2024届高考物理二轮专题： 圆周运动

这是一份2024届高考物理二轮专题： 圆周运动，共21页。试卷主要包含了选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．（2023·佛山模拟）将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于5∘）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的a−t关系图如图乙所示。则以下说法正确的是（ ）
A．秋千从摆动到停下的过程可看作受迫振动
B．当秋千摆至最低点时，秋千对手机的支持力小于手机所受的重力
C．秋千摆动的周期为t2−t1
D．该地的重力加速度g=4π2L(t3−t1)2
2．（2023高三下·杭州模拟） 高速离心机用于快速沉淀或分离物质。如图所示，水平试管固定在高速离心机上，离心机的转速为n，在水平试管中有质量为m的某固体颗粒，某时刻颗粒离转轴的距离为r。已知试管中充满液体，颗粒与试管内壁不接触。下列说法正确的是（ ）
A．颗粒运动的角速度为2πn
B．颗粒此时受到的合外力大小必为4π2mrn2
C．离转轴越远，分离沉淀效果越好
D．此款高速离心沉淀机，适用于任何颗粒，颗粒都会到试管底部沉淀
3．（2023高考模拟·温州）在东北严寒的冬天，有一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景。如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间，图乙为其示意图。假设泼水过程中杯子做匀速圆周运动，在 0.4s 内杯子旋转了 6π5 。下列说法正确的是（ ）
A．P位置的小水珠速度方向沿a方向
B．P、Q两位置，杯子的向心加速度相同
C．杯子在旋转时的线速度大小约为 6πm/s
D．杯子在旋转时的向心加速度大小约为 9π2m/s2
4．（2023高三下·浙江模拟）假如当你躺在平静的海滩（位于赤道处）上观看日落时，在太阳消失的瞬时启动秒表，然后站起来，在太阳再次消失时停止计时，这之间的时间间隔为t=11.1s。角度θ很小时，有近似公式tanθ≈θ，那么估算得地球的半径是（ ）
A．5×105mB．5×106mC．5×107mD．5×108m
5．（2023·临海模拟）如图所示，某激光器的一端固定于圆心O点，以角速度ω绕O点转动，转动过程中从激光器的另一端连续发出波长为λ的细激光束（不计光束截面积），在半径为R的虚线圆某处固定一弧形接收屏，接收屏沿虚线圆的长度为l。激光器转动一周的过程中，接收屏接收到的光子数为n，已知普朗克常数为h，激光传播的速度为c，则激光器的发射功率为（ ）
A．nℎλRωlcB．nℎcRωlλC．nℎRωlλcD．nlλcℎωR
6．（2023·义乌模拟）汽车的车厢地面上水平放着一个内装圆柱形工件的木箱，工件截面和车的行驶方向垂直如图乙所示，当汽车匀速通过三个半径依次变小的圆形弯道时木箱及箱内工件均保持相对静止。从汽车行驶方向上看下列分析判断正确是（ ）
A．Q和M对P的支持力大小始终相等
B．汽车过A、B、C三点时工件P受到的合外力大小相等
C．汽车过A点时，汽车重心的角速度最大
D．汽车过A、C两点时，M对P的支持力大于Q对P的支持力
7．（2023·东阳模拟）在科幻题材的电影或动画中，经常提到太空电梯，建造太空电梯需要高强度的材料，目前纳米材料的抗拉强度几乎比钢材还高出100倍，使人们设想的太空电梯成为可能。其工作原理是从同步卫星高度的太空站竖直放下由纳米材料做成的太空电梯，另一端固定在赤道上，这样太空电梯随地球一起旋转，如图甲所示。当航天员乘坐太空电梯时，图乙中r为航天员到地心的距离，R为地球半径，a−r图像中的图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与r的关系，图线B表示航天员在太空电梯中随地球同步旋转所需要的向心加速度大小与r的关系，当r=r1时，两图线加速分别为a1、a2，引力常量G已知。下列说法正确的是（ ）
A．航天员在r=R处的线速度大小等于第一宇宙速度
B．a2小于地球表面重力加速度g
C．根据r1与a1的值可以计算地球质量
D．随着r的增大，航天员运动的线速度一直减小
8．（2023·金华模拟）天宫空间站天和核心舱的机械臂，长度约10米，是我国自主研发的七自由度系统，与同样属于七自由度系统的人的手臂一样灵活和机动。如图A、B、C是三个主要关节支点，P为BC臂上的一点，机械臂整体以A支点为轴抬起，则下列说法正确的是（ ）
A．作业过程中P与B线速度大小一定相等
B．作业过程中P与B线速度方向一定相同
C．作业过程中P与B角速度大小一定相等
D．作业过程中P与B加速度大小一定相等
9．（2023高三下·湛江模拟）据中国载人航天工程办公室2023年3月12日消息，目前，“神舟十五号”内的航天员状态良好，计划于2023年6月返回地面。航天员能在飞船内处于漂浮状态，关于这种状态，下列说法正确的是（ ）
A．航天员所受的合力为零
B．航天员远离地球，不受到地球的引力
C．飞船对航天员的支持力大于航天员对飞船的压力
