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    2022届高考物理一轮复习专题突破:06圆周运动的复习与检测五(含答案与解析)

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    这是一份2022届高考物理一轮复习专题突破:06圆周运动的复习与检测五(含答案与解析),共12页。试卷主要包含了单选题,多选题,实验题,解答题等内容,欢迎下载使用。
    圆周运动的复习与检测(五)一、单选题1.一质量为1kg的物体(可视为质点)静止于水平桌面上,物体能受到的最大静摩擦力为5N,现将水平面内的三个力同时作用于物体的同一点,三个力的大小分别为2N、2N、3N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是(  )A.物体所受摩擦力可能为0B.物体不可能继续处于静止状态C.物体可能做匀加速直线运动,其加速度大小可能为3m/s2D.物体可能做匀变速曲线运动2.如图所示,ABC分别为自行车的大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的点,自行车正常行驶时,下列说法正确的是(  )
     A.AB两点的线速度大小相等 B.BC两点的线速度大小相等C.AB两点的角速度大小相等 D.AC两点的角速度大小相等3.质量为m的物体沿着半径为r的半球形金属球壳滑到最低点时的速度大小为v,如图所示,若物体与球壳之间的摩擦因数为μ,则物体在最低点时的(  )A.向心力为B.对球壳的压力为C.受到的摩擦力大小为μmgD.受到的摩擦力大小为4.质量为m的石块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变,如图所示,那么 (    A.因为速率不变,所以石块的加速度为零B.石块下滑过程中受的合外力越来越大C.石块下滑过程中,加速度大小不变,方向在变化D.石块下滑过程中,摩擦力大小不变,方向时刻在变化5.如图所示,一端系着小球的细绳另一端固定在天花板上的O点,在O点的正下方D点处有一钉子,可以挡住细绳的摆动,现将小球拉开使细绳绷紧并偏离竖直方向,然后由静止释放小球,在细绳碰到钉子的瞬间,下列说法不正确的是(  )
     A.小球的速度突然增加 B.小球的角速度突然增加C.小球的加速度突然增加 D.绳子中的拉力突然增加6.下列说法正确的是(  )A.匀速圆周运动是匀速运动B.平抛运动是匀变速运动C.牛顿发现万有引力定律并测出引力常量D.由万有引力定律知道两个物体间距离越小引力越大,当r=0时引力无穷大7.如图所示,小物块与水平圆盘保持相对静止,随着圆盘一起做匀速圆周运动,下面说法正确的是A.物块受重力、支持力和向心力B.物块受重力、支持力、向心力和指向圆心的静摩擦力C.物块相对圆盘的运动趋势方向是沿着半径且指向圆心的方向D.物块相对圆盘的运动趋势方向是沿着半径且背离圆心的方向 二、多选题8.火车以60m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°.在此10s时间内,火车(  )A.运动路程为600m B.加速度为零C.角速度约为1rad/s D.转弯半径约为3.4km9.如图所示,细绳一端系着质量的物体,静止在水平桌面上,另一端通过光滑小孔吊着质量的物体,M与圆孔的距离,已知M与水平面间的动摩擦因数为(设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力),g,现使物体M随转台绕中心轴转动,当m和转台相对静止时,转台的角速度可能为(  )
