高考物理真题练习圆周运动

1 f; T匀速圆周运动二、匀速圆周运动的描述1．线速度、角速度、周期和频率的概念(1)线速度v 是描述质点沿圆周运动快慢的物理量，是矢量，其大小为v =s=2r t T其方向沿轨迹切线，国际单位制中单位符号是m/s；（2）角速度ω是描述质点绕圆心转动快慢的物理量，是矢量，其大小为==2t T在国际单位制中单位符号是rad／s；(3）周期T 是质点沿圆周运动一周所用时间，在国际单位制中单位符号是s；（4）频率f 是质点在单位时间内完成一个完整圆运动的次数，在国际单位制中单位符号是Hz；（5）转速n 是质点在单位时间内转过的圈数，单位符号为r ／s ，以及r／min．2、速度、角速度、周期和频率之间的关系线速度、角速度、周期和频率各量从不同角度描述质点运动的快慢，它们之间有关系v＝rω．T =，v =2，= 2 f 。

由上可知，在角速度一定时，线速度大小与半径成正比；在线速度一定时，角速度大小与半径成反比．三、向心力和向心加速度1.向心力（1）向心力是改变物体运动方向，产生向心加速度的原因．（2）向心力的方向指向圆心，总与物体运动方向垂直，所以向心力只改变速度的方向．2.向心加速度（1）向心加速度由向心力产生，描述线速度方向变化的快慢，是矢量．（2）向心加速度方向与向心力方向恒一致，总沿半径指向圆心；向心加速度的大小为v 2 a n=r 公式：=2r 42rT 21. 线速度V＝s/t＝2πr/T ；== v 2. 角速度 ω＝Φ/t ＝2π/T ＝2πf 3. 向心加速度 a ＝V 2/r ＝ω2r ＝(2π/T)2r4. 向心力 F 心＝mV 2/r ＝m ω2r ＝mr(2π/T)2＝m ωv=F 合5. 周期与频率：T ＝1/f6. 角速度与线速度的关系：V ＝ωr7. 角速度与转速的关系 ω＝2πn (此处频率与转速意义相同)8. 主要物理量及单位：弧长 s:米(m)；角度 Φ：弧度（rad ）；频率 f ：赫（Hz ）；周期 T ：秒（s ）；转速n ：r/s ；半径 r ：米（m ）；线速度 V ：（m/s ）；角速度 ω：（rad/s ）；向心加速度：（m/s 2）。

2024全国高考真题物理汇编生活中的圆周运动一、单选题1．（2024江苏高考真题）陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。

如图所示是生产陶磁的简化工作台，当陶瓷匀速转动时，台面面上掉有陶屑，陶屑与桌面间的动摩因数处处相同（台面够大），则（ ）A ．离轴OO´越远的陶屑质量越大B ． 离轴OO´越近的陶屑质量越小C ． 只有平台边缘有陶屑D ．离轴最远的陶屑距离不会超过某一值2．（2024广东高考真题）如图所示，在细绳的拉动下，半径为r 的卷轴可绕其固定的中心点O 在水平面内转动。

卷轴上沿半径方向固定着长度为l 的细管，管底在O 点。

细管内有一根原长为2l 、劲度系数为k 的轻质弹簧，弹簧底端固定在管底，顶端连接质量为m 、可视为质点的插销。

当以速度v 匀速拉动细绳时，插销做匀速圆周运动。

若v 过大，插销会卡进固定的端盖。

使卷轴转动停止。

忽略摩擦力，弹簧在弹性限度内。

要使卷轴转动不停止，v 的最大值为（ ）A ．B ．C ．D ．二、多选题3．（2024江苏高考真题）如图所示，细绳穿过竖直的管子拴住一个小球，让小球在A 高度处作水平面内的匀速圆周运动，现用力将细绳缓慢下拉，使小球在B 高度处作水平面内的匀速圆周运动，不计一切摩擦，则（ ）A．线速度vA > vB B．角速度ωA < ωBC．向心加速度aA < aB D．向心力F A > FB三、实验题4．（2024海南高考真题）水平圆盘上紧贴边缘放置一密度均匀的小圆柱体，如图（a）所示，图（b）为俯视图，测得圆盘直径D = 42.02cm，圆柱体质量m = 30.0g，圆盘绕过盘心O1的竖直轴匀速转动，转动时小圆柱体相对圆盘静止。

