2023屆高考物理備考一輪總復(fù)習(xí)-圓周運(yùn)動(dòng)綜合復(fù)習(xí)含解析

2023屆高中物理高考備考一輪總復(fù)習(xí)

圓周運(yùn)動(dòng)券合復(fù)習(xí)卷

一、單選題（共7題）

1.如圖所示，物體放在圓臺(tái)上，圓臺(tái)繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，物體相對(duì)圓臺(tái)靜止。下列說法正確的是（）

A.物體受到四個(gè)力的作用

B.物體所受摩擦力的方向與速度方向相反

C.物體所受的合力是恒力

D.當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，物體可能做離心運(yùn)動(dòng)

2.地球可以看作一個(gè)球體，位于北京的物體和位于赤道的物體都隨地球自轉(zhuǎn)而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于它

們的角速度、線速度大小關(guān)系說法正確的是（）

A.線速度不相等，角速度不相等

B.線速度不相等，角速度相等

C.線速度相等，角速度不相等

D.線速度相等，角速度相等

3.如圖所示，鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的，己知內(nèi)外軌組成的軌道平面與水平面的夾角為仇

彎道處的圓弧半徑為R,若質(zhì)量為機(jī)的火車以速度v通過某彎道時(shí)，內(nèi)外軌道均不受側(cè)壓力作用，下面分

析正確的是（）

A./=JgRsinR

B.若火車速度小于丫時(shí)，火車將受到外軌側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向內(nèi)

C.若火車速度大于v時(shí)，火車將受到外軌側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向內(nèi)

D.無論火車以何種速度行駛，對(duì)內(nèi)側(cè)軌道都有壓力

4.如圖所示為游樂園里的“魔幻大轉(zhuǎn)盤”游戲項(xiàng)目，有甲、乙兩個(gè)質(zhì)量相等的游客隨大轉(zhuǎn)盤在水平面內(nèi)一起

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。甲緊貼轉(zhuǎn)盤邊緣，乙靠近轉(zhuǎn)盤中心，下列說法正確的是（）

A.甲的角速度大于乙的角速度

B.甲的向心加速度大于乙的向心加速度

C.甲的線速度的大小等于乙的線速度的大小

D,甲所受合力的大小等于乙所受合力的大小

5.如圖所示，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪。|和。2,半徑之比為2：1,下列說法正確的是（）

B.。1和。2轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為1:2

C.。，和。?轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為1：1

D.和O?齒輪上A、8兩點(diǎn)的線速度之比為2：1

6.如圖所示，游樂場的過山車載著游客高速通過豎直圓形軌道。游客能夠頭朝下腳朝上安全通過軌道最

高點(diǎn)而不會(huì)掉下來的原因是（)

A.游客被安全帶緊緊綁在座椅上

B.游客在最高點(diǎn)受到豎直向上的離心力的作用

C.游客在高速通過最高點(diǎn)需要的向心力大于本身的重力

D.游客受到重力、座椅的彈力和向心力的共同作用保持平衡

7.如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個(gè)物體與圓筒一起運(yùn)動(dòng)，物體相對(duì)桶壁靜止。則（）

A.物體受到4個(gè)力的作用

B.物體所受向心力是物體所受的重力提供的

C.物體所受向心力是物體所受的彈力提供的

D.物體所受向心力是物體所受的靜摩擦力提供的

二、多選題（共5題）

8.如圖所示，一個(gè)球繞中心軸線。0'以角速度3做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）

0

A.〃、6兩點(diǎn)的線速度相同

B.4、匕兩點(diǎn)的角速度相同

C.若6=30。，則4、6兩點(diǎn)的線速度大小之比Va："=百：2

D.若。=30。，則a、b兩點(diǎn)的周期之比北：幾=百：2

9.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量不同的小球用長度不等的細(xì)線拴在同一點(diǎn)，并在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),

則它們的（）

A.運(yùn)動(dòng)周期相同

B.運(yùn)動(dòng)線速度一樣

C.運(yùn)動(dòng)角速度不相同

D.向心加速度不相同

10.在公路上常會(huì)看到凸形和凹形的路面，如圖所示。一質(zhì)量為機(jī)的汽車，通過凸形路面的最高處時(shí)對(duì)

