2021届高考物理寒假必刷题汇编重难点05生活中的圆周运动1．铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为，如图所示，弯道处的轨道圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时的速度大于（）A．这时铁轨对火车支持力等于B．这时铁轨对火车支持力等于C．这时内轨对内侧车轮轮缘有挤压D．这时外轨对外侧车轮轮缘有挤压【答案】D【详解】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，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，得合力等于向心力，故有得当时，重力和支持力的合力不够提供向心力，则火车拐弯时会挤压外轨，当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小故选D。2．如图所示，竖直转轴OO'垂直于光滑水平桌面，A是距水平桌面高h的轴上的一点，A点固定有两铰链。两轻质细杆的一端接到铰链上，并可绕铰链上的光滑轴在竖直面内转动，细杆的另一端分别固定质量均为m的小球B和C，杆长AC>AB>h，重力加速度为g。当OO'轴转动时，B、C两小球以O为圆心在桌面上做圆周运动。在OO'轴的角速度ω由零缓慢增大的过程中，下列说法正确的是（）A．两小球的线速度大小总相等B．两小球的向心加速度大小总相等C．当ω＝时，两小球对桌面均无压力D．小球C先离开桌面【答案】C【详解】A．两球的角速度相同，但轨道半径不同，则线速度大小不等，则A错误；B．向心加速度，因半径不同则加速度不同，则B错误；CD．设杆与竖直向的角为，要离开桌面须满足即对桌面无压力，与角度无关，则两球同时离开桌面，则D错误，C正确。故选C。3．高铁列车的速度很大，铁路尽量铺设平直但在铁路转弯处要求内、外轨道的高度不同。在设计轨道时，其内、外轨高度差h不仅与转弯半径r有关，还与火车在弯道上的行驶速率有关。下列说法正确的是（）A．r一定时，v越大，h越大B．v一定时，r越大，h越大C．在通过建设好的弯道时，火车的速度越小，轮缘对轨道的作用力一定越大D．若内、外轨道建设成相同高度，容易导致高速列车从内轨道一侧翻倒【答案】A【详解】AB．火车转弯时，外轨要比内轨高；设内外轨的水平距离为d，根据火车转弯时，重力与支持力的合力提供向心力得解得或如果r一定时，v越大，则要求h越大；如果v一定时，r越大，则要求h越小，故A正确，B错误。C．在通过建设好的弯道时，火车的速度越小，当小于时，内轨对轮缘产生作用力，且速度越小，轮缘对内轨的作用力越大，选项C错误。D．若内、外轨道建设成相同高度，由于离心作用，容易导致高速列车向外轨道一侧翻倒，选项D错误。故选A。4．如图甲所示，质量相等大小可忽略的a、b两小球用不可伸长的等长轻质细线悬挂起来，使小球a在竖直平面内来回摆动，小球b在水平面内做匀速圆周运动，连接小球b的绳子与竖直方向的夹角和小球a摆动时绳子偏离竖直方向的最大夹角都为，运动过程中两绳子拉力大小随时间变化的关系如图乙中c、d所示。则下列说法正确的是（）A．图乙中直线d表示绳子对小球a的拉力大小随时间变化的关系B．a球在最低点的速度大小跟b球速度大小相同C．的取值不是唯一的D．【答案】D【分析】a球做振动，绳子的拉力周期性的变化，b球在水平面做匀速圆周运动，绳子拉力大小不变。由向心力有关知识可知绳子最大拉力的表达式。由图乙两种情况最大拉力大小相等，联立即可求得。【详解】A．a球作摆动，绳子的拉力作周期性变化。b球在水平面作匀速圆周运动，竖直方向没有加速度，则有可知保持不变，所以图乙中直线d表示绳子对小球b的拉力大小随时间变化的关系，直线c表示绳子对小球a的拉力大小随时间变化的关系，A错误；B．a球在最低点满足b球竖直方向满足水平方向满足联立解得而既然，所以，B错误；CD．在甲图中，设小球经过最低点的速度大小为v，绳子长度为L，则由机械能守恒得在最低点，有联立解得，由图乙知，即解得，C错误，D正确。故选D。5．如图所示，竖直转轴下端固定一个定滑轮，一根轻质细线绕过光滑定滑轮两端分别连接质量为、的甲、乙两球，让竖直转轴匀速转动，转动过程中定滑轮的位置不变，当转动稳定时，、...