专题02 圆周运动（浙江专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一物理下学期期末真题分类汇编

专题02 圆周运动（解析版） 【考点分析】 【知识点梳理】圆周运动的定义；圆周运动的描述（线速度、角速度、线速度与角速度关系、转速、周期、频率、向心加速度、向心力，向心力的来源）；水平面内的圆周运动（水平转盘上的物体、圆锥摆）；竖直面内的圆周运动（绳球类模型及其临界条件、杆球类模型及其临界条件、凹形桥与凸形桥、斜面上的圆周运动）；生活中的圆周运动（汽车和自行车在水平面拐弯、火车和飞机倾斜转弯、航天器中的失重现象、离心现象、应用与防止） 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 匀速圆周运动 水平面的圆周运动 1．（23-24高一下·浙江湖州·期末）赛车是一项极具挑战和危险的运动，比赛转弯过程中若不能很好的控制速度很容易发生侧滑。如图为赛车转弯时的情景，此时赛车过O点，可看作沿Oa圆弧做匀速圆周运动，Ob方向为O点的切线方向。以下说法不正确的是（    ） A．赛车过O点时速度方向沿Ob方向 B．赛车过O点时合外力指向圆心 C．赛车转弯速率相同时，半径越小越容易发生侧滑 D．发生侧滑时，塞车沿着Ob方向滑离原轨道做匀速直线运动 【答案】D 【详解】A．物体做曲线运动，速度方向沿着该点的切线方向，则赛车过O点时速度方向沿Ob方向，故A正确； B．赛车做匀速圆周运动，则所受合力为向心力，即赛车过O点时合外力指向圆心，故B正确； C．根据可知赛车转弯速率相同时，半径越小所需的向心力越大，则越容易发生侧滑，故C正确； D．赛车发生侧滑瞬间，速度方向沿着Ob方向，摩擦力不足以提供向心力，赛车做离心运动，故D错误。 本题目选不正确项，故选D。 2．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）如图所示，一辆汽车正通过一段水平的弯道公路。若汽车的运动视为匀速圆周运动，则（    ） A．该汽车速度恒定不变 B．汽车左右两车灯的线速度大小相等 C．跟公路内道相比，汽车同速率在外道行驶时所受的摩擦力较小 D．跟晴天相比，雨天汽车在同车道同速率行驶时所受的摩擦力较小 【答案】C 【详解】AB．拐弯过程中汽车各部位周期相等，因此角速度相等，根据，可知，汽车外侧的车灯线速度大，且线速度方向不断变化，该汽车速度发生了变化。故AB错误； C．依题意，汽车所受沿半径方向的静摩擦力提供向心力，由向心力公式，可知，若速率不变，则跟公路内道相比，汽车在外道行驶时所需的向心力较小，即摩擦力较小。故C正确； D． 若速率不变，汽车在同车道上行驶时所受的向心力大小不变，即摩擦力不变。故D错误。 故选C。 3．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）如图所示，质量为m的物块放在水平转台上，物块与转轴相距R，物块随转台由静止开始转动。当角速度增至时，转台开始做匀速转动，整个过程物块与转台总是保持相对静止，则（    ） A．在角速度增至过程中，物块所受的摩擦力方向总是指向转轴 B．转台匀速转动时，物块所受的摩擦力大小为 C．在角速度增至过程中，摩擦力对物块做的功是 D．在角速度增至过程中，摩擦力对物块做的功是0 【答案】C 【详解】A．在角速度增至过程中，即物块加速转动，则物块所受的摩擦力方向与速度夹角为锐角，不是总是指向转轴，选项A错误； B．转台匀速转动时，物块所受的摩擦力充当向心力，则摩擦力大小为，选项B错误； CD．根据动能定理，在角速度增至过程中，摩擦力对物块做的功是，选项C正确，D错误。 故选C。 4．（23-24高一下·浙江杭州·期末）如图所示，长度不同的两根轻质细绳悬挂于同一点，另一端各系一个质量不同的小球A和B，使它们在同一水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A．轻绳拉力的大小一定不相同 B．两球运动的角速度相同 C．小球A运动的周期大于B的周期 D．小球A的向心加速度小于小球B的向心加速度 【答案】B 【详解】A．设绳子与竖直方向的夹角为，绳子拉力为，竖直方向，可得，长度不同的两根轻质细绳悬挂于同一点，另一端各系一个质量不同的小球A和B，由于不清楚两个小球的质量关系，可知绳子拉力可能相等，故A错误； D．水平方向，根据，由题图可知，可知小球A的向心加速度大于小球B的向心加速度，故D错误； BC．设悬挂点与两个小球所在平面高度为，根据，由几何关系，联立可得，可知两球运动的角速度相同，根据可知两球运动的周期相同，故B正确，C错误。 