(人教版)新高三高考物理一轮复习同步练习卷：圆周运动的规律与应用

圆周运动的规律与应用
1.(2019·浙江1月学考)如图所示,四辆相同的小“自行车”固定在四根水平横杆上,四根杆子间的夹角保持90°不变,且可一起绕中间的竖直轴转动。

当小“自行车”的座位上均坐上小孩并一起转动时,他们的()
A.角速度相同
B.线速度相同
C.向心加速度相同
D.所需的向心力相同
2.计算机中的硬磁盘磁道如图所示,硬磁盘绕磁道的圆心O转动,A,B两点位于不同的磁道上,线速度分别为v A和v B,向心加速度分别为a A和a B,则它们大小关系正确的是()
A.v A<v B a A<a B
B.v A>v B a A<a B
C.v A<v B a A>a B
D.v A>v B a A>a B
3.如图所示,一辆汽车正通过一段弯道公路,视汽车做匀速圆周运动,则()
A.该汽车速度恒定不变
B.汽车左右两车灯的线速度大小相等
C.若速率一定,则跟公路内道相比,汽车在外道行驶时所受的摩擦力较小
D.若速率一定,则跟晴天相比,雨天路滑时汽车在同车道上行驶时所受的摩擦力较小
4.如图所示,某公园里的过山车驶过轨道的最高点时,乘客在座椅里面头朝下,人体颠倒,若轨道半径为R,人体重为mg,要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力,则过山车在最高点时的速度大小为()
A.0
B.
C. D.
5.如图所示,m为水平传送带上被传送的小物体(可视为质点),A为终端皮带轮,已知皮带轮半径为r,传送带与皮带轮间不会打滑,当m可被水平抛出时,A轮每秒的转数最少是()
A. B.
C. D.
6.如图所示,自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分,且半径R B=4R A,R C=8R A。

当自行车正常骑行时A,B,C三轮边缘的向心加速度的大小之比a A∶a B∶a C 等于()
A.1∶1∶8
B.4∶1∶4
C.4∶1∶32
D.1∶2∶4
7.在室内自行车比赛中,运动员以速度v在倾角为θ的赛道上做匀速圆周运动。

已知运动员的质量为m,做圆周运动的半径为R,重力加速度为g,则下列说法正确的是()
A.将运动员和自行车看作一个整体,整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B.运动员受到的合力大小为m,做圆周运动的向心力大小也是m
C.运动员做圆周运动的角速度为vR
D.如果运动员减速,运动员将做离心运动
8.由上海飞往洛杉矶的飞机与由洛杉矶返航飞往上海的飞机,若往返飞行时间相同,且飞经太平洋上空时等高匀速飞行,飞行中两种情况比较()
A.飞机上乘客对座椅的压力两种情况相等
B.飞机上乘客对座椅的压力前者稍大于后者
C.飞机上乘客对座椅的压力前者稍小于后者
D.飞机上乘客对座椅的压力可能为零
9.如图所示,质量为m的小球用长为L的悬线固定于O点,在O点正下方O′处钉一个钉子,把悬线拉直与竖直方向成一定角度,由静止释放小球,当悬线碰到钉子时,则下列判断不正确的是()
A.小球的线速度v突然变大
B.小球的向心加速度a突然变大
C.小球的角速度ω突然变大
D.悬线的张力突然变大
10.如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车,甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动,丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动,两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上,四个图中轨道的半径都为R,下列说法正确的是()
A.甲图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时,座椅一定给人向上的力
B.乙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,安全带一定给人向上的力
C.丙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,安全带一定给人向上的力
D.丁图中,轨道车过最高点的最小速度为
11.(多选)如图所示,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为l,b与转轴的距离为2l。

两木块与圆盘的最大静摩擦力均为木块所受重力的k倍,重力
加速度大小为g,若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度。

下列说法正确的是()
A.b一定比a先开始滑动
B.a,b所受的摩擦力始终相等
C.ω=是b开始滑动的临界角速度
D.当ω=时,a所受摩擦力的大小为kmg
12.青海土族同胞荡秋千用的是“轮子秋”,即竖起大板车轮柱,下轮压重物固定,上轮绑一木梯,在木梯两端拴上绳子,如图1,为了理解“轮子秋”的趣味性,作如图2所示的简化图:水平细杆的aO 和Ob部分的长度分别为L1和L2,甲、乙两物体的质量分别为m1和m2,系统绕O所在的竖直轴匀速转动,两等长细绳与竖直方向的夹角分别为α和β,下列说法正确的是()
A.若L1=L2,且m1>m2,则α>β
B.若L1=L2,且m1<m2,则α>β
C.若L1>L2,则α可能等于β
D.若L1>L2,则α一定大于β
13.用一根细线一端系一小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥顶上,如图所示。