路面的壓力為N”通過凹形路面最低處時(shí)對(duì)路面的壓力為電，則（）

A.N\>mgB.N]<mgC.M=/ngD.N?mg

11.一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定，有質(zhì)量相同的小球A和B沿著筒的內(nèi)壁

在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，A的運(yùn)動(dòng)半徑較大，則（）

A.A球?qū)ν脖诘膲毫Ρ氐扔贐球?qū)ν脖诘膲毫?/p>

B.A球的線速度必等于8球的線速度

C.A球的運(yùn)動(dòng)周期必大于B球的運(yùn)動(dòng)周期

D.A球的角速度必大于B球的角速度

12.如圖甲所示為某中學(xué)附近的公共自行車，綠色出行已成為城市亮麗的風(fēng)景。圖乙為自行車原理圖。以

下關(guān)于自行車的說法正確的是（）

甲

A.騎行中踏板與后輪上A點(diǎn)線速度相等

B.騎行中飛輪與后輪的角速度相等

C.騎行中自行車前輪受到的摩擦力向后

D.輪胎表面凹凸的花紋通過增加接觸面積來增大摩擦力

三、解答題（共4題）

13.用一個(gè)長為0.2m的細(xì)繩連接一個(gè)質(zhì)量為0.50kg的小球，當(dāng)小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，

細(xì)繩上的拉力大小為40N,求小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。

14.輕質(zhì)細(xì)繩一端系一質(zhì)量，"=lkg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），另一端固定在一光滑圓錐體頂端，錐面與豎直

方向的夾角6=45。，如圖所示，當(dāng)小球隨圓錐體一起繞軸以角速度o=礪rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)A

錐體恰無壓力，取重力加速度大小g=10m/s2。

⑴求細(xì)線的長度/；

（2）若細(xì)線與豎直方向的夾角穩(wěn)定在夕=60。，求此時(shí)小球的角速度大小

15.在一根長為乙、質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿中點(diǎn)和末端各連一質(zhì)量為，”的小球B和C,如圖所示，桿可以在豎直

平面內(nèi)繞固定點(diǎn)A轉(zhuǎn)動(dòng)，將桿拉到某位置放開，末端C球擺到最低位置時(shí)，桿8C段受到的拉力剛好等于

C球重力的3倍。(g=10m/s2)求：

(1)C球通過最低點(diǎn)時(shí)的線速度大小；

(2)桿段此時(shí)受到的拉力大小。

16.如圖所示，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)做不同轉(zhuǎn)速的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值

時(shí)，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開始做平拋運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R=0.5m.離水平地面的高度”=0.8m,物塊

平拋落地過程水平位移的大小s=Q40m,設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小g

MX10m/s2,求：

(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大??；

(2)物塊落地時(shí)的速度大小：

(3)物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

R

H

參考答案

1.D

【詳解】

A.物體相對(duì)圓臺(tái)靜止一起轉(zhuǎn)動(dòng)，則物體受到自身重力，圓臺(tái)的支持力、靜摩擦力三個(gè)力的作用，故A錯(cuò)

誤；

B.物體所受摩擦力提供物體隨圓臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)所需的向心力，其方向總是指向圓心，與速度方向垂直，故

B錯(cuò)誤；

C.物體隨圓臺(tái)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，物體所受的合力大小不變，方向總

是指向圓心，所以是變力，故c錯(cuò)誤；

D.當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，若物體所受的最大靜摩擦力不足以提供物體隨圓臺(tái)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需向心

力時(shí)，物體將做離心運(yùn)動(dòng)，故D正確。

故選D。

2.B

【詳解】

位于北京的物體和位于赤道的物體都隨地球自轉(zhuǎn)而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這兩物體是同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因此角速度相

等，據(jù)v=w,由于轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不相等，所以線速度不相等，ACD錯(cuò)誤，B正確。

