2021年2021年2021届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练：水平面内的圆周运动问题(word包含答案).docx

精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -2021 届高考物理其次轮专题复习挑选题模拟演练水平面内的圆周运动问题一.单项挑选题1.如下列图， ABC为竖直平面内的金属半圆环，AC连线水平， AB为固定在 A.B 两点间的直金属棒， 在直棒和圆环的BC部分上分别套着小环 M.N( 棒和半圆环均光滑 ) ，现让半圆环绕竖直对称轴以角速度1 做匀速转动，小环M.N在图示位置 . 假如半圆环的角速度为2，2 比 1 略微小一些 . 关于小环 M.N的位置变化， 以下说法正确选项()A. 小环 M将到达 B 点，小环 N将向 B点靠近稍许B. 小环 M将到达 B 点，小环 N的位置保持不变C. 小环 M将向 B 点靠近稍许，小环N将向 B 点靠近稍许D. 小环 M将向 B 点靠近稍许，小环N的位置保持不变2.关于匀速圆周运动的说法，正确选项()匀速圆周运动的速度大小保持不变，所以做匀速圆周运动的物体没有加速度做匀速圆周运动的物体， 虽然速度大小不变， 但方向时刻都在转变，第 1 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -所以必有加速度做匀速圆周运动的物体， 加速度的大小保持不变， 所以为匀变速曲线运动匀速圆周运动加速度的方向时刻都在转变，所以匀速圆周运动肯定为变加速曲线运动ABCD3.如下列图，在室内自行车竞赛中，运动员以速度v 在倾角为 的赛道上做匀速圆周运动. 已知运动员的质量为m，做圆周运动的半径为 R，重力加速度为g，就以下说法正确选项 ()A. 将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力.支持力.摩擦力和向心力的作用v2v2B. 运动员受到的合力大小为m ，做圆周运动的向心力大小也为mRRC. 运动员做圆周运动的角速度为vRD. 假如运动员减速，运动员将做离心运动4.在同一水平面内有两个环绕各自固定轴匀速转动的圆盘A.B，转动方向如下列图，在A 盘上距圆心 48 cm 处固定一个小球P，在 B 盘第 2 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -上距圆心 16 cm 处固定一个小球Q. 已知 P.Q转动的线速度大小都为 4 m/s.当 P.Q相距最近时开头计时，就每隔肯定时间两球相距最远，这个时间的最小值应为()A 0.08 sB0.12 sC 0.24 sD0.48 s5.如下列图，转动轴垂直于光滑平面，交点O的上方 h 处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为m的小球 B，绳长 ABl >h，小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动要使球不离开水平面，转动轴的转速的最大值为()1A. 2ghBgh1C. 2gll D2g6.有一种杂技表演叫“飞车走壁” ，由杂技演员驾驶摩托车沿光第 3 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -滑圆台形表演台的侧壁高速行驶， 在水平面内做匀速圆周运动； 图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为 h；假如增大高度 h，就以下关于摩托车说法正确选项 ( )A. 对侧壁的压力 FN 增大B. 做圆周运动的周期T 不变C. 做圆周运动的向心力F 增大D. 做 圆 周 运 动 的 线 速 度 增 大7.如下列图，在半径为R 的半圆形碗的光滑表面上，一质量为m的小球以转数为 n 转每秒在水平面内做匀速圆周运动，该平面离碗底的距离 h 为()gA R 42n2B.g42n2ggRC. 42n2RD.224 n28.如图 、 “旋转秋千”装置中的两个座椅 A.B 质量相等 、 通过相同长度的缆绳悬挂在“秋千”的不同位置；不考虑空气阻力的影响 、 当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时 、 以下说法正确选项 ( )第 4 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -A. A的角速度比 B的大B. A的线速度比 B的大C. A与 B的向心加速度大小相等D. 悬挂 A.B 的缆绳与竖直方向的夹角相等二.多项挑选题9.如下列图，两个可视为质点的.