设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω,线的张力为F T,则F T随ω2的变化的图象是图中的()
14.如图甲所示,轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,在竖直平面内做半径为R的圆周运动。

小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为F N,小球在最高点的速度大小为v,F N v2图象如图乙所示。

下列说法正确的是()
A.当地的重力加速度大小为
B.小球的质量为R
C.v2=c时,杆对小球弹力方向向上
D.若v2=2b,则杆对小球弹力大小为2a
15.(多选)如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道,两个弯道分别为半径R=90 m的大圆弧和r=40 m的小圆弧,直道与弯道相切。

大、小圆弧圆心O,O′距离L=100 m。

赛车沿弯道路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的 2.25倍,假设赛车在直道上做匀变速直线运动,在弯道上做匀速圆周运动,要使赛车不打滑,绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大,重力加速度g=10 m/s2,π=3.14)。

则赛车()
A.在绕过小圆弧弯道后加速
B.在大圆弧弯道上的速率为45 m/s
C.在直道上的加速度大小为5.63 m/s2
D.通过小圆弧弯道的时间为5.58 s
16.如图所示,竖直平面内有一光滑圆弧轨道,其半径为R=0.5 m,平台与轨道的最高点等高。

一质量m=0.8 kg的小球从平台边缘的A处水平射出,恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧,轨道半径OP与竖直线的夹角为53°,已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g取10 m/s2。

试求:
(1)小球从平台上的A点射出时的速度大小v0;
(2)小球从平台上的射出点A到圆轨道入射点P之间的距离l(结果可用根式表示);
(3)小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时对轨道的压力大小。

17.如图所示,半圆轨道竖直放置,半径R=0.4 m,其底端与水平轨道相接,一个质量为m=0.2 kg的滑块放在水平轨道C点上,轨道均为光滑,用一个水平的恒力F作用于滑块上,使滑块向右运动,当滑块到达半圆轨道的最低点A时撤去F,滑块到达最高点B沿水平方向飞出,恰好落到滑块起始运动的位置C点,则A与C至少应相距多少?这种情况下所需恒力F的大小是多大?(取g=10 m/s2)
圆周运动的规律与应用
1.(2019·浙江1月学考)如图所示,四辆相同的小“自行车”固定在四根水平横杆上,四根杆子间的夹角保持90°不变,且可一起绕中间的竖直轴转动。

当小“自行车”的座位上均坐上小孩并一起转动时,他们的(A)
A.角速度相同
B.线速度相同
C.向心加速度相同
D.所需的向心力相同
2.计算机中的硬磁盘磁道如图所示,硬磁盘绕磁道的圆心O转动,A,B两点位于不同的磁道上,线速度分别为v A和v B,向心加速度分别为a A和a B,则它们大小关系正确的是(A)
A.v A<v B a A<a B
B.v A>v B a A<a B
C.v A<v B a A>a B
D.v A>v B a A>a B
3.如图所示,一辆汽车正通过一段弯道公路,视汽车做匀速圆周运动,则(C)
A.该汽车速度恒定不变
B.汽车左右两车灯的线速度大小相等
C.若速率一定,则跟公路内道相比,汽车在外道行驶时所受的摩擦力较小
D.若速率一定,则跟晴天相比,雨天路滑时汽车在同车道上行驶时所受的摩擦力较小
4.如图所示,某公园里的过山车驶过轨道的最高点时,乘客在座椅里面头朝下,人体颠倒,若轨道半径为R,人体重为mg,要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力,则过山车在最高点时的速度大小为(C)
A.0
B.
C. D.
5.如图所示,m为水平传送带上被传送的小物体(可视为质点),A为终端皮带轮,已知皮带轮半径为r,传送带与皮带轮间不会打滑,当m可被水平抛出时,A轮每秒的转数最少是(A)
A. B.
C. D.
6.如图所示,自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分,且半径R B=4R A,R C=8R A。

当自行车正常骑行时A,B,C三轮边缘的向心加速度的大小之比a A∶a B∶a C 等于(C)
A.1∶1∶8
B.4∶1∶4
C.4∶1∶32
D.1∶2∶4
7.在室内自行车比赛中,运动员以速度v在倾角为θ的赛道上做匀速圆周运动。

