參考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B D B B D C
17、 B C 10 11 12 13 14 15 16 17 18 AC AC ABD CD ACD BD CD BD BC 19.(1)離開容器后,每一滴水在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng).則每一滴水滴落到盤面上所用時(shí)間t= =1 s (2)要使每一滴水在盤面上的落點(diǎn)都位于同一直線上,則圓盤在1 s內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧度為kπ,k為不為零的正整數(shù) 由ωt=kπ,得ω=kπ =kπ,其中k=1,2,3… (3)第二滴水離開O點(diǎn)的距離為x1=at2+(at)t=a 第三滴水離開O點(diǎn)的距離為x2=a(2t)2+(a2t)t=4a 又Δθ=ωt=1.5π 即第二滴水和
18、第三滴水分別滴落在圓盤上x軸方向及垂直x軸的方向上,所以x+x=x2 即2+(4a)2=22,解得a= m/s2 20.(1)設(shè)小球恰能通過圓形軌道最高點(diǎn)的速度為v,由牛頓第二定律得mg=m,由B到最高點(diǎn),由機(jī)械能守恒定律得mv=2mgR+mv2,由A到B,-μmgL1=mv-mv,解得小球在A點(diǎn)的速度為 vA=3 m/s. (2)若小球剛好停在C處,則有-μmg(L1+L2)=0-mv,解得 vA1=4 m/s. 若小球停在BC段,則3 m/s≤vA≤4 m/s. 若小球能通過C點(diǎn),并恰好越過壕溝,則有h=gt2,s=vCt, -μmg(L1+L2)=mv-mv,則有vA2=5 m/s, 所以小球在A點(diǎn)的初速度范圍為3 m/s≤vA≤4 m/s和vA≥5 m/s.
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