高考物理一轮复习第四章2圆周运动复习教案

2 圆周运动
一、描述述圆周运动物理量： 1、线速度＝
时间弧长 t
s
v ＝ 矢量方向――切向 理解：单位时间内通过的弧长
匀速圆周运动不匀速,是角速度不变的运动 可理解为前面学过的即时速度 2、角速度＝
时间角度 t
ϕ
ω= 矢量方向――不要求 单位：rad / s 弧度/ 秒 理解：单位时间内转过的角度
3
线速度和角速度是从两个不同的角度去描速同一个运动的快慢
3、周期和频率
周期（T ）――物体运动一周所用的时间
频率（f ）――单位时间内完成多少个圆周， 周期倒数(Hz S －1
) f
T 1
=
转速（n ）――单位时间内转过的圈数 （r/s r/min ）
二、向心力和加速度
1、大小F ＝m ω2
r r
v m F 2
=
2、方向： 把力分工—切线方向， 改变速度大小
半径方向， 改变速度方向，充当向心力 注意：区分匀速圆周运动和非匀速圆周运动的力的不同 3、来源：一个力、某个力的分力、一些力的合力
向心加速度a ：（1）大小：a =ππω442222===r T
r r v 2 f 2
r （2）方向：总指向圆心，时刻变化 （3）物理意义：描述线速度方向改变的快慢。

三、应用举例
（临界或动态分析问题）
提供的向心力 需要的向心力r
v m 2
＝ 圆周运动 ＞ 近心运动
＜ 离心运动 ＝0 切线运动
1、火车转弯
如果车轮与铁轨间无挤压力，则向心力完全由重力和
支持力提供
r
v m mg 2
tan =ααtan gr v =⇒,v 增加，外轨挤压，如果v 减小，内轨挤压
问题：飞机转弯的向心力的来源
2、汽车过拱桥
r
v m N mg 2
cos =-θ
mg sinθ = f 如果在最高点，那么
r
v m N mg 2
=- 此时汽车不平衡，mg ≠N
说明：F ＝mv 2
/ r 同样适用于变速圆周运动，F 和v 具有瞬时意义，F 随
v 的变化而变化。

补充 ：r
v m mg N 2
=- (抛体运动)
3、圆锥问题
θ
ωωθωθθtan tan cos sin 2
2
r g r
g
r m N mg
N =
⇒=
⇒== 4、绳杆球
这类问题的特点是：由于机械能守恒，物体做圆周运动的速率时刻在改变，物体在最高点处的速率最小，在最低点处的速率最大。

物体在最低点处向心力向上，而重力向下，所以弹力必然向上且大于重力；而在最高点处，向心力向下，重力也向下，所以弹力的方向就不能确定了，要分三种情况进行讨论。

①弹力只可能向下，如绳拉球。

这种情况下有mg R
mv mg F ≥=+2
即gR v ≥，否则不能通过最高点。

②弹力只可能向上，如车过桥。

在这种情况下有：gR v mg R
mv F mg ≤∴≤=-,2
，否则车将离开桥面，做平抛运动。

③弹力既可能向上又可能向下，如管内转（或杆连球、环穿珠）。

这种情况下，速度大小v 可以取任意值。

但可以进一步讨论：①当gR v >
时物体受到的弹力必然是向下的；当gR v <时物体受到的弹力
必然是向上的；当gR v =时物体受到的弹力恰好为零。

②当弹力大小F<mg 时，向心力有两解：mg ±F ；当弹力大小F>mg 时，向心力只有一解：F +mg ；当弹力F=mg 时，向心力等于零。

四、牛顿运动定律在圆周运动中的应用（圆周运动动力学问题）
1．向心力 （1）大小：R f m R T
m R m R v m ma F 22222
244ππω=====向 （2）方向：总指向圆心，时刻变化
2．处理方法：
一般地说，当做圆周运动物体所受的合力不指向圆心时，可以将它沿半径方向和切线方向正交分解，
G
θ
绳
N
mg
其沿半径方向的分力为向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小；其沿切线方向的分力为切向力，只改变速度的大小，不改变速度的方向。

