2027届高考物理一轮复习-4.3 圆周运动 课时跟踪练

2027届高考物理一轮复习 4．3圆周运动课时跟踪练 一、单选题 1．下列关于圆周运动的说法正确的是（     ） A．圆周运动属于变速运动 B．物体只受恒力时可能做圆周运动 C．做匀速圆周运动的物体的加速度保持不变 D．做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心 2．如图所示，质量为的小南坐在秋千上摆动到最高点时悬线与竖直方向夹角为，重力加速度为。对该时刻，下列说法正确的是（　　） A．秋千对小南的作用力等于 B．秋千对小南的作用力等于 C．小南的速度为零，所受合力为零 D．小南的加速度为零，所受合力为零 3．如图所示为停车场道闸及其内部控制横杆起落的结构示意图，由三组相同的轮，用皮带传动（始终不打滑），每组轮都由大、小两个轮共轴叠合而成，且大轮半径均为小轮半径的2倍。为组小轮边缘一点，分别为组和组大轮边缘一点。若在电动机的带动下匀速转动，下列说法正确的是（     ） A．、、三点线速度大小之比为1∶1∶2 B．、、三点角速度大小之比为4∶2∶1 C．、、三点向心加速度大小之比为8∶2∶1 D．、、三点周期之比为2∶2∶1 4．如图所示，在水平地面上竖直放置一质量为6m的轨道，外形为正方形，内里是一内壁光滑的圆形轨道。一质量为m的小球沿内里轨道做圆周运动且刚好能通过轨道最高点，运动过程中轨道始终静止在地面上。已知重力加速度为g，则小球经过轨道最低点时，轨道对地面的压力大小为（　　） A．6mg B．7mg C．10mg D．12mg 5．如图所示，半径为R的极细圆弧管道固定在地面上，一小球静止于管道最底端，小球质量为，直径略小于管道直径，与管道间的动摩擦因数为，一轻质细绳一端连接小球，另一端从管道最高点穿出。对轻绳施加外力使小球以恒定速率由移动到，运动过程中可认为细绳对小球拉力始终沿管道切线，重力加速度为，该过程中小球与管道间的摩擦力对小球做功为（     ） A． B． C． D． 6．如图所示，截面为三角形OAB的转台底边OA水平，倾角，可绕过O点的竖直轴转动。一物体放在转台上，到底边的高度，转台不动时物体恰好静止。让转台的角速度从0缓慢增大，直到物体刚要相对转台滑动，已知重力加速度大小取g=10 m/s2，，，下列说法正确的是（     ） A．物体受到的摩擦力一直减小 B．转台对物体的作用力先减小后增大 C．物体与转台间恰好无摩擦力时，转台的角速度大小为 D．转台的最大角速度为 7．如图所示，半径为1m的四分之三光滑圆轨道竖直固定在水平地面上，B点为轨道最低点，A点与圆心O等高。质量为1kg的小球（可视为质点）在A点正上方0.75m处静止释放，下落至A点时进入圆轨道，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，则（　　） A．小球在B点的动能为7.5J B．小球在A点受到轨道的弹力大小为10N C．小球上升过程中距地面的最大高度为1.75m D．小球离开轨道后将落至轨道B点 二、多选题 8．下列对物理必修2教材中出现的四幅图分析正确的是（     ） A．图甲：小球在水平面做匀速圆周运动时，向心力是由细线拉力的水平分力提供 B．图乙：物体随水平圆盘做匀速圆周运动时，受到重力、支持力和向心力三个力作用 C．图丙：汽车过拱桥最高点时，处于失重状态，速度越大，对桥面的压力越小 D．图丁：若轿车在水平路面转弯时速度过大，可能因受到离心力的作用而侧翻 9．2026年7月26日台风“红霞”在广东省惠州市登陆。台风旋转的过程可以模拟成如图所示的模型，光滑圆锥内部有A、B两小球在水平面内做匀速圆周运动，假设A、B都可看作质点。下列说法正确的是（     ） A．A和B的向心力大小一定相等 B．A和B的向心加速度大小一定相等 C．A的线速度一定大于B的线速度 D．A的周期一定小于B的周期 10．如图甲所示，在水平转盘上放着用细线相连的质量均为的两个物体和，它们位于圆心同侧的一条半径上，与圆心距离分别为和，两个物体与转盘间的动摩擦因数均为。现让转盘由静止开始绕通过圆心的竖直轴转动，并逐渐加快到两物体刚好还未发生滑动；如图乙所示，将、分别放置在转轴两侧，与圆心距离分别为和，重复上述过程，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（     ） A．甲图中、刚要滑动时绳子的张力为 B．甲图中，此时烧断绳子，、都将做离心运动 C．乙图中，为使、都不滑动，则转盘转动的最大角速度为 D．乙图中，、刚要滑动时，绳子的张力为 三、实验题 11．如图甲所示为向心力演示仪，可探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。长槽的、处和短槽的处分别到各自转轴中心距离之比为。变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为、和，如图乙所示。            (1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系，下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是________。 A．探究平抛运动的特点 B．