相同的木块A 和 B 放在转盘上，两者用长为 L 的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的 K 倍，A 放在距离转轴 L 处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开头时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开头转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确选项()A当 >2Kg3L 时， A.B 相对于转盘会滑动KgB当 >时，绳子肯定有弹力2LKg2KgC 在<< 2L3L 范畴内增大时， B 所受摩擦力变大第 5 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -D 在 0<<2Kg3L 范畴内增大时， A所受摩擦力始终变大10.如下列图， 两根细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于 O点设法让两个小球均在同一水平面上做匀速圆周运动 已知 L1 跟竖直方向的夹角为 60， L2 跟竖直方向的夹角为 30，以下说法正确选项 ( )A细线 L1 和细线 L2 所受的拉力之比为31 B小球 m1 和 m2 的角速度大小之比为3 1 C小球 m1 和 m2 的向心力大小之比为31 D小球 m1 和 m2 的线速度大小之比为33 111.如下列图，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为，此时绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为( <tan) ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开头缓慢加速转动，就()A至绳中显现拉力时，转台对物块做的功为2mgLsin第 6 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -B至绳中显现拉力时，转台对物块做的功为12mgLsinmgLsin 2C至转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为3g2cosD设法使物体的角速度增大到3mgL 4cos2Lcos时，物块机械能增量为12.如下列图， 水平转台上有一质量为m的小物块，用长为L 的细绳连接在通过转台中心的竖直转轴上，细线与转轴间的夹角为 ；系统静止时，细线绷直但绳中张力为零， 物块与转台间动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 当物块随转台由静止开头缓慢加速转动且未离开转台的过程中()A物块受转台的静摩擦力方向始终指向转轴B至转台对物块的支持力为零时，物块的角速度大小为gtan LC至转台对物块的支持力为零时，转台对物块做的功为mgLsin 22cosD细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零13.如下列图，水平圆盘可以绕竖直转轴OO转动，在距转轴不同第 7 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -距离处通过相同长度的细绳分别悬挂两个质量相同的物体A.B，不考虑空气阻力的影响，当圆盘绕OO轴匀速转动达到稳固状态时， 以下说法正确选项 ()A. A比 B的线速度小B. A与 B的向心加速度大小相等C. 细绳对 B 的拉力大于细绳对A 的拉力D. 悬挂 A 和 B 的细绳与竖直方向的夹角相等14.如下列图，两个质量均为m的小木块 a 和 b( 可视为质点 ) 放在水平圆盘上， a 与转轴 OO的距离为 l ，b 与转轴的距离为2l . 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. 如圆盘从静止开头绕转轴缓慢地加速转动，用 表示圆盘转动的角速度，以下说法正确选项()A. b 肯定比 a 先开头滑动B. a.b 所受的摩擦力始终相等第 8 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -C. kgl为 a 开头滑动的临界角速度D. 当 2kg3l时， a 所受摩擦力的大小为kmg15.如下列图，叠放在水平转台上的物体A.B.C能随转台一起以角速度 匀速转动， A.B.C的质量分别为 3m.2m.m，A 与 B.B 和 C 与转台间的动摩擦因数都为，A 和 B.C 离转台中心的距离分别为r .1.5 r . 设此题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确选项()A B 对 A 的摩擦力肯定为3mg2B B 对 A 的摩擦力肯定为3m rC转台的角速度肯定满意： D转台的角速度肯定满意： gr2g 3r16.如下列图，一根原长为 l 0 的轻弹簧套在光滑直杆 AB上，其下端固定在杆的 A 端，质量为 m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连 . 