适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练19

这是一份适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练19，共6页。试卷主要包含了关于下列运动,说法正确的是，“旋转纽扣”是一种传统游戏等内容，欢迎下载使用。

课时规范练19
基础对点练
1.(离心运动)(2023浙江丽水第二高级中学模拟)关于下列运动,说法正确的是(　　)

A.图甲中,时针和分针上各点运动的线速度都相同
B.图乙中,医务人员用离心机分离血清,血浆和红细胞均受到离心力的作用
C.图丙中,汽车在水平路面转弯时靠水平路面的摩擦力提供向心力
D.图丁中,摩天轮在竖直平面内匀速转动,坐在轿厢里的人运动到最低点时,受到重力、支持力、向心力三个力的作用
答案 C
解析 时针和分针的角速度不同,则转动半径相同的点的线速度不同,A错误;不存在离心力,出现离心现象的原因是提供的合外力充当物体向心力不足,图乙中医务人员用离心机分离血清,当血清受到的作用力不足以充当向心力即出现离心现象,B错误;汽车在水平路面转弯时靠水平路面的水平方向摩擦力提供向心力,C正确;向心力是重力与支持力的合力提供的,并不是受到的力,D错误。
2.(圆周运动同轴转动问题)(多选)(2023广东惠州模拟)有一种玩具陀螺,用鞭子抽打会使它的转速加快。有些陀螺是空心的,其表面带有一条狭长的缝隙,转起来后会嗡嗡作响。如图所示,a、b、c是旋转陀螺上的三个点,它们到陀螺轴线的距离满足ra=rb>rc,则下列判断正确的是(　　)

A.a、b两点的线速度相同,向心加速度也相同
B.a、b、c三点的转速大小关系为na=nb>nc
C.a、b、c三点的向心加速度大小关系为aa=ab>ac
D.a、b、c三点的线速度大小关系为va=vb>vc
答案 CD
解析 a、b两点线速度和向心加速度大小相同,方向不同,A错误;a、b、c三点转速相等,B错误;同轴转动则角速度相同,根据a=ω2r,a、b、c三点向心加速度大小关系为aa=ab>ac,C正确;根据v=ωr,a、b、c三点线速度大小关系为va=vb>vc,D正确。
3.(圆周运动的描述)(2023浙江丽水模拟)在天宫一号的太空授课中,航天员王亚平做了一个有趣的实验,如图所示,在T形支架上,用细绳系着一个小钢球,设小钢球质量为m,细绳长度为L。王亚平用手指沿切线方向轻推小钢球,小钢球在拉力作用下做匀速圆周运动。测得小钢球运动的周期为T,由此可知(　　)

A.小钢球运动的角速度ω=
B.小钢球运动的线速度v=
C.小钢球运动的加速度a=
D.细绳中的拉力为F=
答案 D
解析 小钢球的角速度ω=,A错误;小钢球运动的线速度v=,B错误;小钢球的加速度a=ω2L=,C错误;细绳中的拉力为F=ma=,D正确。
4.(圆周运动齿轮传动问题)(2023河北石家庄模拟)“行星减速机”的工作原理图如图所示,当中心“太阳齿轮”转动时,三个完全相同的“行星齿轮”绕着“太阳齿轮”公转的同时进行自转,并带动“内齿轮环”转动。已知“太阳齿轮”半径为R1,“行星齿轮”的半径为R2,且R2=2R1,所有齿轮的齿缝相同,A、B、C分别是“太阳齿轮”“行星齿轮”和“内齿轮环”边缘上的点。在工作时(　　)

A.A点与B点的角速度之比为1∶2
B.A点与B点的转速之比为1∶1
C.B点与C点的周期之比为1∶1
D.B点与C点的线速度之比为1∶1
答案 D
解析 A、B、C分别是“太阳齿轮”“行星齿轮”和“内齿轮环”边缘上的点,他们通过齿轮传动,线速度大小相等,D正确;A点与B点的角速度与半径成反比,故角速度之比为2∶1,转速与角速度成正比,故A点与B点的转速之比为2∶1,A、B错误;B点与C点的半径之比为2∶5,由T=可知,B点与C点的周期之比为2∶5,C错误。
5.(圆周运动动力学问题)如图所示,在圆锥体表面放置一个质量为m的物体,圆锥体以角速度ω绕竖直轴匀速转动,轴与物体间的距离为R。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,为了使物体能在锥体该处保持静止不动,物体与锥面间的动摩擦因数至少为(　　)

