2024届高考物理一轮复习练习：水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动选择题

水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动练习 选择题 1.在“天宫一号”的太空授课中，航天员王亚平做了一个有趣实验，如图所示，在T形支架上，用细绳拴着一颗明黄色的小钢球．设小球质量为m，细绳长度为L.王亚平用手指沿切线方向轻推小球，小球在拉力作用下做匀速圆周运动．测得小球运动的周期为T，小球半径忽略不计，由此可知(　　) A．小球运动的角速度ω＝ B．小球运动的线速度大小为v＝ C．小球运动的加速度大小为a＝ D．细绳中的拉力为大小为F＝ 2．如图所示为“行星减速机”的工作原理图，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点的线速度大小之比1∶1 3.(多选)如图所示为一个半径为5 m的圆盘，正绕其圆心做匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在圆心正上方20 m的高度处有一个小球以一定的速度水平抛出，取g＝10 m/s2，要使得小球正好落在A点，则(　　) A．小球平抛的初速度一定是2.5 m/s B．小球平抛的初速度可能是2.5 m/s C．圆盘转动的角速度一定是π rad/s D．圆盘转动的角速度可能是π rad/s 4.天花板下悬挂的轻质光滑小圆环P可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转．一根轻绳穿过P，两端分别连接质量为m1和m2的小球A、B(m1≠m2)．设两球同时做如图所示的圆锥摆运动，且在任意时刻两球均在同一水平面内，则(　　) A．两球运动的周期相等 B．两球的向心加速度大小相等 C．A、B两球的线速度大小之比等于sin α∶sin θ D．A、B两球的质量之比等于cos θ∶cos α 5．如图所示，光滑固定的水平圆盘中心有一个光滑的小孔(用O表示)，用一细绳穿过小孔连接质量分别为m1 、m2的小球A和B.让两小球同时做圆周运动，B球绕O点做圆锥摆运动，细绳与竖直方向的夹角为θ，A球在光滑的圆盘面上绕圆盘中心O做匀速圆周运动，两球做圆周运动的角速度相同，OA、OB的绳长相等，两小球均视为质点，则两球的质量之比为(　　) A．1∶1 B．1∶sin θ C．1∶cos θ D．1∶tan θ 6．如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，有两个可视为质点且质量相同的小球A和B，在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为α＝53°和β＝37°(sin 37°＝0.6)，则(　　) A．A、B两球所受支持力的大小之比为1∶1 B．A、B两球运动的周期之比为2∶ C．A、B两球的角速度大小之比为2∶ D．A、B两球的线速度大小之比为2∶ 7．(多选)如图所示，一个上表面粗糙、中心有孔的水平圆盘绕轴MN转动，系有不可伸长细线的木块置于圆盘上，细线另一端穿过中心小孔O系着一个小球．已知木块、小球皆可视为质点，质量皆为m，木块到O点的距离为R，O点与小球之间的细线长为L.当圆盘以角速度为ω匀速转动时，小球以角速度ω随圆盘做圆锥摆运动，木块相对圆盘静止；连接小球的细线与竖直方向的夹角为α，小孔与细线之间无摩擦，则(　　) A．如果L不变，ω越大，则α越大 B．如果R＝L，无论ω多大木块都不会滑动 C．如果R>L，ω增大，木块可能向O点滑动 D．如果R<L，ω增大，木块可能向远离O点的方向滑动 8．如图所示，木块a、b和c(均可视为质点)放在水平圆盘上，a、b的质量均为m0，c的质量为，a与转轴OO′的距离为l，b、c与转轴OO′的距离为2l且均处于水平圆盘的边缘．木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是(　　) A．b、c所受的摩擦力大小始终相等 B．当a、b和c均未滑动时，a、c所受摩擦力的大小相等 C．b和c均未滑动时线速度一定相等 D．b开始滑动时的角速度大小是 9.如图所示，用两根长分别为l1、l2的细线拴一小球a，细线另一端分别系在一竖直杆上O1、O2处，当竖直杆以某一范围的角速度ω(ω1≤ω≤ω2)转动时，小球a保持在图示虚线的轨迹上做圆周运动，此时两根线均被拉直，圆周半径为r，已知l1∶l2∶r＝20∶15∶12，则ω1∶ω2等于(　　) A．3∶4 B．3∶5 C．4∶5 D．1∶2 10.(多选)如图所示为一圆锥状转筒，左右各系着一长一短的绳