【文档说明】【高考复习】高考物理 全程复习课后练习12 圆周运动的规律及应用（含答案解析）.doc，共(8)页，161.500 KB，由MTyang资料小铺上传

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2020版高考物理全程复习课后练习12圆周运动的规律及应用1.如图为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视示意图，已知质量为60kg的学员在A点位置，质量为70kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为5.0m，B点的转弯半径为4.0m，学员和教练员(均

可视为质点)()A．运动周期之比为5：4B．运动线速度大小之比为1：1C．向心加速度大小之比为4：5D．受到的合力大小之比为15：142.如图所示，一木块放在圆盘上，圆盘绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴匀速转动，木块和圆盘保持相对静止，那么()A．木块

受到圆盘对它的摩擦力，方向沿半径背离圆盘中心B．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向沿半径指向圆盘中心C．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向与木块运动的方向相反D．因为木块与圆盘一起做匀速转动，所以它们之间没有摩擦力3.如图所示，ABC为竖直平面内的金属半圆环，AC连线水平，A、B两点间固定着一根

直金属棒，在直金属棒和圆环的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ω1做匀速转动，小环M、N在图示位置．如果半圆环的角速度变为ω2，ω2比ω1稍微小一些．关于小环M、N的位置变化，下列说法

正确的是()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向B点靠近稍许，小环N的位置保持不变4.半径为1m的水平圆盘

绕过圆心O的竖直轴匀速转动，A为圆盘边缘上一点，在O点的正上方将一个可视为质点的小球以4m/s的速度水平抛出时，半径OA方向恰好与该初速度的方向相同，如图所示，若小球与圆盘只碰一次，且落在A点，则圆盘转动的角速度大小可能是()A．2πrad/sB．

4πrad/sC．6πrad/sD．8πrad/s5.两粗细相同内壁光滑的半圆形圆管ab和bc连接在一起,且在b处相切,固定于水平面上。一小球从a端以某一初速度进入圆管,并从c端离开圆管。则小球由圆管ab进入圆管bc后()A.线速度变小

B.角速度变大C.向心加速度变小D.小球对管壁的压力变大6.如图所示,B和C是一组塔轮,即B和C半径不同,但固定在同一转动轴上,其半径之比为RB∶RC=3∶2,A轮的半径大小与C轮相同,它与B轮紧靠在一起,当A轮绕过其中心的竖直轴转动时,由于摩擦作用,B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分

别为三轮边缘的三个点,则a、b、c三点在运动过程中的()A.线速度大小之比为3∶2∶2B.角速度之比为3∶3∶2C.转速之比为2∶3∶2D.向心加速度大小之比为9∶6∶47.如图所示的装置可以测量子弹的飞行速度．在一根轴上相距s=1m处安装两个平行的薄圆盘，使轴带动两圆盘以n

=3000r/min的转速匀速转动，飞行的子弹平行于轴沿一条直线穿过两圆盘，即在盘上留下两个小孔，现测得两小孔所在半径间的夹角为30°，子弹飞行的速度大小可能是下述的(设在穿过两圆盘的过程中子弹的速度保持不变)()A．500m/sB．600m/sC．700

m/sD．800m/s8.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．汽车的运动可看作是做半径为R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.gRhLB.gRhdC.gRLhD.gRdh9.如图所示，小球紧贴在竖直放置的光

滑圆形管道内壁做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是()A．小球通过最高点时的最小速度vmin=g（R＋r）B．小球通过最高点时的最小速度vmin=gRC．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D．小球在水平线ab以

上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力10.高明同学撑一把雨伞站在水平地面上，伞面边缘点所围圆形的半径为R，现将雨伞绕竖直伞杆匀速转动，伞边缘上的水滴落到地面，落点形成一个半径为r的圆形，伞边缘距离地面的高度为h，当地重力加速度为g，则()A．雨滴着地时的速度大小为2gh