球与杆一起绕过杆 A 端的竖直轴 OO匀速转动，且杆与水平面间的夹角始终为30. 已知杆处于静止状态时弹簧的压缩量为l 02 ，重力加第 9 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -速度为 g. 就以下说法正确选项 ()A. 弹簧为原长时，杆的角速度为g2l 0B. 当杆的角速度为gl时，弹簧处于压缩状态0C. 在杆的角速度增大的过程中， 小球与弹簧所组成的系统机械能不守恒2D. 在杆的角速度由0 缓慢增大到 32gl 0 过程中，小球的机械能增加了5mgl0 4答案与解析1.A1解析：设 AB连线与水平面的夹角为. 当半圆环绕竖直对称轴以角 速度 1 做匀速转动时， 对小环 M，外界供应的向心力等于mMgtan ，由牛顿其次定律得： mMgtan mM 2r M. 当角速度减小时，小环所需 要的向心力减小， 而外界供应的向心力不变， 造成外界供应的向心力大于小环所需要的向心力，小环将做近心运动，最终小环M将到达 BNN1N点. 对于 N环，由牛顿其次定律得：mgtan m 2r， 为小环 N第 10 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -所在位置和环的圆心连线与竖直方向的夹角. 当角速度略微减小时，小环所需要的向心力减小， 小环将做近心运动， 向 B 点靠近， 此时 也减小，外界供应的向心力mNgtan 也减小，外界供应的向心力与 小环所需要的向心力可重新达到平稳， 所以小环 N将向 B点靠近稍许， 故 A 正确.2 D解析：速度和加速度都为矢量，做匀速圆周运动的物体，虽然速度大 小不变，但方向时刻在转变， 速度时刻发生变化， 必定具有加速度 加速度大小虽然不变， 但方向时刻转变， 所以匀速圆周运动为变加速曲线运动，故正确，选D.3.B解析：向心力为由整体所受的合力供应的，选项A 错误；做匀速圆周运动的物体，合力供应向心力，选项B 正确；运动员做圆周运动的角速度为 v，选项 C错误；只有运动员加速到所受合力不足以供应R做圆周运动的向心力时，运动员才做离心运动，选项D错误 . 4 B解析：欲让 P.Q相距最远，就 P.Q同时运动到各自所在位置的圆周直径的另一端，由线速度和角速度公式可得：vRt 2n， t P第 11 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -(2 n1) RP vQv (2 n 1) 0.12 ，( n 0、1、2、3， ) 和Rt 2k，可得： t (2 k1) RQv(2 k 1) 0.04 ，( k 0、1、2、3，) ；当 n 0，k1 时， t t 0.12 s为最小值，选项B 正确 5 A222解析：对小球，在水平方向有FT sin m R4 mnR，在竖直方向有 FT cos FNmg，且 R htan，当球即将离开水平面时，FN1 0，转速 n 有最大值，联立解得n2g，就 A 正确h6 D解析：摩托车做匀速圆周运动，供应圆周运动的向心力为重力mg和支持力 FN 的合力，作出受力分析图； 设圆台侧壁与竖直方向的夹角为mg，侧壁对摩托车的支持力FNsin不变，就摩托车对侧壁的压力mg不变，故 A 错误；向心力Ftan， m.不变，故向心力大小不4 2变， C 错误；依据牛顿其次定律得F m T2r ，h 越高， r 越大， F 不v变，就 T 越大，故 B 错误；依据牛顿其次定律得F mr2，h 越高， r越大， F 不变，就 v 越大，故 D正确；第 12 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -7 A解析：小球靠重力和支持力的合力供应向心力，如下列图：小球做圆周运动的半径为：r Rsin，F向依据受力分析图可知：tanmg2而向心力： F 向 m Rsin；g解得： cosR2 .g4所以 h RRcosR RR2 Rg 2n2. 故 A 正确8.答案： B解析： AB 两个座椅具有相同的角速度依据公式vr 、 A的运动半径小、 A 的速度就小 、 故 A 错误、B 正确; 依据公式 : a2r 、 A 的运动半径小、 A 的向心加速度就小 、 故 C错误; 对任一座椅 、 受力如下列图 :由绳子的拉力与重力的合力供应向心力、 就得:mg tanm 2r 、就得 tanr、 A的半径 r 较小、 相等、 可知 A与竖直方向夹角 较2g小、 故 D 错误；所以 B 正确、ACD错误；二多项挑选题第 13 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -9 ABD解析：当 A.B 所受静摩擦力均达到最大值时，A.B 相对 转盘将会滑动， Kmg Kmgm2Lm22L，解得： 2Kg3L ，A 项正确；当 B 所受静摩擦力达到最大值后，绳子开头有弹力，即：Kmgm22L，解得： KgKgB 项正确；当2Kg<2，<2LL3L 