高三物理一轮复习实战强化训练：圆周运动综合应用

2020届高三物理一轮复习实战强化训练：圆周运动综合应用原卷一．选择题1.匀速圆周运动是一种(

)

A.匀速运动 B.变速运动 C.匀加速曲线运动 D.角速度变化的运动2.如图甲所示，一长为l的轻绳，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动．小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示，重力加速度为g，下列判断正确的是（）A．图象函数表达式为B．绳长不变，用质量较小的球做实验，图线b点的位置变小C．绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的图线斜率更大D．重力加速度3.游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达20m/s2，g取10m/s2，那么此位置的座椅对游客的作用力相当于游客重力的()A.4倍 B.3倍 C.2倍 D.1倍4.如图所示，旋转雨伞时，水珠会从伞的边缘沿切线方向飞出，这属于（）A.扩散现象 B.超重现象 C.离心现象 D.蒸发现象5.绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中有一质量为10千克的物体挂在弹簧秤上，这时弹簧秤的示数()A.

等于98N

B.

小于98N

C.

大于98N

D.

等于06.如图所示,光滑木板长,木板上距离左端O点处放有一物块,木板可以绕左端O点垂直纸面的轴转动,开始时木板水平静止.现让木板突然以一恒定角速度顺时针转动,物块下落正好可以砸在木板的末端,已知重力加速度,则木板转动的角速度为()A. B. C. D.7.如图所示,乘坐游乐园的翻滚过山车时,质量为的人随车在竖直平面内旋转,下列说法正确的是(

)

A.车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,没有保险带,人就会掉下来

B.人在最高点时对座位不可能产生大小为的压力

C.人在最低点时对座位的压力等于

D.人在最低点时对座位的压力大于8.如图所示，在半径为的半圆形碗的光滑内表面上，一质量为的小球以角速度在水平面内作匀速圆周运动，该平面离碗底的距离为()A. B. C. D.9.媒体报道了一起离奇交通事故：家住公路转弯处外侧的李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案.经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示，交警根据图示作出的以下判断，你认为正确的是()A.公路在设计上一定是内侧高外侧低B.公路在设计上一定是外侧高内侧低C.拐弯时汽车一定受到了离心力D.拐弯时汽车一定做了离心运动10.如图所示,光滑水平面上,小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时,拉力F发生变化,下列关于小球运动情况的说法不正确的是()A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹做离心运动B.若拉力突然变小,小球可能沿轨迹做离心运动C.若拉力突然变小,小球可能沿轨迹做离心运动D.若拉力突然变大,小球可能沿轨迹做向心运动11.“飞车走壁”是一种传统的杂技项目，杂技演员驾驶摩托车在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来．如图所示，一杂技演员驾驶摩托车沿半径为的四周，做线速度大小为的匀速圆周运动．若杂技演员和摩托车的总质量为，其所受向心力大小为()A. B. C. D.12.一个圆锥摆由长为的摆线、质量为的小球构成，小球在水平面内做匀速圆周运动，摆线与竖直方向的夹角为，如图所示。已知重力加速度大小为，空气阻力忽略不计。下列选项正确的是（）A.小球受到重力、拉力和向心力的作用 B.小球的向心加速度大小为C.小球圆周运动的周期为 D.某时刻剪断摆线，小球将做平抛运动13.六盘水是一个地形复杂的城市。某同学期末考试结束在乘坐公交车回家时，要经过多个急转弯，而急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一半径为的圆弧，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，该弯道的动摩擦因素为，则在该弯道处，下列说法中正确的是（）A.若急转弯处内侧和外侧等高，则该汽车行驶的最大安全速率B.若急转弯处内侧和外侧等高，则该汽车行驶的最大安全速率C.若急转弯处内侧低于外侧，则无论汽车行驶的速率多大汽车均有向外侧滑动趋势D.若急转弯处内侧低于外侧，则无论汽车行驶的速率多大汽车均有向内侧滑动趋势14.对于做匀速圆周运动的物体，下列说法错误的是（）A.相等的时间里通过的位移相等 B.相等的时间里通过的弧长相等C.相等的时间里发生的路程相同 D.相等的时间里转过的角度相等15.如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑。图中轮上三点所在处半径分别为，且，则这三点的向心加速度的关系是（）A. B. C. D.16.如图所示,为两物体做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像,其中A为双曲线的一个分支,由图可知()A.A物体运动的线速度大小不变 B.A物体运动的角速度大小不变C.B物体运动的角速度大小不变 D.B物体运动的线速度大小不变17.如图所示为“感知向心力”实验示意图，细绳一端拴着一个小沙桶，用手在空中抡动细绳另一端，使小沙桶在水平面做圆周运动，体会细绳拉力的大小，则下列说法正确的是()A.细绳所提供的力就是向心力 B.只增大小沙桶线速度，则细绳上拉力将会增大C.只增大旋转角速度，则细绳上拉力将会增大 D.突然放开细绳，小沙桶将做直线运动18.火车以的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在内匀速转过了约10°。在此时间内,火车()A.运动路程为 B.加速度为零