为了研究小圆柱体做匀速圆周运动时所需要的向心力情况，某同学设计了如下实验步骤：(1)用秒表测圆盘转动10周所用的时间t = 62.8s，则圆盘转动的角速度ω = rad/s（π取3.14）(2)用游标卡尺测量小圆柱体不同位置的直径，某次测量的示数如图（c）所示，该读数d = mm，多次测量后，得到平均值恰好与d相等。

2023届新高考物理一轮复习强化训练圆周运动的运动学一、单项选择题1、做匀速圆周运动的两物体甲和乙，它们的向心加速度分别为a1和a2，且a1>a2，下列判断正确的是( )A．甲的线速度大于乙的线速度B．甲的角速度比乙的角速度小C．甲的轨道半径比乙的轨道半径小D．甲的速度方向比乙的速度方向变化快2、变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度。

如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则( )A．该车可变换两种不同挡位B．该车可变换五种不同挡位C.当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4D.当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝4∶13、如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转轴上，其半径之比为R B∶R C＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦力作用，B轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的( )A．线速度大小之比为3∶2∶2B．角速度之比为3∶3∶2C．转速之比为2∶3∶2D．向心加速度大小之比为9∶6∶44、如图所示是一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和前后两齿轮外沿上的点，其中R A＝3R B＝9R C，下列说法中正确的是( )A．ωB＝ωC B．v C＝v AC．ωA＝3ωB D．v A＝3v B5、如图所示为一个半径为5 m的圆盘，正绕其圆心做匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20 m 的高度有一个小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取g＝10 m/s2，不计空气阻力，要使得小球正好落在A点，则( )A．小球平抛的初速度一定是2.5 m/sB．小球平抛的初速度可能是2.5 m/sC．圆盘转动的角速度一定是π rad/sD．圆盘转动的加速度可能是π2 m/s26、许多学生喜欢转笔，如图所示，长为L的笔绕笔杆上的O点做圆周运动，当笔尖的速度为v1时，笔帽的速度为v2，则转轴O到笔帽的距离为( )A ．(v 1＋v 2)L v 2B ．(v 1＋v 2)L v 1C ．v 1L v 1＋v 2D ．v 2L v 1＋v 27、无级变速是指在变速范围内任意连续地变换速度，其性能优于传统的挡位变速器，很多高档汽车都应用了“无级变速”．如图所示为一种“滚轮—平盘无级变速器”的示意图，它由固定在主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成．由于摩擦的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动，如果认为滚轮不会打滑，那么主动轴的转速n 1、从动轴的转速n 2、滚轮半径r 以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x 之间的关系是( )A ．n 2＝n 1x rB ．n 1＝n 2x rC ．n 2＝n 1x 2r 2 D ．n 2＝n 1x r8、为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A 、B ，盘A 、B 平行且相距2 m ，轴杆的转速为3 600 r/min ，子弹穿过两盘留下两弹孔a 、b ，测得两弹孔所在半径的夹角θ＝30°，如图所示．则该子弹的速度可能是( )A ．360 m/sB ．720 m/sC ．1 440 m/sD ．108 m/s二、多项选择题9、如图所示，为A 、B 两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像，其中A 为双曲线的一个分支，由图可知 ( )．A．A物体运动的线速度大小不变B．A物体运动的角速度大小不变C．B物体运动的角速度大小不变D．B物体运动的线速度大小不变10、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60 kg的学员在A点位置，质量为70 kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为5.0 m，B点的转弯半径为4.0 m，则学员和教练员(均可视为质点)( )A．线速度大小之比为5∶4B．周期之比为5∶4C．向心加速度大小之比为4∶5D．受到的合力大小之比为15∶1411、如图所示是自行车转动机构的示意图，假设脚踏板每2 s转1圈，要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大，还需要测量的物理量是( )A．大齿轮的半径 B．小齿轮的半径C．后轮的半径 D．链条的长度12、如图所示为某一皮带传动装置。

