课时测评18 圆周运动(word练习)-【金版新学案】2026年高考物理高三总复习大一轮复习讲义(新高考)
课时测评18 圆周运动
(时间:30分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题2、6、7、8、11、12,每题6分,其余每题4分,共60分)
1.天宫空间站天和核心舱的机械臂,长度约10米,是我国自主研发的七自由度系统,与同样属于七自由度系统的人的手臂一样灵活和机动。如图A、B、C是三个主要关节支点,P为BC臂上的一点,机械臂整体以A支点为轴抬起,则下列说法正确的是( )
A.作业过程中P与B线速度的大小一定相等
B.作业过程中P与B线速度的方向一定相同
C.作业过程中P与B角速度的大小一定相等
D.作业过程中P与B向心加速度的大小一定相等
答案:C
解析:由于P、B两点为同轴转动,所以两点的角速度相同,P、B两点的半径不确定是否相同,线速度的大小不一定相等,故A错误,C正确;线速度的方向在该点与圆心连线的垂直方向上,由于P、B两点与圆心连线不重合,所以两点线速度的方向不同,故B错误;P、B两点的半径不确定是否相同,根据圆周运动向心加速度公式an=ω2r可知,P与B向心加速度的大小不一定相等,故D错误。
2.(多选)(2024·安徽合肥高三期中)如图,一辆小汽车在水平路面上匀速行驶,轮胎半径R=20 cm,轮胎转速保持n=600 r/min,轮胎边缘上有个记录点A,某个时刻,点A刚好跟地面接触,从此
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刻开始计时,下列说法正确的是( )
A.汽车行驶速度大约为45 km/h
B.点A相对于地面做匀速圆周运动
C.经过t=0.1 s,点A的路程为0.4π m
D.经过t=0.05 s,点A的位移大小为0.2 m
答案:AD
解析:汽车行驶速度为v=2πnR=2π××0.2 m/s=4π m/s≈45 km/h,A正确;点A相对于轮胎转轴做匀速圆周运动,轮胎转轴相对地面做匀速直线运动,所以点A相对于地面不是在做匀速圆周运动,B错误;经过t=0.1 s,车前进距离为s=vt=0.4π m,由于点A相对轮胎转轴转动,所以其路程不等于0.4π m,C错误;经过t=0.05 s,即半个周期,车前进距离为s1=vt=0.2π m,点A位于最高点,与地面距离为0.4 m,由勾股定理得点A的位移大小为x=0.2
,D正确。
3.(2024·湖北武汉模拟)剪纸艺术源远流长,经久不衰,是中国民间艺术中的瑰宝。将如图所示具有对称性的剪纸平放并固定在水平圆盘上,剪纸中心与圆盘中心重合,圆盘匀速转动,在暗室中用每秒闪光10次的频闪光源照射圆盘,暗室中静止不动的观察者观察到剪纸相对静止,则圆盘的转速至少为( )
A.0.02 r/s B.2 r/s C.4 r/s D.4π r/s
答案:B
解析:转动后的图形都会与原图形重合,只要在经过相邻两次闪光的时间间隔内,剪纸都转过θ=×2π(N=1,2,3,…),静止不动的观察者就观察到
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剪纸相对静止,则ω=(N=1,2,3,…),n=
=2N r/s(N=1,2,3,…),当N=1时,n最小,此时n=2 r/s,B正确。
4.(2024·山东烟台二模)进入冬季后,北方的冰雪运动吸引了许多南方游客。如图为雪地转转游戏,人乘坐雪圈(人和雪圈总质量为50 kg)绕轴以2 rad/s的角速度在水平雪地上匀速转动,已知水平杆长为2 m,离地高为2 m,绳长为4 m,且绳与水平杆垂直。则雪圈(含人)( )
A.所受的合力为零
B.圆周运动的半径为2 m
C.线速度大小为4 m/s
D.所受向心力大小为800 N
答案:D
解析:根据几何关系可知,雪圈(含人)做匀速圆周运动的半径为r= m=4 m,则线速度大小为v=ωr=2×4 m/s=8 m/s,雪圈(含人)所受的向心力F向=mω2r=50×22×4 N=800 N,故选D。
5.(2024·云南昆明高三期末)如图所示,内壁光滑的竖直圆筒绕中轴线做匀速圆周运动。一质量为m的小物块(可视为质点)用一端固定在O点的细绳拴接,细绳的长度为L。小物块紧贴圆筒内壁随圆筒一起做匀速圆周运动。已知重力加速度为g,则( )
A.圆筒转动的角速度ω越大,细绳上的张力越大
B.继续增加圆筒转动的角速度ω,物块会相对圆筒内壁上滑
C.当圆筒转动角速度小于时,物块会脱离圆筒内壁
D.当圆筒转动角速度等于时,圆筒内壁对小物块的弹力大小为
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