考点11 圆周运动及其应用-【金版教程】2024高考物理一轮总复习首选用卷全书word（新教材）

金版教程 高考总复习首选用卷 物理 考点11　圆周运动及其应用 题组一　基础小题 1．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形桥，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形桥的最高点时，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受到重力作用，所以当“水流星”通过最高点时，即使其处于完全失重状态，也受重力作用，故D错误。 2.一质量为2.0×103 kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104 N，当汽车经过半径为80 m的弯道时，下列判断正确的是(　　) A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B．汽车转弯的速度为20 m/s时所需的向心力为1.4×104 N C．汽车转弯的速度为20 m/s时汽车会发生侧滑 D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2 答案　D 解析　汽车转弯时受到重力、地面的支持力以及地面摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则汽车将发生侧滑，根据牛顿第二定律可得fm＝m，解得vm＝ ＝ m/s＝ m/s＝20 m/s，所以汽车转弯的速度为20 m/s时，所需的向心力小于径向最大静摩擦力，汽车不会发生侧滑，B、C错误；汽车能安全转弯的最大向心加速度am＝＝ m/s2＝7.0 m/s2，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2，D正确。 3．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．大齿轮边缘和小齿轮边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；大齿轮和小齿轮用链条传动，轮缘的线速度大小相等，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大小之比为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；大齿轮和小齿轮用链条传动，轮缘的线速度大小相等，根据a＝可知，轮缘的向心加速度大小之比为1∶4，故D错误。 4．如图甲所示的过山车是青少年喜欢的一种游乐项目。为了研究过山车的原理，可简化为如图乙所示模型：让质量为m的小球在光滑竖直圆轨道上做圆周运动，在轨道的最高点和最低点分别安装有压力传感器。让小球从同一位置静止下滑，经多次测量得到最高点和最低点压力的平均值分别为F1、F2，则当地的重力加速度为(　　) A． B． C． D． 答案　D 解析　当小球经过M点时，对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律得：F2－mg＝m① 当小球经过N点时，对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律得：mg＋F1＝m② 小球由M到N根据动能定理得： －mg·2R＝mv－mv③ 联立①②③解得当地的重力加速度为g＝，故A、B、C错误，D正确。 5.如图所示，一竖直倒立的圆锥筒，筒侧壁的倾斜角度α不变。一小球在内壁做匀速圆周运动，球与筒内壁间的摩擦可忽略，小球距离地面的高度为H，则下列说法中正确的是(　　) A．H越小，小球对侧壁的压力越大 B．H越大，小球做圆周运动的线速度越大 C．H越小，小球做圆周运动的向心力越小 D．H越大，小球做圆周运动的周期越小 答案　B 解析　小球做匀速圆周运动，由重力mg和支持力F的合力提供圆周运动的向心力，作出受力图如图，则向心力Fn＝mg tan α，m、α不变，向心力大小不变，根据牛顿第二定律得Fn＝m，H越大，r越大，则v越大，故B正确，C错误；做匀速圆周运动时，侧壁对小球的支持力大小F＝不变，则小球对侧壁的压力大小不变，故A错误；根据mg tan α＝m，解得T＝ ，则知H越大，r越大，T越大，故D错误。 题组二　高考小题 6. (2022·上海高考)运动员滑雪时运动轨迹如图所示，已知该运动员滑行的速率保持不变，角速度为ω，向心加速度为a，则(　　)