1.关于物体做匀速圆周运动的速度，下列说法中正确的是()A．速度大小和方向都变更 B．速度的大小和方向都不变C．速度的大小不变，方向变更 D．速度的大小变更，方向不变2.一只小狗拉着雪橇在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，如图所示为雪橇所受的牵引力F与摩擦力的示意图，其中正确的是( )A．B．C．D．3.一个做匀速圆周运动的物体，假如半径不变，而速率增加到原来速率的3倍，其向心力增加了64 N，则物体原来受到的向心力的大小是( )A． 16 N B． 12 N C． 8 N D． 6 N4.下列对圆锥摆的受力分析正确的是( )A． B． C． D．5.如图所示，用细绳系一小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力，关于小球的受力正确的是( )A．只受重力 B．只受绳子拉力 C．受重力、绳子拉力 D．受重力、绳子拉力和向心力6.如图所示，圆盘上叠放着两个物块A和B，当圆盘和物块绕竖直轴匀速转动时，物块与圆盘始终保持相对静止，则( )A．物块A不受摩擦力作用B．物块B受5个力作用C．当转速增大时，A所受摩擦力增大，B所受摩擦力减小D．A对B的摩擦力方向沿半径指向转轴7.如图所示，质量为m的物块从半径为R的半球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时的速度为v，若物块滑到最低点时受到的摩擦力是，则物块与碗的动摩擦因数为( )A． B． C． D．8.如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心，a方向与c方向垂直.当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是( )A．当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向为cB．当转盘匀速转动时，P不受转盘的摩擦力C．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为aD．当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为b9.如图所示，某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中，物体的速率渐渐增大，则( )A．物体的合外力为零B．物体的合力大小不变，方向始终指向圆心OC．物体的合外力就是向心力D．物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外)10.如图，一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一块橡皮，橡皮块随圆盘一起转动（俯视为逆时针）．某段时间圆盘转速不断增大，但橡皮块仍相对圆盘静止，在这段时间内，关于橡皮块所受合力F的方向的四种表示（俯视图）中，正确的是（）A． B． C． D．11.一质量为m的物体，沿半径为R的向下凹的半圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点时的速度为v，物体与轨道之间的动摩擦因数为μ，则它在最低点时受到的摩擦力为( )A．μ B． C．μm(g＋) D．μm(g－)12.如图所示，地球可以看成一个巨大的拱形桥，桥面半径R＝6400 ，地面上行驶的汽车重力G＝3×104N，在汽车的速度可以达到须要的随意值，且汽车不离开地面的前提下，下列分析中正确的是( )A．汽车的速度越大，则汽车对地面的压力也越大B．不论汽车的行驶速度如何，驾驶员对座椅压力大小都等于3×104NC．不论汽车的行驶速度如何，驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力D．假如某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零，则此时驾驶员会有超重的感觉13.火车在水平轨道上转弯时，若转弯处内外轨道一样高，则火车转弯时( )A．对外轨产生向外的挤压作用B．对内轨产生向外的挤压作用C．对外轨产生向内的挤压作用D．对内轨产生向内的挤压作用14.(多选)匀速圆周运动的向心力公式有多种表达形式，下列表达中正确的是( )A．＝ B．＝2r C．＝ω D．＝mω2r15.（多选）如图所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴′匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动.若两球质量之比∶＝2∶1，则关于A、B两球的下列说法中正确的是( )A．A、B两球受到的向心力之比为2∶1B．A、B两球角速度之比为1∶1C．A、B两球运动半径之比为1∶2D．A、B两球向心加速度之比为1∶216.(多选)如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲无打滑转动．甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r甲∶r乙＝2∶1，两圆盘和小物体m1、m2之间的动摩擦因数相同，m1距O点为2r，m2距O′点为r，当甲缓慢转动起来且转速渐渐增加时( )．A．与圆盘相对滑动前m1与m2的角速度之比ω1∶ω2＝2∶1B．与圆盘相对滑动前m1与m2的向心加速度之比a1∶a2＝1∶2C．随转速渐渐增加，m1先起先滑动D．随转速渐渐增加，m2先起先滑动17.（多选）如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，下列说法正确的是( )A．摆球受重力、拉力和向心力的作用B．摆球受重力和拉力的作用C．摆球运动周期为2πD．摆球运动的转速为θ18.(多选)如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，有两个可视为质点且质量相同的小球A和B，在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线间的夹角分别为α＝53°和β＝37°，则( 37°＝0.6)( )A．A、B两球所受支持力的大小之比为4∶3B．A、B两球运动的周期之比为2∶C．A、B两球的角速度之比为2∶D．A、B两球的线速度之比为8∶319.(多选)马路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图，某马路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向马路内外两侧滑动的趋势.则在该弯道处( )A．路面外侧高、内侧低B．车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动C．车速虽然高于v0，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D．当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小20.长为L的细线，拴一质量为m的小球，细线上端固定，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，求细线与竖直方向成θ角时：(重力加速度为g)(1)细线中的拉力大小；(2)小球运动的线速度的大小.21.如图所示，有一质量为m1的小球A与质量为m2的物块B通过轻绳相连，轻绳穿过光滑水平板中心的小孔O.当小球A在水平板上绕O点做半径为r的匀速圆周运动时，物块B刚好保持静止.求：(重力加速度为g)(1)轻绳的拉力.(2)小球A运动的线速度大小.22.如图所示，用一根长为l＝1 m的细线，一端系一质量为m＝1 的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ＝37°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为.(g取10 2，结果可用根式表示)求：(1)若要小球离开锥面，则小球的角速度ω0至少为多大.(2)若细线与竖直方向的夹角为60°，则小球的角速度ω′为多大.23.长为L的细线，一端固定于O点，另一端拴一质量为m的小球，让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图所示，摆线与竖直方向的夹角为α，求：(1)线的拉力大小；(2)小球运动的线速度的大小；(3)小球运动的周期.答案解析1.【答案】C【解析】匀速圆周运动指速度大小不变的圆周运动，线速度的方向时刻在变，故C正确．2.【答案】C【解析】雪橇运动时所受摩擦力为滑动摩擦力，方向与运动方向相反，与圆弧相切.又因为雪橇做匀速圆周运动时合力充当向心力，合力方向必定指向圆心.综上可知，C项正确.3.【答案】C【解析】依据向心力公式得：F1＝m，当速率增加为原来的3倍时有：F2＝，由题有：F2－F1＝64 N，联立以上三式：64＝8·m，m＝8 N，解得：F1＝8 N，C正确．4.【答案】D【解析】圆锥摆向心力由合外力供应，方向指向圆周运动的圆心，D对．5.【答案】C【解析】该小球在运动中受到重力G和绳子的拉力F，拉力F和重力G的合力供应了小球在水平面上做匀速圆周运到的向心力；向心力是沿半径方向上的全部力的合力，所以受力分析时，不要把向心力包括在内．C正确．6.【答案】B【解析】物块A受到的摩擦力充当向心力，A错；物块B受到重力、支持力、A对物块B的压力、A对物块B沿半径向外的静摩擦力和圆盘对物块B沿半径向里的静摩擦力，共5个力的作用，B正确；当转速增大时，A、B所受摩擦力都增大，C错误；A对B的摩擦力方向沿半径向外，D错误.故选B.7.【答案】B【解析】物块滑到最低点时受竖直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三个力作用，依据牛顿其次定律得－＝m，又＝μ，联立解得μ＝，选项B正确.8.