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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)12 圓周運動（含解析） 一、單項選擇題 1．如圖所示，洗衣機(jī)的脫水桶采用帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中錯誤的是(　　) A．脫水過程中，衣物是緊貼桶壁的 B．水會從桶中甩出是因為水滴受到的向心力很大的緣故 C．加快脫水桶轉(zhuǎn)動角速度，脫水效果會更好 D．靠近中心的衣物的脫水效果不如周邊的衣物的脫水效果好 解析：水滴依附衣物的附著力是一定的，當(dāng)水滴因做圓周運動所需的向心力大于該附著力時，水滴被甩掉，B錯誤；脫水過程中，衣物做離心運動而甩向桶壁，A正確；角速度增大，水滴所需向心力增大，脫水效果更好，C正確；周邊的衣物因圓周運動的半徑R更大，

2、在ω一定時，所需向心力比中心的衣物大，脫水效果更好，D正確． 答案：B 2．如圖所示，在雙人花樣滑冰運動中，有時會看到被男運動員拉著的女運動員離開地面在空中做圓錐擺運動的精彩場面，目測體重為G的女運動員做圓錐擺運動時和水平冰面的夾角約為30°，重力加速度為g，估算該女運動員(　　) A．受到的拉力為G B．受到的拉力為2G C．向心加速度為g D．向心加速度為2g 解析：對女運動員由牛頓第二定律得，水平方向FTcos30°＝ma，豎直方向FTsin30°－G＝0，解得FT＝2G，a＝g，A、C、D錯誤，B正確． 答案：B 3．如圖所示，是某課外研究小組設(shè)計的可以用

3、來測量轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速的裝置．該裝置上方是一與轉(zhuǎn)盤固定在一起有橫向均勻刻度的標(biāo)尺，帶孔的小球穿在光滑細(xì)桿上與一輕彈簧相連，彈簧的另一端固定在轉(zhuǎn)動軸上，小球可沿桿自由滑動并隨轉(zhuǎn)盤在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動．當(dāng)轉(zhuǎn)盤不轉(zhuǎn)動時，指針指在O處，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω1時，指針指在A處，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω2時，指針指在B處，設(shè)彈簧均沒有超過彈性限度．則ω1與ω2的比值為(　　) A. B. C. D. 解析：小球隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時由彈簧的彈力提供向心力．設(shè)標(biāo)尺的最小分度的長度為x，彈簧的勁度系數(shù)為k，則有kx＝m·4x·ω，k·3x＝m·6x·ω，故有ω1ω2＝1，B正確． 答案：B 4．如圖所示，在

4、傾角為α＝30°的光滑斜面上，有一根長為L＝0.8 m的細(xì)繩，一端固定在O點，另一端系一質(zhì)量為m＝0.2 kg的小球，沿斜面做圓周運動，若要小球能通過最高點A(g＝10 m/s2，空氣阻力不計)，則小球在最低點B的最小速度是(　　) A．2 m/s B．2 m/s C．2 m/s D．2 m/s 解析：小球恰好通過A點，受力分析如圖所示，有F向＝mgsinα＝，則通過A點的最小速度vA＝＝2 m/s，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mv＝mv＋2mgLsinα，解得vB＝2 m/s，C正確． 答案：C 5．如圖兩段長均為L的輕質(zhì)線共同系住一個質(zhì)量為m的小球，另一端分別固定在等高的

5、A、B兩點，A、B兩點間距也為L，今使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，當(dāng)小球到達(dá)最高點時速率為v，兩段線中張力恰好均為零，若小球到達(dá)最高點時速率為2v，則此時每段線中張力大小為(　　) A.mg B．2mg C．3mg D．4mg 解析：當(dāng)小球到達(dá)最高點時速率為v，兩段線中張力恰好均為零，有mg＝m；當(dāng)小球到達(dá)最高點時速率為2v，設(shè)每段線中張力大小為F，應(yīng)有2Fcos30°＋mg＝m；解得F＝mg，選項A正確． 答案：A 二、多項選擇題 6．如圖所示，在光滑水平面上，釘有兩個釘子A和B，一根長細(xì)繩的一端系一個小球，另一端固定在釘子A上，開始時小球與釘子A、B均在一條直線

6、上(圖示位置)，且細(xì)繩的一大部分沿俯視順時針方向纏繞在兩釘子上，現(xiàn)使小球以初速度v0在水平面上沿俯視逆時針方向做圓周運動，使兩釘子之間纏繞的繩子逐漸釋放，在繩子完全被釋放后與釋放前相比，下列說法正確的是(　　) A．小球的線速度變大 B．小球的角速度變大 C．小球的加速度變小 D．細(xì)繩對小球的拉力變小 解析：小球以初速度v0在水平面上沿俯視逆時針方向做圓周運動，小球的線速度不變，選項A錯誤；由于v＝ωr，兩釘子之間纏繞的繩子逐漸釋放，r增大，角速度減小，選項B錯誤；由a＝vω可知，小球的加速度變小，選項C正確；由牛頓第二定律可知，細(xì)繩對小球的拉力變小，選項D正確． 答案：CD