分别与它们相应的向心加速度描述速度方向变化的快慢，切向加速度描述速度大小变化的快慢。

做圆周运动物体所受的向心力和向心加速度的关系同样遵从牛顿第二定律：F n =ma n 在列方程时，根据物体的受力分析，在方程左边写出外界给物体提供的合外力，右边写出物体需要的向心力（可选用R T m R m R mv 2
222⎪⎭
⎫ ⎝⎛πω或或等各种形式）。

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注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，地面附近某真空环境中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带正电的油滴，沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动，由此可以判断
A．匀强电场方向一定是水平向左
B．油滴沿直线一定做匀加速运动
C．油滴可能是从N点运动到M点
D．油滴一定是从N点运动到M点
2．北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，预计在2020年全部建成。

关于这5颗静止轨道卫星，下列说法正确的是
A．线速度相同B．角速度相同
C．向心加速度相同D．所受向心力相同
3．如图所示，两根光滑细棒在同一竖直平面内，两棒与水平面成
角，棒上各穿有一个质量为m的相同小球，两球用轻质弹簧连接，两小球在图中位置处于静止状态，此时弹簧与水平面平行，则下列判断正确的是
A．弹簧处于压缩状态
B．弹簧处于拉伸状态
C．弹簧的弹力大小为mg
D．弹簧的弹力大小为
4．在平直公路上，a、b两小车的运动x－t图象如图所示，其中a是一条抛物线，M是其顶点，b是一条
倾斜、过原点的直线，关于a、b两小车，下列说法正确的是
A．t=0时刻，a、b两小车相距14m
B．a车做变加速直线运动，b车做匀速直线运动
C．当t=2.5s时，两车相距最远
D．a车速度始终大于b车速度
5．如图所示，在匀强电场中有直角三角形OBC，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三点处的电势分别用φO、φB、φC，已知φO＝0 V，φB＝3 V，φC＝6 V，且边长
OB，OC，则下列说法中正确的是
A．匀强电场中电场强度的大小为200V/m．
B．匀强电场中电场强度的方向斜向下与OB夹角（锐角）为30°
C．一个质子由B点运动到O点的过程中克服电场力做的功是3 eV
D．一个电子由C点运动到O点再运动到B点的过程中电势能减少了3 eV
6．物体在恒定的合力F作用下，做直线运动，在时间△t1内速度由0增大到v，在时间△t2内速度由v增大到2v，设F在△t1内做功是W1，冲量是I1，在△t2内做的功是W2，冲量是I2，那么（）
A．，B．，C．，
D．，
二、多项选择题
7．已知均匀带电球体在其外部产生的电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同，而均匀带电球売在其内部任意一点形成的电场强度为零・现有一半径为R、电荷量为Q的均匀帯正电绝缘球
体，M、N为一条直径上距圆心O为的两点，静电力常量为
k，则
A．M、N点的电势小于O点的电势
B．M、N点的电场强度方向相同
C．M、N点的电场强度大小均为
D．M、N点的电场强度大小均为
8．正三角形ABC的三个顶点处分别固定有水平放置的长直导线，并通以如图所示方向的恒定电流，导线中的电流大小相等，三角形中心O点的磁感应强度大小为B0，已知通电直导线在某点产生的磁场与通电直导线的电流大小成正比，则下列说法正确的是
A．O点处的磁感应强度方向竖直向下
B．B、C处两导线电流在O点产生的合磁场方向水平向左
C．B处电流在O点处产生的磁场磁感应强度大小为B0 D．将A处电流大小减半，则O点处的磁场磁感应强度大小为
B0
9．如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t=0时
刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，t=t1时刻P离开传送带．不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长．正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是（）
A．
B．
C．
D．
10．如图所示，质量均为M的b、d两个光滑斜面静止于水平面上，底边长度相等，b斜面倾角为30°，d 斜面倾角为60°。

质量均为m的小物块a和c分别从两个斜面顶端由静止自甶滑下，下滑过程中两斜面始终静止。

小物块到达斜面底端的过程中，下列说法正确的是（）
A．两物块所受重力冲量相同
B．两物块所受重力做功的平均功率相同
C．两斜面对地面压力均小于
D．地面对两斜面的摩檫力均向左
三、实验题
11．如图所示，水平放置的传送带与一光滑曲面相接（间隙很小），一小滑块质量为m=0.1kg，从距离传送带h=0.2m处静止滑下，传送带水平部分长l=1.8m，滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1（g取10m/s2）．
（1）使传送带固定不动，问滑块能否滑离传送带？摩擦产生的热量是多少？
（2）传送带逆时针以v2=1m/s匀速运动，问滑块能否滑离传送带？产生的热量是多少？
12．一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p-v图象如图所示。