【答案】A【解析】转盘匀速转动时，物块P所受的重力和支持力平衡，摩擦力供应其做匀速圆周运动的向心力，故摩擦力方向指向圆心O点，A项正确，B项错误；当转盘加速转动时，物块P做加速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有指向a方向的切向力，使线速度大小增大，两方向的合力即摩擦力可能指向b，C项错误；当转盘减速转动时，物块P做减速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有指向a相反方向的切向力，使线速度大小减小，两方向的合力即摩擦力可能指向d，D项错误.9.【答案】D【解析】物体做加速曲线运动，合力不为零，A错；物体做速度大小变更的圆周运动，合力不指向圆心，合力沿半径方向的分力等于向心力，合力沿切线方向的分力使物体速度变大，即除在最低点外，物体的速度方向与合力的方向夹角为锐角，合力与速度不垂直，B、C错，D对.10.【答案】C【解析】橡皮块做加速圆周运动，合力不指向圆心，但肯定指向圆周的内侧；由于做加速圆周运动，动能不断增加，故合力与速度的夹角小于90°；11.【答案】C【解析】在最低点由向心力公式得：－＝m，得＝＋m，又由摩擦力公式有＝μ＝μ(＋m)，C选项正确.12.【答案】C【解析】对汽车探讨，依据牛顿其次定律得：－＝m，则得＝－m，可知，速度v越大，地面对汽车的支持力越小，则汽车对地面的压力也越小，故A错误．由上可知，汽车和驾驶员都具有向下的加速度，处于失重状态，驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力，而驾驶员的重力未知，所以驾驶员对座椅压力范围无法确定，故B错误，C正确．假如某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零，驾驶员具有向下的加速度，处于失重状态，故D错误．故选C.13.【答案】A【解析】火车在水平轨道上转弯时，做圆周运动，须要有力供应指向圆心的向心力，即方向指向内侧，此时外轨对火车的压力供应向心力，依据牛顿第三定律可知，火车对外轨产生向外的压力作用．故选A.14.【答案】【解析】15.【答案】【解析】两球的向心力都由细绳的拉力供应，大小相等，两球都随杆一起转动，角速度相等，A错，B对.设两球的运动半径分别为、，转动角速度为ω，则ω2＝ω2，所以运动半径之比为∶＝1∶2，C正确.由牛顿其次定律F＝可知∶＝1∶2，D正确.16.【答案】【解析】m1的角速度设为ω1，则有ω1r甲＝ω2r乙，所以有ω1∶ω2＝1∶2，选项A错．m1的向心加速度a1＝2rω，同理m2的向心加速度a2＝rω，所以发觉相对滑动前a1∶a2＝1∶2，选项B对．随着转盘渐渐滑动，静摩擦力供应向心力，当起先发生相对滑动时，对m1有μm1g＝m12rω1′2，可得此时角速度ω1′＝，此时m2的角速度ω2′＝2ω1′＝2，此时，m2的向心力m2rω2′2＝2μm2g，此时已经大于最大静摩擦力μm2g，即m2早于m1起先发生相对滑动，选项C错，D对．17.【答案】【解析】摆球受重力和绳子拉力两个力的作用，设摆球做匀速圆周运动的周期为T，则：θ＝，r＝θ，T＝2π，转速n＝＝，B、C正确，A、D错误.18.【答案】【解析】小球在运动的过程中受到的合力沿水平方向，且恰好供应向心力，依据平行四边形定则得，＝，则＝＝，故A正确．小球受到的合外力：θ＝，r＝θ，解得T＝，则＝＝，故B错误．依据公式θ＝mω2r，所以ω＝＝，所以＝＝，故C正确．θ＝m，得v＝，则＝＝，故D正确．19.【答案】【解析】当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向马路内外两侧滑动的趋势，即不受静摩擦力，此时由重力和支持力的合力供应向心力，所以路面外侧高、内侧低，选项A正确；当车速低于v0时，须要的向心力小于重力和支持力的合力，汽车有向内侧运动的趋势，受到的静摩擦力向外侧，并不肯定会向内侧滑动，选项B错误；当车速高于v0时，须要的向心力大于重力和支持力的合力，汽车有向外侧运动的趋势，静摩擦力向内侧，速度越大，静摩擦力越大，只有静摩擦力达到最大以后，车辆才会向外侧滑动，选项C正确；由θ＝m 可知，v0的值只与路面与水平面的夹角和弯道的半径有关，与路面的粗糙程度无关，选项D 错误.20.【答案】(1)(2)【解析】(1)小球受重力与细线的拉力两力作用，如图所示，竖直方向：θ＝，故拉力＝.(2)小球做圆周运动的半径r＝θ，向心力＝θ＝θ，而＝m，故小球的线速度v＝.21.【答案】1)m2g(2)【解析】(1)物块B受力平衡，故轻绳拉力＝m2g(2)小球A做匀速圆周运动的向心力等于轻绳拉力，依据牛顿其次定律m2g＝m1解得v＝.22.【答案】1)(2)2【解析】(1)若要小球刚好离开锥面，则小球只受到重力和细线的拉力，如图所示.小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面内，故向心力水平，运用牛顿其次定律与向心力公式得：θ＝mωθ解得：ω＝即ω0＝＝.(2)当细线与竖直方向成60°角时，由牛顿其次定律与向心力公式得：α＝mω′2α解得：ω′2＝，即ω′＝＝2.23.【答案】对小球受力分析如图所示，小球受重力和线的拉力作用，这两个力的合力α指向圆心，供应向心力，由受力分析可知，细线拉力＝.由＝m＝mω2R＝m＝α，半径R＝α，得v＝＝α，T＝2π.【解析】。