高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动精练

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动精练，共36页。

A．当时，绳中恰好出现拉力
B．A物块受到的摩擦力一旦达最大值，再增大，两个物块将一起相对圆盘滑动
C．要使A、B两物块与圆盘保持相对静止，的最大值为
D．当A、B两物块恰好要与圆盘发生相对滑动时，绳中的拉力为
2．（2021·高一课时练习）如图所示，在水平圆盘上，沿半径方向放置用细线相连的质量相等的两物体A和B，它们与圆盘间的摩擦因数相同，当圆盘转速加大到两物体刚要发生滑动时烧断细线，则两个物体将要发生的运动情况是（ ）
A．两物体仍随圆盘一起转动，不会发生滑动
B．只有A仍随圆盘一起转动，不会发生滑动
C．两物体均滑半径方向滑动，A靠近圆心、B远离圆心
D．两物体均滑半径方向滑动，A、B都远离圆心
3．（2022春·福建福州·高一期末）如图所示，甲、乙两个物体放在旋转圆台上，它们的质量均为m，它们与圆台之间的动摩擦因数均为，甲物体离轴心距离为2R，乙物体离轴心距离为R。若滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度为g，当圆台旋转时，甲、乙两个物体都没有滑动，则下列说法中正确的是（ ）
A．乙物体的向心加速度大
B．乙物体受到的静摩擦力大
C．是甲物体开始滑动的临界角速度
D．当圆台转速增加时，甲物体先滑动
题型二：圆锥摆问题
4．（2023·高一课时练习）如题图所示，两个质量相同的小球A、B用长度不等的细线拴在同一点，并在离地面某一高度的同一水平面内做匀速圆周运动，则小球A、B的（ ）
A．细线对A球的拉力大于对B球的拉力
B．A球的向心加速度等于B球的向心加速度
C．A球的角速度小于B球的角速度
D．A球的线速度小于B球的线速度
5．（2022春·云南保山·高一期末）如图所示，A、B两小球在光滑而固定的圆锥筒内分别做匀速圆周运动，则（ ）
A．两小球的角速度大小相等B．两小球的线速度大小相等
C．两小球的向心加速度大小相等D．A、B两小球受筒壁的支持力大小相等
6．（2022春·广西桂林·高一期末）“空中飞椅”是大型游乐场的常规游乐项目，下图为“空中飞椅”结构简图，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为。若座椅和人的总质量为m，不计钢绳的质量，重力加速度为g。以下说法正确的是（ ）。
A．座椅和人受到重力、钢绳的拉力和向心力的作用 B．座椅和人的向心力大小为
C．钢绳的拉力大小为 D．转盘匀速转动时，人处于平衡状态
题型三：水平面的转弯问题
7．（2022春·山东德州·高一期末）如图所示，在德州市的某十字路口，设置有右转弯专用车道。现有一辆汽车正在水平右转弯车道上行驶，其运动可视作圆周运动，行驶过程中车辆未发生打滑。司机和副驾驶座上的乘客始终与汽车保持相对静止。当汽车在水平的右转弯车道上减速行驶时，下列说法正确的是（ ）
A．司机和乘客具有相同的线速度
B．汽车所受的合力一定指向圆心
C．汽车对乘客的作用力小于汽车对司机的作用力
D．汽车对乘客的作用力大于乘客所受的重力
8．（2022春·广东汕尾·高一期末）总长约55公里的港珠澳大桥是全球规模最大的跨海工程。如图所示的路段是其中一段半径约为120m的圆弧形弯道，路面水平，若汽车通过该圆弧形弯道时视为做匀速圆周运动，路面对轮胎的径向最大静摩擦力约为正压力的0.8倍，取重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．汽车转弯过程受重力、支持力、摩擦力和向心力
B．汽车以108km/h的速率可以安全通过此弯道
C．汽车速度太大时做离心运动是因为受到了离心力作用
D．下雨天时，汽车应以较小速度转弯，保证其受到的合外力大于需要的向心力
9．（2022春·甘肃定西·高一阶段练习）冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力是运动员重力的倍，在水平冰面上沿半径为的圆弧做圆周滑行的运动员，其安全速度应为（ ）
A．B．
C．vD．
题型四：倾角转弯模型
10．（2022·全国·高一）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），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．该弯道的半径
B．当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变
C．当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压
D．分别按规定速度v和大于速度v行驶时，火车所受的支持力不相等
11．（2021·高一课时练习）在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看做是做半径为R的在水平面内的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于（ ）
