1、2011年高考物理 圓周運動及其應用練習一、選擇題(共10小題，每小題6分，共60分，在每小題給出的四個選項中至少有一項符合題意，全部選對的得6分，漏選的得3分，錯選的得0分)1如圖所示，一個勻速轉動的半徑為r的水平圓盤上放著兩個小木塊M和N，木塊M放在圓盤的邊緣處，木塊N放在離圓心r的地方，它們都隨圓盤一起運動比較兩木塊的線速度和角速度，下列說法中正確的是()A兩木塊的線速度相等B兩木塊的角速度相等CM的線速度是N的線速度的兩倍DM的角速度是N的角速度的兩倍【解析】M、N都隨盤一起運動，其角速度相等，D不正確由vr可知vM3vN，則A、C錯誤【答案】B2在世界一級方程式錦標賽中，賽車在水平路

2、面上轉彎時，常常在彎道上沖出跑道，則以下說法正確的是()A是由于賽車行駛到彎道時，運動員未能及時轉動方向盤才造成賽車沖出跑道的B是由于賽車行駛到彎道時，運動員沒有及時加速才造成賽車沖出跑道的C是由于賽車行駛到彎道時，運動員沒有及時減速才造成賽車沖出跑道的D由公式Fm2r可知，彎道半徑越大，越容易沖出跑道【解析】賽車在水平面上轉彎時，它需要的向心力是由賽車與地面間的摩擦力提供的由Fm知，當v較大時，賽車需要的向心力也較大，當摩擦力不足以提供其所需的向心力時，賽車將沖出跑道【答案】C3(2009·北京西城區抽樣)在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內低如圖所示，在某路段汽車向左拐彎，司機

3、左側的路面比右側的路面低一些汽車的運動可看作是做半徑為R的圓周運動設內外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L.已知重力加速度為g.要使車輪與路面之間的橫向摩擦力(即垂直于前進方向)等于零，則汽車轉彎時的車速應等于()A.B.C.D.【解析】考查向心力公式汽車做勻速圓周運動，向心力由重力與斜面對汽車的支持力的合力提供，且向心力的方向水平，向心力大小F向mgtan，根據牛頓第二定律：F向m，tan，解得汽車轉彎時的車速v，B對【答案】B4如圖所示，OO為豎直軸，MN為固定在OO上的水平光滑桿，有兩個質量相同的金屬球A、B套在水平桿上，AC和BC為抗拉能力相同的兩根細線，C端固定在轉軸

4、OO上當繩拉直時，A、B兩球轉動半徑之比恒為21，當轉軸的角速度逐漸增大時 ()AAC先斷 BBC先斷C兩線同時斷 D不能確定哪段線先斷【解析】A受重力、支持力、拉力FA三個力作用，拉力的分力提供向心力得：水平方向：FAcosmrA2，同理，對B：FBcosmrB2，由幾何關系，可知cos，cos，所以·.由于AC>BC，所以FA>FB，即繩AC先斷【答案】A5用一根細繩，一端系住一個質量為m的小球，另一端懸在光滑水平桌面上方h處，繩長l大于h，使小球在桌面上做如圖所示的勻速圓周運動若使小球不離開桌面，其轉軸的轉速最大值是 ()A. B C. D2 【解析】轉速最大時，小

5、球對桌面剛好無壓力，則F向mgtanmlsin2，即，其中cos，所以n ，故選A.【答案】A6如圖所示，天車下吊著兩個質量都是m的工件A和B，系A的吊繩較短，系B的吊繩較長若天車運動到P處突然停止，則兩吊繩所受的拉力FA和FB的大小關系是()AFA>FB BFA<FBCFAFBmg DFAFB>mg【解析】天車運動到P處突然停止后，A、B各以天車上的懸點為圓心做圓周運動，線速度相同而半徑不同，由Fmgm，得：Fmgmm相等，v相等，而LA<LB，FA>FB，A選項正確【答案】A7(2010·湖北部分重點中學聯考)如圖所示，質量為m的小球置于正方體的光滑

6、盒子中，盒子的邊長略大于球的直徑某同學拿著該盒子在豎直平面內做半徑為R的勻速圓周運動，已知重力加速度為g，空氣阻力不計，要使在最高點時盒子與小球之間恰好無作用力，則 ()A該盒子做勻速圓周運動的周期一定小于2B該盒子做勻速圓周運動的周期一定等于2C盒子在最低點時盒子與小球之間的作用力大小可能小于2mgD盒子在最低點時盒子與小球之間的作用力大小可能大于2mg【解析】要使在最高點時盒子與小球之間恰好無作用力，則有mg，解得該盒子做勻速圓周運動的速度v，該盒子做勻速圓周運動的周期為T2.選項A錯誤，B正確；在最低點時，盒子與小球之間的作用力和小球重力的合力提供小球運動的向心力，由Fmg，解得F2mg

