2017届高三物理第一轮复习《圆周运动》练习

高考物理一轮复习圆周运动专题训练（附答案）质点在以某点为圆心半径为r的圆周上运动，即质点运动时其轨迹是圆周的运动叫圆周运动。

以下是圆周运动专题训练，请考生认真练习。

1.(2019湖北省重点中学联考)由于地球的自转，地球表面上P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于P、Q两物体的运动，下列说法正确的是()A.P、Q两点的角速度大小相等B.P、Q两点的线速度大小相等C.P点的线速度比Q点的线速度大D.P、Q两物体均受重力和支持力两个力作用2.(2019资阳诊断)水平放置的两个用相同材料制成的轮P和Q靠摩擦传动，两轮的半径Rr=21。

当主动轮Q匀速转动时，在Q轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在Q轮边缘上，此时Q轮转动的角速度为1，木块的向心加速度为a1，若改变转速，把小木块放在P轮边缘也恰能静止，此时Q轮转动的角速度为2，木块的向心加速度为，则()A.=Rr=21B.=2C.=1D.=a13.自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径RB=4RA、RC=8RA，如图3所示。

当自行车正常骑行时A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比aAaB∶aC等于()A.11∶8B.41∶4C.41∶32D.12∶4对点训练：水平面内的匀速圆周运动4.山城重庆的轻轨交通颇有山城特色，由于地域限制，弯道半径很小，在某些弯道上行驶时列车的车身严重倾斜。

每到这样的弯道乘客都有一种坐过山车的感觉，很是惊险刺激。

假设某弯道铁轨是圆弧的一部分，转弯半径为R，重力加速度为g，列车转弯过程中倾角(车厢地面与水平面夹角)为，则列车在这样的轨道上转弯行驶的安全速度(轨道不受侧向挤压)为()A. 2B.4C. 5D.95.(多选)绳子的一端固定在O点，另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运动()A.转速相同时，绳长的容易断B.周期相同时，绳短的容易断C.线速度大小相等时，绳短的容易断D.线速度大小相等时，绳长的容易断6.(多选)(2019河南漯河二模)两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点。

高考物理复习课时跟踪检测(十五) 圆周运动高考常考题型：选择题＋计算题1．如图1所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速转动，下列说法中正确的是( )A．物块处于平衡状态B．物块受三个力作用图1C．在角速度一定时，物块到转轴的距离越远，物块越不容易脱离圆盘D．在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越不容易脱离圆盘2.变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。

如图2所示是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则( )A．该车可变换两种不同挡位图2B．该车可变换四种不同挡位C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4D．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝4∶13.如图3所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺表面上的三个点。

当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是( )A．a、b和c三点的线速度大小相等B．b、c两点的线速度始终相同C．b、c两点的角速度比a的大D．b、c两点的加速度比a点的大图34．雨天的野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”。

如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来。

如图4所示，图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，则() 图4A ．泥巴在图中a 、c 位置的向心加速度大于b 、d 位置的向心加速度B ．泥巴在图中的b 、d 位置时最容易被甩下来C ．泥巴在图中的c 位置时最容易被甩下来D ．泥巴在图中的a 位置时最容易被甩下来5．(2012·广东高考)图5是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B 处安装一个压力传感器，其示数FN 表示该处所受压力的大小。

某滑块从斜面上不同高度h 处由静止下滑，通过B 时，下列表述正确的有( )图5A ．FN 小于滑块重力B ．FN 大于滑块重力C ．FN 越大表明h 越大 ．FN 越大表明h 越小6.如图6所示，长为 L 的细绳一端固定，另一端系一质量为m 的小球。

一.必备知识1．常见的三种传动方式及特点(1)皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即v A＝v B。

(2)摩擦(齿轮)传动：如图丙所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即v A＝v B。

(3)同轴转动：如图丁所示，两轮固定在一起绕同一转轴转动，两轮转动的角速度大小相等，即ωA＝ωB。

2.解决传动问题的关键(1)确定属于哪类传动方式，抓住传动装置的特点。

①同轴转动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同；②皮带传动、齿轮传动和摩擦传动：齿轮传动和不打滑的摩擦(皮带)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等。

(2)结合公式v＝ωr，v一定时ω与r成反比，ω一定时v与r成正比，判定各点v、ω的比例关系。

假设判定向心加速度a n的比例关系，可巧用a n＝ωv这一规律。

二.传动模型例题及对点演练〔一〕例题例1如下图的皮带传动装置中，右边两轮连在一起同轴转动。

图中三轮半径的关系为：r1＝2r2，r3＝1.5r1，A、B、C三点为三个轮边缘上的点，皮带不打滑，那么A、B、C三点的线速度之比为________；角速度之比为________；周期之比为________。

