高考物理一輪復(fù)習(xí)：生活中的圓周運(yùn)動

更新時間：2024-09-13 瀏覽次數(shù)：9 類型：一輪復(fù)習(xí)

一、選擇題

1. (2024高二上·望城開學(xué)考) 如圖所示，有一個水平大圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，小強(qiáng)站在距圓心為r處的P點不動，關(guān)于小強(qiáng)的受力下列說法正確的是 (　　)．

A . 小強(qiáng)在P點不動，因此不受摩擦力作用 B . 若使圓盤以較小的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，小強(qiáng)在P點受到的摩擦力為零 C . 小強(qiáng)隨圓盤做勻速圓周運(yùn)動，圓盤對他的摩擦力充當(dāng)向心力 D . 如果小強(qiáng)隨圓盤一起做變速圓周運(yùn)動，那么其所受摩擦力仍指向圓心

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2. (2024高二上·望城開學(xué)考) 如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩物塊置于繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上，兩物塊始終相對于圓盤靜止，則兩物塊（　?。?p>

A . 線速度相同 B . 角速度相同 C . 向心加速度相同 D . 向心力相同

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3. (2024高三下·杭州月考) 物理知識能很好解釋生活現(xiàn)象，下列四個情景有一項與其他三項是不一致的，這一項是（　?。?

A . B . C . D .

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4. (2024高一下·赤坎月考) 如圖甲所示是某一款滾筒洗衣機(jī)，滾筒內(nèi)的衣物隨滾筒在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，將衣服脫水。如圖乙所示為其內(nèi)部滾筒的橫截面圖，a為最高點，c為最低點，b、d與圓心O等高點。則四點中脫水效果最好的位置是（　?。?p style="text-align:justify;">

A . d點 B . c點 C . b點 D . a點

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5. (2023高一下·貴池期中)
如圖所示，乘坐游樂園的翻滾過山車時，質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，下列說法正確的是（）

A . 車在最高點時人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險帶拉住，沒有保險帶，人就會掉下來 B . 人在最高點時對座位不可能產(chǎn)生壓力 C . 人在最低點時對座位的壓力等于mg D . 人在最低點時對座位的壓力大于mg

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6. (2022高一下·哈爾濱期中) 如圖所示，粗糙水平圓盤上，質(zhì)量相等的A、B兩物塊疊放在一起，隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動，則下列說法正確的是（）

A . 物塊A，B的運(yùn)動屬于勻變速曲線運(yùn)動 B . B的向心力是A的向心力的2倍 C . 盤對B的摩擦力是B對A的摩擦力的2倍 D . 若B先滑動，則B與A之間的動摩擦因數(shù)μ_A小于盤與B之間的動摩擦因數(shù)μ_B

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7. (2021高二上·安徽月考) 如圖所示，一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定軸以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5m處有一質(zhì)量m=1kg的小物體與圓盤始終保持相對靜止。物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為 $\text{[math]}$ （設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），盤面與水平面的夾角為30°，g取10m/s²。若轉(zhuǎn)動過程中小物體始終存在離心的趨勢，則該物塊轉(zhuǎn)至圓心等高處A點時所受摩擦力大小可能為（）

A . 2.5N B . 6.5N C . 10.5N D . 14.5N

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8. (2024高一下·通州期末) 請閱讀下述文字，完成各題。
如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸轉(zhuǎn)動的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸 $\text{[math]}$ 重合。轉(zhuǎn)臺以一定角速度勻速轉(zhuǎn)動，一質(zhì)量為m的小物塊緩慢放在陶罐邊緣A點，經(jīng)過一段時間后小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對罐壁靜止，此時小物塊受到的摩擦力恰好為0，且它和O點的連線與 $\text{[math]}$ 之間的夾角 $\text{[math]}$ 為60°。已知重力加速度為g，不計空氣阻力。
1. （1）物塊相對罐壁靜止時的轉(zhuǎn)動半徑為（　?。?
  
  A . R B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
2. （2）相對罐壁靜止時物塊對罐壁的壓力大小為（　?。?
  
  A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
3. （3）轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)臺的角速度為（　?。?
  
  A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
4. （4）從物塊放入陶罐內(nèi)到相對罐壁靜止的過程中摩擦力對物塊做功（　?。?
  
  A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
5. （5）保持物塊與罐壁相對靜止，逐漸增加轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速，下列說法正確的是（　?。?
  