时，随角速度的增大，绳子拉力不断增大，B 所受静摩擦力始终保持最大Kg静摩擦力不变， C项错；0<时，A 所受摩擦力供应向心力，2L即 f m2L，静摩擦力随角速度增大而增大，当Kg2<<2L2Kg 3L2时，以 A.B整体为讨论对象， f A KmgmLm 2L，可知 A 受静摩擦力随角速度的增大而增大，D项正确 10AC解析：由 mg FT1cos 60 可得 FT12mg；由 mg FT2cos 30 可得 FT2233mg；细线 L1 和细线 L2 所受的拉力大小之比为31，选项 A 正12确由 mgtan m2htan，可得小球 m和 m的角速度大小之比为 11，选项 B 错误小球 m1 和 m2 的向心力大小之比为mgtan60mv2 mgtan 30 3 1，选项 C 正确由 mgtan htan，可得小球第 14 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -m1 和 m2 的线速度大小之比为tan 60 tan 30 3 1，选项 D 错误11BCD解析：当刚好达到最大静摩擦力时，绳上显现拉力1mv2FfmmgLsin121W1 2mv1mgLsin.B 正确22mv2 2FN 0 时， mgtan Lsinm0LsinW12mgLsin 2 2 2mv22cos， C正确g3g0LcosgL，设法使物体的角速度增大到 ，故物体已脱离水平盘，此时夹角为2Lcos>0cos就 mgtan m2 r Epmghmg( Lcos Lcos) 1由知 Ep mgLcos33mgL物块机械能增量为Ep Ek 4cos，故 D正确 12CD解析：由题意可知，物块做加速圆周运动，所以开头时物块受到的摩 擦力必定有沿轨迹切线方向的分力，故 A 错误；对物块受力分析知物第 15 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -v2块离开转台前， Ff Tsin mLsin N Tcos mg当 N 0 时， f 0，由知 0g Lcos，所以当物块的角速度增大到g Lcos时，物块与转台间恰好无相互作用，由动能定理知，此时转台对物块做的功WEk1mv2 21m( 2Lsin ) 2mgLsin 2 2cos ， 故0B 错误， C 正确；由几何关系可知，物块在做圆周运动的过程中受到的细绳的拉力方向与物块运动的方向始终垂直，所以细绳对物块拉力的瞬时功率始终为零，故D正确13.ACA.B 共轴转动，角速度相等，A 转动的半径小于B 转动的半径，依据 vr 知， A 比 B 的线速度小，故 A 正确；依据 a r 2 知， A.B转动的半径不相等，就向心加速度大小不相等，故B 错误；对任一物体进行受力分析如下列图， 由重力与细绳拉力的合力供应向心力，得2r mgtan m r ，就得 tang2，由于 B 的转动半径较大，就第 16 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -悬挂 B 的细绳与竖直方向的夹角较大， 依据平行四边形定就知， 细绳对 B 的拉力较大，故 C 正确， D错误.14.AC解析： a.b 所受的最大静摩擦力相等，而 b 需要的向心力较大，所以 b 先滑动， A 项正确；在未滑动之前， a.b 各自受到的摩擦力供应向心力，因此 b 受到的摩擦力大于 a 受到的摩擦力， B 项错误； a 处于临界状态时， kmgm2l ，kgl，C项正确；当 2kg3l时，f对 a：F ml2ml2kg 3l2kmg， D项错误 .315BD2解析： B 对 A 的静摩擦力供应向心力，有Ff 3m r ，A 错.B 对；物体 C刚好发生滑动时22gmg m1.5 r ， 3r物体 A 刚好发生滑动时，3mg 3m2r ，grD对； C错16.CD解析：弹簧为原长时，小球受重力和杆的弹力，合力供应向心力，有2mgtan 30 m l 0cos 30 ，杆的角速度2g03l，故 A 错误；第 17 页，共 18 页 - - - - - - - - - -精品word 可编辑资料 - - - - - - - - - - - - -g当杆的角速度为2g时，弹簧处于伸长状态，故B 错误；l 03l 0在杆的角速度增大的过程中，小球的动能增大，重力势能增大，弹簧 的弹性势能可能也增大， 小球与弹簧所组成的系统机械能不守恒，故22gC正确；设杆的角速度等于 3时小球的速度为v，弹簧伸长量为l0l ，杆的支持力为FN，就 FNcos 30 kl sin 30 mg，FNsin 30 kl cos 30 m2l 0( l 0l )cos 30 ， mgsin 30 k 2 ，联立解得l 0l 2 ，初.末状态的弹性势能相等， 就小球增加的机械能为 E Ek33123 Ep ， v 2l 0cos 30 22gl 0， Ek 2mv 4mgl0， Ep mg l 0sin 301mgl0，故 E254mgl0 ，故 D正确.第 18 页，共 18 页 - - - - - - - - - -