考点11　圆周运动及其应用—2021届高考物理总复习考点检测

考点11　圆周运动及其应用

 

 

题组一　基础小题

1．下列关于运动和力的叙述中，正确的是(　　)

A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的

B．物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心

C．物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做直线运动

D．物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同

答案　C

解析　做曲线运动的物体，其速度一定变化，但加速度不一定变化，比如平抛运动，故A错误；物体做圆周运动，所受的合力不一定指向圆心，当物体做匀速圆周运动时，合力才一定指向圆心，故B错误；物体所受合力方向与运动方向相反，则物体一定做减速直线运动，故C正确；物体运动的速率在增加，则其所受合力方向与运动方向的夹角小于90°，不一定相同，故D错误。

2．下列说法中正确的是(　　)

A．日常生活中遇到的离心运动都是有危害的，要防止任何离心运动的发生

B．在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的

C．汽车以一定的速率通过拱桥，在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力

D．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受重力作用

答案　C

解析　日常生活中遇到的离心运动并不都是有危害的，如洗衣机的脱水，无缝钢管的铸造等都是利用离心运动的例子，故A错误；在匀速圆周运动中，向心加速度的方向是不断变化的，所以不是恒定的，B错误；汽车以一定的速率通过拱桥的最高点时，汽车受到的重力与支持力的合力提供向心力，由于合力的方向向下，结合牛顿第三定律可知，在最高点时汽车对桥的压力小于汽车的重力，C

正确；地球附近的任何物体都要受到重力作用，所以当“水流星”通过最高点时，即便其处于完全失重状态，也要受重力作用，故D错误。

3.如图所示，用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果从最高点c到最右侧点d运动的过程，下列说法中正确的是(　　)

A．手掌对苹果的摩擦力越来越大

B．苹果先处于超重状态后处于失重状态

C．手掌对苹果的支持力越来越小

D．苹果所受的合外力越来越大

答案　A

解析　从c到d的过程中，向心加速度大小不变，加速度在水平方向上的分加速度逐渐增大，根据牛顿第二定律知，手掌对苹果的摩擦力越来越大，故A正确；苹果做匀速圆周运动，从c到d的过程中，加速度在竖直方向上有向下的分量，可知苹果一直处于失重状态，故B错误；从c到d的过程中，苹果的向心加速度大小不变，它在竖直方向上的分量逐渐减小，方向向下，则重力和支持力的合力逐渐减小，可知支持力越来越大，故C错误；苹果做匀速圆周运动，所受的合外力大小不变，方向始终指向圆心，故D错误。

4.如图所示，球体绕中心线OO′转动，则下列说法中正确的是(　　)

A．A、B两点的转动半径相等

B．A、B两点的线速度相等

C．A、B两点的转动周期相等

D．A、B两点的向心加速度相等

答案　C

解析　A、B在同一转动球体上，相同时间内，转过的角度相同，角速度ω相同，由图可知A、B两点的运动半径r不相等，由公式v＝ωr得知它们的线速度v不相等，故A、B错误；由公式T＝知，ω相等，则周期T相等，故C正确；根据a＝ω2r知角速度相等，转动半径不相等，所以向心加速度不相等，D错误。

5.如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4∶1∶16，在用力蹬脚踏板前进的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．小齿轮和后轮的角速度大小之比为16∶1

B．大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1∶4

C．大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1∶4

D．大齿轮和小齿轮轮缘的向心加速度大小之比为4∶1

答案　B

解析　小齿轮和后轮共轴，角速度相等，故A错误；大齿轮和小齿轮以链条传动，线速度相等，根据ω＝可知，大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1∶4，故B正确；小齿轮和后轮共轴，根据v＝ωr可知，小齿轮边缘和后轮边缘的线速度之比为1∶16，又因为大、小齿轮边缘的线速度大小相等，则大齿轮边缘的线速度和后轮边缘的线速度大小之比为1∶16，故C错误；大齿轮和小齿轮以链条传动，线速度相等，根据a＝可知，向心加速度大小之比为1∶4，故D错误。

6.(多选)如图所示，甲、乙、丙三个物体放在匀速转动的水平粗糙圆台上，甲