故選B。

3.C

【詳解】

A.質(zhì)量為，”的火車以速度v通過某彎道時(shí)，內(nèi)外軌道均不受側(cè)壓力作用，由火車所受支持力與重力的合

力作為向心力，由牛頓第二定律可得

2

V-

mgtan0=m~

解得

v=JgRtan8

A錯(cuò)誤；

B.若火車速度小于v時(shí)，支持力與重力的合力大于所需的向心力，火車有近心運(yùn)動(dòng)的趨勢，火車將受到

內(nèi)軌側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向外，B錯(cuò)誤；

C.若火車速度大于v時(shí)，支持力與重力的合力小于所需的向心力，火車有離心運(yùn)動(dòng)的趨勢，火車將受到

外軌側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向內(nèi)，C正確；

D.當(dāng)火車速度

v>tan0

火車對(duì)內(nèi)側(cè)軌道沒有壓力，D錯(cuò)誤。

故選C。

4.B

【詳解】

A.甲、乙隨轉(zhuǎn)盤同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，則他們的角速度相同，故A錯(cuò)誤；

B.由公式可知，由于甲的半徑大于乙的半徑，則甲的向心加速度大于乙的向心加速度，故B正確；

C.由公式丫=?！缚芍?，由于甲的半徑大于乙的半徑，則甲的線速度的大小大于乙的線速度的大小，故C

錯(cuò)誤；

D.由公式

Fa=F,=marr

由于甲的半徑大于乙的半徑且兩質(zhì)量相等，則甲所受合力的大小大于乙所受合力的大小，故D錯(cuò)誤。

故選B。

5.B

【詳解】

D.和。2齒輪上A、8兩點(diǎn)具有相同的線速度，D錯(cuò)誤；

BC.根據(jù)

V

co=—

由于。1和齒輪上A、8兩點(diǎn)具有相同的線速度，則角速度與半徑成反比，所以。1和。2轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之

比為I：2,B正確；C錯(cuò)誤；

A.和。2轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為

T上

(0

則周期與角速度成反比，所以01和。2轉(zhuǎn)動(dòng)的周期之比為2:1,A錯(cuò)誤。

故選B。

6.C

【詳解】

B.離心現(xiàn)象是因?yàn)槲矬w所受的力不足以提供向心力，而有沿著半徑向外運(yùn)動(dòng)的趨勢的現(xiàn)象，不是力的作

用，故B錯(cuò)誤；

D.向心力是效果力，由某一個(gè)力或者某一個(gè)的分力或幾個(gè)力的合力提供，受力分析時(shí)，只能分析性質(zhì)力，

不能分析效果力，故D錯(cuò)誤；

C.在過山車做圓周運(yùn)動(dòng)的過程中，在最高點(diǎn)不下落的臨界條件是：重力提供向心力，當(dāng)所需要的向心力

大于重力的時(shí)候，重力全部提供為游客做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以游客不會(huì)往下掉，故C正確；

A.游客系上安全帶是為了防止過山車出故障時(shí)速度減小或停下，導(dǎo)致重力大于所需向心力而掉下來，故

A錯(cuò)誤。

故選C。

7.C

【詳解】

A.對(duì)物體進(jìn)行受力分析，物體在豎直方向上受重力和靜摩擦力，并且這兩個(gè)力相互平衡，水平方向受圓

筒給它指向圓心的彈力，所以物體受到三個(gè)力作用，A錯(cuò)誤；

BCD.由A得分析可知物體的合外力即為圓筒給它指向圓心的彈力，所以物體所受向心力由彈力提供，

BD錯(cuò)誤C正確。

故選C。

8.BC

【詳解】

AB.球繞中心軸線00,以角速度3做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，球上的質(zhì)點(diǎn)a、b兩點(diǎn)的角速度相同，半徑不同，由

廠。廠知，兩點(diǎn)的線速度不同，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；

C.4、人兩點(diǎn)的角速度相同，由丫=如?知，線速度大小之比等于半徑之比

—=--cos30。=—

V"42

C項(xiàng)正確；

兀

D.〃、b兩點(diǎn)的角速度相同，根據(jù)公式7=臼2知，周期相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

co

故選BCo

9.AD

【詳解】

AC.小球圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力和繩拉力的合力提供，繩與豎直方向的夾角為仇對(duì)小球，根據(jù)牛頓第