故选B。 5．（23-24高一下·浙江宁波·期末）（多选）“雪地转转”是北方小朋友在冬季经常玩的一种游戏，乘坐雪圈绕轴在水平雪地上匀速转动，如图所示。“南方小土豆”小张寒假去东北旅游时乘坐了“雪地转转”，他发现当转速为时，绳子与水平杆垂直，绳子张力为，已知他和雪圈总质量为，水平杆长为，离地高为，绳长为，取，则下列说法正确的是（　　） A．小张绕转轴转动的角速度大小为 B．小张和雪圈对地面的压力大小为 C．地面对雪圈的摩擦力大小为，方向与运动方向相反 D．绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功 【答案】ACD 【详解】A．小张绕转轴转动的角速度大小为，故A正确； B．设绳子与水平面夹角为，根据几何关系，可得，解得，对小张和雪圈受力分析，可知竖直方向受力平衡，可得，解得，根据牛顿第三定律可知，小张和雪圈对地面的压力大小为，故B错误； C．画出俯视图如图 由几何关系可知，，可得，地面对雪圈的摩擦力方向与运动方向相反，即与轨道半径垂直，可得，又，联立，解得，故C正确； D．绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功满足，解得，故D正确。 故选ACD。 6．（23-24高一下·浙江杭州·期末）如图所示，一个质量的小物块（可看成质点）放在水平圆盘上距圆心处，它与圆盘之间的最大静摩擦力为其重力的倍，先后进行如下两次实验。 ①使圆盘以的角速度顺时针匀速转动，此时物块与圆盘之间恰好没有相对滑动。 ②将物块固定在圆盘上，将圆盘顺时针转速调为，然后将装置放入暗室，用每秒闪光次的频闪光源照射圆盘。 （1）求实验①中物块的线速度大小； （2）求的值； （3）求实验①中圆盘对物块的作用力大小； （4）实验②中会观察到物块转动的方向为_______（填“顺时针”或“逆时针”），并求观察到的物块转动周期。 【答案】（1）；（2）0.75；（3）1.25；（4）逆时针，1s 【详解】（1）实验①中小物块的线速度大小 （2）小物块与圆盘间的最大摩擦力 由牛顿第二定律可得 解得 （3）圆盘对小物块有支持力大小等于重力，摩擦力提供向心力，所以圆盘对小物块的作用力大小为两个力的合力 （4）圆盘顺时针转动的频率为 在暗室中用每秒闪光11次的频闪光源照射圆盘，即 则 所以观察到的小物块逆时针旋转，转动频率为 即旋转周期为T=1s。 竖直面的圆周运动 7．（23-24高一下·广东肇庆·期末）摩天轮是广大游客喜爱的游乐设施。一质量为50 kg的游客坐在乘坐舱内随转轮一起做匀速圆周运动，已知该游客到转轴中心的距离为60m，游客绕转轴中心转动的角速度ω=0.01 rad/s，g取 10 m/s2，下列说法正确的是（    ） A．游客在乘坐摩天轮过程中的加速度不变 B．游客在乘坐摩天轮过程中的线速度不变 C．游客在最低点时的向心力大小为0.3 N D．游客的向心力总是由游客的重力和乘坐舱对其支持力的合力提供 【答案】C 【详解】A．由于向心力方向不断变化，故加速度方向变化，故A错误； B．游客的线速度方向不断改变，故B错误； C．游客向心力大小恒定，大小为F=mω2R=0.3N，故C正确； D．摩天轮做匀速圆周运动，合力指向圆心，而游客的重力和乘坐舱对游客的支持力沿竖直方向，不可能总是由它们的合力提供向心力，故D错误。 故选C。 8．（23-24高一下·浙江宁波·期末）工程人员在测量距离时会用到手推式测距仪，如图所示。已知某款手推式测距仪测距轮子直径，当轮子边缘以的平均速率向前滚动时，滚轮的转速约为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据，又，联立，解得 故选B。 9．（23-24高一下·浙江湖州·期末）如图为某游乐场中的摩天轮。质量为m的游客随摩天轮的座舱在竖直面内做轨道半径为R的匀速圆周运动，转动一周所需时间为T，求： （1）座舱运动的角速度大小； （2）座舱运动的向心加速度大小； （3）游客在最低点所受的合外力。 【答案】（1）；（2）；（3），方向竖直向上（或指向圆心） 【详解】（1）根据角速度与周期关系可得 （2）根据相信加速度与角速度的关系可得 （3）根据向心力与周期的关系可得 方向竖直向上（或指向圆心）。 10．（23-24高一下·浙江丽水·期末）如图，一质量为M的半圆弧凹槽放置在一电子秤上，现从最低点由初速度释放一质量为m的小球，忽略空气阻力与轨道摩擦，某时刻半圆弧凹槽对电子秤的压力为FN。若小球从未脱离过圆弧轨道，则（　　） A．FN可能大于Mg+mg B．FN可能小于Mg C．