2025教科版高中物理必修第二册强化练习题--专题强化练4　竖直平面内的圆周运动（有解析）

中小学教育资源及组卷应用平台 2025教科版高中物理必修第二册 第二章　匀速圆周运动 专题强化练4　竖直平面内的圆周运动 1.(多选题)(2024湖北黄冈月考)如图所示,用长为l的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动,重力加速度为g,则下列说法中正确的是(　　) A.小球在圆周最高点时所受的向心力大小一定等于重力 B.小球在最高点时绳子的拉力不可能为零 C.若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动,则其在最高点的速率为 D.小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力 2.(多选题)(2023四川广元中学月考)如图所示,小球在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动,重力加速度大小为g。下列说法正确的是(　　) A.小球通过最高点时的最小速度是 B.小球通过最高点时的最小速度为零 C.小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力 D.小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力 3.(2024四川宜宾一曼中学月考)杂技演员表演“水流星”,在长为1.6 m的细绳的一端,系一个与水的总质量为m=0.5 kg的盛水容器,以绳的另一端为圆心,在竖直平面内做圆周运动,如图所示,若“水流星”通过最高点时的速率为4 m/s,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是 (　　) A.“水流星”通过最高点时,有水从容器中流出 B.“水流星”通过最高点时,绳的张力及容器底部受到的压力均为零 C.“水流星”通过最高点时,处于完全失重状态,不受力的作用 D.“水流星”通过最高点时,绳子的拉力大小为5 N 4.(多选题)(2024四川内江期末)在东北严寒的冬天,有一项“泼水成冰”的游戏,具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中,泼出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景。如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间,图乙为其简化示意图。假设泼水过程中杯子做匀速圆周运动,半径约为1 m,在0.4 s内杯子旋转了π。下列说法正确的是 (　　) 　 A.P位置的小水珠速度方向沿b方向 B.P、Q两位置,杯子的向心加速度相同 C.杯子在旋转时的线速度大小约为6π m/s D.杯子在旋转时的向心加速度大小约为9π2 m/s2 5.(2024四川资阳期末)如图甲所示为自行车气嘴灯,气嘴灯由接触式开关控制,其结构如图乙所示,弹簧一端固定在顶部,另一端与小物块P连接,当车轮转动的角速度达到一定值时,P拉伸弹簧后使触点A、B接触,从而接通电路使气嘴灯发光。触点B与车轮圆心距离为R,车轮静止且气嘴灯在最低点时触点A、B距离为d,已知P与触点A的总质量为m,弹簧劲度系数为k,重力加速度大小为g,不计接触式开关中的一切摩擦,小物块P和触点A、B均视为质点。当该自行车在平直的道路上行驶时,下列说法中正确的是 (　　) A.要使气嘴灯能发光,车轮匀速转动的最小角速度为 B.要使气嘴灯能发光,车轮匀速转动的最小角速度为 C.要使气嘴灯一直发光,车轮匀速转动的最小角速度为 D.要使气嘴灯一直发光,车轮匀速转动的最小角速度为 6.(2023北京丰台月考)如图甲,小球用不可伸长的轻绳连接绕定点O在竖直面内做圆周运动,小球经过最高点的速度大小为v,此时绳子拉力大小为F,拉力F与v2的关系如图乙所示,图像中的数据a和b以及重力加速度g为已知量,求小球的质量和圆周轨道半径。 7.(2024广东揭阳月考)如图,竖立的圆轨道直径d=15 m,固定在地面上。一辆质量m=1.2×103 kg的小汽车在进行特技表演时,以某一速度冲上圆轨道,到达最高点时速度v1=54 km/h;之后到达最低点时速度v2=72 km/h。将汽车视为质点,求小汽车:(重力加速度g取10 m/s2) (1)在圆轨道最高点受到的弹力大小; (2)在圆轨道最低点受到的弹力大小。 8.(2024山东潍坊实验中学月考)如图所示,半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置,两个质量均为m的小球A、B从水平地面上以不同速率进入管内,A通过最高点C时,对管壁上部的压力为3mg,B通 ... ...