2021 届高三物理二轮复习强化训练 圆周运动 1.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( ) A.线速度的方向保持不变 B.线速度的大小保持不变 C.角速度不断变化 D.线速度和角速度都保 持不变 2.汽车在公路上行驶时一般不打滑,轮子转一周,汽车向前行驶的距离等于 车轮的周长。某国产轿车的车轮半径约为 30cm,当该型号的轿车在高速公 路上匀速行驶时,驾驶员面前速率计的指针指在“120km/h”上,可估算出该车 轮的转速为( A.1000r/s ) B.1000r/min C.1000r/h D.2000r/s 3.关于向心力的下列说法正确的是( ) A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 B.向心力只能改变做圆周运动的物体的速度方向,不能够改变速度的大小 C.做匀速圆周运动的物体其向心力指向圆心,所以是恒力 D.做匀速圆周运动的物体其向心力可以改变线速度的大小 4.狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速行驶,下列给出的四个关于雪 橇受到的牵引力 F 及摩擦力 f 的不意图(图中 O 为圆心)正确的是( ) A. B. C. D. 5.关于做匀速圆周运动的物体的向心加速度,下列说法正确的是( A.向心加速度的大小和方向都不变 ) B.向心加速度的大小和 方向都不断变化 C.向心加速度的大小不变,方向不断变化 D.向心加速度的大小不 断变化,方向不变 6.计算机中的硬磁盘磁道如图所示,硬磁盘绕磁道的圆心 O 转动,A、B 两点 位于不同的磁道上,线速度分别为 vA 和 vB,向心加速度分别为 aA 和 aB,则它 们大小关系正确的是( ) A.vA<vB;aA<aB B.vA>vB;aA<aB C.vA<vB;aA>aB D.vA>vB;aA>aB 7.在高速公路的拐弯处.通常路面都是外高内低，如图甲所示.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。如图乙所示，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. gRh L B. gRh d C. gRL h D. gRd h 8.我国高铁技术发展迅猛,目前处于世界领先水平,已知某路段为一半径为 5600 米的弯道,设计时速为 216km/h(此时车轮轮缘与轨道间无挤压),已知我 国的高铁轨距约为 1400mm,且角度较小时可近似认为 tanθ=sinθ,重力加速 2 度 g 等于10m/s ,则此弯道内、外轨高度差应为( ) A.8cm B.9cm C.10cm D.11cm 9.如图所示，洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法错 误的是（ ） A.脱水过程中，衣物是紧贴桶壁的 B.水会从桶中甩出是因为水滴受到的向心力很大的缘故 C.增大脱水桶转动的角速度.脱水效果会更好 D.靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好 10.如图所示,照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动,已知图中双向四 车道的总宽度约为 15m,假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的 0.7 倍,则 运动的汽车( ) A.所受的合力可能为零 B.只受重力和地面的支持力作用 C.最大速度不能超过 25m/s D.所需的向心力由重力和支持力的合力 提供 11.如图所示，工人将一根长为的电线杆倾斜一定角度，端触地（始终不滑 动），电线杆上的点靠在一梯子上，离地高度为，此时电线杆与水平方向 的夹角为，若某时刻突然使电线杆上的点获得一水平向右、大小为的速度， 则此时点速度为( ) A、 lv sin  h B、 lv sin 2  h C、 lv cos  h D、 lv cos 2  h 12.一质点做半径为 r 的匀速圆周运动,它的向心加速度、角速度、线速度、 周期分别为 a,  , v, T 下列关系式正确的有（ a r A.   B. v  r a ） D. T  2π C. a  v r a 13.如图所示,长为 L 的细绳一端固定在 O 点,另一端拴住一个小球,在 O 点的 L 正下方与 O 点相距 2 的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子,把球拉起使细绳 在水平方向伸直, 由静止开始释放,当细绳碰到钉子的瞬间,下列说法正确的 是( ) A.小球的角速度突然增大 B.小球的线速度突然增大 C.小球的向心加速度突然增大 D.小球的向心加速度不变 14.如图所示，某型号自行车的大齿轮半径 r1  12cm ，小齿轮半径 r2  4cm ，后 B 轮半径 r3  40cm ，它们的边缘有三个点 A、、 时，下列说法正确的是( ) A、 C  B  25rad / s B、 vB  v A  10m / s C 。当 C 点的线速度为 vC  10m / s C、 A、B 两点的向心加速度大小之比 aA : aB  3 :1 D、 B、C 两点的向心加速度大小之比 aB : aC  1:10 15.如图,用一端拴有钢球的细绳做“感受向心力”的实验。抡动细绳使钢球在 光滑水平台面上做圆周运动,则( ) A.