提升训练4 圆周运动1.(2022江苏小高考,9)如图所示,汽车雨刮器在转动时,杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小为ωA、ωB,线速度大小为vA、vB,则( )A.ωA<ωB,vA=vBB.ωA>ωB,vA=vBC.ωA=ωB,vA<vBD.ωA=ωB,vA>vB2.(2022浙江选考10月,3)获得2022年诺贝尔物理学奖的成果是( )A.牛顿发现了万有引力定律B.卡文迪许测定了引力常量C.爱因斯坦预言了引力波D.雷纳·韦斯等探测到了引力波3.(2022浙江嘉兴模拟3月,2)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示意图。已知质量为60kg的学员在A点位置,质量为70kg的教练员在B点位置,A点的转弯半径为5.0m,B点的转弯半径为4.0m,学员和教练员均可视为质点,则运动( )A.周期之比为5∶4B.线速度大小之比为1∶1C.向心加速度大小之比为4∶5D.受到的合力大小之比为15∶144.[2022浙江温州模拟(二),3]如图所示为自行车示意图。自行车的大齿轮通过链条和后轮中小齿轮连接,转动时链条不松动。小齿轮与后轮共轴一起转动。假若大齿轮的半径为a,小齿轮半径为b,后轮半径为c。正常运行时,自行车匀速前进速度大小为v。则下列说法中错误的是( )A.后轮转动的角速度为B.大齿轮转动的角速度为C.小齿轮边缘某点转动的向心加速度为()2b-7-\nD.大齿轮边缘上某点转动的向心加速度为5.(2022浙江温州模拟2月,4)洗衣机脱水时有一件衣物附在竖直筒壁上,如图所示,则下列说法正确的是( )A.衣物受到重力,筒壁对它的弹力、摩擦力及向心力共四个力的作用B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁对它的弹力提供C.筒的转速增大时,筒壁对衣物的摩擦力增大D.筒的转速增大时,筒壁对衣物的弹力保持不变6.(2022浙江选考10月,8)质量为30kg的小孩坐在秋千板上,秋千板离系绳子的横梁的距离是2.5m。小孩的父亲将秋千板从最低点拉起1.25m高度后由静止释放,小孩沿圆弧运动至最低点时,她对秋千板的压力约为( )A.0B.200NC.600ND.100N7.[2022—2022学年浙江杭州建人高复高三(下)第四次月考,8]奥运会单杠比赛中有一个“单臂大回环”动作,难度系数非常大。假设运动员质量为m,单臂抓杠身体下垂时,手掌到人体重心的距离为l,在运动员单臂回转从顶点倒立(已知此时速度为0)转动至最低点的过程中(可将人视为质量集中于重心的质点,且不考虑手掌与单杠间的摩擦力,重力加速度为g),下列分析正确的是( )A.运动员在最低点处速度大小是B.运动员在最低点处的加速度大小是3gC.在最低点时运动员手臂拉力是其自身重力的3倍D.经过最低点时运动员的角速度最大,为28.一轻杆一端固定一质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动,以下说法正确的是( )A.小球过最高点时,杆所受的弹力不可以为零-7-\nB.小球过最高点时最小速度为C.小球过最高点时,杆对球的作用力方向可以与球所受重力方向相反D.小球过最高点时,杆对球的作用力方向一定与小球所受重力方向相同9.(2022上海单科,16)风速仪结构如图(a)所示。光源发出的光经光纤传输,被探测器接收,当风轮旋转时,通过齿轮带动凸轮圆盘旋转,当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被遮挡。已知风轮叶片转动半径为r,每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间Δt内探测器接收到的光强随时间变化关系如图(b)所示,则该时间段内风轮叶片( )A.转速逐渐减小,平均速率为B.转速逐渐减小,平均速率为C.转速逐渐增大,平均速率为D.转速逐渐增大,平均速率为10.(2022海南单科,3)如图,光滑圆轨道固定在竖直面内,一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为FN1,在高点时对轨道的压力大小为FN2。重力加速度大小为g,则FN1-FN2的值为( )A.3mgB.4mgC.5mgD.6mg11.(2022浙江名校协作体模拟,10)2022年10月17日7时30分,我国神舟十一号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心成功发射。2名航天员乘坐神舟十一号载人飞船在距地面393千米的轨道上与天宫二号对接,完成30天的中期驻留,每天绕地球约16圈。神舟十一号充分继承了神舟十号的技术状态,同时为了适应本次任务要求而进行了多项技术改进。神舟十一号和天宫二号对接时的轨道高度是393千米,神舟十号与天宫一号对接时,轨道高度是343千米。则( )-7-\nA.神舟十一号周期大于地球自转周期B.神舟十一号飞行速度大于第一宇宙速度C.神舟十一号运行的加速度小于同步卫星的加速度D.神舟十一号与天宫二号结合时比神舟十号与天宫一号结合时速度小12.(2022—2022学年浙江杭州五县高三上期中,9)据英国《每日邮报》2022年3月6日报道,“格利泽581d”行星大小约为地球的3倍,是人类在太阳系之外发现的第一个位于宜居带中的行星,被称为“超级地球”。它距离地球22光年,在浩瀚的宇宙中算得上是“邻居”。在以“格利泽581”为中心绕转的多颗行星中,“格利泽581c”“格利泽581d”分别与“格利泽581”的距离之比为7∶22,则这两颗行星( )A.格利泽581d的周期大B.格利泽581d的线速度大C.格利泽581d的角速度大D.格利泽581d的向心加速度大13.(2022—2022学年浙江名校协作体高三上联考,8)我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射,将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。