思维引导：(1)A 、B 两点位于两轮边缘靠皮带传动，那么v A 与v B 有什么关系？ωA 与ωB 有什么关系？提示：v A ＝v B ，ωA ωB ＝r 2r 1。

(2)B 、C 为同轴转动的两点，v B 与v C 、ωB 与ωC 的关系是什么？ 提示：v B v C ＝r 2r 3，ωB ＝ωC 。

案答： 1∶1∶3__1∶2∶2__2∶1∶1解析：因为两轮由不打滑的皮带相连，所以相等时间内A 、B 两点转过的弧长相等，即v A＝v B ，由v ＝ωr 知ωA ωB ＝r 2r 1＝12，又B 、C 是同轴转动，相等时间内转过的角度相等，即ωB ＝ωC ，由v ＝ωr 知v B v C ＝r 2r 3＝12r 11.5r 1＝13。

高考物理一轮复习《圆周运动》典型题精排版1．游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20 m/s2，g 取10 m/s2，那么此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的( ) A．1倍B．2倍C．3倍D．4倍2．如图是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径R＝3r，现在进行倒带，使磁带绕到A轮上．倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B 轮是从动轮．经测定，磁带全部绕到A轮上需要时间为t，则从开始倒带到A、B 两轮的角速度相等所需要的时间( )A．等于t 2B．大于t 2C．小于t 2D．等于t 33．如图所示，在第七届亚冬会上双人花样滑冰比赛中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面，假设体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，估算该女运动员( )A．受到的拉力为3GB.受到的拉力为2GC．向心加速度为3gD．向心加速度为2g4．如图是一种“滚轮—平盘无极变速器”示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成．由于摩擦作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动，如果认为滚轮不会打滑，那么，主动轴转速n 1、从动轴转速n 2、滚轮半径r 以及滚轮距离主动轴中心的距离x 之间的关系是( )A ．n 2＝n 1x rB ．n 2＝n 1r xC ．n 2＝n 1x 2r 2D ．n 2＝n 1x r5．如图所示，小球以大小为v 0的初速度由A 端向右运动，到B 端时的速度减小为v B ，若以同样大小的初速度由B 端向左运动，到A 端时的速度减小为v A .已知小球运动过程中始终未离开该粗糙轨道，D 为AB 中点．以下说法正确的是( )A ．v A >vB B ．v A ＝v BC ．v A <v BD ．两次经过D 点时速度大小相等6．如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，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v min ＝g R ＋rB ．小球通过最高点时的最小速度v min ＝0C ．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7．如图所示，木块P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，关于木块所受摩擦力f的叙述正确的是( )A．f的方向总是指向圆心B．圆盘匀速转动时f＝0C．在转速一定的条件下，f的大小跟木块到轴O的距离成正比D．在木块与轴O的距离一定的条件下，圆盘匀速转动时，f的大小跟圆盘转动的角速度成正比8．中央电视台《今日说法》栏目报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．住在公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是( )A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动C．公路在设计上可能内(东)高外(西)低D．公路在设计上可能外(西)高内(东)低9．亚运会上，场地自行车女子记分赛决赛我国选手刘馨顺利夺冠，如图1所示．比赛时运动员分别沿不同的轨道行驶，该过程可简化为如图2所示的理想模型，两质点分别在M和N两处紧贴着圆台内壁分别在虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，不计摩擦，则( )A．M处质点的线速度一定大于N处质点的线速度B．M处质点的角速度一定大于N处质点的角速度C．M处质点的运动周期一定等于N处质点的运动周期D．M处质点的向心加速度一定大于N处质点的向心加速度10．如图所示，细绳一端系着质量M＝0.6 kg的物体，静止在水平面，另一端通过光滑小孔吊着质量m＝0.3 kg的物体，M的中点与圆孔距离为0.3 m．