二定律得

G?''

mgtan0=mra)2

因?yàn)樾∏蛟谕黄矫鎯?nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則由題意知，小球圓周運(yùn)動(dòng)半徑『/7tan仇其中人為運(yùn)動(dòng)平面到懸點(diǎn)

的距離。解得

因?yàn)椤ㄏ嗤?，則角速度大小相等，則周期相同，故A正確C錯(cuò)誤。

B.根據(jù)舊吸知，兩球的角速度相等，轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑不等，則線速度大小不等，故B錯(cuò)誤。

D.根據(jù)。=.2知，轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑不等，角速度相等，則向心加速度大小不等，故D正確。

故選ADo

10.BD

【詳解】

AB.汽車過凸形路面的最高點(diǎn)時(shí)，設(shè)速度為V”半徑為，，由牛頓第二定律得

mg-N、=m

可得

N、=nig-m—

r

所以

N\〈mg

故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.汽車過凹形路面的最高低時(shí)，設(shè)速度為V2,半徑為R,由牛頓第二定律得

N,-mg=

可得

N2=mg+m*-

所以

Ni>mg

故C錯(cuò)誤，D正確。

故選BDo

11.AC

【詳解】

A.對(duì)兩個(gè)小球受力分析，小球收到重力和支持力F,他們的合力提供向心力。支持力在豎直方向上的分

力等于重力，設(shè)圓錐筒的母線與水平方向的夾角為。有

Fcos0=mg

Fsin6=0

聯(lián)立可得

%=mgtan6

因?yàn)榻嵌认嗟龋|(zhì)量相等，所以兩個(gè)小球的支持力也相等，兩個(gè)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力也相等，由牛頓

第三定律可知4球?qū)ν脖诘膲毫Ρ氐扔贐球?qū)ν脖诘膲毫Γ蔄正確；

B.由

2

坨=葉

可得A球的線速度大于8球的線速度，故B錯(cuò)誤；

C.由

_4/r

,向二~7廣

可得A球的運(yùn)動(dòng)周期必大于B球的運(yùn)動(dòng)周期，故C正確；

D.由

%=marr

可得A球的角速度必小于B球的角速度，故D錯(cuò)誤。

故選ACo

12.BC

【詳解】

A.根據(jù)同鏈條傳動(dòng)其上的各點(diǎn)具有相同的線速度的特點(diǎn)，由于

V

(D-—

r

可知，鏈輪的半徑大于飛輪的，則鏈輪的角速度小于飛輪的角速度，由于踏板的角速度等于鏈輪的，而后

輪的角速度等于飛輪的，則后輪的角速度大于踏板的，根據(jù)

v—a)r

則后輪的角速度大，并且半徑也大，所以騎行中踏板的線速度小于后輪上A點(diǎn)線速度，則A錯(cuò)誤；

B.騎行中飛輪與后輪的角速度相等，因?yàn)樗鼈儗儆谕S轉(zhuǎn)動(dòng)，所以B正確；

C.騎行中自行車前輪受到的摩擦力為阻力，其方向與運(yùn)動(dòng)方向相反向后，所以C正確；

D.輪胎表面凹凸的花紋通過增加接觸的摩擦因數(shù)來增大摩擦力，摩擦力與接觸面的面積大小無關(guān)，所以

D錯(cuò)誤；

故選BCo

13.4m/s

【詳解】

根據(jù)牛頓第二定律，可得

V2

r=m—

r

解得

v=4m/s

14.(l)/=lm；(2)=2V5rad/s

【詳解】

⑴小球剛好離開錐面時(shí)，只受到重力和拉力，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得

mgtan0=nuJIsin0

解得

/=lm

(2)當(dāng)細(xì)線與豎直方向成60。時(shí)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得

mgtanO'=ma),2lsinO'

解得

a!-2V5rad/s

15.(1)娓Z；(2)5mg

【詳解】

(1)。球通過最低點(diǎn)時(shí)

Fn=7BC-^

即