小球所受的支持力一直大于mg D．小球所受的支持力一直小于mg 【答案】A 【详解】当小球运动到最低点时，与凹槽的作用力最大，此时对小球有，解得，此时小球所受的支持力大于mg；，对凹槽分析可知，可知，此时FN大于Mg+mg，设小球运动到最高点和凹槽圆心的连线与竖直方向的夹角为，则在最高点有，此时小球所受的支持力一直小于mg；，对凹槽分析可知，可知，此时FN小于Mg+mg，且大于等于Mg。 故选A。 11．（23-24高一下·浙江宁波·期末）（多选）如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做完整的圆周运动，管径略大于小球的直径，小球可以看成质点。管道半径为R，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．小球通过最高点时的最小速度为0 B．小球通过最低点时的最小速度为 C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力 D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 【答案】AC 【详解】A．在最高点，因为圆管的外侧壁和内侧壁都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于零时，内壁对小球产生支持力与小球的重力平衡，故最小速度可以为0，故A正确； B．当小球在最高点速度为零时，对应的最低点速度最小，设大小为，由动能定理得 解得，故B错误； C．小球在水平线ab以下的管道中运动，因为沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有指向圆心的作用力，内侧管壁对小球一定无作用力，故C正确； D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，因为沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，可能外侧管壁对小球有作用力，也可能内侧管壁对小球有作用力，故D错误。 故选AC。 传动问题 12．（23-24高一下·浙江宁波·期末）如图所示，当风扇匀速转动时，到转轴距离相同的a、b两点（　　） A．线速度相同 B．转动周期相同 C．角速度不相同 D．向心加速度大小不同 【答案】B 【详解】两点随风扇转动，角速度、周期均相同，线速度是矢量，两点的运动方向不同，所以线速度不同。根据可知，向心加速度大小相同，方向不同。 故选B。 13．（23-24高一下·浙江杭州·期末）如图所示，修正带的大小齿轮分别嵌合于固定的大小轴孔中，大小齿轮相互吻合，使用时大齿轮会带动小齿轮转动。点分别位于小、大齿轮的边缘，c点位于大齿轮的半径中点。三点角速度大小分别为，线速度大小分别为，则当修正带在使用的某个时刻，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】B．b、c两点同轴转动，角速度相等，即，故B错误； C．大小齿轮边缘点的线速度大小相等，所以，故C错误； A．根据,,，得，故A错误； D．根据,，得，故D正确。 故选D。 14．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）如图为某风力发电的设备，M、N为风力发电叶片上的两点。它们的线速度大小分别为、，向心加速度大小分别为、。当平均风速为时，风力发电机的平均功率为，当平均风速时，平均功率为，假设风速变化过程中风的动能转化为电能的百分比不变（效率不变），则（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．根据，可知，故A错误； B．根据，可知，故B错误； CD．根据，可得，即，故C错误；D正确。 故选D。 15．（23-24高一下·浙江宁波·期末）某个走时准确的时钟，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是。关于分针与时针的针尖的相关物理量说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．根据题意可知，分针转一圈为，时针转1圈为，则有，故A错误； B．由公式可得，分针与时针转动的角速度之比为，故B正确； C．由公式可得，分针与时针转动的线速度之比为，故C错误； D．由公式可得，分针与时针转动的向心加速度之比为，故D错误。 故选B。 16．