已知M和水平面的最大静摩擦力为2 N，现使此平面绕中心轴线转动，问角速度ω在什么范围m会处于静止状态？(g取10 m/s2)11．如图所示，一根长0.1 m的细线，一端系着一个质量为0.18 kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，使小球的转速很缓慢地增加，当小球的转速增加到开始时转速的3倍时，细线断开，线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大40 N，求：(1)线断开前的瞬间，线受到的拉力大小；(2)线断开的瞬间，小球运动的线速度；(3)如果小球离开桌面时，速度方向与桌边线的夹角为60°，桌面高出地面0.8 m，求：小球飞出后的落地点距桌边线的水平距离．高考物理一轮复习《圆周运动》典型题精排版参考答案1．解析：由牛顿第二定律可得(人的质量设为m)：F N－mg＝ma向心，代入数值解得F N＝3mg，故C正确．答案：C2．解析：本题考查圆周运动、线速度、角速度、半径之间的关系．A的角速度是恒定的，但是A的半径越来越大，根据v＝ωr可得v在增大，所以一开始需要的时间比较长，B项正确．答案：B3．解析：女运动员做圆锥摆运动，对女运动员受力分析可知，受到重力G、男运动员对女运动员的拉力F，竖直方向合力为零，有F sin 30°＝G得F＝2G，B 项正确．水平方向的合力提供匀速圆周运动的向心力，有F cos 30°＝ma向，即2mg cos 30°＝ma向，所以a向＝3g，C项正确．答案：BC4．解析：由于平盘和滚轮接触处的线速度大小相等，所以2πn1x＝2πn2r，即n2＝n1xr.所以选项A正确．答案：A5．解析：左边圆弧轨道，F N1－mg＝m v2 1R，右边圆弧轨道mg－F N2＝m v2 2 R∴F N1>F N2.而f＝μF N∴f1>f2而W＝－f·l，选A.答案：A6．解析：小球沿管上升到最高点的速度可以为零，故A错误，B正确；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F N与球重力在背离圆心方向的分力F mg 的合力提供向心力，即F N －F mg ＝mv 2R ＋r，因此，外侧管壁一定对球有作用力，而内侧管壁无作用力，C 正确；小球在水平线ab 以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力与小球速度大小有关，D 错误．答案：BC7．解析：木块随着圆盘转动时，不一定是匀速转动，所以摩擦力的方向也不一定沿半径方向，只有圆盘匀速转动时摩擦力才指向圆心，所以A 选项错误；匀速转动时静摩擦力提供向心力，所以静摩擦力肯定不为零，所以B 错误；当转速一定时，说明做的是匀速圆周运动，由此可知，静摩擦力与转动半径成正比，所以C 选项正确；在半径一定时，木块做匀速转动，静摩擦力与角速度的平方成正比，所以D 选项错误，故答案为C.答案：C8． 解析：汽车进入民宅，远离圆心，因而车做离心运动，A 对，B 错．汽车在水平公路上拐弯时，静摩擦力提供向心力，此处，汽车以与水平公路上相同速度拐弯，易发生侧翻，摩擦力不足以提供向心力；也可能是路面设计不太合理，内高外低．重力沿斜面方向的分力背离圆心而致，C 对，D 错．答案：AC9．解析： 某质点在圆台内壁沿水平面做匀速圆周运动时的受力情况如图所示，其中θ为比赛场地所在的斜面与水平面之间的夹角，则mg tan θ＝ma ＝m v 2r ＝m ω2r ＝m (2πT )2r ，分别解得a ＝g tan θ，v ＝rg tan θ，ω＝g tan θr，T ＝2πr g tan θ，由此可以判断得出a M ＝a N ，v M >v N ，ωM <ωN ，T M >T N ，只有A 对．答案：A10．解析：设物体M 和水平面保持相对静止，当ω具有最小值时，M 有向圆心运动的趋势，故水平面对M 的摩擦力方向和指向圆心方向相反，且等于最大静摩擦力2 N.隔离M有T－f m＝Mω21r0．3×10－2＝0.6ω21×0.2解得ω1＝2.9 rad/s当ω具有最大值时，M有离开圆心的趋势，水平面对M摩擦力方向指向圆心，大小也为2 N.隔离M有T＋f m＝Mω22r0．3×10＋2＝0.6ω22×0.2解得ω2＝6.5 rad/s故ω范围是2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s.答案：2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s11．解析：(1)线的拉力等于向心力，设开始时角速度为ω，向心力是F0，线断开的瞬间，角速度为ω，线的拉力是F.F＝mω20R①F＝mω2R②由①②得FF＝ω2ω20＝91③又因为F＝F0＋40 N④由③④得F＝45 N (2)设线断开时速度为v由F＝mv2R得，v＝FRm＝45×0.10.18m/s＝5 m/s(3)设桌面高度为h，小球落地经历时间为t.t＝2hg＝0.4 s则小球飞出后的落地点到桌边线的水平距离为l＝v·sin 60°·t＝5×32×0.4 m＝ 3 m＝1.73 m.答案：(1)F＝45 N (2)v＝5 m/s (3)l＝1.73 m。