B．雨滴着地时的速度大小为r2－R2＋4h22hgC．雨伞转动的角速度大小为1Rr2－R2ghD．雨伞转动的角速度大小为r－RRg2h11.(多选)有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是()A．如图a所示，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态B．如图

b所示是一圆锥摆，增大θ，若保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变C．如图c所示，同一小球在光滑且固定的圆锥筒内的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及所受筒壁的支持力大小相等D．火

车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用12.(多选)如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细绳相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA=r，RB=2r，与盘间的动摩擦因

数μ相同，当圆盘转速缓慢加快到两物体刚好要发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是()A．此时绳子张力为3μmgB．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内C．此时圆盘的角速度为2μgrD．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动1

3.如图所示,一块足够大的光滑平板放置在水平面上,能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角。板上一根长为l=0.60m的轻细绳,它的一端系住一质量为m的小球P,另一端固定在板上的O点。当平板的倾角固定为α时,先将轻绳平行于水平轴MN拉直,然后给小球一沿着平板并与

轻绳垂直的初速度v0=3.0m/s。若小球能保持在板面内做圆周运动,倾角α的值应在什么范围内?(重力加速度g取10m/s2)14.如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动，规定经过圆心O且水平向右为x轴正方向．在O点正上方距盘

面高为h=5m处有一个可间断滴水的容器，从t=0时刻开始，容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动．已知t=0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水．(取g=10m/s2)(1)每一滴水离开容器后经过多长时间滴落

到盘面上？(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘的角速度ω应为多大？(3)当圆盘的角速度为1.5π时，第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离为2m，求容器的加速度a.答案解析1.答案为：D解析：学员和教练员做圆周运动的角速度相等，根

据T=2πω知，周期相等，故A错误；根据v=rω，学员和教练员做圆周运动的半径之比为5：4，则学员和教练员做圆周运动的线速度之比为5：4，故B错误：根据a=rω2，学员和教练员做圆周运动的半径之比为5：4，则学员和教练员做圆周运动的向心加速度大小之比为5

：4，故C错误；根据F=ma，学员和教练员做圆周运动的向心加速度大小之比为5：4，质量之比为6：7，则学员和教练员受到的合力大小之比为15：14，故D正确．2.答案为：B；解析：木块做匀速圆周运动，其合外力

提供向心力，合外力的方向一定指向圆盘中心．因为木块受到的重力和圆盘的支持力均沿竖直方向，所以水平方向上木块一定还受到圆盘对它的摩擦力，方向沿半径指向圆盘中心，选项B正确．3.答案为：A；解析：小环M受到重力和直金属棒的支持力，在水平面内

做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，所以F合=mgtan45°=mω2r，半圆环的角速度由ω1变为ω2后，mgtan45°>mω2r，M做向心运动，直到到达B点，小环N受到重力和圆环的支持力，在水平面内做匀速圆

周运动，合力的方向沿水平方向，设其与ABC半圆环圆心的连线与竖直方向之间的夹角为θ，F′n=mgtanθ=mω2Rsinθ，所以ω2R=gcosθ，当半圆环的角速度由ω1变为ω2后，θ减小，小环N将向B

点靠近稍许，故选A.4.答案为：D；解析：小球平抛运动的时间为t=Rv0=14s=0.25s，小球做平抛运动的时间和圆盘转动n圈的时间相等，则有t=nT=n2πω，解得ω=2nπt，n=1,2,3，….当n=1时，ω=8πrad/s；当n=2时，ω=16πrad/s，随着n的增大，角速度

在增大，故角速度最小为8πrad/s，故D正确．5.答案为：C；解析：到达b点后,由于重力做功为零,小球的速度不变,半径将增大,然后根据v=ωR、a=分析解题。由于管道光滑,小球到达b点后,重力做功为零,速度大小保持不变,根据v=ωR可知角速度ω减小,根据

a=可知向心加速度减小,根据F=ma可知小球对管道的压力减小,故只有C正确。6.答案为：D；解析：A、B轮摩擦传动,故va=vb,ωaRA=ωbRB,所以ωa∶ωb=3∶2;B、C同轴,故ωb=ωc,,所以vb∶vc=3∶2,因此va∶vb∶vc=3∶3∶2,ωa∶ω

b∶ωc=3∶2∶2,故A、B错误;转速之比等于角速度之比,故C错误;由a=ωv得aa∶ab∶ac=9∶6∶4,D正确。7.答案为：B；解析：子弹经过两盘，盘转过的角度为θ=2πN＋π6(N=0,1,2，…)，盘转动的角速度ω=2πn=100πrad/s，子弹在两盘间运动的时间等于圆盘转动时间，