（23-24高一下·浙江湖州·期末）质量相等的A、B两人分别站在赤道和纬度为30°的地面上，他们随地球自转做匀速圆周运动，其角速度大小为ωA、ωB，线速度大小为vA、vB，向心加速度大小为aA、aB向心力大小为FA、FB。以下判断正确的是（    ） A．ωA>ωB B．vA=vB C．aA>aB D．FA=FB 【答案】C 【详解】A．A、B两人在地球上，做同轴转动，故角速度相等，即，故A错误； B．根据题意可知A的运动半径大于B的运动半径，根据，可知，故B错误； C．根据可知故C正确； D．根据，可知，故D错误。 故选C。 17．（23-24高一下·浙江温州·期末）如图所示为某皮带轮传动装置，图中A、B、C点为轮边缘上的点，到各自转轴的距离之比为，皮带与各轮间均不打滑。下列关于A、B、C点的线速度v、角速度、周期T、向心加速度a的关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A和C与皮带接触，故可知A、B、C三点的线速度相等；因为，根据可知，同理因为，根据得，根据，结合公式得 故选D。 18．（23-24高一下·浙江台州·期末）如图为冬奥会上安置在比赛场地外侧的高速轨道摄像机系统，当运动员匀速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频。关于摄像机，下列说法正确的是（　　） A．在弯道上运动的速度不变 B．所受合外力的大致方向为 C．与运动员在弯道上运动的角速度相同 D．向心加速度比运动员的向心加速度更小 【答案】C 【详解】ACD．运动员匀速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频；则摄像机在弯道上运动的速度大小不变，方向发生变化；摄像机与运动员在弯道上运动的角速度相同；根据，可知摄像机的向心加速度比运动员的向心加速度更大，故AD错误，C正确； B．因为摄像机的速度大小不变，所以摄像机所受合外力与速度方向垂直，则图中摄像机所受合外力的大致方向为，故B错误。 故选C。 19．（23-24高一下·浙江衢州·期末）某传动装置如图所示，A、B、C三点分别是半径为r、2r和4r三个齿轮边缘上的点。当A点所在的齿轮以角速度ω顺时针匀速转动时（    ） A．B点所在齿轮也顺时针转动 B．C点的线速度大小为2ωr C．C点转动的角速度为4ω D．C点的向心加速度大小为 【答案】B 【详解】A、B两点通过齿轮带动，A、B两点的线速度大小相等，当A点所在的齿轮以角速度ω顺时针匀速转动时，B点所在齿轮逆时针转动，B点线速度大小为，B、C两点同轴转动，角速度相等，则C点转动的角速度为，则C点的线速度大小为，C点的向心加速度大小为 故选B。 生活中的圆周运动 20．（23-24高一下·浙江温州·期末）下列说法正确的是（　　） A．图甲中，围绕地球公转的月球不受太阳引力的作用 B．图乙中，利用离心机可以分离血液中密度不同的成分 C．图丙中，运动员手中弯曲的撑竿在恢复原状过程中对运动员做负功 D．图丁中，当汽车输出功率一定时，可通过增大速度，获得较大牵引力 【答案】B 【详解】A．围绕地球公转的月球也要受太阳引力的作用，故A错误； B．医务人员用该机器将血浆和红细胞从血液中分离出来是利用了离心分离技术，由于不同的血液成分密度不同，所以在试管中从上而下自动分离出血浆、白细胞和红细胞，故B正确； C．运动员手中弯曲的撑竿在恢复原状过程中撑杆的弹性势能减小，转化为运动员的机械能，对运动员做正功，故C错误； D．汽车上坡时，根据，可知，可通过减小速度，获得更大的牵引力，故D错误。 故选B。 21．（23-24高一下·浙江台州·期末）关于教材中相关插图，下列说法正确的是（　　） A．图甲为描述“火车转弯”的示意图，如果两轨高度相同，会使内轨受损 B．图乙为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法 C．图丙为描述“可变电容器”的插图，转动动片，铝片间距离变化，电容就发生变化 D．图丁为“感受向心力”活动的示意图，当增大小球转速时会感到拉力增大，说明“向心力与转速成正比” 【答案】B 【详解】A．图甲为描述“火车转弯”的示意图，如果两轨高度相同，若摩擦力不足以提供火车做圆周运动的向心力，会挤压外轨，使外轨受损，故A错误； B．图乙为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法，故B正确； C．图丙为描述“可变电容器”的插图，转动动片，铝片间正对面积变化，电容就发生变化，故C错误； D．图丁为“感受向心力”活动的示意图，当增大小球转速时会感到拉力增大，只能说明向心力随着转速增大而增大，并不能证明向心力与转速成正比，故D错误。 