     A. B. C. D.10.如图所示,竖直放置的1/4圆弧轨道AB与水平轨道BC相切连接.一质量为m的小物体由静止开始从顶端A沿圆弧轨道滑下,最后停止于水平轨道的C处,已知BC=R(R为圆弧轨道半径),小物体与水平面间的动摩擦因数为μ,现用力F将该小物体从C处缓慢拉回圆弧轨道的顶端A,拉力F的方向始终与小物体的运动方向一致.重力加速度为g,下列说法正确的是A.物体从A点下滑到B点的过程中克服摩擦力做功为mgR(1-μ)B.拉力F做的功等于mgR(1+μ)C.物体先后两次经过B点时对B点的压力大小之比为3︰1D.物体从B点到C点过程中在BC中点的速度大小等于11.如图为某工厂生产流水线上的产品水平传输装置的俯视图,它由传送带和转盘组成.某产品(可视为质点)从A处无初速度放到匀速运动的传送带上,恰好匀加速运动到B处后进入匀速转动的转盘随其一起运动(无相对滑动),到C处被取走装箱.已知A、B的距离是产品在转盘上与转轴O距离的两倍,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则A.产品在A B间的运动时间大于BC间的运动时间B.产品在A B间的运动时间小于BC间的运动时间C.产品与传送带的动摩擦因数小于产品与转盘的动摩擦因数D.产品与传送带的动摩擦因数大于产品与转盘的动摩擦因数  三、实验题12.某同学用圆锥摆粗略验证向心力的表达式Fn=mrω2,实验装罝如图所示.细线下悬挂一个钢球,上端固定在铁架台上,将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时正好位于圆心处,与白纸接触但无挤压.用手带动钢球,设法使它沿纸面上某个圆做圆周运动.测得钢球质量m=0.100kg,转动的圆周半径为3.30cm,细线悬点与白纸上圆心的距离d=1.10m,当地重力加速度g=9.8m/s2.(计箅结果保留三位有效数字)(1)图中细线与竖直方向的夹角θ比较小,可认为tanθ≈sinθ,其中sinθ=_____;依据受力分析,钢球做匀速圆周运动时所受的合外力F1=________N;(2)用秒表测得圆锥摆运动30圈的总时间为t=62.5s,则该圆周运动周期T=______s,再利用向心力的表达式Fn=mrω2可以得到钢球运动的向心力F2 =_______N.(3)在误差允许的范围内,可认为F1_______F2(填“=”、“>”、“<”),证明向心力的表达式是正确的. 四、解答题13.如图所示,细绳一端系着质量的物体,静止在水平平板上,另一端通过光滑小孔吊着质量的物体,的中点与圆孔距离为,并知和水平面的最大静摩擦力为,现使此平板绕中心轴线转动,为保持物体与平板处于相对静止状态,问:水平板转动的最大角速度为多少?水平板转动的最小角速度为多少?水平板转动的角速度为多少时,可使物体与木板间摩擦力为,(结果中可保留根号).14.如图所示,细绳一端系着质量为M=0.6kg的物体,静止在水平面上,另一端通过光滑小孔O吊着质量m=0.3kg的物体,M的中点与圆孔距离为0.2m,已知M和水平面的最大静摩擦力为2N。现使此平面绕中心轴转动,问角速度ω在什么范围内m处于静止状态?(取g=10m/s2参考答案1.A【详解】A.由于2N、2N、3N这三个力的合力取值范围为,故物体受到的摩擦力可能为0,故A正确;B.由上面分析可知,物体受到的合力可能为0,因此其可能处于静止状态或匀速直线运动状态,故B正确;C.若物体由加速度,则其受到的滑动摩擦力为5N,因此其合力的的值必定小于等于2N,故其加速度不可能为3m/s2,故C错误;D.由于物体的初速为0,且受到的力为恒力,故不可能做匀变速曲线运动,故D错误;故选A。2.A【详解】AC.AB两点都在同一传送带上,线速度大小相等,根据可知,AB两点角速度不相等,故A正确,C错误;B.BC两点同轴,角速度相等,根据可知,BC两点线速度不相等。故B错误;D.因为AB两点角速度不相等,BC两点角速度相等,故AC两点的角速度大小不相等,故D错误。故选A。3.D【详解】A.由题可知,物体在最低点时的速度大小为v,则物体的向心力为故A错误;B.物体在最低点时,合力提供向心力,即则物体对球壳的压力为故B错误;CD.根据滑动摩擦力的计算公式可得,物块受到的摩擦力为故C错误,D正确。故选D。4.C【详解】石块的速率不变,做匀速圆周运动,根据可知,加速度大小恒定,方向时刻变化,A错误,C正确;石块做匀速圆周运动,合力,可知合外力大小不变,B错误;物块在运动过程中受重力、支持力及摩擦力作用,如图所示:支持力与重力沿半径方向的分力,一起充当向心力,在物块下滑过程中,速度大小不变,则在切向上摩擦力与重力沿切线方向的分力大小相等,方向相反,因重力沿切线方向的分力变小,故摩擦力也会越来越小,D错误.5.A【详解】A.