C.角速度约为 D.转弯半径约为19.如图所示，一个碗口水平、内壁光滑的半球形碗固定在水平桌面上，在球心点固定电荷量为的带正电金属球，两个质量相等的绝缘带电小球和分别紧贴着内壁在水平面内做匀速圆周运动。若小球所带电荷量很少，两者间的作用力忽略不计，且金属球和带电小球均可视为质点，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是()A.小球运动轨迹上各点的电场强度相同 B.小球运动轨迹上各点的电势相等C.小球的电荷量大于小球的电荷量 D.小球的角速度大于小球的角速度二．非选择题20.某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1:1、2:1和3:1。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。（1）该实验用到的方法是________。A.理想实验 B.等效替代法 C.微元法 D.控制变量法（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球分别放在位置，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1:4。（3）若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3:1的塔轮上，左、右两边塔轮的角速度之比为_____________，当左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出9个等分格，则实验说明___________。21.如图，长L=0.2m的轻绳一端与质量m=2kg的小球相连，另一端连接一个质量M=1kg的滑块，滑块套在竖直杆上，与竖直杆间的动摩擦因数为μ．现在让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动，当绳子与杆的夹角θ=60°时，滑块恰好不下滑．假设最大静摩擦力等于滑动摩擦，重力加速度g=10m/s2．求：（1）小球转动的角速度的大小；（2）滑块与竖直杆间的动摩擦因数．22.高铁发展促进了我国经济的腾飞，使人们的出行更加方便快捷。有一列质量为80t的高铁列车，以360km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为8000m。()(1)试计算铁轨受到的侧压力大小。(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角的正切值。2020届高三物理一轮复习实战强化训练：圆周运动综合应用解析卷一．选择题1.匀速圆周运动是一种(

)

A.匀速运动 B.变速运动 C.匀加速曲线运动 D.角速度变化的运动1.答案：B

解析：AB、匀速圆周运动速度大小不变,方向变化,速度是变化的,是变速运动,故A错误,B正确;C、匀速圆周运动加速度始终指向圆心,方向时刻在变化,加速度是变化的,故是变加速曲线运动,故C错误;D、匀速圆周运动的角速度是不变的,故D错误;故选:B。2.如图甲所示，一长为l的轻绳，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动．小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示，重力加速度为g，下列判断正确的是（）A．图象函数表达式为B．绳长不变，用质量较小的球做实验，图线b点的位置变小C．绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的图线斜率更大D．重力加速度2.答案：D3.游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达20m/s2，g取10m/s2，那么此位置的座椅对游客的作用力相当于游客重力的()A.4倍 B.3倍 C.2倍 D.1倍3.答案：B解析：根据牛顿第二定律得,,解得,则座椅对游客的作用力是重力的3倍.4.如图所示，旋转雨伞时，水珠会从伞的边缘沿切线方向飞出，这属于（）A.扩散现象 B.超重现象 C.离心现象 D.蒸发现象4.答案：C5.绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中有一质量为10千克的物体挂在弹簧秤上，这时弹簧秤的示数()A.

