重难点04 圆周运动-2024年高考物理【热点·重点·难点】专练（新高考专用）

重难点04 圆周运动 1.命题情境源自生产生活中的与圆周运动相关的情境或科学探究情境，解题时能从具体情境中抽象出物理模型，正确受力分析，画出受力分析图，运动过程分析，正确分析向心力的来源。 2.命题既有重力场中的圆周运动，也有电场或磁场中的圆周运动，或更加复杂的复合场中的圆周运动。 3.命题中经常极值、临界问题。抓住关键条件，例如：恰好做完整的圆周运动，刚好不发生相对滑动。 4.命题中经常抛体运动相结合，结合动能定理或机械能守恒定律、动量守恒定律，注重物理思维与物理能力的考核。 1．常见的圆周运动 水平面 内的圆周 运动 水平转盘上的物体 Ff＝mω2r 圆锥摆模型 mgtan θ＝mrω2 竖直面 内的圆 周运动 轻绳模型 最高点的临界条件：mg＝m 最高点和最低点间的过程要用能量观点(动能定理) 轻杆模型 最高点的临界条件vmin＝0 倾斜面内的圆周运动 倾斜转盘上的物体 电场、重力场叠加中的圆周运动　 带电小球在叠加场中的圆周运动 等效法 关注六个位置的动力学方程，最高点、最低点、等效最高点、等效最低点，最左边和最右边位置 磁场中的圆周运动 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 qvB＝m （建议用时：30分钟） 一、单选题 1．（2023·山东潍坊·统考模拟预测）如图所示，质量为 m的小物块开始静止在一半径为 R的球壳内，它和球心O 的连线与竖直方向的夹角为30°。现让球壳随转台绕转轴一起转动，物块在球壳内始终未滑动，重力加速度大小为g，则（　　）    A．静止时物块受到的摩擦力大小为 B．若转台的角速度为，小物块不受摩擦力作用 C．若转台的角速度为，小物块受到的摩擦力沿球面向下 D．若转台的角速度为，小物块受到的摩擦力沿球面向下 2．（2023·安徽·校联考二模）如图所示，某同学设计了如下实验装置研究向心力，轻质套筒A和质量为1kg的小球B通过长度为L的轻杆及铰链连接，套筒A套在竖直杆OP上与原长为L的轻质弹簧连接，小球B可以沿水平槽滑动，让系统以某一角速度绕OP匀速转动，球B对水平槽恰好无压力，此时轻杆与竖直方向夹角。已知弹簧的劲度系数为100N/m，弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，，则系统转动的角速度为（　　） A．2rad/s B．2.5rad/s C．4rad/s D．5rad/s 3．（2024·全国·校联考一模）如图所示，竖直放置的半径为的四分之一光滑圆弧轨道与粗糙绝缘水平轨道在B处平滑连接，为圆弧轨道的圆心，OB左侧空间存在竖直向下的匀强电场，场强大小为。一质量为带负电的物块，电荷量，以一定的初速度从A点沿切线进入圆弧轨道。物块与水平轨道间的动摩擦因数为。已知重力加速度大小为，下列说法正确的是（　　） A．无论在A点的初速度多大，物块一定能沿圆弧轨道运动到B点 B．物块以不同的初速度从A点沿圆弧轨道滑到B点，其在B点的速度最小为0 C．物块以不同的初速度从A点沿圆弧轨道滑过B点后，最终可停在距B点的位置 D．物块沿圆弧轨道滑过B点后，最终停在上，因摩擦产生的热量最小值为 4．（2023·四川成都·统考一模）如图，空间存在范围足够大的匀强电场，场强大小，方向水平向右。竖直面内一绝缘轨道由半径为R的光滑圆弧与足够长的倾斜粗糙轨道AB、CD组成，AB、CD与水平面夹角均为45°且在B、C两点与圆弧轨道相切。带正电的小滑块质量为m，电荷量为q，从AB轨道上与圆心O等高的P点以的速度沿轨道下滑。已知滑块与AB、CD轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）    A．滑块在AB轨道下滑时的加速度大小为g B．滑块在轨道中对轨道的最大压力为3mg C．滑块最终将在轨道之间做往复运动 D．滑块在AB轨道及CD轨道上运动的总路程为2R 二、多选题 5．（2023·浙江宁波·校考模拟预测）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、小球质量均为m，且均可视为质点，木块到O点的距离为R，O点与小球之间的细线长为L。当圆盘以角速度匀速转动时，小球以角速度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，小孔与细线之间无摩擦，木块与圆盘间的动摩擦因数为，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　） A．若不变，L越大，则越大 B．若，当时，木块将相对于圆盘发生滑动 C．若，木块所受摩擦力方向可能指向圆心 D．若，当增大时，木块所受摩擦力可能增大 6．（2024·四川成都·四川省成都列五中学校考一模）如图所示，竖直平面内有固定的光滑绝缘圆形轨道，匀强电场的方向平行于轨道平面水平向左，分别为轨道上的最高点和最低