已知该气体在状态A时的温度为27℃．则：
①气体在状态B时的温度为多少摄氏度？
②该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？
四、解答题
13．据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间。

照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见。

如图所示，假设“天宫一号”正以速度v =7.7km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L =20m，地磁场的磁感应强度垂直于v，MN所在平面的分量B=1.0×10﹣5 T，将太阳帆板视为导体。

（1）求M、N间感应电动势的大小E；
（2）在太阳帆板上将一只“1.5V、0.3W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻．试判断小灯泡能否发光，并说明理由；
（3）取地球半径R=6.4×103 km，地球表面的重力加速度g = 9.8 m/s2，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h（计算结果保留一位有效数字）。

14．如图所示，将一等腰直角棱镜截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱镜”，这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射。

从M点发出的一束平行于底边CD的单色光从AC边射入，已知棱镜玻璃的折射
率。

求：
①光线进入棱镜时的折射角γ；
②通过计算判断经第一次折射后到达底边CD的光线从棱镜的哪边射出，并求出射出的光线与边界的夹角。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．AC
8．BCD
9．BC
10．AC
三、实验题
11．(1)能，0.18 J (2)能，0.32 J
12．①气体在状态B时的温度为627摄氏度；
②该气体从状态A到状态C的过程中吸热，传递的热量是600J。

四、解答题
13．（1）1.54V（2）不能（3）
14．①30º；②从BD边射出，与边界的夹角为45º。

高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，半径为R的光滑大圆环用一细杆固定在竖直平面内，质量为m的小球A套在大圆环上。

上端固定在杆上的轻质弹簧与质量为m的滑块B连接井一起套在杆上，小球A和滑块B之间用长为2R的轻杆分别通过铰链连接，当小球A位于圆环最高点时、弹簧处于原长；此时给A一个微小扰动（初速度视为0），使小球A沿环顺时针滑下，到达环最右侧时小球A的速度为
（g为重力加速度）。

不计一切摩擦，AB均可慢为质点，则
下列说法正确的是
A．小球A、滑块B和轻杆组成的系统在下滑过程中机械能守恒
B．小球A从圆环最高点到达环最右刻的过程中滑块B的重力能减小C．小球A从腰环最高点到达医环最右的过程中小球A的重力能小了D．小球A从圆环最高点到达环最右侧的过程中弹簧的弹性势能增加了
2．空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随x变化的图像如图所示。

下列说法正确的是
A．O点的电势最低
B．点的电势最高
C．和-两点
的电势相等
D．和两点
的电势相等
3．如图所示，B为线段AC的中点，如果在A处放一个＋Q的点电荷，测得B处的场强E B＝60N/C，则下列说法正确的
A．C处的场强大小为E C＝30 N/C
B．C处的场强大小为E C＝20N/C
C．若要使E B＝0，可在C处放一个－Q的点电荷
D．把q＝10－9C的点电荷放在C点，则其所受电场力的大小为1.5×10－8N
4．甲、乙两辆汽车在平直的公路上同一地点沿相同方向由静止开始做直线运动，它们运动的加速度随时间变化a－t图像如图所示．关于甲、乙两车在0－20 s的运动情况，下列说法正确的是
A．在t＝10 s时两车相遇
B．在t＝20 s时两车相遇
C．在t＝10 s时两车相距最远
D．在t＝20 s时两车相距最远
5．如图所示，分别在M、N两点固定放置两个点电荷+Q和-2Q，以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点，COD与MN垂直，规定无穷远处电势为零，下列说法正确的是( )
A．A点场强与B点场强相等
B．C点场强与D点场强相等
C．O点电势等于零
D．C点和D点电势相等
6．如图所示，地球绕太阳的运动与月亮绕地球的运动可简化成同一平面内的匀速圆周运动，农历初一前后太阳与月亮对地球的合力约为F1，农历十五前后太阳与月亮对地球的合力约为F2，则农历初八前后太阳与月亮对地球的合力表达式正确的是（）
A．
B．
C．
D．
二、多项选择题
7．某同学采用图所示的电路来研究电磁感应现象，A、B为规格相同的两个电流表，D是两个套在一起的大小线圈，小线圈与A的电路连接，大线圈与B构成闭合电路.开关S闭合，滑动变阻器的滑动片P不动时，电流表指针位置如图，当滑动片P向左移动时，A表的指针偏转角将______（填“增大”、“减小”或“不变”），B表指针将________（填“向右”、“向左”或“不变”）.
8．静止在光滑水平面上质量为m的小物块，在直线MN的左边只受到水平力
作用小物块可视为质点，在MN的右边除受
外还受到与
在同一条直线上的恒力
作用，现使小物块由A点从静止开始运动，如图
所示，小物块运动的
图象如图
所示，下列说法中正确的是
A．在B点的右边加速度大小为
B．小物块在经过B点后向右运动的时间为
C．的大小为
D．小物块在B点右边运动的最大距离为
9．如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场
，之后进入电场线竖直向下的匀强电场
发生偏转，最后打在屏上，整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么
A．偏转电场对三种粒子做功一样多
B．三种粒子打到屏上时速度一样大
C．三种粒子运动到屏上所用时间相同
D．三种粒子一定打到屏上的同一位置，
10．环球飞车是一种摩托车特技表演，2013年河南的一支环球飞车队创造了吉尼斯世界纪录——11人环球飞车，2015年他们再次打破了由他们自己创下的世界环球飞车记录。