“墨子”由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道。此前6月在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7。G7属地球静止轨道卫星(高度约为36000千米),它将使北斗系统的可靠性进一步提高。下列说法正确的是( )A.这两颗卫星的运行速度可能大于7.9km/sB.通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方C.量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7小D.量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7小14.(2022浙江选考10月,7)如图所示是小明同学画的人造地球卫星轨道的示意图,则卫星( )A.在a轨道运行的周期为24hB.在b轨道运行的速度始终不变C.在c轨道运行的速度大小始终不变D.在c轨道运行时受到的地球引力大小是变化的答案：1.D 解析杆上A、B两点绕O点的转动属于同轴转动,所以角速度相等,故ωA=ωB;由于-7-\nrA>rB,根据v=rω,vA>vB;所以选项A、B、C错误,D正确。2.D 解析2022年最热门的物理学发现是引力波,所以答案为D。3.D 解析A.A、B两点同轴转动周期相等、角速度相等,故A错误。B.根据v=rω知,半径之比为5∶4,则线速度之比为5∶4,故B错误。C.根据a=rω2知,半径之比为5∶4,则向心加速度大小之比为5∶4,故C错误。D.根据F=ma知,向心加速度之比为5∶4,质量之比为6∶7,则合力大小之比为15∶14,故D正确。4.B 解析A.后轮的线速度为v,则后轮转动的角速度ω=,故A正确。B.小齿轮和后轮共轴转动,角速度相等,则小齿轮的角速度为,根据小齿轮和大齿轮线速度大小相等,有·b=ω'a,解得大齿轮的角速度ω'=,故B错误。C.小齿轮边缘某点转动的向心加速度a小=b,故C正确。D.大齿轮边缘上某点转动的向心加速度a大=aω'2=,故D正确。5.B 解析A、B.衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力作用,弹力提供向心力,不要重复分析受力,故A错误,B正确。C、D.筒壁的弹力F提供衣物的向心力,得到FN=mω2R=m(2πn)2R,转速n增大时,弹力F也增大;衣物附在筒壁上随筒一起做匀速圆周运动,衣物的重力与静摩擦力平衡,筒的转速增大时,摩擦力不变。故C、D错误。6.C 解析小孩沿圆弧运动到最低点时,只有重力做功,系统机械能守恒,即mg·1.25m=mv2,在最低点根据牛顿第二定律有F-mg=m,联立解得F=600N,由牛顿第三定律可知她对秋千板的压力约为600N,选项C正确,A、B、D错误。7.D 解析A.运动员单臂回转从顶点倒立(此时速度为0)转动至最低点的过程中,根据动能定理,有2mgl=mv2,解得v=2,故A错误。B.最低点处的加速度大小为a==4g,故B错误。C.在最低点时,对运动员受力分析有FT-mg=ma,解得FT=5mg,故C错误。D.经过最低点速度最大,所以角速度最大,大小为ω==2,故D正确。8.C 解析小球过最高点时,当球的速度为v=-7-\n时,杆所受的弹力为零,选项A错误。因为轻杆在最高点时对小球能够提供支持力,故小球过最高点时的最小速度是零,选项B错误。小球过最高点时,杆对球的作用力可以是向上的支持力,也可以是向下的拉力,选项C正确,D错误。9.B 解析根据图(b)可判断光被遮挡的时间间隔越来越大,说明风轮越转越慢,凸轮每挡光一次,凸轮就转过一个周期,风轮转过的周期数为凸轮的n倍,即为4n,风轮叶片转过的总的弧长为l=4n×2πr,所用时间为Δt,故平均速率为,B选项正确。10.D 解析设小球在最低点速度为v1,在最高点速度为v2,在根据牛顿第二定律,有在最低点:FN1-mg=m在最高点:FN2+mg=m同时从最高点到最低点,根据动能定理,有mg·2R=联立以上三个方程式可以得到FN1-FN2=6mg,故选项D正确。11.D 解析A.由题,神舟十一号载人飞船每天绕地球约16圈,所以神舟十一号周期小于地球自转周期,故A错误。B.飞船绕地球做匀速圆周运动时,由地球的万有引力提供向心力,则有=mr=m=ma则得T=2π,v=,a=。由于神舟十一号的轨道半径大于地球的半径,所以神舟十一号飞行速度小于第一宇宙速度,故B错误。C.神舟十一号周期小于地球自转周期,即小于同步卫星的周期;根据T=2π可知神舟十一号轨道半径小于同步卫星的轨道半径;由a=,神舟十一号运行的加速度大于同步卫星的加速度,故C错误。D.神舟十号的轨道半径小于神舟十一号的轨道半径,由v=,得知神舟十号的线速度大于神舟十一号,故D正确。12.A 解析根据万有引力提供向心力,G=ma=m=mω2r=r得周期T=,线速度v=,角速度ω=,向心加速度a=。根据题意,“格利泽-7-\n581c”“格利泽581d”分别与“格利泽581”的距离之比为7∶22,即格利泽581d的轨道半径大,则其周期大,线速度、角速度、向心加速度小,故A正确,B、C、D错误。13.C 解析A.同步卫星的环绕速度小于第一宇宙速度,选项A错误。B.地球同步卫星位于赤道正上空,选项B错误。C.根据=mr可得T=2π,由此可知量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7小,选项C正确。D.根据a=可知量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7大,选项D错误。14.D 解析同步卫星必须在赤道正上空36000km处,所以a轨道不可能是同步轨道,选项A错误;b轨道上的卫星的速度方向不断变化,所以速度在变,选项B错误;地球在c轨道的其中一个焦点上,因此在近地点时卫星速度要快,远地点时速度要慢,选项C错误;在c轨道上,卫星离地球的距离变化,所以根据F=G可以看出受地球的引力大小不断变化,D正确。-7-