在碰到钉子的瞬间速度不发生突变,故A符合题意;B.由可知,r变小,变大,故B不符合题意;C.由可知,r变小,a变大,故C不符合题意;D.由可知,a变大,F变大,故D不符合题意。故选A。6.B【详解】A.匀速圆周运动,速度的方向时刻改变,因此匀速圆周运动是变速运动,A错误;B.平抛运动的物体只受重力作用,加速度恒定不变,因此是匀变速运动,B正确;C.牛顿发现万有引力定律,卡文迪许测出了引力常量,C错误;D.由万有引力定律知道两个物体间距离越小引力越大,但当r→0时,两个物体不能看成质点,万有引力定律不再适用,D错误。故选B。7.D【解析】【详解】物块受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力,选项AB错误; 物块A所受静摩擦力方向指向圆心,故相对圆盘的运动趋势方向是沿着半径且背离圆心的方向,选项C错误,D正确;故选D.8.AD【详解】本题考查匀速圆周的概念,意在考查考生的理解能力.圆周运动的弧长s=vt=60×10m=600m,选项A正确;火车转弯是圆周运动,圆周运动是变速运动,所以合力不为零,加速度不为零,故选项B错误;由题意得圆周运动的角速度rad/s= rad/s,又,所以m=3439m,故选项C错误、D正确.点睛:本题以火车转弯指南针偏转为背景考查匀速圆周的概念,解答时要注意角度与弧度的换算关系9.ABC【详解】当角速度最小时,M有向O点滑动趋势,此时最大静摩擦力背离圆心,则有可得当角速度最大时,M有背离O点滑动趋势,此时最大静摩擦力指向圆心,则有可得故ABC正确,D错误。10.AD【详解】A.从A到C由动能定理解得Wf=mgR(1-选项A正确;B.物体缓慢地从B被拉到A,由能量关系可知,拉力F做的功选项B错误;C.第一次经过B点时解得则小球对B点的压力第二次经过B点时对B点的压力为FNB2=mg则选项C错误;D.由逆向思维,小球从C到B做匀加速运动,加速度为μg,则物体从B点到C点过程中在BC中点的速度大小等于选项D正确;故选AD.  点睛:此题主要考查动能定理的应用;注意选项C中,第一次经过B点时做圆周运动,第二次经过B点时是“缓慢”移动,属于平衡问题.11.AC【解析】【详解】AB.设传送带匀速运动的速度为v,转盘的半径为R,由题意知AB=2R,产品在AB间运动时间为t1=4R/v,在BC间的运动时间,得,A正确;B错误;CD.从AB的过程中,,得.在圆盘上运动时,静摩擦力提供向心力,可得,解得,所以C正确;D错误.12  3.00×10﹣2  2.94×10﹣2  2.08  3.00×10﹣2  =【解析】(1)根据几何关系知, ,根据平行四边形定则知,钢球所受的合外力
    (2)圆锥摆的周期向心力
    (3)在误差允许的范围内,可认为,证明向心力的表达式是正确的。点睛:通过实验数据来粗略验证向心力表示式,培养学生善于分析问题与解决问题的能力,同时运用力的分解寻找向心力的来源。13.(1);(2);(3)ω=5rad/s【解析】(1)水平板转动的角速度最大时,最大静摩擦力方向指向圆心,最大静摩擦力和绳子的拉力提供向心力,故有:F=mg+fmax   由向心力公式:F Mωmax2R    ①②两式联立得:(2)水平板转动的角速度最小时,最大静摩擦力方向背向圆心,最大静摩擦力和绳子的拉力提供向心力,故有:F=mg-fmax   由向心力公式:F Mωmin2R   ③④两式联立得:(3)当物体M与木板间摩擦力为0时,绳对物体M的拉力提供向心力.由向心力公式:F=02R   绳子对物体M的拉力等于物体m的重力:故有F=mg   ⑤⑥联立得【点睛】解决连接体的物体时,找清连接体内的力的作用是解决此类物体的关键.本题还要知道随着角速度的变化,水平面上的物体摩擦力的变化情况.14【详解】M的角速度达到最大值ωmax时,M有向外运动趋势,最大静摩擦力沿半径向内Mm组成整体,有M的角速度达到最小值ωmin时,M有向内运动趋势,最大静摩擦力沿半径向外解得则角速度范围为

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