  A . 支持力對物塊做正功 B . 支持力對物塊做負(fù)功 C . 摩擦力對物塊做正功 D . 摩擦力對物塊做負(fù)功
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9. (2024高一下·阜陽期末) 如圖甲所示，滾筒洗衣機(jī)脫水時，衣物緊貼著滾筒壁在豎直平面內(nèi)做順時針方向的勻速圓周運(yùn)動?？珊喕癁閳D乙所示模型，一件小衣物質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分別為小衣物經(jīng)過的最高位置和最低位置，測得小衣物過 $\text{[math]}$ 點線速度大小為 $\text{[math]}$ ，做圓周運(yùn)動的周期為 $\text{[math]}$ 。已知重力加速度為 $\text{[math]}$ ，小衣物可視為質(zhì)點。下列說法正確的是（）

A . 衣物轉(zhuǎn)到 $\text{[math]}$ 位置時的脫水效果最好 B . 要使衣物過 $\text{[math]}$ 點不掉下，轉(zhuǎn)筒的周期不能大于 $\text{[math]}$ C . 衣物在 $\text{[math]}$ 點對滾筒壁的壓力大小為 $\text{[math]}$ D . 衣物在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 兩點受到轉(zhuǎn)筒的壓力差為 $\text{[math]}$

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10. (2024高一下·北京市期末) 如圖所示，將拱形橋面近似看作圓弧面，一輛汽車以恒定速率通過橋面 $\text{[math]}$ ，其中a、c兩點高度相同，b點為橋面的最高點．假設(shè)整個過程中汽車所受空氣阻力和摩擦阻力的大小之和保持不變．下列說法正確的是（）

A . 在 $\text{[math]}$ 段汽車對橋面的壓力大小不變 B . 在 $\text{[math]}$ 段汽車對橋面的壓力逐漸增大 C . 在 $\text{[math]}$ 段汽車的輸出功率逐漸增大 D . 在 $\text{[math]}$ 段汽車發(fā)動機(jī)做功比 $\text{[math]}$ 段多

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11. (2024高一下·西城期末) 如圖所示，一質(zhì)量為m的汽車保持恒定的速率運(yùn)動，若通過凸形路面最高處時對路面的壓力為F₁ ，通過凹形路面最低處時對路面的壓力為F₂ ，則（）

A . F₁ = mg B . F₁ >mg C . F₂ = mg D . F₂ >mg

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12. (2024高一下·紅橋期末) 如圖所示，長為R的輕桿，一端固定一個小球，另一端固定在光滑的水平軸上，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，關(guān)于小球在最高點的速度v₀ ，下列說法中正確的是（　　）

A . v₀的最小值為 $\text{[math]}$ B . v₀由零逐漸增大，向心力逐漸減小 C . 當(dāng)v₀由 $\text{[math]}$ 值逐漸增大時，桿對小球的彈力逐漸增大 D . 當(dāng)v₀由 $\text{[math]}$ 值逐漸減小時，桿對小球的彈力逐漸減小

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二、多項選擇題

13. (2024高一下·長沙期末) 波輪洗衣機(jī)中的脫水筒如圖所示，在洗衣機(jī)脫水過程中，一段時間內(nèi)濕衣服緊貼在筒的內(nèi)壁上，隨著圓筒一起轉(zhuǎn)動而未發(fā)生滑動。對于上述過程，下列說法正確的有（　?。?p style="text-align:left;">

A . 衣服受到重力、筒壁的彈力和摩擦力、向心力的作用 B . 脫水筒以更大的角速度轉(zhuǎn)動時，筒壁對衣服的摩擦力會變大 C . 脫水筒以更大的頻率轉(zhuǎn)動時，脫水效果會更好 D . 當(dāng)衣服對水滴的作用力不足以提供水滴需要的向心力時，水滴將和衣服分離

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14. (2024高二上·烏魯木齊開學(xué)考) 當(dāng)汽車通過拱橋頂點的速度為v時，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?img class="mathml" src="http://math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmfrac%3E%3Cmn%3E3%3C%2Fmn%3E%3Cmn%3E4%3C%2Fmn%3E%3C%2Fmfrac%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E" style="max-width:100%;vertical-align: middle;"> ，如果要使汽車能安全通過該拱形橋（不脫離地面），則汽車通過橋頂?shù)乃俣瓤梢詾椋?nbsp; ）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . 3v D . 4v

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15. (2024高二上·望城開學(xué)考) 一個內(nèi)壁光滑的圓錐的軸線是豎直的，圓錐固定，有質(zhì)量相同的兩個小球 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 貼著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動， $\text{[math]}$ 的半徑較大，則（　?。?p style="text-align:justify;">