等于98N

B.

小于98N

C.

大于98N

D.

等于05.答案：D6.如图所示,光滑木板长,木板上距离左端O点处放有一物块,木板可以绕左端O点垂直纸面的轴转动,开始时木板水平静止.现让木板突然以一恒定角速度顺时针转动,物块下落正好可以砸在木板的末端,已知重力加速度,则木板转动的角速度为()A. B. C. D.6.答案：C解析：设从开始到物块砸在木板的末端,木板转过的角度为a,则有所以物块下落的高度由,得物块下落时间为,所以木板转动的角速度,选项C正确.【考点】:圆周运动的概念,自由落体运动性质。7.如图所示,乘坐游乐园的翻滚过山车时,质量为的人随车在竖直平面内旋转,下列说法正确的是(

)

A.车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,没有保险带,人就会掉下来

B.人在最高点时对座位不可能产生大小为的压力

C.人在最低点时对座位的压力等于

D.人在最低点时对座位的压力大于7.答案：D解析：人在最低点,受力分析,由向心力公式可得:,即,故C错误,D正确;人在最高点,由向心力公式可得:,可知当大于某一值时,满足:,则没有保险带,人也不会掉下来,A错误;,人对座位能产生压力,压力随速度的增大而增大,大小可能等于,B错误。8.如图所示，在半径为的半圆形碗的光滑内表面上，一质量为的小球以角速度在水平面内作匀速圆周运动，该平面离碗底的距离为()A. B. C. D.8.答案：D9.媒体报道了一起离奇交通事故：家住公路转弯处外侧的李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案.经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示，交警根据图示作出的以下判断，你认为正确的是()A.公路在设计上一定是内侧高外侧低B.公路在设计上一定是外侧高内侧低C.拐弯时汽车一定受到了离心力D.拐弯时汽车一定做了离心运动9.答案：D10.如图所示,光滑水平面上,小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时,拉力F发生变化,下列关于小球运动情况的说法不正确的是()A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹做离心运动B.若拉力突然变小,小球可能沿轨迹做离心运动C.若拉力突然变小,小球可能沿轨迹做离心运动D.若拉力突然变大,小球可能沿轨迹做向心运动10.答案：B解析：若拉力突然消失,小球做离心运动,因为水平方向不受力,将沿轨迹运动,故A正确。若拉力突然变小,拉力不够提供向心力,做半径变大的离心运动,即可能沿轨迹做离心运动,故B错误,C正确。若拉力突然变大,则拉力大于向心力,可能沿轨迹做向心运动,故D正确。11.“飞车走壁”是一种传统的杂技项目，杂技演员驾驶摩托车在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来．如图所示，一杂技演员驾驶摩托车沿半径为的四周，做线速度大小为的匀速圆周运动．若杂技演员和摩托车的总质量为，其所受向心力大小为()A. B. C. D.11.答案：B12.一个圆锥摆由长为的摆线、质量为的小球构成，小球在水平面内做匀速圆周运动，摆线与竖直方向的夹角为，如图所示。已知重力加速度大小为，空气阻力忽略不计。下列选项正确的是（）A.小球受到重力、拉力和向心力的作用 B.小球的向心加速度大小为C.小球圆周运动的周期为 D.某时刻剪断摆线，小球将做平抛运动12.答案：D解析：A、小球受到重力和拉力的作用，这两个力的合力提供向心力，向心力是一种作用效果，物体受力分析时不会受到向心力，故A错误；