A．B．C．D．
12．（2022春·黑龙江黑河·高一期末）一段铁路转弯处，内、外轨高度差为h，弯道半径为r，两轨间宽度为L，重力加速度的大小为g，该弯道的设计速度最为适宜的是（ ）
A．B．C．D．
题型五：有摩擦的倾角转盘上的物体
13．（2021春·江苏苏州·高一阶段练习）如图所示，倾斜放置的圆盘绕着中心轴O匀速转动，圆盘的倾角为37°，在距转动中心r=0.1m处放一小木块，小木块跟随圆盘一起转动，小木块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.8，小木块与圆盘间的最大静摩擦力与相同条件下的滑动摩擦力相同。若要保持小木块不相对圆盘滑动，圆盘转动的角速度最大值为（ ）（已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2）
A．8rad/sB．6rad/sC．4rad/sD．2rad/s
14．（2021·高一课时练习）如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面与水平面的夹角为，盘面上离转轴距离处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，小物体的质量为，小物体与盘面间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。则当达最大值时，小物体运动到最高点时所受摩擦力的大小（取，，）（ ）
A．B．C．D．
15．（2020春·四川宜宾·高一校考期中）如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为，g取10m/s2，则以下说法中正确的是（ ）
A．小物体随圆盘做匀速圆周运动时，一定始终受到三个力的作用
B．小物体随圆盘以不同的角速度ω做匀速圆周运动时，ω越大时，小物体在最高点处受到的摩擦力一定越大
C．小物体受到的摩擦力始终指向圆心
D．ω的最大值是1.0rad/s
专题精练
一、单选题
16．（2022春·重庆北碚·高一西南大学附中校考期末）如图所示，质量为m的小球（可视为质点）用长为l的轻质细线悬于B点，使小球在水平面内做匀速圆周运动，轨迹圆圆心为O，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．细线与竖直方向夹角为时，小球运动的角速度大小为
B．保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时，细线越长，小球运动的周期越长
C．保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离不变时，细线越长，小球运动的周期越短
D．保持细线与竖直方向夹角不变时，细线越长，小球运动的角速度越小
17．（2022秋·重庆九龙坡·高一重庆市育才中学校考期末）如图所示，是用以说明向心力和质量、半径之间关系的仪器，球P和Q可以在光滑杆上无摩擦地滑动，两球之间用一条轻绳连接，mP=2mQ，当整个装置以角速度ω匀速旋转时，两球离转轴的距离保持不变，则此时（ ）
A．两球受到的向心力大小相等
B．P球受到的向心力大于Q球受到的向心力
C．两球均受到重力、支持力和向心力三个力的作用
D．当ω增大时，Q球将沿杆向外运动
18．（2023·高一课时练习）如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦转动的轮A和B水平放置，两轮半径。当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上。若将小木块放在B轮上，欲使小木块相对B轮也静止，则小木块距B轮转动轴的最大距离为（ ）
A．B．C．D．
19．（2022·高一）如图所示，足够大水平圆板可绕圆心处的竖直轴以角速度ω匀速转动，圆板上叠放有两物块，下面的大物块质量为M=km，上面的小物块（可视为质点）质量为m，小物块和转轴间有一恰好伸直的水平轻绳，轻绳系在套住转轴的光滑小环上，小环被卡在轴上固定高度h处，轻绳长度L=2h。已知小物块与大物块、大物块与圆板间的动摩擦因数均为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则下列说法中不正确的是（ ）
A．k越大，大物块发生相对滑动的ω越大
B．当k=1，时，大物块未发生相对滑动
C．当k=2，ω=时，大物块未发生相对滑动
D．当k=2，时，大物块将会一直做离心运动
20．（2023·高一课时练习）如图所示，质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，当轻杆绕轴OO′以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，a绳与水平面成θ角，b绳平行于水平面且长为l，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．a绳与水平方向夹角θ随角速度ω的增大而一直减小
B．a绳所受拉力随角速度的增大而增大