A . $\text{[math]}$ 球的角速度小于 $\text{[math]}$ 球 B . $\text{[math]}$ 球的線速度小于 $\text{[math]}$ 球 C . $\text{[math]}$ 球的周期等于 $\text{[math]}$ 球 D . $\text{[math]}$ 球?qū)ν脖诘膲毫Υ笮〉扔?img class="mathml" src="http://math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmi+mathvariant%3D%22normal%22%3EB%3C%2Fmi%3E%3C%2Fmath%3E" style="max-width:100%;vertical-align: middle;">球

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16. (2022高三下·石家莊月考) 如圖所示，在水平圓盤上放有質(zhì)量分別為 $\text{[math]}$ 的三個物體 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （均可視為質(zhì)點），圓盤可繞垂直圓盤的中心軸 $\text{[math]}$ 轉(zhuǎn)動。三個物體與圓盤之間的動摩擦因數(shù)均為 $\text{[math]}$ ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為 $\text{[math]}$ 。三個物體與軸心共線，且 $\text{[math]}$ 關(guān)于中心軸對稱， $\text{[math]}$ ，現(xiàn)將三個物體用輕質(zhì)細(xì)線相連，保持細(xì)線伸直且恰無張力。圓盤從靜止開始轉(zhuǎn)動，角速度緩慢地增大，直到三個物體與圓盤將要發(fā)生相對滑動，則對于這個過程，下列說法正確的是（）

A . 當(dāng) $\text{[math]}$ 物體達(dá)到最大靜摩擦力時， $\text{[math]}$ 物體也一定同時達(dá)到最大靜摩擦力 B . 在發(fā)生相對滑動前， $\text{[math]}$ 兩個物體的靜摩擦力先增大后不變， $\text{[math]}$ 物體的靜摩擦力先增大后減小再增大 C . 當(dāng) $\text{[math]}$ 時整體會發(fā)生滑動 D . 當(dāng) $\text{[math]}$ 時，在 $\text{[math]}$ 增大的過程中 $\text{[math]}$ 間的拉力先增大后減小

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17. (2021高三上·懷仁期中) 如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的兩個物體A和B，它們分居圓心兩側(cè)，與圓心距離分別為R_A=r，R_B=2r，與盤間的動摩擦因數(shù)μ相同，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時，下列說法正確的是（　　）

A . 此時繩子張力為T=3μmg B . 此時圓盤的角速度為ω= $\text{[math]}$ C . 此時A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外 D . 此時燒斷繩子，A仍相對盤靜止，B將做離心運(yùn)動

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三、非選擇題

18. (2022高一下·河南期中) 高速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)盤重心若不在轉(zhuǎn)軸上，運(yùn)行將不穩(wěn)定，且轉(zhuǎn)軸會承受很大的作用力，加速磨損。圖中轉(zhuǎn)盤半徑為R， $\text{[math]}$ 為轉(zhuǎn)動軸。正常轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)動軸受到的水平作用力為零?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)盤邊緣處疊放質(zhì)量均為m、可視為質(zhì)點的A、B兩物塊并由靜止緩慢增大轉(zhuǎn)速，A、B間動摩擦因數(shù)為 $\text{[math]}$ ， B與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)為 $\text{[math]}$ ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g。求：
1. （1）若A、B保持相對靜止，轉(zhuǎn)盤角速度的取值范圍；
2. （2）若A、B都脫離轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤角速度的取值范圍。
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19. (2021高三上·河西期中) 如圖所示，餐桌中心是一個半徑為r=1.5m的圓盤，圓盤可繞中心軸轉(zhuǎn)動，近似認(rèn)為圓盤與餐桌在同一水平面內(nèi)且兩者之間的間隙可忽略不計.已知放置在圓盤邊緣的小物體與圓盤間的動摩擦因數(shù)為μ₁=0.6，與餐桌間的動摩擦因數(shù)為μ₂=0.225，餐桌離地高度為h=0.8m.設(shè)小物體與圓盤以及餐桌之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10m/s² ，不計空氣阻力。
1. （1）為使物體不滑到餐桌上，圓盤的角速度ω的最大值為多少?
2. （2）緩慢增大圓盤的角速度，物體從圓盤上甩出，為使物體不滑落到地面，餐桌半徑R的最小值為多大?
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20. (2024高一下·湖南衡陽高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園期末) 圖甲為2022年北京冬奧會國家雪車雪橇中心“游龍”總覽圖。圖甲中是螺旋彎道，轉(zhuǎn)彎半徑為r。為了讓運(yùn)動員乘坐雪車能高速且安全地通過彎道，彎道處的賽道均向內(nèi)側(cè)傾斜，彎道落差可忽略。某運(yùn)動員和雪車總質(zhì)量為m，可視為質(zhì)點。某次運(yùn)動員和雪車以速度v通過彎道，已知重力加速度為g，忽略冰面與雪車之間的摩擦，不計空氣阻力，建立圖丙所示的模型。求：
（1）此時刻鋼架雪車平面與水平面夾角θ的正切值；
（2）在彎道處賽道對雪車的支持力F_N的大小。