如图所示是简化模型，在一个大球内壁上有两个可视为质点的小球在水平面内做匀速圆周运动，观测发现小球1与大球球心的连线与竖直
方向夹角为，小球2与大球球心的连线与竖直方向夹角为
，则下列说法正确的是
A．小球1、2的线速度之比是B．小球1、2的角速度之比是C．小球1、2的周期之比是
D．小球1、2的加速度之比是
三、实验题
11．甲、乙两车在平直公路上从同一地点由静止出发向同一方向运动，甲车的加速度大小为1m/s2，乙车的加速度大小为2m/s2．甲车出发后经过一段时间后，乙车开始运动。

若甲车运动10s后，乙车的速度大小为10m/s，此时两车相距最远。

求
（1）相遇前两车间的最大距离为多少；
（2）甲车运动多长时间后，两车相遇。

12．在图甲中，不通电时电流表指针停在正中央，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏。

现在按图乙连接方式将电流表与螺线管B连成一个闭合回路，将螺线管A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合回路.
(1)将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；
(2)螺线管A放在B中不动，电流表的指针将______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；
(3)螺线管A放在B中不动，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的指针将_________（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转；
(4)螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将_______（填“向左”“向右”或“不发生”）偏转。

四、解答题
13．如图所示为一竖直放置、上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管，上部和下部的横截面积之比为
，上管足够长，下管长度
．在管内用长度
的水银柱封闭一定质量的气体，气柱长度．大气压强
，气体初始温度
．
①若缓慢升高气体温度，使水银上表面到达粗管和细管交界处，求此时的温度
；
②继续缓慢升高温度至水银恰好全部进人粗管，求此时的温度。

14．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上放置一质量为m的物块B，B的下端连接一轻质弹簧，弹簧下端与挡板相连接，B平衡时，弹簧的压缩量为x0，O点为弹簧的原长位置。

在斜面顶端另有一质量也为m 的物块A，距物块B为3x0，现让A从静止开始沿斜面下滑，A与B相碰后立即一起沿斜面向下运动，但不粘连，它们到达最低点后又一起向上运动，并恰好回到O点(A、B均视为质点)，重力加速度为g。

求：
（1）A、B相碰后瞬间的共同速度的大小；
（2）A、B相碰前弹簧具有的弹性势能；
（3）若在斜面顶端再连接一光滑的半径R＝x0的半圆轨道PQ，圆弧轨道与斜面相切
于最高点P，现让物块A以初速度v从P点沿斜面下滑，与B碰后返回到P点还具有向上的速度，则v至少为多大时物块A能沿圆弧轨道运动到Q点。

（计算结果可用根式表示）
【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．增大向左
8．ABD
9．AD
10．AB
三、实验题
11．（1）25m；（2）17s
12．向左不发生向右向右
四、解答题
13．(1) (2)
14．。