C．当角速度ω>时，b绳将出现弹力
D．若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化
21．（2022·全国·高一）在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨．如图所示，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挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则（ ）
A．该弯道的半径r＝
B．当火车质量改变时，规定的行驶速度大小也随之改变
C．当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压
D．当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压
22．（2023·高一课时练习）如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B都有沿切线方向且向后滑动的趋势
B．B运动所需的向心力大于A运动所需的向心力
C．盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
D．若B相对圆盘先滑动，则A、B间的动摩擦因数μA小于盘与B间的动摩擦因数μB
23．（2022春·辽宁沈阳·高一沈阳市第四十中学阶段练习）关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态
B．如图b，两个圆锥摆，摆线与竖直方向夹角不同，则两圆锥摆的角速度不相同
C．如图c，同一小球在光滑固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度大小不相等
D．如图c，同一小球在光滑固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A位置小球的半径较大，所以在A位置所需向心力较大
24．（2023·高一课时练习）如图，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘面间的动摩擦因数相同。当匀速转动的圆盘转速恰为两物体刚好未发生滑动时的转速，烧断细线，则两个物体的运动情况将是（ ）
A．两物体均沿切线方向滑动
B．两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远
C．两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动
D．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动
25．（2023秋·湖北武汉·高一校联考期末）如图所示，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，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是（ ）
A．当时，A、B相对于转盘会滑动
B．当时，绳子一定有弹力
C．在范围内增大时，B所受摩擦力变大
D．在范围内增大时，A所受摩擦力一直不变
26．（2022·全国·高一）如图所示，轻绳的一端系着物块A，另一端通过水平转盘中心的光滑小孔O吊着小球B，A随转盘一起绕通过小孔O的竖直轴匀速转动，小球B始终与转盘保持相对静止。已知：物块A与小球B质量均为m，物块A与转盘接触面的动摩擦因数为，物块A转动半径为r，重力加速度为g，则转盘转动的角速度可能是（ ）
A．B．C．D．
27．（2022·全国·高一专题练习）如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在水平转台上，转台竖直转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。当转台匀速转动时，观察到陶罐内壁上质量为m的小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与的夹角。重力加速度大小为g。下列判断正确的是（ ）
A．转台的角速度一定等于B．物块的线速度大小可能等于
C．物块所受合力的大小一定等于D．陶罐壁对物块弹力的大小一定等于2mg
28．（2022·全国·高一专题练习）如图所示，小木块a、b和c(均可视为质点)放在水平圆盘上，a、b的质量均为，c的质量为，a与转轴的距离为，b、c与转轴的距离为且均处于水平圆盘的边缘。木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的倍，重力加速度大小为。若圆盘从开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是（ ）
A．b、c所受的摩擦力始终相等
B．当a、b和c均未滑落时，a、c所受摩擦力的大小相等
C．b和c均未滑落时线速度一定相等
D．b开始滑动时的角速度是