即sv=θω，所以v=60012N＋1m/s(N=0,1,2，…)，N=0时，v=600m/s，N=1时，v=60013m/s，最大速度为600m/s，故B正确．8.答案为：B；解析：对汽车受力分析，如图所示，若车轮与路面之间的横

向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，则由路面对汽车的支持力FN与汽车的重力mg的合力提供向心力，由图示可知，F向=mgtanθ，即mgtanθ=mv2R.由几何关系知，tanθ=hd，综上有v=gRhd，选项B正确．9.答案为：C；解析：小球沿管道上升到最高点的速度

可以为零，故A、B均错误；小球在水平线ab以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力FN与小球重力在背离圆心方向的分力Fmg的合力提供向心力，即：FN－Fmg=ma，因此，外侧管壁一定对小球有作用力，而内侧管壁无作用力，C正确；小球在水平线a

b以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力情况与小球速度大小有关，D错误．10.答案为：B；解析：根据h=12gt2，解得t=2hg，根据几何关系得s=r2－R2，平抛运动的水平位移为s=v0t，所以v0=st=r2－R22hg=gr2－R22h，下落

的过程中机械能守恒，所以12mv20＋mgh=12mv2，联立以上方程解得v=r2－R2＋4h22hg；根据公式v0=ωR得ω=v0R，联立得ω=1Rr2－R2g2h，故B正确，A、C、D错误．11.答案为：BD；解析：题图a，汽车在最高点时，mg－FN=mv2r，可知FN<mg，故

处于失重状态，故A错误；题图b所示是一圆锥摆，重力和拉力的合力F=mgtanθ=mω2r，其中r=htanθ，可知ω=gh，增大θ，若保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，故B正确；题图c，根据受力分析知小球受力情况相同，即向心力相同，由F=mω2r知r不同，角速度不同，故C错误；火车转弯超

过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，则外轨对火车轮缘会有挤压作用，故D正确．12.答案为：AC；解析：两物体A和B随着圆盘转动时，合外力提供向心力，B的半径比A的半径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还

未发生滑动时，B的最大静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，根据牛顿第二定律得：T－μmg=mω2r；T＋μmg=mω2·2r；解得：T=3μmg，ω=2μgr，故A、C正确，B错误．烧断绳子瞬间A物体所需的向心力为2μmg，A的最大静摩擦力不足以提供向心力，则A

做离心运动，D错误，故选A、C.13.解：小球在倾斜平板上运动时受到绳子拉力、平板弹力、重力。在垂直平板方向上合力为0,重力在沿平板方向的分量为mgsinα小球在最高点时,由绳子的拉力和重力沿平板方向的分力的合力提供向心力,有FT+mgsinα=①研究小球从释放到最高点的过程,根据动能

定理有-mglsinα=②若恰好能通过最高点,则绳子拉力FT=0③联立①②③解得sinα=0.5,解得α=30°故α的范围为0°≤α≤30°。14.解：(1)离开容器后，每一滴水在竖直方向上做自由落体运动．则每一滴水滴落到盘面上所用时间t=2hg

=1s(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，则圆盘在1s内转过的弧度为kπ，k为不为零的正整数由ωt=kπ，得ω=kπg2h=kπ，其中k=1,2,3…(3)第二滴水离开O点的距离为x1=12at2＋(at)t=32a第三滴水离开O点

的距离为x2=12a(2t)2＋(a·2t)t=4a又Δθ=ωt=1.5π即第二滴水和第三滴水分别滴落在圆盘上x轴方向及垂直x轴的方向上，所以x21＋x22=x2即32a2＋(4a)2=22，解得a=47373m/s2