2022届高考物理二轮复习卷：圆周运动

更新时间：2022-01-13 浏览次数：86 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2021高三上·乳山期中) 如图所示，水平的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度 $\text{[math]}$ 转动，盘面上离转轴 $\text{[math]}$ 处有叠放的甲、乙两小物体与圆盘始终保持相对静止，乙的质量是甲质量的两倍。甲、乙间的动摩擦因数为0.5，乙与盘面间的动摩擦因数为0.4，g取 $\text{[math]}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则 $\text{[math]}$ 的最大值是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. (2024高三上·浙江期末) 如图，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动。质量相等的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止。A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α、β，α>β，则下列说法正确的是（）

A . A的向心力小于B的向心力 B . 容器对A的支持力一定小于容器对B的支持力 C . 若ω缓慢增大，则A，B受到的摩擦力一定都增大 D . 若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向下的摩擦力

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3. (2021高三上·湖南月考) 荡秋千是小朋友喜欢的室外活动，若将该过程简化成如图所示的模型（图1为正视图，图2为侧视图），两根等长的轻质悬绳与竖直方向的夹角均为30°，将小朋友视为一个质量 $\text{[math]}$ kg的质点。假设爸爸将小朋友拉至距离秋千最低点高度 $\text{[math]}$ 处轻轻松手，不计一切摩擦和阻力，荡秋千的过程中绳子受到的最大张力为 $\text{[math]}$ N。重力加速度 $\text{[math]}$ 。则轻质悬绳的长度L为（）

A . $\text{[math]}$ m B . $\text{[math]}$ m C . $\text{[math]}$ m D . $\text{[math]}$ m

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二、多选题

4. (2021高三上·运城期中) 如图所示，半径为0.4m、粗糙程度处处相同的四分之三圆形管道竖直固定放置，直径AC水平，B是圆形管道的最低点，D是圆形管道的最高点。质量为100g的小球从A点正上方1.2m处的点P由静止释放，运动到轨道最低点B时对轨道的压力为8N，重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力，则以下说法错误的是（）

A . 小球沿圆形轨道从A下滑到B的过程中克服摩擦力做功为0.2J B . 小球运动到圆形轨道的C点时对轨道的压力大小为4N C . 小球沿圆形轨道恰好能通过最高点D D . 若将小球从A点正上方与D等高处由静止释放，则小球运动中将会脱离圆形轨道

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5. (2021高三上·菏泽期中) 如图所示，水平圆盘可以围绕竖直轴转动。圆盘上放置两个可看作质点的小滑块A和B，滑块A和B用不可伸长的细绳连在一起，当圆盘静止时，A和B相连的细绳过转轴，线上无拉力，A与转轴的距离为r，B与转轴的距离为 $\text{[math]}$ 。滑块A和B的质量均为m，与圆盘之间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ 。重力加速度为g，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，若圆盘以不同的角速度绕轴匀速转动，则下列说法正确的是（）

A . 当转动角速度为 $\text{[math]}$ 时，A受到的摩擦力大小为 $\text{[math]}$ B . 当转动角速度为 $\text{[math]}$ 时，A受到的摩擦力大小为 $\text{[math]}$ C . 当转动角速度为 $\text{[math]}$ 时，A受到的摩擦力大小为 $\text{[math]}$ D . 滑块A和B随盘转动不发生滑动的最大角速度大小为 $\text{[math]}$

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6. (2021高三上·临沂期中) 如图甲所示，战国时期开始出现的拨浪鼓现在成为一种小型儿童玩具，其简化模型如图乙所示，拨浪鼓边缘上与圆心等高处关于转轴对称的位置固定有长度分别为L_A、L_B的两根不可伸长的细绳，两根细绳另一端分别系着质量相同的小球A、B，其中L_A>L_B。现匀速转动手柄使两小球均在水平面内匀速转动，连接小球A、B的细绳与竖直方向的夹角分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，细绳对A、B球的拉力分别为F_A、F_B。下列判断正确的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . F_A>F_B D . F_A<F_B

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7. (2021高三上·临沂期中) 如图所示，倾角为 $\text{[math]}$ 、半径为R的倾斜圆盘，绕过圆心O垂直于盘面的转轴匀速转动。一个质量为m的小物块放在圆盘的边缘，恰好随圆盘一起匀速转动。图中A、B分别为小物块转动过程中所经过的最高点和最低点，OC与OB的夹角为 $\text{[math]}$ 。小物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，小物块与圆盘间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 圆盘转动的角速度大小为 $\text{[math]}$ B . 小物块受到的摩擦力始终指向圆心 C . 小物块在C点时受到的摩擦力大小为 $\text{[math]}$ D . 小物块从B运动到C的过程，摩擦力做功 $\text{[math]}$

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8. (2021高三上·定远月考) 如图所示，轻杆长为3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力。则球B在最高点时（）

A . 球B的速度为零 B . 球A的速度大小为 $\text{[math]}$ C . 水平转轴对杆的作用力为1.5mg D . 水平转轴对杆的作用力为2.5mg

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9. (2021高三上·德州期中) 长为L的轻杆一端固定一质量为m的小球，另―端可绕光滑的水平转轴О自由转动，小球在竖直面内做完整的圆周运动，恰好能通过最高点，如图所示，A、C分别为小球轨迹上的最高点和最低点，B、D为与轨迹圆心等高的两个点，不计空气阻力，重力加速度为g。在小球运动过程中，以下说法正确的是（）