29．（2022秋·浙江·高一阶段练习）如图所示，一倾斜的匀质圆盘可绕通过圆心、垂直于盘面的固定轴以不同的角速度匀速转动，盘面上离转轴距离为处有一可视为质点的小物体始终相对静止在圆盘上。已知物块与盘面间的动摩擦因数为，盘面与水平面的夹角，重力加速度大小为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．小物体运动到最高点时所受静摩擦力可能为零
B．若要小物体与圆盘始终保持相对静止，圆盘角速度的最大值为
C．圆盘做匀速圆周运动，小物体运动到与圆盘圆心等高点时摩擦力方向指向圆盘中心
D．小物体运动过程中静摩擦力方向始终都是通过圆盘中心，但不一定指向圆盘中心，也可能是背离圆盘中心
30．（2022·全国·高一）如图所示，在半径为R的半球形陶罐的内表面上，一质量为m的光滑小球在距碗口高度为h的水平面内做匀速圆周运动，小球可视为质点，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．小球运动的周期为B．小球运动的线速度为
C．陶罐对小球的支持力为D．小球运动的向心加速度为
31．（2022秋·辽宁沈阳·高一东北育才学校校考期末）如图所示，水平转台边缘固定一光滑卡槽，与轻质杆右端固定在一起的轻质小球可以沿卡槽上、下自由移动，由于卡槽的作用，轻质杆始终沿转台的半径方向且保持水平，劲度系数为k=50N/m的轻弹簧一端固定在竖直转轴上，另一端与轻质杆共同连在质量m=0.1kg的小球上，当转台以角速度ω=3rad/s绕转轴匀速转动时，轻弹簧与竖直方向的夹角θ=37°。已知转台半径R=10cm，轻质杆的长度L=4cm，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8下列说法正确的是（ ）
A．轻弹簧的原长为7.5cm
B．轻质杆中的弹力大小为7.5N
C．缓慢减小角速度ω，轻质小球将沿卡槽向下运动
D．缓慢减小角速度ω，轻质杆对小球的弹力将减小
二、多选题
32．（2023·高一课时练习）四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动。如图甲所示，其中小球A、B在同一水平面内做圆锥摆运动（连接B球的绳较长）；如图乙所示，小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接小球C、D的绳与竖直方向之间的夹角相同（连接D球的绳较长），则下列说法正确的是（ ）
A．小球A、B角速度相等
B．小球A、B线速度大小相同
C．小球C、D线速度大小相同
D．小球D受到绳的拉力与小球C受到绳的拉力大小相等
33．（2022秋·陕西西安·高一高新一中校考期末）如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿直径方向放着用轻绳相连的物体A和B，A和B的质量均为m。它们分居圆心两侧，到圆心的距离分别为，，A、B与圆盘间的动摩擦因数均为。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速缓慢加快到两物体恰好要发生滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．物体A所受摩擦力方向沿轻绳指向圆外
B．轻绳的张力为
C．圆盘的角速度为
D．烧断轻绳，物体A、B仍将随圆盘一起转动
34．（2023·高一）在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。如图所示，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挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为，则（ ）
A．该弯道的半径
B．当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变
C．当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压
D．当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压
35．（2023·高一课时练习）如图所示，为一种圆锥筒状转筒，左右各系着一长一短的绳子挂着相同的小球，转筒静止时绳子平行圆锥面，当转筒中心轴开始缓慢加速转动，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．角速度慢慢增大，一定是线长的那个球先离开圆锥筒
B．角速度达到一定值的时候两个球一定同时离开圆锥筒
C．两个球都离开圆锥筒后，它们的高度不一定相同
D．两个球都离开圆锥筒后，它们的高度一定相同
36．（2023秋·河北石家庄·高一石家庄一中校考期末）如图所示，光滑杆与竖直方向的夹角为θ，杆以O为支点绕竖直线旋转，质量为m的小球套在杆上可沿杆滑动。当杆角速度为ω1时，小球的旋转平面在A处，线速度为v1，球对杆的压力为N1；当杆角速度为ω2时，小球的旋转平面在B处，线速度为v2，球对杆的压力为N2，则有（ ）
A．N1=N2B．N1v2D．v1