绳对钢球的拉力提供向心力 B.桌面对钢球的支持力提供向心力 C.只减小钢球的绕行速度,绳的拉力将减小 D.松手后钢球仍能维持圆周运动 16.静止在地球上的物体随地球做匀速圆周运动，有关位于赤道上的物体 1 与位于北纬 60°的物体 2,下列说法正确的是( A.它们的角速度之比 1 : 2  2 :1 ) B.它们的线速度之比 v1 : v2  2 :1 C.它们的向心加速度之比 a1 : a2  2 :1 D.它们的向心加速度之比 a1 : a2  4 :1 17.如图所示，质量为 m 的小球置于立方体的光滑盒子中，盒子的边长略 大于小球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为 R 的匀速圆周 运动．已知重力加速度为 g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球 之间作用力大小恰为 mg，则( ) A．该盒子做匀速圆周运动的周期等于 B．该盒子做匀速圆周运动的周期等于 2  R g R g C．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小等于 2mg D．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小等于 3mg 18.质量为 m 的小球通过长为 L 的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动， 细线与竖直方向的夹角为 θ，求： （1）细线的拉力的大小 （2）小球做匀速圆周运动的周期 19.如图所示，圆盘绕轴匀速转动时，在距离圆心 0.8 m 处放一质量为 0.4 kg 的金属块，恰好能随圆盘做匀速圆周运动而不被甩出，此时圆盘的角速 度为 2 rad/s。求： (1)金属块的向心加速度。 (2)金属块受到的最大静摩擦力。 20.某铁路转弯处的圆弧半径是 500m,若规定火车通过这个弯道的速度为 4 72 Km / h 一质量为 2 �10 Kg 的机车 俗称火车头 通过该弯道,机车转弯时可以 简化为质点做圆周运动,g 取 10m / s 2 ． (1)若弯道处的铁轨铺设在水平路基上,求铁轨对机车轮缘的侧向弹力大小； (2)若要使火车以该速率通过弯道,且使铁轨对机车轮缘没有侧向弹力,我们 可以适当倾斜路基,则路基的倾角  多大？ 可用  的三角函数值表示) 参考答案 1.答案：B 解析：做匀速圆周运动的物体,线速度大小不变,方向不断改变,故线速度不 断变化,角速度保持不变,故选 B。 2.答案：B 解析：设经过时间 t 轿车匀速行驶的路程 x  vt 此过程中轿车车轮缘上的某 一点相对于车身转过的路程 x '  nt �2πR 其中 n 为车轮的转速，由 x  x ' 可得 vt  nt � 2π,R n  v � 17.7r/s=1062r/min 2π R ,B 正确。 3.答案：B 解析：物体做圆周运动需要向心力而不是产生向心力,所以 A 项错误;向心 力方向始终与速度方向垂直,只改变速度的方向不改变速度的大小,所以 B 项正确,D 项错误;向心力始终指向圆心,方向时刻改变,是变力,所以 C 项错 误。 4.答案：C 解析：滑动摩擦力的方向是与相对运动方向相反且与接触面相切的,雪撬 做匀速圆周运动,合力应该指向圆心,可知 C 正确,ABD 错误。 5.答案：C 解析：做匀速圆周运动的物体的向心加速度的方向始终指向圆心,方向不 断变化,而大小不变,C 正确。 6.答案：A 解析：硬磁盘绕磁道的圆心 O 转动，各点角速度相等，线速度 v   r ； 向心加速度 v  r ,由于 rA  rB 、， 所 以 2 vA  vB ， a A  aB 选项 A 正确。 7.答案：B 解析：汽车做匀速圆周运动，向心力由重力与斜面对汽车的支持力的合力 提供，且向心力的方向水平，向心力大小 F向  mg tan  .根据牛顿第二定律 F向  m v2 h , tan   R d ，解得 汽车转弯时的车速 v gRh d ，选项 B 正确。 8.答案：B 解析：要使高铁安全通过育道，则高铁弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力 和支持力的合力提供向心力，根据向心力公式列式求解。由题可知半径 R=5 600 m，时速为 v=216 km/h=60 m/s;根据牛顿第二定律得 解得 tan   9 h tan   sin   140�。由题意得 L ，而 L =l mg tan   m v2 R ， 400 mm，联立得 h=90 mm=9 cm.故选项 B 正确，ACD 错误。 9.答案：B 解析：脱水过程中.衣物做离心运动而被甩向桶壁，故 A 正确。水滴的附 着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴 被甩掉，故 B 错误。 F  m R .ω 增 2 大，所需向心力 F 增大，会有更多水滴被甩出去，故 C 正确。中心的衣服, R 比较小，角速度 ω 一样，所需向心力小.脱水效果较差.故 D 正确。 10.答案：C 解析：汽车在水平路面上做匀速圆周运动,合外力时刻指向圆心,拐弯时靠 静摩擦力提供向心力,因此排除选顼 ABD,选项 C 正确。 11.答案：B 解析：根据运动的合成与分解可知，接触点 的实际运动为合运动，可将 点运动的水平速度 沿垂直于杆和沿杆（ 指向 ）的方向分解成 ，其中 动的速度， 为 点做圆周运动的线速度， ，由于 点的线速度为 和