A . 小球经过最低点的速度大小为 $\text{[math]}$ B . 轻杆对小球最小的作用力大小为mg C . 小球从B经C到D的过程中，轻杆对小球的作用力先增大后减小 D . 小球从D到A的过程中，轻杆对小球拉力竖直分力的最大值为 $\text{[math]}$

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10. (2021高三上·郴州月考) 如图所示为通过弹射器研究弹性势能的实验装置。光滑 $\text{[math]}$ 圆形轨道竖直固定于光滑水平面上，半径为R。弹射器固定于A处。某一实验过程中弹射器射出一质量为m的小球，恰能沿圆轨道内侧到达最高点C，然后从轨道D处（D与圆心等高）下落至水平面。取重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A . 小球从D处下落至水平面的时间为 $\text{[math]}$ B . 小球至最低点B时对轨道压力大小为6mg C . 释放小球前弹射器的弹性势能为 $\text{[math]}$ D . 小球落至水平面时的动能为2mgR

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11. (2021高三上·河南月考) 如图所示，水平转台两侧分别放置A、B两物体，质量分别为m、2m，到转轴OO'的距离分别为2L、L，A、B两物体间用长度为3L的轻绳连接，绳子能承受的拉力足够大，A、B两物体与水平转台间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。当水平转台转动的角速度逐渐增大时，下列说法正确的是（）

A . 当转台转动的角速度大于 $\text{[math]}$ 时细绳上一定有拉力 B . 当转台转动的角速度小于 $\text{[math]}$ 时，细绳上可能有拉力 C . 当转台转动的角速度大于 $\text{[math]}$ 时，A与转台间的摩擦力大小保持不变 D . 当转台转动的角速度大于 $\text{[math]}$ 时，B与转台间的摩擦力大小保持不变

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三、综合题

12. (2021高三上·临沂期中) 如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度 $\text{[math]}$ ；bc是半径为 $\text{[math]}$ 的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为 $\text{[math]}$ 的小球，始终受到水平外力 $\text{[math]}$ 的作用，自a点处由静止开始向右运动。重力加速度 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）小球运动到c点时对轨道的压力大小；
2. （2）小球运动轨迹的最高点到a点的水平距离。
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13. (2021高三上·临沂期中) 如图所示，一轨道由半径为 $\text{[math]}$ 的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度可调的水平直轨道BC在B点平滑连接而成，现有一质量为 $\text{[math]}$ 的小球从A点由静止释放，经过圆弧上B点时，传感器测得轨道所受压力 $\text{[math]}$ ，小球经过BC段所受的阻力为其重力的 $\text{[math]}$ 倍，然后从C点水平飞离轨道，落到水平地面上的P点，P、C两点间的高度差 $\text{[math]}$ ，小球可视为质点，不计空气阻力，重力加速度 $\text{[math]}$ 。
1. （1）求小球运动至B点时的速度大小；
2. （2）求小球在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功；
3. （3）为使小球落点P与B点的水平距离最大，求BC段的长度；
4. （4）小球落到P点后弹起，与地面多次碰撞后静止，假设小球每次碰撞机械能损失36%、碰撞前后速度方向与地面的夹角相等，求小球从C点飞出到最后静止所需时间。
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14. (2021高三上·海淀期中) 如图所示，一根长为L不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系有一质量为m的小球（可视为质点），小球在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动。已知重力加速度为g，忽略空气阻力的影响。
1. （1）若小球经过圆周最高点A点时速度大小 $\text{[math]}$ ，求：
  a．小球经过圆周最低点B点时的速度大小v；
  
  b．小球从A点运动至最低点B点过程中，其所受合外力的冲量大小I。
2. （2）若轻绳能承受的最大拉力为 $\text{[math]}$ ，当小球运动到最低点B点时绳恰好被拉断。已知B点距水平地面的高度为h（图中未画出），求小球落地点与B点之间的水平距离x。
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15. (2021高三上·葫芦岛月考) 如图所示，一支架放在足够大的水平地面上，长度 $\text{[math]}$ 的轻绳的一端固定在水平转轴O上，转轴O到水平地面的高度 $\text{[math]}$ ，另一端固定一小球（视为质点），小球和支架的质量均为 $\text{[math]}$ ，小球在竖直平面内做圆周运动，当小球运动到最高点时，支架恰好对地面无压力，不计空气阻力，整个过程中支架没有运动，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ 。
1. （1）求小球在最高点时的速度大小；
2. （2）当小球运动到最高点时轻绳恰好断裂，求小球在水平地面上的落点到O点的水平距离。
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16. (2021高三上·辽宁月考) 如图所示，为了让孩子们在安全的前提下体验射击的乐趣，玩具厂家设计了一款“软性子弹枪”。已知子弹质量 $\text{[math]}$ ，长度 $\text{[math]}$ ，两相同的滚轮半径 $\text{[math]}$ ，滚轮与子弹间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。游戏时，扣动扳机就可以将长条形子弹送入两滚轮之间，滚轮的转速恒定，转动方向如图，子弹在滚轮提供的摩擦力作用下加速，最终飞出枪口时速度 $\text{[math]}$ ，刚好与滚轮边缘线速度相同，子弹出膛前重力可忽略，取 $\text{[math]}$ 。则：
1. （1）求滚轮转动的角速度 $\text{[math]}$ ；
2. （2）求滚轮与子弹间的压力 $\text{[math]}$ 的大小；
3. （3）若空气阻力不计，处于卧姿的小孩想要在游戏中击中距离枪口 $\text{[math]}$ 、放置在地上与枪口等高的目标靶，求枪口与水平地面所成角度的大小；
4. （4）为了能命中目标，求枪口到目标靶的最大距离 $\text{[math]}$ 。
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