7、 7．如圖所示，豎直放置的螺旋形光滑軌道是圓形光滑軌道相切而成的，P、Q為對應(yīng)的軌道最高點，一個小球以一定速度沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，且能過軌道最高點P，則下列說法中正確的是(　　) A．軌道對小球不做功，小球通過P點的角速度小于通過Q點的角速度 B．軌道對小球做正功，小球通過P點的線速度大于通過Q點的線速度 C．小球通過P點時的向心加速度大于通過Q點時的向心加速度 D．小球通過P點時對軌道的壓力小于通過Q點時對軌道的壓力 解析：由機(jī)械能守恒可知，P點的速度小于Q點的速度，即vPrQ，由于軌道彈力方向始終與小球的速度垂直，所以軌道對小球不做功；由v＝rω知，ω＝，

8、由于vPrQ，所以ωP<ωQ，A對，B錯；向心加速度an＝，可知anP

9、未被燒斷時，繩a的拉力大于mg，繩b的拉力為mω2lb 解析：根據(jù)題意，在繩b被燒斷之前，小球繞BC軸做勻速圓周運動，豎直方向上受力平衡，繩a的拉力等于mg，D錯誤；繩b被燒斷的同時輕桿停止轉(zhuǎn)動，此時小球具有垂直平面ABC向外的速度，小球?qū)⒃诖怪庇谄矫鍭BC的平面內(nèi)運動，若ω較大，則在該平面內(nèi)做圓周運動，若ω較小，則在該平面內(nèi)來回擺動，C正確，A錯誤；繩b被燒斷瞬間，繩a的拉力與重力的合力提供向心力，所以拉力大于物體的重力，繩a中的張力突然變大了，B正確． 答案：BC 三、非選擇題 9．如圖所示，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺開始

10、做平拋運動．現(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑R＝0.5 m，離水平地面的高度H＝0.8 m，物塊平拋落地過程水平位移的大小s＝0.4 m．設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2.求： (1)物塊做平拋運動的初速度大小v0； (2)物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)μ. 解析：(1)物塊做平拋運動，在豎直方向上有 H＝gt2① 在水平方向上有s＝v0t，② 由①②式解得v0＝s 代入數(shù)據(jù)得v0＝1 m/s. (2)物塊離開轉(zhuǎn)臺時，由最大靜摩擦力提供向心力，有 Ffm＝m③ Ffm＝μN＝μmg④ 由③④式得μ＝，代入數(shù)據(jù)得μ＝0.2. 答案：(1)1 m/s　(2)0

11、.2 10．游樂園的小型“摩天輪”上對稱站著質(zhì)量均為m的8位同學(xué)，如圖所示，“摩天輪”在豎直平面內(nèi)逆時針勻速轉(zhuǎn)動，若某時刻轉(zhuǎn)到頂點a上的甲同學(xué)讓一小重物做自由落體運動，并立即通知下面的同學(xué)接住，結(jié)果重物掉落時正處在c處(如圖)的乙同學(xué)恰好在第一次到達(dá)最低點b處接到，已知“摩天輪”半徑為R，重力加速度為g，(不計人和吊籃的大小及重物的質(zhì)量)．求： (1)接住前重物下落運動的時間t； (2)人和吊籃隨“摩天輪”運動的線速度大小v； (3)乙同學(xué)在最低點處對地板的壓力FN. 解析：(1)由2R＝gt2，解得t＝2. (2)v＝，s＝， 聯(lián)立解得：v＝π. (3)由牛頓第二定律，F(xiàn)

12、－mg＝m. 解得F＝mg. 由牛頓第三定律可知，乙同學(xué)在最低點處對地板的壓力大小為F′＝mg，方向豎直向下． 答案：(1)2　(2)π　(3)mg，方向豎直向下 11．地面上有一個半徑為R的圓形跑道，高為h的平臺邊緣上的P點在地面上P′點的正上方，P′與跑道圓心O的距離為L(L>R)，如圖所示．跑道上停有一輛小車，現(xiàn)從P點水平拋出小沙袋，使其落入小車中(沙袋所受空氣阻力不計)．問： (1)當(dāng)小車分別位于A點和B點時(∠AOB＝90°)，沙袋被拋出時的初速度各為多大？ (2)若小車在跑道上運動，則沙袋被拋出時的初速度在什么范圍內(nèi)？ (3)若小車沿跑道順時針運動，當(dāng)小車恰好經(jīng)過

13、A點時，將沙袋拋出，為使沙袋能在B處落入小車中，小車的速率v應(yīng)滿足什么條件？ 解析：(1)沙袋從P點被拋出后做平拋運動，設(shè)它的落地時間為t，則h＝gt2，解得t＝ 當(dāng)小車位于A點時，有xA＝vAt＝L－R 可得vA＝(L－R) 當(dāng)小車位于B點時，有xB＝vBt＝ 可得vB＝ (2)若小車在跑道上運動，要使沙袋落入小車，最小的拋出速度為v0min＝vA＝(L－R) 若當(dāng)小車經(jīng)過C點時沙袋剛好落入，拋出時的初速度最大，有xC＝v0maxt＝L＋R 可得v0max＝(L＋R) 所以沙袋被拋出時的初速度范圍為 (L－R)≤v0≤(L＋R) (3)要使沙袋能在B處落入小車中，小車運動的時間應(yīng)與沙袋下落的時間相同 tAB＝(n＝0,1,2,3，…) tAB＝t＝ 得v＝(n＝0,1,2,3，…) 答案：(1)(L－R)　 (2)(L－R)≤v0≤(L＋R) (3)(n＝0,1,2,3，…)