已知运动员的质量为m,做圆周运动的半径为R,重力加速度为g,则下列说法正确的是(B)
A.将运动员和自行车看作一个整体,整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B.运动员受到的合力大小为m,做圆周运动的向心力大小也是m
C.运动员做圆周运动的角速度为vR
D.如果运动员减速,运动员将做离心运动
8.由上海飞往洛杉矶的飞机与由洛杉矶返航飞往上海的飞机,若往返飞行时间相同,且飞经太平洋上空时等高匀速飞行,飞行中两种情况比较(C)
A.飞机上乘客对座椅的压力两种情况相等
B.飞机上乘客对座椅的压力前者稍大于后者
C.飞机上乘客对座椅的压力前者稍小于后者
D.飞机上乘客对座椅的压力可能为零
9.如图所示,质量为m的小球用长为L的悬线固定于O点,在O点正下方O′处钉一个钉子,把悬线拉直与竖直方向成一定角度,由静止释放小球,当悬线碰到钉子时,则下列判断不正确的是(A)
A.小球的线速度v突然变大
B.小球的向心加速度a突然变大
C.小球的角速度ω突然变大
D.悬线的张力突然变大
10.如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车,甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动,丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动,两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上,四个图中轨道的半径都为R,下列说法正确的是(B)
A.甲图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时,座椅一定给人向上的力
B.乙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,安全带一定给人向上的力
C.丙图中,当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时,安全带一定给人向上的力
D.丁图中,轨道车过最高点的最小速度为
11.(多选)如图所示,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为l,b与转轴的距离为2l。

两木块与圆盘的最大静摩擦力均为木块所受重力的k倍,重力
加速度大小为g,若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度。

下列说法正确的是(AC)
A.b一定比a先开始滑动
B.a,b所受的摩擦力始终相等
C.ω=是b开始滑动的临界角速度
D.当ω=时,a所受摩擦力的大小为kmg
12.青海土族同胞荡秋千用的是“轮子秋”,即竖起大板车轮柱,下轮压重物固定,上轮绑一木梯,在木梯两端拴上绳子,如图1,为了理解“轮子秋”的趣味性,作如图2所示的简化图:水平细杆的aO 和Ob部分的长度分别为L1和L2,甲、乙两物体的质量分别为m1和m2,系统绕O所在的竖直轴匀速转动,两等长细绳与竖直方向的夹角分别为α和β,下列说法正确的是(D)
A.若L1=L2,且m1>m2,则α>β
B.若L1=L2,且m1<m2,则α>β
C.若L1>L2,则α可能等于β
D.若L1>L2,则α一定大于β
13.用一根细线一端系一小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥顶上,如图所示。

设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω,线的张力为F T,则F T随ω2的变化的图象是图中的(C)
14.如图甲所示,轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,在竖直平面内做半径为R的圆周运动。

小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为F N,小球在最高点的速度大小为v,F N v2图象如图乙所示。

下列说法正确的是(B)
A.当地的重力加速度大小为
B.小球的质量为R
C.v2=c时,杆对小球弹力方向向上
D.若v2=2b,则杆对小球弹力大小为2a
15.(多选)如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道,两个弯道分别为半径R=90 m的大圆弧和r=40 m的小圆弧,直道与弯道相切。

大、小圆弧圆心O,O′距离L=100 m。

赛车沿弯道路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的 2.25倍,假设赛车在直道上做匀变速直线运动,在弯道上做匀速圆周运动,要使赛车不打滑,绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大,重力加速度g=10 m/s2,π=3.14)。

则赛车(AB)
A.在绕过小圆弧弯道后加速
B.在大圆弧弯道上的速率为45 m/s
C.在直道上的加速度大小为5.63 m/s2
D.通过小圆弧弯道的时间为5.58 s
16.如图所示,竖直平面内有一光滑圆弧轨道,其半径为R=0.5 m,平台与轨道的最高点等高。

一质量m=0.8 kg的小球从平台边缘的A处水平射出,恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧,轨道半径OP与竖直线的夹角为53°,已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,g取10 m/s2。

试求:
(1)小球从平台上的A点射出时的速度大小v0;
(2)小球从平台上的射出点A到圆轨道入射点P之间的距离l(结果可用根式表示);
(3)小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时对轨道的压力大小。

答案:(1)3 m/s(2)m(3)6.4 N
17.如图所示,半圆轨道竖直放置,半径R=0.4 m,其底端与水平轨道相接,一个质量为m=0.2 kg的滑块放在水平轨道C点上,轨道均为光滑,用一个水平的恒力F作用于滑块上,使滑块向右运动,当滑块到达半圆轨道的最低点A时撤去F,滑块到达最高点B沿水平方向飞出,恰好落到滑块起始运动的位置C点,则A与C至少应相距多少?这种情况下所需恒力F的大小是多大?(取g=10 m/s2)
答案:0.8 m 2.5 N。