2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：向心力和向心加速度

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日期: 2024-11-04

一轮复习

单选题

如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（即圆锥摆）。保持线长不变，让小球在一个位置更低的水平面内做匀速圆周运动（图上未画出），前后两次金属块Q都保持静止，则后一种情况与原来相比较，下列说法正确的是（）

A、金属块Q受到桌面的支持力不变

B、细线的拉力会变大

C、小球P向心加速度会变大

D、小球P运动的角速度变大

一种叫做“飞椅”的游乐项目，如图所示。长为 $\text{[math]}$ 的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为 $\text{[math]}$ 的水平转盘边缘。转盘可以绕穿过中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内且与竖直方向的夹角为 $\text{[math]}$ ，已知重力加速度为g，不计钢绳的重力，则转盘匀速转动的角速度 $\text{[math]}$ 的大小为（）

A、 $\text{[math]}$

B、 $\text{[math]}$

C、 $\text{[math]}$

D、 $\text{[math]}$

如图所示，A，B两物体用过转台圆心的细绳相连放在转台上，它们一起绕转台竖直中心轴以角速度 $\text{[math]}$ 转动，转动半径 $\text{[math]}$ ，质量 $\text{[math]}$ ， A，B两物体与转台间的动摩擦因数均为 $\text{[math]}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

A、为保持A，B两物体与转台间相对静止， $\text{[math]}$ 的最大值为 $\text{[math]}$

B、为保持A，B两物体与转台间相对静止， $\text{[math]}$ 的最大值为 $\text{[math]}$

C、为保持A，B两物体与转台间相对静止， $\text{[math]}$ 的最大值为 $\text{[math]}$

D、无论 $\text{[math]}$ 多大，A，B两物体与转台间均保持相对静止

如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动。若忽略摩擦，这时球受到的力有（）

A、重力和向心力

B、重力和弹力

C、重力、支持力和向心力

D、重力的下滑力

在2022年2月5日北京冬奥会上，我国选手范可新、曲春雨、张雨婷、武大靖、任子威一起夺得短道速滑混合团体接力奥运冠军！为中国体育代表团拿到本届冬奥会首枚金牌，这也是短道速滑项目历史上第一枚男女混合接力奥运金牌。短道速滑比赛中运动员的最后冲刺阶段如图所示，设甲、乙两运动员在水平冰面上恰好同时到达虚线PQ，然后分别沿半径为r₁和r₂（r₂＞r₁）的滑道做匀速圆周运动，运动半个圆周后匀加速冲向终点线。假设甲、乙两运动员质量相等，他们做圆周运动时所受向心力大小相等，直线冲刺时的加速度大小也相等。下列判断中正确的是（）

A、在做圆周运动时，甲先完成半圆周运动

B、在做圆周运动时，乙先完成半圆周运动

C、在直线加速阶段，甲、乙所用的时间相等

D、在冲刺时，甲、乙到达终点线时的速度相等

明朝的《天工开物》记载了我国古代芳动人民的智慧。如图所示，可转动的把手上“点”到转轴的距离为2R，辘轳边缘b点到转轴的距离为R。人甲转动把手，把井底的人乙匀速拉起来，则（）

A、 a点的角速度大于b点的角速度

B、 a点的线速度小于b点的线速度

C、 a点的加速度小于b点的加速度

D、 a点的周期等于b点的周期

如图，A，B两点分别位于大、小两轮的边缘上，它们的半径之比为2：1，两个轮子之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。在两轮匀速转动时，下列关系正确的是（）

A、 A，B两点的线速度之比为2：1

B、 A，B两点的线速度之比为1：1

C、 A，B两点的角速度之比为2：1

D、 A，B两点的向心加速度之比为1：1

市面上有一种套在脚上的呼啦圈，深受小孩子喜爱，它有一个轻环可以套在脚上，轻环通过一根绳连接带有自动计数装置的轮子。在运动过程中，该模型可近似简化为轮子以脚为圆心做匀速圆周运动，轮子每转一周，小孩子都要跳起一次，以起到锻炼效果。现计数器显示在t时间内轮子转过的圈数为n，下列说法正确的是（）

A、呼啦圈转动的转速为n

B、若增大转速，脚受到环的弹力增大

C、保持匀速转动时，脚给轻环的作用力不变

D、小孩子跳起的频率为 $\text{[math]}$

多选题

质量为m的小球（可视为质点）用长为L的轻绳悬于P点，某同学用该装置进行了两种情景的操作：Ⅰ．如图甲所示，使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳子与竖直方向的夹角为37°，小球的向心加速度大小为 $\text{[math]}$ ，绳子的拉力大小为 $\text{[math]}$ ；Ⅱ．如图乙所示，使小球在竖直平面内左右摆动，绳子的最大摆角为37°，当小球摆到最低点时，小球的加速度大小为 $\text{[math]}$ ，绳子的拉力大小为 $\text{[math]}$ 。重力加速度为g， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，忽略空气阻力，则以下比值正确的是（）

“血沉”是指红细胞在一定条件下沉降的速度，在医学中具有重要意义。测量“血沉”可将经过处理后的血液放进血沉管内，由于重力作用，血液中的红细胞将会下沉。设血沉管竖直放置且足够深，红细胞的形状为球体。已知红细胞下落受到血液的粘滞阻力表达式为 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 为血液的粘滞系数，r为红细胞半径，v为红细胞运动的速率。若某血样中半径为r的红细胞，由静止下沉直到匀速运动的速度为 $\text{[math]}$ ，红细胞密度为 $\text{[math]}$ ，血液的密度为 $\text{[math]}$ 。以下说法正确的是（）

如图所示为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视图。已知质量为50 kg的学员在A点位置，质量为60kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为4.0 m，B点的转弯半径为3.0 m，则学员和教练员（均可视为质点）（）

如图所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（）

如图为餐桌上的转盘示意图，两个相同的盘子甲、乙分别放置在转盘上随转盘一起转动时，下列说法正确的是（）

如图所示的圆锥摆中，摆球A在水平面上作匀速圆周运动，关于A的受力情况，下列说法中正确的是（）

实验探究题

用如图所示的向心力演示器可以探究向心力 $\text{[math]}$ 和物体质量m、角速度 $\text{[math]}$ 以及半径r的关系。实验时，匀速转动手柄使变速塔轮、长槽、短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺。根据标尺上露出的等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。左变速塔轮1、2、3的半径为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，右变速塔轮4、5、6的半径为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，且 $\text{[math]}$ ，有两个钢球和一个铝球，三者半径相同。

有如下实验操作：

A．钢球放在挡板A处 B．铝球放在挡板A处

C．钢球放在挡板B处 D．钢球放在挡板C处

E．传动皮带连接变速塔轮1和4 F．传动皮带连接变速塔轮2和5

如图所示的实验装置可以用来验证向心力公式。结实的细线一端系一个小钢球，细线另一端固定在天花板O点上。让小钢球在水平面内做匀速圆周运动。已知当地重力加速度为g，根据下列实验步骤，完成空格。

⑴用直尺测量出小钢球运动的轨道平面到悬点O的距离h。

⑵用秒表记录小钢球运动n圈的时间t，则圆周运动的角速度ω=（用测量量n、t表示）。

⑶若测量数据满足gt²=（用测量量n，h表示），就表明向心力公式成立。

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