（新教材）2021-2022学年下学期高一暑假巩固练习2 圆周运动.docx

一、选择题：第16题为单选题，第79题为多选题。1. 物体做匀速圆周运动时（）必须受到恒力的作用B.合力大小可能变化C.合力必须等于零D.合力大小不变，方向不断变化短道速滑比赛中，弯道区是运动员超越对手的重要地段，因此弯道滑行也是 短道速滑最重要的技术动作之一，但在弯道区常常出现侧滑。图圆弧实线ON为运动员区域1区域m N正常运动路线的弯道，OM为运动员在。点的速度方向。运动员在O点稍发生 侧滑，就会偏离正常比赛路线，则其滑动线路（）沿OM直线A. 在OM左侧区域I在OM和ON之间区域IIB. 在ON右侧区域III区域n现代社会提倡健康绿色出行，自行车越来越受到人们的追捧。如图为某款变 速自行车的后轮变速齿轮组，共有七个直径可以选择，前轮变速齿轮组共有三个直径可以选择，有关变速齿轮的说法正确的是（）该车可变换10种不同挡位A. 该车可变换21种不同挡位自行车运动时，链条连接的前后齿轮边缘的加速度大小一定是相同的D.如果想骑行更加“轻快”“省劲”，应该选择前轮变速齿轮半径更大下列现象中，不是利用离心现象的是（）A. 用洗衣机脱水B.汽车转弯时要减速C.用离心沉淀器分离物质D.转动雨伞，可以去除雨伞上的一些水2. 如图所示，在朋直平面内有一半径为R的固定光滑细管（忽略管的内径）， 半径08水平，（”竖直，一个直径略小于管内径的小球（也可视为质点）质量为7,在光滑管内的顶部人点水平飞出，恰好又从管口 B点射入管内，重力加 速度为幻下列说法正确的是（）A. 小球在A点对上侧管壁有弹力作用，对管壁作用力大小为，也小球在A点对上侧管壁有弹力作用，对管壁作用力大小为 打 :B. 小球在A点对下侧管壁有弹力作用，对管壁作用力大小为，#小球在A点对下侧管壁有弹力作用，对管壁作用力大小为抄3. 如图所示，质量忽略不计、长度分别为A和的不可伸长的 轻绳，分别系质量为5z和?的小球，它们以相同的转速绕中心 轴线做匀速圆周运动。稳定时绳子与竖直方向夹角的正切值分别I 2为西及苫，圆周运动半径分别为n和"，两绳子中的张力分别为71和E,则（）A. n :尸2=2 : 5 B. Ti : T2=5 : 2 C. Zi : /2=1 : 1 D. 1 : /2 = 3 : 26/4. 图为“修正带”内部结构示意图，两个半径不同的齿轮是其核心部件，A、B两点分别在两齿轮的边缘。当握住其外壳在纸 面上水平向左划动时，带子与纸面发生摩擦，把带子上的修正液 均匀滚涂在纸上的同时带动齿轮转动；两个齿轮相互传动，一个 齿轮出带了，一个齿轮收带子。则（）A.大齿轮在收带子，小齿轮在出带子 B.大齿轮在出带子，小齿轮在收带子 C. A点与B点线速度大小相等D. A点与8点角速度大小相等如图所示，一轮轴可绕轴。自由转动，其轮半径R=15cm、轴半径尸=10 cm,/9用轻质绳缠绕在轮和轴上，分别在绳的下端吊起质量7=0.5 kg、M=2 kg的物 块，将两物块由静止释放并开始计时，己知释放后两物块均做初速度为零的匀加 速直线运动，不计轮轴的质量和一切摩擦，取g=10m/s2。在M下降、也上升的 过程中以下说法正确的是（）M减少的重力势能等于，增加的重力势能A. M下降2.4 m时的速度大小为6m/sM所受绳子的拉力大小为8N囱B. 轮轴转动的角速度口与时间，的关系为口 = 50/如图所示，质量为，的小球（可视为质点）由长为R的细线系住，细线的另一端固定在0点，在最低点先给小球一水平 初速度，小球恰能在竖直平面内绕人点做圆周运动；若在水平 半径AC的中点B处钉一枚光滑的钉子，仍在最低点给小球同 样的初速度，则小球向上通过C点后将绕B点做圆周运动，D点为小球绕B点做圆周运动的最高点。重力加速度大小为g,不计细线与钉碰撞 时的机械能损失和空气阻力，也不考虑细线缠绕带来的运动半径变化。则（）A. 小球绕A点做圆周运动时，在最高点提供小球的向心力大小为皿岩小球绕B点做圆周运动时，到达最高点。时细线的拉力大小为3mgB. 小球绕A点做圆周运动时，在该圆最高点与最低点细线拉力之差为67g小球绕8点做圆周运动时，在该圆最高点与最低点细线拉力之差为二、非选择题某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达,曾】 | 式。滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周传感器 运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F "Y的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为"，与固定在铁架台上的光电门可测量滑 块的角速度口。旋转半径为R,每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同 时获得一组向心力F和角速度3的数据。(1) 某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度(=;以P为纵坐标，以 (填“产“ =”“&2”或“二，)为横坐标，可/Ar在坐标纸中描出数据点作一条直线；(2) 该小组验证(2)中的表达式时，经多次实验，分析检查，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现示数F的测量值与其理论值相比。(填“偏大”或“偏小")如图所示，在竖直平面内，斜面人B与水平面的 夹角0=45。，连接处平滑，昭右端连接光滑的四分之一 圆轨道CQ,其半径R=0.2 m0 一个质量m= kg的小 球从A点静止释放。已知A点离水平面高度力=0.4 m,BC段的长xbc=OA m,小球与BC间的动摩擦因数“=0.5。(1) 若斜面光滑，小球释放后从C点抛出，求小球落在OD所在的水平面上, 落地点距抛出点C的水平位移；若斜面AB存在摩擦，小球从A点静止释放后，运动到P点刚好离开圆弧轨 道，己知ZCOP=3()。，求小球在斜面A3上克服摩擦力做的功。5. 如图所示，光滑水平面(足够大)的右端8处连接一 半径R=0.5 m的光滑竖直半圆轨道，B点为水平面与半圆 轨道的切点，用大小恒定的水平推力将一质量?=0.2 kg 的滑块(视为质点)从B点左侧的A点由静止开始推到B 点，然后立即撤去推力，滑块恰好能沿半圆轨道运动到最高点C,并且恰好落回 人点。取重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力。(1)求A、B两点的距离此若A、8两点的距离可调节，用最小推力完成上述过程（不要求滑块经过C点 时对半圆轨道无压力），求该最小推力Fmin及其对应人、B两点的距离S。答案与解析1. 【答案】D【解析】做匀速圆周运动的物体，其所受合力即为向心力，始终指向圆心，大小 不变但方向时刻变化，所以受到的是变力作用，故D正确，ABC错误。2. 【答案】C【解析】若运动员水平方向不受任何外力时，沿0M做离心运动，实际上运动员 受到摩擦力的作用，摩擦力提供向心力，当摩擦力等于需要的向心力时，运动员 将沿ON做圆周运动，若运动员发生侧滑，摩擦力不足以提供向心力，即摩擦力 小于所需要的向心力，滑动方向在。归和OV之间的区域。3. 【答案】B【解析】根据组合规律可以算出该车可变换3x7 = 21种不同挡位，A错误，B正 确；自行车运动时，链条连接的前后齿轮边缘的线速度大小相同，但是加速度大 小不一定是相同的，C错误；如果想骑行更加“轻快”“省劲”，即角速度要大, 则应该选择前轮变速齿轮半径更小才可以，D错误。4. 【答案】B【解析】用洗衣机脱水、用离心沉淀器分离物质、通过转动雨伞来去除雨伞上的 一些水，都是利用离心现象，汽车转弯时减速是对离心现象的防止，故ACD不 符合题意，B符合题意。5. 【答案】D【解析】从A运动到小球做平抛运动，贝IJW = V，R =护,得七=停，若小球对上、下管壁均无压力，则吗=性，得八何，因为巳屈，所以管R壁对小球有向上的作用力圾-孔产警,解得瑶=!咯，由牛顿第三定律，小球12对下侧管壁有压力，大小为加，故D正确，ABC错误。6. 【答案】A【解析】设绳子与竖直方向夹角分别为"，对下面小球受力分析竖直方向有 mfcos/,两个球看作整体竖直方向上有5岩+咋=，coso,稳定时绳子与竖2直方向夹角的正切值分别为士及，联立解得"=2岳.1, B错误；对下面小 球受力分析水平方向有7；sin/? = W/;,上面小球受力分析水平方向有Lsino-7；si" = 5*y% ,立解得 *:弓=2:5, A 正确;据几何关系 4=，sin。，弓=弓+槌抽“，解得/,：/2=4>/6:9, CD错误。7. 【答案】BC【解析】由图可知，外壳在纸面上水平向左划动，左侧带子向下移动，右侧带子 向上移动，所以大齿轮在出带子，小齿轮在收带子，故B正确，A错误；A点与 B点分别在两齿轮的边缘，两齿轮依靠齿轮传动，边缘点线速度大小相等，由于 半径不同，则佑速度不同，故C正确，D错误。8. 【答案】BD【解析】因为不计轮轴的质量和一切摩擦，所以M、，所组成的系统在运动过程 中机械能守恒，所以在M下降、上升的过程中，M减少的重力势能等于，增 加的重力势能与系统增加的动能之和，故A错误；由题意知，轮半径R=15cm、 轴半径r=10cm,根据线速度加速度关系可知号=瓷='|，M下降、上升的高 度关系为=号=：'根据系统机械能守恒得Mg/七=mghm +扑匕+ ?M点，代入 数据解得=6m/s,故B正确；对M,根据动能定理有(Mg-7)/如=；峋二，得 T = 5N,故C错误；根据牛顿第二定律得M的加速度为”竺头=7.5讪2,所M以G = = f 其中 /? = 15cm = 0.15m,代入得 69 = 50/,故 D 正确。A R【答案】BCD【解析】小球恰能在竖直平面内绕A点做圆周运动，则在最高点满足仅由重力 提供小球的向心力，故A错误；小球恰能在竖直平面内绕A点做圆周运动，则 在最高点有，昭=性，解得-5,从最低点到最高点，由机械能守恒定律可 知:=2对+ ?川2,解得初速度 =8繇，根据向心力公式有T-mg=m , 解得T = 6mg,小球绕A点做圆周运动时，在该圆最高点与最低点细线拉力之差 为67幻故C正确；小球绕B点做圆周运动时，设小球到最高点。时速度为号，根据机械能守恒定律，有:娅=?，娜砖商，根据向心力公式有T5=%,222I解得匕=3宕，故B正确：小球绕8点做圆周运动时，设小球到最低点时速度为v2,根据机械能守恒定律，有；说=；"对+ ；丈，根据向心力公式有L-mg= ,2222解得T?=9mg ,则小球绕B点做圆周运动时，在该圆最高点与最低点细线拉力之 差为6mg,故D正确。9. 【答案】白 (2)土 (3)偏小【解析】(1)物体转动的线速度为 = §，由口 =；解得A/RR&根据向心力公式可知F = m£R,联立解得F = m喜，故以为横坐标，可 RA厂广在坐标纸中描出数据点作一条直线。(2) 由于静摩擦力的存在，示数F的测量值与其理论值相比会偏小。10. 【解析】(1)小球从A点运动到C点，由动能定理可知解得七= 2nVs 此后小球做平抛运动R=?g,尤=财 联立解得x = 0.4m。(2)小球在P点刚好离开圆弧轨道，即小球与圆弧轨道的作用力为零，重力的分 量提供向心力cos 30 =mj小球从A点到户点的过程中，由动能定理可知mgh -+ mg(R- Rcos3()') = ?mvj,联立解得坷=(4-孕)J即小球在斜面A8上克服摩擦力做的功地=(4-粉)Jo【解析】(1)设滑块到达C点时的速度大小为,滑块离开。点后在空中运动 的时间为，根据平抛运动的规律有可得又垠=用岑K解得x = lm ° (2)设推力大小为F,对应A、B两点的距离为矿，对滑块从A点运动到C点的过 程，根据动能定理有整理得F =岫整理得F =岫其中也当号=聂时，推力尸最小，故牛噫解得s = 2m 将s = 2m代入,可得上=2N。