7、，選項C、D錯誤【答案】B8有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿光滑圓臺形表演臺的側壁高速行駛，做勻速圓周運動如圖所示，圖中粗線圓表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h.下列說法中正確的是()Ah越高，摩托車做圓周運動的周期將越大Bh越高，摩托車做圓周運動的向心力將越大Ch越高，摩托車對側壁的壓力將越大Dh越高，摩托車做圓周運動的線速度將越大【解析】以車為研究對象受力分析如圖所示，則有FNsinmg，FNcosmmR()2，因與h無關，故壓力FN不變，向心力不變，h越高，R越大，則T變大，v變大【答案】AD9甲、乙兩名溜冰運動員，面對面拉著彈簧測力計做圓周運動的溜冰表演，如

8、圖所示已知m甲80kg，m乙40kg，兩人相距0.9m，彈簧測力計的示數為96N，下列判斷中正確的是()A兩人的線速度相同，約為40m/sB兩人的角速度相同，為2rad/sC兩人的運動半徑相同，都是0.45mD兩人的運動半徑不同，甲為0.3m，乙為0.6m【解析】兩人的角速度相同，旋轉半徑滿足：r甲：r乙m乙：m甲1：2，r甲r乙0.9m，則r甲0.3m，r乙0.6m.兩人角速度相同，則v甲：v乙1：2.由Fm甲2r甲可得2rad/s.【答案】BD10如圖所示，質量不計的輕質彈性桿P插入桌面上的小孔中，桿的另一端套有一個質量為m的小球，今使小球在水平面內做半徑為R的勻速圓周運動，且角速度為，則

9、桿的上端受到球對其作用力的大小為()Am2RBmCmD不能確定【解析】對小球進行受力分析，小球受到兩個作用力，即重力和桿對小球的作用力，兩個力的合力提供向心力，根據牛頓第二定律，可得C正確【答案】C二、論述、計算題(本題共3小題，共40分，解答時應寫出必要的文字說明、計算公式和重要的演算步驟，只寫出最后答案不得分，有數值計算的題，答案中必須明確數值和單位)11測定氣體分子速率的部分裝置如圖所示，放在高真空容器中，A、B是兩個圓盤，繞一根共同軸以相同的轉速n25r/s勻速轉動兩盤相距L20cm，盤上各開一很窄的細縫，兩盤細縫之間成6°的夾角，已知氣體分子恰能垂直通過兩個圓盤的細縫，求氣

10、體分子的最大速率【解析】設某個氣體分子通過兩圓的時間為t，在時間t內圓盤轉過的角度/302k，(k0,1,2,3，)，氣體分子的最大速率對應著k0.由L/vm/，又2n，聯立解出vm300m/s.【答案】300m/s12(2009·高考廣東卷)如圖所示，一個豎直放置的圓錐筒可繞其中心軸OO轉動，筒內壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內壁A點的高度為筒高的一半，內壁上有一質量為m的小物塊求：(1)當筒不轉動時，物塊靜止在筒壁A點受到的摩擦力和支持力的大小；(2)當物塊在A點隨筒做勻速轉動，且其所受到的摩擦力為零時，筒轉動的角速度【解析】 (1)如圖，當圓錐筒靜止時，物塊受到重力、摩

11、擦力f和支持力N.由題意可知fmgsinmg Nmgcosmg(2)物塊受到重力和支持力的作用，設圓筒和物塊勻速轉動的角速度為豎直方向Ncosmg 水平方向Nsinm2r聯立，得其中tan，r13如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，有一長為l的細線，細線的一端固定在O點，另一端拴一質量為m的小球，現使小球恰好能在斜面上做完整的圓周運動，已知O點到斜面底邊的距離sOCL，求：(1)小球通過最高點A時的速度vA；(2)小球通過最低點B時，細線對小球的拉力；(3)小球運動到A點或B點時細線斷裂，小球滑落到斜面底邊時到C點的距離若相等，則l和L應滿足什么關系？【解析】(1)小球恰好能在斜面上做完整的圓周運動，當小球通過A點時細線的拉力為零，根據圓周運動和牛頓第二定律有：mgsinm解得：vA(2)小球從A點運動到B點，根據機械能守恒定律有：mvmg