A.tan θ
B.
C.tan θ+
D.
答案 B
解析 物体静止不动,由平衡条件得,水平方向有μFNcosθ-FNsinθ=mω2R,竖直方向有μFNsinθ+FNcosθ-mg=0,解得μ=,故选B。
6.(圆周运动动力学问题)无人机绕拍摄主体做水平匀速圆周运动的示意图如图所示。已知无人机的质量为m,无人机的轨迹圆心距拍摄对象高度为h,无人机与拍摄对象距离为r,无人机飞行的线速度大小为v,则无人机做匀速圆周运动时(　　)

A.角速度为
B.所受空气作用力为mg
C.向心加速度为
D.绕行一周的周期为
答案 C
解析 依题意无人机做圆周运动的半径R=,则角速度为ω=,A错误;无人机做匀速圆周运动时,向心力为F向=m=ma,解得a=,所受空气作用力F=,B错误,C正确;周期为T=,D错误。
素养综合练
7.(2021全国甲卷)“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图,先将纽扣绕几圈,使穿过纽扣的两股细绳拧在一起,然后用力反复拉绳的两端,纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后,纽扣绕其中心的转速可达50 r/s,此时纽扣上距离中心1 cm处的点向心加速度大小约为(　　)

A.10 m/s2 B.100 m/s2
C.1 000 m/s2 D.10 000 m/s2
答案 C
解析 根据向心加速度公式a=ω2r=(2πn)2r=1000m/s2,故选C。
8.如图所示,物块(可看作质点)以某一竖直向下的初速度从半球形碗的碗口左边缘向下滑,半球形碗一直静止在水平地面上,物块下滑到最低点的过程中速率不变,则关于下滑过程的说法正确的是(　　)

A.物块下滑过程中处于平衡状态
B.半球形碗对物块的摩擦力逐渐变小
C.地面对半球形碗的摩擦力方向向左
D.半球形碗对地面的压力保持不变
答案 B
解析 物块做的是匀速圆周运动,由合外力作为物块的向心力,产生加速度,所以物块的加速度不为零,不是平衡状态,故A错误;物块下滑过程中,半球形碗对物块的支持力与物块的重力沿半径方向的分力共同提供向心力,有FN-mgcosθ=m,其中θ为小物块和半球形碗球心的连线与竖直方向的夹角,下滑时,θ逐渐减小,故支持力FN逐渐增大,根据牛顿第三定律可知半球形碗对地面的压力变大,摩擦力Ff=mgsinθ逐渐减小,故B正确,D错误;物块在下滑的过程中,受到的向心力的方向由水平向右逐渐向上发生偏转,但始终有向右的分量,所以碗与物块组成的系统在水平方向必定受到向右的摩擦力,故C错误。
9.(多选)如图所示,两根长度不同的细线的上端固定在天花板上的同一点,下端分别系一相同的小球A、B,现使两个小球在同一水平面内做匀速圆周运动,稳定时,两根细线分别与竖直方向成60°、30°,关于两小球的受力和运动情况,下列说法正确的是(　　)

A.两小球运动的周期之比为TA∶TB=1∶1
B.两小球线速度的大小之比为vA∶vB=3∶1
C.细线拉力的大小之比为FA∶FB=3∶1
D.向心加速度的大小之比为aA∶aB=3∶1
答案 ABD
解析 对其中一个小球受力分析,如图所示,

受重力、细线的拉力,由于小球做匀速圆周运动,故由合力提供向心力,将重力与拉力合成,合力指向圆心,由几何关系得,合力为F合=mgtanθ,由向心力公式得F合=mω2r,设悬点到圆心的高度为h,由几何关系得r=htanθ,联立解得ω=,周期为T==2π,h相同,则TA∶TB=1∶1;线速度大小为v=ωr=ωhtanθ,则得vA∶vB=tan60°∶tan30°=3∶1;细线拉力的大小之比为FA∶FB=∶1;向心加速度的大小a==ωv,则得aA∶aB=vA∶vB=3∶1,故选A、B、D。
10.在用沥青铺设的高速公路上,汽车的设计速度是108 km/h,汽车在这种水平路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的,g取10 m/s2。如果汽车以设计速度在这种高速路的水平路面的弯道上转弯,其弯道的最小半径是多少?

答案 150 m
解析 汽车在水平路面上转弯时,可视为做匀速圆周运动,其向心力由汽车与路面间的静摩擦力提供,当静摩擦力达到最大值时,对应的半径最小,由牛顿第二定律可得mg=m,其中v=108km/h=30m/s,代入数据解得r=150m,故弯道的最小半径为150m。