D．航天员受到的地球的万有引力提供其随飞船运动所需的向心力
10．（2023高三下·佛山模拟）如图，某兴趣小组设计用一小风力发电机给灯泡供电。发电机线圈与风叶固定在同一转轴上一起转动，灯泡正常发光。若线圈转速变为原来的2倍，理想变压器副线圈匝数变为原来的12，其他条件不变，发电机内阻不计，则以下说法正确的是（ ）
A．流经灯泡电流的频率增大
B．流经灯泡电流的最大值减小
C．灯泡两端电压的有效值增大
D．发电机线圈中的感应电动势大小不变
11．（2023高三下·佛山模拟）在高速公路的水平弯道，若直线道路与转弯的圆曲线（曲率半径一定）道路直接连接，则弯道处存在曲率半径突变。为提高旅客乘车经过弯道时的舒适度，通常设计用一段缓和曲线将直线与圆曲线连接，实现曲率半径的逐渐过渡。假如汽车以恒定的速率经过弯道，因弯道有了缓和曲线的连接，则乘客乘车如图从P到Q的过程中（ ）
A．惯性将减小B．向心加速度是逐渐减小的
C．受到的合外力是逐渐增大的D．合外力对乘客做正功
12．（2023·柳州模拟）如图甲为游乐场的旋转飞椅，当中心转柱旋转后，所有飞椅均在同一水平内做匀速圆周运动。为了研究飞椅的运动，某同学建立的简化模型如图乙所示，质量为80kg的球，被长为5m细绳悬挂，悬挂点距转轴距离为2m，当中心转柱以恒定角速度旋转时，细绳与竖直方向的夹角为θ=37°，重力加速度取，g=10m/s2，sin37°=0.6，则（ ）
A．球的质量越大，θ角越小
B．球的动能为1500J
C．球所受的合外力为0
D．若中心转柱的转速减少时，细绳对球做正功
13．（2023·白山模拟）如图所示，半径为R的光滑半圆柱体固定在水平地面上，一可看作质点的小球从半圆柱面上由静止释放，释放点距地面的高度为H（H＜R），小球与半圆柱体分离时距地面的高度为h，则（ ）
A．小球下降过程中加速度大小不变
B．小球落地时的最大速度为gR
C．小球释放点与分离点满足2H=3ℎ
D．小球沿柱面滑行的最大弧长为π3R
14．（2023·宁波模拟）2022年3月23日15时40分，中国航天“天宫课堂”第二课开课了，这次在距离地面约400km的中国载人空间站“天宫”上进行了太空科学探究。授课期间，航天员演示了“水油分离实验”和“太空抛物实验”等，下列说法正确的是（ ）
A．在“天宫”中水和油因为没有受到地球引力而处于漂浮状态
B．“天宫”的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间
C．在“天宫”中做“太空抛物实验”时冰墩墩被抛出后做平抛运动
D．利用密度不同，“天宫”中让水和油的混合物做圆周运动能使水和油分离
15．（2023·黑龙江模拟）如图所示是港珠澳大桥的一段半径为120m的圆弧形弯道。晴天时路面对轮胎的径向最大静摩擦力为正压力的0.8倍，下雨时路面对轮胎的径向最大静摩擦力变为正压力的0.4倍。若汽车通过圆弧形弯道时做匀速圆周运动，汽车视为质点，路面视为水平且不考虑车道的宽度，则（ ）
A．汽车以72km/h的速率通过此圆弧形弯道时的向心加速度为3.0m/s²
B．汽车以72km/h的速率通过此圆弧形弯道时的角速度为0.6rad/s
C．晴天时汽车以180km/h的速率可以安全通过此圆弧形弯道
D．下雨时汽车以70km/h的速率可以安全通过此圆弧形弯道
16．（2023·浙江模拟）如图所示，小球甲在竖直面内摆动的周期为T0，悬线长为L；小球乙在水平面内做匀速圆周运动，悬点为O1、轨迹圆圆心为O2，甲、乙两小球都能视为质点。下列说法正确的是（ ）
A．小球甲的向心力由合力来充当
B．小球乙的向心力由拉力来充当
C．若小球乙运动的周期为T0，则与小球乙连接的悬线长度为L
D．若O1、O2两点间的距离为L，则小球乙运动的周期为T0
17．（2023·浙江模拟）如图所示是从高空拍摄的一张地形照片，河水沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动。若在标注位置处的河水速度近似相等，则河床受力最大的是（ ）
A．A点B．B点C．C点D．D点
18．（2023·汕头模拟）科学家正在研究太阳系外的行星，它们被称作系外行星。它们中的多数围绕其它恒星运转，还有一部分在恒星间漫步游荡。已知一颗半径为R，自转周期为5πRv0的系外行星的赤道上空有一颗相对于它静止的同步的卫星，在该卫星上的探测器刚好能够覆盖行星赤道的为13区域，下列说法正确的是（ ）
A．该卫星的速度为4v025B．该卫星的速度为4v05
C．该卫星离行星表面的距离为2RD．该卫星离行星表面的距离为53R
19．（2023高三下·河南模拟）如图甲所示，质量相等的物块A、B放在水平圆盘上，A、B和圆盘圆心O在同一直线上，让圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，当A刚要滑动时，转动的角速度为ω1，当B刚要滑动时，转动的角速度为ω2，若A、B在圆盘上的位置不变，用细线将A、B连接，细线刚好伸直，如图乙所示，让圆盘匀速转动，当A、B一起刚要滑动时，转动的角速度为ω3，两物块与盘面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列关系正确的是（ ）
A．ω1>ω3>ω2B．ω1