B、根据牛顿第二定律得：，得：，故B错误；

C、根据牛顿第二定律得：，解得小球圆周运动的周期，故C错误；

D某时刻剪断细线，小球只受重力的作用，有水平方向的速度，所以小球做平抛运动，故D正确；13.六盘水是一个地形复杂的城市。某同学期末考试结束在乘坐公交车回家时，要经过多个急转弯，而急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一半径为的圆弧，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，该弯道的动摩擦因素为，则在该弯道处，下列说法中正确的是（）A.若急转弯处内侧和外侧等高，则该汽车行驶的最大安全速率B.若急转弯处内侧和外侧等高，则该汽车行驶的最大安全速率C.若急转弯处内侧低于外侧，则无论汽车行驶的速率多大汽车均有向外侧滑动趋势D.若急转弯处内侧低于外侧，则无论汽车行驶的速率多大汽车均有向内侧滑动趋势13.答案：C14.对于做匀速圆周运动的物体，下列说法错误的是（）A.相等的时间里通过的位移相等 B.相等的时间里通过的弧长相等C.相等的时间里发生的路程相同 D.相等的时间里转过的角度相等14.答案：A15.如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑。图中轮上三点所在处半径分别为，且，则这三点的向心加速度的关系是（）A. B. C. D.15.答案：C16.如图所示,为两物体做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像,其中A为双曲线的一个分支,由图可知()A.A物体运动的线速度大小不变 B.A物体运动的角速度大小不变C.B物体运动的角速度大小不变 D.B物体运动的线速度大小不变16.答案：AC解析：由题图可以看出,物体A的向心加速度a与半径r成反比,与比较,知其线速度大小不变;物体B的向心加速度a与半径r成正比,与比较,知物体B的角速度大小不变,A、C正确.17.如图所示为“感知向心力”实验示意图，细绳一端拴着一个小沙桶，用手在空中抡动细绳另一端，使小沙桶在水平面做圆周运动，体会细绳拉力的大小，则下列说法正确的是()A.细绳所提供的力就是向心力 B.只增大小沙桶线速度，则细绳上拉力将会增大C.只增大旋转角速度，则细绳上拉力将会增大 D.突然放开细绳，小沙桶将做直线运动17.答案：BC解析：对小沙桶受力分析可知细绳拉力与小沙桶重力的合力提供向心力，故A错误；根据向心力公式可知，只增大小沙桶线速度，向心力增大，小沙桶的重力不变，则细绳上的拉力增大，故B正确；根据向心力公式可知，只增大旋转角速度，向心力增大，小沙桶的重力不变，则细绳上的拉力增大，故C正确；突然放开细绳，小沙桶只受重力作用，将做平抛运动，故D错误.18.火车以的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在内匀速转过了约10°。在此时间内,火车()A.运动路程为 B.加速度为零

C.角速度约为 D.转弯半径约为18.答案：AD解析：在此时间内,火车运动路程,选项A正确;火车在弯道上做曲线运动,所受合力不为零一定有加速度,选项B错误;火车匀速转过,角速度,选项C错误;由,可得转弯半径约为,选项D正确。19.如图所示，一个碗口水平、内壁光滑的半球形碗固定在水平桌面上，在球心点固定电荷量为的带正电金属球，两个质量相等的绝缘带电小球和分别紧贴着内壁在水平面内做匀速圆周运动。若小球所带电荷量很少，两者间的作用力忽略不计，且金属球和带电小球均可视为质点，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是()A.小球运动轨迹上各点的电场强度相同 B.小球运动轨迹上各点的电势相等C.小球的电荷量大于小球的电荷量 D.小球的角速度大于小球的角速度19.答案：BD解析：本题考查物体的受力分析、静电场和圆周运动等知识，目的是考查学生的推理能力。小球A运动轨迹上的各点到O点的距离相等，电场强度大小相等、方向不同，选项A错误；以O为球心的同一球面是等势面，小球A运动轨迹上的各点电势相等，选项B正确；小球受到重力、库仑力和支持力，合力提供向心力，由于带电小球电性可能相同，也可能不同，所以小球所带电荷量大小无法判断，选项C错误；对于任意球，设其轨道上某点与O点连线与竖直方向的夹角为β，碗的半径为R，由向心力公式，又r=Rsinβ,解得,R一定，β越大，角速度ω越大，所以小球A的角速度大于小球B的角速度，选项D正确。二．非选择题20.某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1:1、2:1和3:1。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。（1）该实验用到的方法是________。A.理想实验 B.等效替代法 C.微元法 D.控制变量法（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球分别放在位置，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1:4。（3）若