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21. (2024高一下·瑞昌期末) 如圖所示，內(nèi)壁光滑、半徑為 $\text{[math]}$ 半圓軌道AB固定在豎直面內(nèi)，底端A與水平面相切，最高點B的末端是封閉的。水平面上有一傾角為 $\text{[math]}$ 的粗糙斜面。將一枚質(zhì)量為 $\text{[math]}$ 的小球從斜面上的C點由靜止釋放，小球到達(dá)圓軌道最高點 $\text{[math]}$ 點時立即原速反彈，此時小球?qū)A軌道的外壁壓力恰好為零。水平軌道AD長度為 $\text{[math]}$ ，小球可看作質(zhì)點，與斜面以及水平軌道動摩擦因數(shù)為 $\text{[math]}$ ，小球經(jīng)過D點速度大小不變，重力加速度為 $\text{[math]}$ ，空氣阻力忽略不計。求：
（1）小球首次經(jīng)過A點時圓軌道對小球的支持力的大小；
（2）斜面上的C點相對與水平面的高度；
（3）小球反彈后再次沖上圓軌道的最大高度。

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22. (2024高一下·衡陽月考) 已知月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g₀ ，飛船在繞月球的圓形軌道Ⅰ上運(yùn)動，軌道半徑為r，r=5R，到達(dá)軌道Ⅰ的A點時點火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)軌道Ⅱ的近月點B時再次點火進(jìn)入近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運(yùn)動。已知引力常量G，求：
1. （1）第一次點火和第二次點火分別是加速還是減速；
2. （2）飛船在軌道Ⅰ上的運(yùn)行速率；
3. （3）飛船在軌道Ⅱ上繞月運(yùn)行一周所需的時間。
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23. (2023高一下·豐臺期中) 如圖為場地自行車比賽的圓形賽道。路面與水平面的夾角為θ ， sinθ=0.26，cosθ=0.97，tanθ = 0.27，不考慮空氣阻力，g取10m/s^2.（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
1. （1）某運(yùn)動員騎自行車在該賽道上做勻速圓周運(yùn)動，圓周的半徑為60m，要使自行車轉(zhuǎn)彎不受摩擦力影響，其速度應(yīng)等于多少？
2. （2）若該運(yùn)動員騎自行車以18m/s的速度仍沿該賽道做勻速圓周運(yùn)動，自行車和運(yùn)動員的質(zhì)量一共是100kg，此時自行車所受摩擦力的大小又是多少？方向如何？
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24. (2024高二上·烏魯木齊開學(xué)考) 如圖，光滑斜軌道和光滑圓軌道相連，固定在同一豎直平面內(nèi)，圓軌道半徑為 $\text{[math]}$ ，一個小球（大小可忽略），從離水平面高 $\text{[math]}$ 處由靜止自由下滑，由斜軌道進(jìn)入圓軌道，問：
（1）若小球到圓軌道最大高度時對圓軌道壓力大小恰好等于自身重力大小，那么小球開始下滑時 $\text{[math]}$ 是多大？
（2）為了使小球在圓軌道內(nèi)運(yùn)動過程中始終不脫離圓軌道， $\text{[math]}$ 應(yīng)在什么取值范圍？

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25. (2024高一下·湖南衡陽高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園期末) 如圖所示，一質(zhì)量為m=2kg帶正電的小球，用幾乎不可伸長的長為L=2m的絕緣細(xì)線懸掛于O點，處于一水平向右的勻強(qiáng)電場中，靜止時細(xì)線右偏與豎直方向成45°角，位于圖中的P點（g=10m/s²）。
(1)求靜止在P點時線的拉力是多大？
(2)如將小球向左拉緊至與O點等高的B點由靜止釋放，求小球剛運(yùn)動到C點時的速度大??？
(3)如將小球向左拉緊至與O點等高的B點由靜止釋放，求小球到達(dá)A點時繩的拉力是多大？

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