高考物理100考点最新模拟题千题精练专题4.11匀速圆周运动问题（提高篇）（含解析）

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1、专题4.11匀速圆周运动问题（提高篇）一．选择题1．（3分）(2019浙江台州模拟)如图所示，A、B为某小区门口自动升降杆上的两点，A在杆的顶端，B在杆的中点处。杆从水平位置匀速转至竖直位置的过程中，下列判断正确的是（　　）A．A、B两点角速度大小之比2：1B．A、B两点线速度大小之比2：1C．A、B两点向心加速度大小之比4：1D．A、B两点向心加速度大小之比1：4【参考答案】B【命题意图】本题以小区门口自动升降杆为情景，考查匀速圆周运动的角速度与线速度、周期、向心加速度及其相关的知识点。【解题思路】因为自动升降杆上的两点A、B两点是同轴转动，所以A、B两点

2、的角速度是相等的，选项A错误；由角速度与线速度关系式v＝rω，可知角速度相等时线速度之比等于半径之比，即A、B两点线速度大小之比为2：1，选项B正确；由向心加速度公式a＝rω2，可知角速度相等时向心加速度之比等于半径之比，所以A、B两点向心加速度大小之比2：1，故CD错误。2.（2019辽宁沈阳一模）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，重力加速度g等于10m/s2，则此弯道内、外轨高度差应为（）A.

3、8cmB.9cmC.10cmD.11cm【参考答案】B【名师解析】要使火车安全通过弯道，则火车拐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，时速为；根据牛顿第二定律得：解得：。由题意得，而，联立得：，故B正确，ACD错误。【名师点睛】解决本题的关键理清向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，注意单位的统一。3.(2019浙江模拟)如图所示，转动轴垂直于光滑水平面，交点O的上方h处固定细绳的一端，细绳的另一端栓接一质量为m的小球B，绳长l＞h，转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动，当转动的角速度ω逐渐增大时

4、，下列说法正确的是　　A.小球始终受三个力的作用B.细绳上的拉力始终保持不变C.要使球离开水平面角速度至少为D.若小球飞离了水平面则线速度为【参考答案】C【名师解析】当小球角速度较小时，小球受重力、支持力和拉力三个力作用，当小球角速度较大时，小球会脱离水平面，小球受重力和拉力两个力作用，故A错误。小球在水平面内做匀速圆周运动，竖直方向上的合力为零，当小球脱离水平面后，角速度增大时，绳子与竖直方向的夹角变大，拉力变大，故B错误。当小球刚好离开水平面时，受重力和拉力作用，根据牛顿第二定律得，Fcosθ=mg，Fsinθ=mlsinθ·ω2，联立解得ω=，故C正确

5、；v=ωlsinθ=ωhtanθ，选项D错误。4.（2018湖北荆州中学质检）在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如图所示，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．汽车的运动可看做是做半径为R的圆周运动．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.B.C.D.【参考答案】B【名师解析】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，重力与支持力的合力等于向心力，mgtanθ=m，tanθ=h/d，联立

6、解得汽车转弯时的车速v=，选项B正确。5.质量分别为M和m的两个小球，分别用长2l和l的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴质量为M和m的小球悬线与竖直方向夹角分别为α和β，如图所示，则(　　)A．cosα＝B．cosα＝2cosβC．tanα＝D．tanα＝tanβ【参考答案】　A【名师解析】　以M为研究对象受力分析，由牛顿第二定律得Mgtanα＝Mω·2lsinα，解得ω＝。同理：以m为研究对象：ω＝。因ω1＝ω2，所以2cosα＝cosβ，故A正确。6.(2018·浙江省名校协作体3月考试)游乐园中的竖直摩天轮在匀速转动时，其每个载客轮舱能始终保持

7、竖直直立状(如图)，一质量为m的旅行包放置在该摩天轮轮舱水平板上。已知旅行包在最高点对水平板的压力为0.8mg，下列说法正确的是(　　)A．摩天轮转动过程中，旅行包所受合力不变B．旅行包随摩天轮的运动过程中始终受到轮舱水平板的摩擦力作用C．旅行包随摩天轮运动到圆心等高处时受到的摩擦力为0.2mgD．旅行包随摩天轮运动的过程中机械能守恒【参考答案】C【名师解析】　旅行包跟随摩天轮做匀速圆周运动，旅行包所受合力提供向心力，大小不变，方向时刻在变化，故A错误。旅行包随摩天轮的转动而做匀速圆周运动，合力提供向心力，在最高点与最低点只受到重力和支持力的作用，不受摩擦力

8、，故B错误。在最高点有：mg－FN＝m，且FN＝0.