用单摆测量重力加速度的大小 C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系 (2)在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在、位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至________塔轮； A．第一层 B．第二层 C．第三层 (3)在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在、位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为________。 A． B． C． D． 12．某学习小组为研究匀速圆周运动的规律，用如图所示的实验装置来验证向心力公式。匀质小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点。当木架绕轴AB匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在水平方向、绳b在竖直方向。两绳的A、C端分别安装有拉力传感器1、2，重力加速度为g，忽略空气阻力，实验步骤如下： A．实验之前，用游标卡尺测得小球的直径为d，用刻度尺测得a绳的长度为，b绳的长度为； B．使木架绕AB轴匀速转动，并带动小球在水平面内做匀速圆周运动，记录转n圈对应的时间t； C．读出拉力传感器1、2的示数分别为、； D．当小球运动到图示位置时，绳a被突然烧断，同时木架也立即停止转动，读出拉力传感器2在此瞬间的示数为。 (1)小球做圆周运动的周期________；小球的质量________； (2)绳a被烧断之前小球做匀速圆周运动，若等式____________________________成立，则向心力公式得到验证；（用、、、、、、和表示） (3)绳a被烧断之后的瞬间，若等式________________________________成立，则向心力公式得到验证。（用、、、、、、和表示） 四、解答题 13．如图所示，足够长的光滑水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨BC在B点相切，导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，之后沿半圆形导轨运动，恰好能通过最高点C。已知重力加速度为g，求： (1)物块经过C点时速度的大小； (2)物块在B点进入圆轨道后的瞬间对轨道压力的大小F； (3)弹簧压缩至A点时的弹性势能。 14．某游戏装置如图所示，左侧是一竖直支柱，右侧竖直放置一内径很小的圆弧形管道，其圆心为O，半径R=0.5 m，弹射装置可以将置于支柱上A处的小球水平向右弹出。一可视为质点的小球，质量m=0.2 kg，以v0的初速度被弹出后，正好从处沿圆弧切线方向进入圆管（小球的直径略小于圆管横截面直径），且到达的速度vB=5 m/s。已知OB与OC的夹角α=53°，sin53°=0.8，cos53°=0.6，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，求： (1)小球离开A点的初速度v0的大小； (2)A、B间的高度差h； (3)若小球到达D点的速度vD=3 m/s，则小球在D点所受管壁弹力大小和方向。 15．如图所示，轻杆长为，在杆的两端分别固定质量均为m的球A、B（均可视为质点），光滑水平转轴穿过杆上距球A为L的O点。外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球A运动到最高点时，杆对球A的作用力方向向下、大小为。忽略空气阻力，重力加速度大小为g，求： (1)球A在最高点时的速度大小； (2)球B在最低点时对轻杆的作用力大小。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B B D A D D AC BC AC 11．(1)C (2)A (3)B 12．(1) (2) (3) 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）物块恰好能通过最高点C，则 解得 （2）物块从B点到C点，由机械能守恒得 在B点，由合力提供向心力得 联立解得 由牛顿第三定律得，物块在B点进入圆轨道后的瞬间对轨道压力的大小 （3）由能量守恒得 14．(1)3m/s (2) (3)1.6N，方向竖直向下 【详解】（1）小球离开A点到B点过程中做平抛运动，水平方向速度保持v0不变。小球从B处沿圆弧切线方向进入圆管，将小球运动到B处时的速度沿水平方向与竖直方向分解，如图所示 由几何关系有 （2）小球运动到B处时，竖直方向的分速度 从A到B，小球在竖直方向做自由落体运动，则有 得 A、B间的高度差 （3）设管壁对小球的压力，竖直向下，对小球有 解得 方向竖直向下。 15．(1) (2)5mg 【详解】（1）对A分析可知 其中FA=mg 解得 （2）对B分析可知 其中 解得 根据牛顿第三定律可知，球B在最低点时对轻杆的作用力大小 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $