新高考物理一轮复习考点分层训练4.3 圆周运动（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考物理一轮复习考点分层训练4.3 圆周运动（2份，原卷版+解析版），共13页。试卷主要包含了3 圆周运动，29×105m/s2D， 石磨是劳动人民智慧的结晶， 如图所示，半径为R=0等内容，欢迎下载使用。
\l "_Tc207011419" 题组1：圆周运动的概念与物理量 PAGEREF _Tc207011419 \h 1
\l "_Tc207011420" 题组2：机械传动中的圆周运动物理量的关系 PAGEREF _Tc207011420 \h 2
\l "_Tc207011421" 题组3：圆周运动的多解问题 PAGEREF _Tc207011421 \h 3
\l "_Tc207011422" 考点二 圆周运动中的动力学问题 PAGEREF _Tc207011422 \h 3
\l "_Tc207011423" 题组1：车辆转弯问题 PAGEREF _Tc207011423 \h 3
\l "_Tc207011424" 题组2：圆锥摆问题 PAGEREF _Tc207011424 \h 5
\l "_Tc207011425" 考点三 圆周运动中的临界问题 PAGEREF _Tc207011425 \h 6
\l "_Tc207011426" 题组1：水平面内圆周运动的临界问题 PAGEREF _Tc207011426 \h 6
\l "_Tc207011427" 题组2：竖值面内圆周运动的临界问题（轻杆、轻绳模型） PAGEREF _Tc207011427 \h 7
\l "_Tc207011428" 考点四 离心运动 PAGEREF _Tc207011428 \h 9
\l "_Tc207011429" 题组1：离心运动的理解 PAGEREF _Tc207011429 \h 9
\l "_Tc207011430" 题组2：离心现象分析与应用 PAGEREF _Tc207011430 \h 10
4.3 圆周运动
考点一 圆周运动的运动学问题
题组1：圆周运动的概念与物理量
1.（单选）2022年的北京冬奥会，任子威获得短道速滑1000米项目的金牌，如图是他比赛中正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他( )
A. 所受的合力为零，做匀速运动B. 所受的合力恒定，做匀加速运动
C. 所受的合力变化，做变加速运动D. 所受的合力恒定，做变加速运动
2. （单选）高速或超速离心机是基因提取中的关键设备。当超速离心机转速达8.1×104r/min时，关于距超速离心机转轴10cm处的质点，下列说法正确的是( )
A. 线速度大小为270m/sB. 角速度大小为2.7×103πrad/s
C. 向心加速度大小为7.29×105m/s2D. 周期为1.35×103s
3. （单选）中国糖画是非物质文化遗产之一，游客转动指针，指针最后停在哪里，便可得到对应的糖画作为奖励。指针上两点P、Q距中心点O的距离分别为r和2r，如图所示。以下关于P、Q两点在转动时各物理量之比，正确的是( )
A. 周期之比为2：1B. 角速度大小之比为1：2
C. 线速度大小之比为1：1D. 向心加速度大小之比为1：2
题组2：机械传动中的圆周运动物理量的关系
4.（单选）2025年蛇年春节联欢晚会的《秧BOT》节目引人注目，身着传统花布棉袄的机器人方阵进行秧歌舞表演，如图甲所示。当机械人的机械臂转手绢稳定时，手绢上a、b两点在同一平面内绕O点做匀速圆周运动，O、b两点间的距离较小，如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. a点的线速度比b点的小B. a点的周期比b点的小
C. a点的角速度比b点的大D. a点的加速度比b点的大
5. （单选）石磨是劳动人民智慧的结晶。如图所示，M、N为石磨推柄上的两点，在石磨绕竖直轴OO'转动的过程中，下列说法正确的是( )
A. M点的角速度比N点的角速度小B. M点的角速度比N点的角速度大
C. M点的线速度比N点的线速度小D. M点的线速度比N点的线速度大
6. （多选）如图所示为摩擦传动装置，A、B、C三个轮的半径之比为1：2：3，B轮顺时针转动时，带动A轮和C轮转动。已知转动过程中，轮边缘间无打滑现象，下列判断正确的是( )
A. A 轮和C 轮均逆时针转动
B. A、B、C三轮的角速度之比为6：3：2
C. A、B、C三轮边缘线速度之比为1：2：3
D. A、B、C三轮边缘某点向心加速度之比为1：2：1
题组3：圆周运动的多解问题
7. （单选）在放映电影时，一般电影机每秒钟切换24幅画面.一辆汽车的车轮上有三根辐条，车轮半径为0.5m，则下列判断中正确的是( )
A. 无论车轮转速多大，都不会感觉车轮倒转
B. 只有车轮转速为24r/s时，才会感觉车轮不转动
C. 车速为12πm/s时，一定可以看到画面上有6根辐条
D. 车速为4kπm/s时(其中k=1，2，3，…)，一定可以看到画面上有6根辐条
8. 如图所示，半径为R=0.1m的圆盘边缘有质点A随圆盘做匀速圆周运动，当它运动到如图位置a处时，在圆盘中心O点正上方h=0.2m处，有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出，结果恰好在a点与质点A相碰，则：(结果保留两位有效数字)
(1)B球抛出时的水平初速度多大？
(2)质点A运动的线速度最小值为多大？
考点二 圆周运动中的动力学问题
题组1：车辆转弯问题
1. （单选）滑冰的动作要领是低身斜体，滑冰运动员通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角，使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯。质量为73kg的滑冰运动员在某次过弯道时的运动视为半径为10m的匀速圆周运动，速度大小为14m/s。不计空气阻力，已知重力加速度g=10m/s2，tan22°=0.40，tan27°=0.51，tan32°=0.62，tan37°=0.75。此次过弯道时冰面对运动员的作用力与水平冰面的夹角为( )
A. 22°B. 27°C. 32°D. 37°
2. （单选）火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘(如图所示)挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力(如图中所示)，但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨(如图所示)，内外铁轨平面与水平面倾角为θ，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，以下说法中正确的是( )
A. 当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压
B. 当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变
C. 该弯道的半径R=v2gtanθ
D. 按规定速度行驶时，支持力小于重力
3. （多选）铁路在弯道处的内、外轨道高度是不同的，已知内、外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于 gRtanθ，则( )
A. 内轨对内侧车轮轮缘有挤压B. 外轨对外侧车轮轮缘无挤压
C. 这时铁轨对火车的支持力等于mgcsθD. 这时铁轨对火车的支持力等于mgcsθ
4.如图所示是场地自行车比赛的圆形赛道。路面与水平面的夹角为α，sinα=0.24、csα=0.96，小明骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动，圆周的半径r=40 m，自行车和小明的总质量为100 kg，不考虑空气阻力，g=10 m/s2，求：
(1)要使自行车不受摩擦力作用，小明骑自行车的速度应等于多少；
(2)若小明骑自行车以12 m/s的速度沿该赛道做匀速圆周运动，求此时自行车所受的摩擦力和支持力。
题组2：圆锥摆问题
5. （单选）如图所示，一内壁光滑的半球形碗固定在水平地面上。碗内有A、B两个小球(可视为质点)在水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. A球的线速度大于B球的线速度B. A球的角速度小于B球的角速度
C. A球的加速度小于B球的加速度D. A球的周期大于B球的周期
6. （单选）如图所示，竖直平面内的一光滑细杆连接在O点处，细杆与竖直方向的夹角为α，杆上套有可视为质点的小球。现让杆绕过底部O点所在的竖直轴以大小为ω的角速度匀速转动，小球相对于杆静止在某位置，重力加速度大小为g，则小球做圆周运动的半径为( )
A. gω2tanαB. ω2gtanαC. gtanαω2D. gω2sinα
7.如图所示，用一根长为l=1m的细线，一端系一质量为m=1kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ=37°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为T.(g取10m/s2，结果可用根式表示)求：
(1)若要小球离开锥面，则小球的角速度ω0至少为多大？
(2)若细线与竖直方向的夹角为60°，则小球的角速度ω'为多大？
考点三 圆周运动中的临界问题
题组1：水平面内圆周运动的临界问题
1. （单选）如图所示，带有中心转轴的水平转盘上放置一质量为1.5kg的小物块，物块与转轴通过轻质弹簧连接，小物块处于静止状态，弹簧伸长6cm。已知弹簧的劲度系数为150N/m、原长为30cm，现让转盘从静止开始缓慢加速转动，下列说法中正确的是( )
A. 当物块与转盘间的摩擦力恰好为零时，转盘角速度为5 2rad/s
B. 当物块与转盘间的摩擦力大小为4.5N时，转盘角速度可能为5rad/s
C. 当转盘角速度为2 5rad/s时，物块与转盘间的摩擦力大小为4N
D. 当转盘角速度由 5rad/s增加到2 5rad/s的过程中物块与转盘间的摩擦力逐渐增大
2. （单选）某游戏转盘装置如图所示，游戏转盘水平放置且可绕转盘中心的转轴O1O2转动。转盘上放置两个物块A、B，物块A、B通过轻绳相连。开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使其角速度ω缓慢增大。整个过程中，物块A、B都相对于盘面静止，物块A、B到转轴的距离分别为r、2r，A物块的质量为3m，B物块的质量为m，与转盘间的动摩擦因数均为μ，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 当ω= μg4r时，物块B受到的摩擦力大小为μmg
B. 当 μg2r