2027届高三物理一轮复习章末练习 圆周运动

高三物理一轮复习——圆周运动

一、单选题

1．如图为车牌自动识别系统的直杆道闸，离地面高为1m的细直杆可绕O在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线ab处到达直杆处的时间为3.3s，自动识别系统的反应时间为0.3s；汽车可看成高1.6m的长方体，其左侧面底边在直线上，且O到汽车左侧面的距离为0.6m，要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为（　　）

A． B．

C． D．

2．物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　）

A．物体的向心加速度越大，速度变化越大

B．物体的向心加速度越大，速率变化越快

C．匀速圆周运动是线速度大小不变，方向时刻改变的运动，故“匀速”是指速率不变

D．物体除受向心力外，还受到其它力，但所受合力大小不变，方向始终指向圆心

3．某同学经过长时间的观察后发现，路面出现水坑的地方，如果不及时修补，水坑很快会变大，善于思考的他结合学过的物理知识，对这个现象提出了多种解释，则下列说法中不合理的解释是（   ）

A．车辆上下颠簸过程中，某些时刻处于超重状态

B．把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大

C．车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大

D．坑洼路面与轮胎间的动摩擦因数比平直路面大

4．如图所示，两个质量均为m的小物块a和b（可视为质点），静止在倾斜的匀质圆盘上，圆盘可绕垂直于盘面的固定轴转动，a到转轴的距离为l，b到转轴的距离为2l，物块与盘面间的动摩擦因数为，盘面与水平面的夹角为30°。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。若a、b随圆盘以角速度ω匀速转动，下列说法中正确的是（　　）

A．a在最高点时所受摩擦力可能为0

B．a在最低点时所受摩擦力可能为0

C．是a开始滑动的临界角速度

D．是b开始滑动的临界角速度

5．风速仪结构如图（a）所示．光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住．已知风轮叶片转动半径为r，每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈．若某段时间Δt内探测器接收到的光强随时间变化关系如图（b）所示，则该时间段内风轮叶片

A．转速逐渐减小，平均速率为

B．转速逐渐减小，平均速率为

C．转速逐渐增大，平均速率为

D．转速逐渐增大，平均速率为

6．在光滑水平面上，一根原长为L的轻质弹簧的一端与竖直轴O连接，另一端与质量为m的小球连接，如图所示。当小球以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v1时，弹簧的长度为1.5L；当它以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v2时，弹簧的长度为2.0L，则v1与v2的比值为（　　）

A．     B．

C．    D．

7．如图所示，走时准确的时钟，分针与秒针的针尖到转动轴长度之比是，下列说法正确的是（    ）

A．分针与秒针的周期之比为

B．分针与秒针的角速度之比为

C．分针针尖与秒针针尖的线速度大小之比为

D．分针针尖与秒针针尖的向心加速度大小之比为

8．如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A、B紧贴着圆锥筒内壁分别在图示中的水平面内做匀速圆周运动，则（    ）

A．小球A对筒壁的压力大于小球B对筒壁的压力

B．小球A的加速度大小等于小球B的加速度大小

C．小球A的线速度小于小球B的线速度

D．小球A的角速度大于小球B的角速度

9．如图甲所示，质量分别为、的小木块和可视为质点用细线相连，沿半径方向放在水平圆盘上，、与转轴之间的距离分别为、若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，表示圆盘转动的角速度，木块所受的摩擦力大小。随圆盘角速度的平方的变化图像如图乙所示，对应图线的斜率为对应图线的斜率为，两木块与圆盘间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度大小为。下列说法正确的是（    ）

A． B． 

C． D．

二、多选题

10．狮河公园有一种叫做“快乐飞机”的游乐项目，模型如图所示，已知模型飞机质量为m，固定在长为L的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为θ，当模型飞机以角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　）

A．模型飞机受到重力、旋臂的作用力和向心力

B．旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直

C．旋臂对模型飞机的作用力大小为

D．若夹角θ增大，则旋臂对模型飞机的作用力增大

11．如图所示，在水平固定的光滑平板上，有一光滑小球（可看作质点）与穿过中央小孔的轻绳一端相连，平板与小孔是光滑的，用手拉着绳子下端，使小球做半径为、角速度为的匀速圆周运动，当小球运动到点时，绳子迅速放松至长度而拉紧，小球就能在以半径为的圆周上做匀速圆周运动，则（　　）

A．小球由半径到半径所需时间

B．小球在半径为的圆周上运动的线速度

C．小球在半径为的圆周上运动的角速度

D．两次做圆周运动时，绳对小球的拉力大小不变

12．如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量均为m的光滑小球A、B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度ω绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度为ω0时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）

A．小球均静止时，弹簧的长度为L-

B．角速度ω=ω0时，小球A对弹簧的压力为mg

C．角速度ω0=

D．角速度从ω0继续增大的过程中，弹簧的形变量增大

13．游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的魔盘上，当魔盘转速增大到一定值时，游客就会滑向盘边缘，其装置可以简化如图。若魔盘转速缓慢增大，则（　　）

A．在滑动之前，游客受到的支持力缓慢增大

B．在滑动之前，游客受到的摩擦力缓慢增大

C．在滑动之前，游客受到的作用力逐渐增大

D．游客受到的合外力方向沿斜面向上指向转轴

14．如图所示，一质量为m的小球用两个长度均为L的轻质细绳系着，两根绳另一端分别固定在竖直转轴上的a、b两点，a、b两点之间的距离也为L。当转轴以一定角速度ω转动时，两绳均处于伸长状态，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A．要保证两绳均处于伸长状态，竖直转轴的最小角速度为

B．当竖直转轴的角速度增大到一定程度时，绳1可以变为松弛状态

C．两绳均处于伸长状态时，绳1上的张力与绳2上的张力差值恒定

D．当竖直转轴的角速度为时，绳2上的张力大小等于mg

15．如图甲所示，一长为L的轻绳，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动。小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示，重力加速度为g，下列判正确的是（　　）

A．图像函数表达式为

B．重力加速度

C．绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的图线斜率更大

D．绳长不变，用质量较大的球做实验，图像上b点的位置不变

三、实验题

16．在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，如图甲所示，细绳的悬点刚好与一个竖直的刻度尺的零刻度线平齐。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时刚好位于圆心。用手带动钢球，设法使它刚好沿纸上某个半径为的圆周运动，钢球的质量为，重力加速度为。

（1）用秒表记录运动圈的总时间为，那么钢球做圆周运动时需要的向心力表达式为___________；

（2）通过刻度尺测得钢球运动的轨道平面距悬点的高度为，那么钢球做圆周运动时外力提供的向心力表达式为___________；

（3）改变钢球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的关系图像，可以达到粗略验证向心力表达式的目的，该图线的斜率表达式___________。（用前面已知的相关字母表示）

17．（1）小组同学通过向心力演示器，探究向心力大小F与物体的质量m、角速度ω和轨道半径r的关系实验。

①如图所示为向心力演示器的原理图，某次实验中，同学将2个质量相等的小球分别放在挡板B和挡板C处，皮带放在塔轮的第一层，则他探究的是向心力大小和______（选填“质量”、“角速度”、“半径”）的关系。

  

②在探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，