2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：竖直方向圆周运动

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日期: 2024-11-13

一轮复习

单选题

如图所示，内壁光滑的细圆管用轻杆固定在竖直平面内，其质量为0.22kg，半径为0.5m。质量为0.1kg的小球，其直径略小于细圆管的内径，小球运动到圆管最高点时，杆对圆管的作用力为零，重力加速度的值取 $\text{[math]}$ 。则小球在最高点的速度大小为（）

下列说法正确的是（）。

A、汽车过拱形桥最高点时，车速越大越安全

B、汽车过凹形路面最低点时，车速越大越安全

C、高速转动的砂轮的转速可以超过最大转速

D、洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣服上的水分甩掉

滚筒洗衣机静止于水平地面上，衣物随着滚筒一起在竖直平面内做高速匀速圆周运动，以达到脱水的效果。滚筒截面如图所示，A点为最高点，B点为最低点，CD为水平方向的直径，下列说法正确的是（）

A、衣物运动到最高点A点时处于超重状态

B、衣物运动到B点时脱水效果更好

C、衣物运动到C点或D点时洗衣机对地面的摩擦力最小

D、衣物从B点到A点的过程中洗衣机对地面的压力逐渐变大

质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是（）

A、小明在垂直绳方向的加速度为零

B、小明在沿绳方向上的加速度为零

C、小明的速度为零，所受合力为零

D、小明的加速度为零，所受合力为零

如图所示，在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时火车的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则下列说法不正确的是（）

A、该弯道的半径 $\text{[math]}$

B、当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变

C、当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压

D、当火车以规定的行驶速度转弯时，向心加速度大小为 $\text{[math]}$

“只要速度够快，就能挑战地球引力！”在挑战极限的实验测试中，挑战者在半径为1.6m的竖直圆形跑道上成功奔跑一圈，引发观众的惊叹。对于挑战过程，下列说法正确的是（）

A、在跑道中运动时，挑战者的总机械能守恒

B、要使挑战成功，挑战者在跑道最高点的速度至少为4m/s

C、要使挑战成功，挑战者除速度要足够大外，体重越小越好

D、运动到最高点时，挑战者的向心加速度一定不小于g

某滑雪运动员（视为质点）由坡道以一定速度进入竖直面内的圆弧形滑道 $\text{[math]}$ ，从滑道的 $\text{[math]}$ 点滑行到最低点的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，关于运动员沿 $\text{[math]}$ 下滑过程，下列说法正确的是（）

A、向心加速度大小逐渐增大

B、所受摩擦力大小逐渐减小

C、所受的合力为零

D、在 $\text{[math]}$ 点，人受滑道的支持力大小小于其重力大小

火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是（）

A、弯道的轨道半径 $\text{[math]}$ ，其中g为重力加速度

B、若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内

C、若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内

D、当火车质量增大、速度为v时，内、外轨仍不受侧压力作用

如图所示，用长 $\text{[math]}$ 的轻质杆连着质量 $\text{[math]}$ 的小球在竖直平面内做圆周运动， $\text{[math]}$ 。下列说法中正确的是（）

A、若小球恰能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点速率为 $\text{[math]}$

B、小球通过最高点时，小球受到杆的作用力不可能为零

C、小球通过最低点时受到轻杆的拉力 $\text{[math]}$

D、若小球以 $\text{[math]}$ 通过最高点，此时小球受到杆向下 $\text{[math]}$ 力的作用

一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2。圆轨道1的半径为R，圆轨道2的半径是轨道1的1.6倍，小球的质量为m。若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过最高点A处时对轨道的压力为（）

多选题

如图甲是小球绕长为L的轻质细杆一端O点在竖直平面内做圆周运动，图乙是火车以某速度经过弯道时的场景，已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）

如图，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以 $\text{[math]}$ 为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根轻绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为 $\text{[math]}$ 时（）

竖直平面内的圆周运动是物理学里的经典模型之一，某同学通过如下实验来探究其相关规律：如图，质量为m的均质小球固定在力传感器测量的一侧，传感器另一侧固定在轻杆一端，现给小球一初速度让其绕O点做圆周运动，小球球心到O点距离为L。已知当力传感器受到球对其的压力时读数为负，受到拉分时读数为正，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）

填空题

如图甲所示，绳的一端系在O点，另一端固定一个可视为质点的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动。小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与其速度平方v²的关系如图乙所示，已知图像与横轴的截距为b、小球质量为m、绳子长为l，则当地重力加速度g表达式为；若绳长不变，换用质量较小的球做实验，图线b点的位置。（选填“左移”、“右移”或“不变”）

综合题

“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，球却不会掉落地上。现将球拍和太极球简化成如图甲所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势。A为圆周的最高点，C为最低点，B、D与圆心O等高。设球的重力为1N，不计拍的重力。则∶

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