故选B。 22．（23-24高一下·浙江宁波·期末）（多选）下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（　　） A．甲中汽车通过凹形路面时，汽车需减速，这样可以减少对桥的压力 B．乙中汽车在水平面内转弯时，由地面的滑动摩擦力提供转弯所需的向心力 C．丙中在铁路转弯处的外轨比内轨高，可以减轻转弯时火车外侧轮缘与轨道的挤压 D．丁中洗衣机脱水桶脱水的原因是水滴受到的离心力大于它受到的向心力 【答案】AC 【详解】A．甲中汽车通过凹形路面时，根据，解得，可知汽车需减速，这样可以减少对桥的压力，故A正确； B．乙中汽车在水平面内转弯时，由地面的静摩擦力提供转弯所需的向心力，故B错误； C．丙中在铁路转弯处的外轨比内轨高，火车所受弹力与水平面有一个夹角，这样一来火车转弯时所需的向心力可以由弹力的水平方向分力提供，就减轻了转弯时火车外侧轮缘与轨道的挤压，故C正确； D．丁中洗衣机脱水桶脱水的原因是水滴受到的衣服提供的附着力小于它所需的向心力，做离心运动，故D错误。 故选AC。 23．（23-24高一下·浙江温州·期末）当驾车过弯道时，为防止侧滑，行驶速度不能过大。图1为一弯道路段，其俯视图如图2所示，其中一中心线位于同一水平面内的圆弧形车道，半径。一汽车沿该车道中心线做匀速圆周运动，已知汽车轮胎与路面间的最大静摩擦力等于压力的k倍，。（计算时汽车可视为质点，且在该路段行驶过程阻力不计，结果可用根式表示） （1）若此弯道的路面设计成水平，求该汽车不发生侧滑的最大速度； （2）若此弯道的路面设计成倾斜（外高内低），路基截面可简化为图3，路面与水平面夹角，已知： ①为使汽车转弯时与路面间恰好无摩擦，求它行驶的速度大小； ②为使汽车转弯时不发生侧滑，求它行驶的最大速度。    【答案】（1）；（2）①；②30m/s 【详解】（1）摩擦力提供向心力 解得 （2）①重力与支持力的合力提供向心力，有 解得    ②水平方向 竖直方向， 解得 24．（23-24高一下·浙江宁波·期末）随着交通的发展，旅游才真正变成一件赏心乐事，各种“休闲游享乐游”纷纷打起了宣传的招牌，某次旅游中游客乘坐列车，以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道过程中，发现车顶部悬挂玩具小熊的细线稳定后与车用侧壁平行。与车厢底板平行的桌面上有一水杯，已知水杯与桌面间的动摩擦因数，水杯与水的总质量m，水平圆弧形弯道半径R，此弯道路面的倾角为θ，重力加速度为g，不计空气阻力，求： （1）列车转弯过程中的向心加速度大小； （2）列车转弯过程中，水杯与桌面间的摩擦力。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）设玩具小熊的质量为m，则玩具小熊受到的重力mg、细线的拉力FT的合力提供玩具小熊随列车做水平面内圆周运动的向心力F，有mgtanθ=ma 可知列车在转弯过程中的向心加速度大小为a=gtanθ    （2）水杯的向心加速度a=gtanθ 由水杯的重力与桌面的支持力的合力提供，则水杯与桌面间的静摩擦力为零f＝0N 25．（23-24高一下·安徽亳州·期末）下列对于各图片的描述正确的是（　　） A．图1证明平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 B．图2中两完全相同小球在光滑、固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，a球受支持力较大 C．图3中汽车安全通过拱形桥最高点时，速度越大对桥的压力越小 D．图4中火车转弯时，速度越大，车轮对轨道的侧向挤压作用一定越大 【答案】C 【详解】A．图1只能说明平抛运动在竖直方向为自由落体运动，故A错误； B．图2中支持力沿竖直方向分力与重力平衡，可知两球受支持力相等，故B错误； C．图3中汽车安全通过拱形桥时，设桥对车的支持力大小为，根据牛顿第二定律有，可得 结合牛顿第三定律可知，在安全行驶范围内，汽车速度越大，汽车对桥面压力越小，故C正确； D．图4中火车转弯时，火车转弯速度小于规定速度时，对内轨有挤压作用，且速度越大，挤压作用越小，当速度大于规定速度时，对外轨有挤压作用，速度越大，挤压作用越大，题干中并未说明是哪种情况，故D错误。 故选C。 26．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）下面说法正确的是（    ） A．甲图中汽车上坡时需挂高速档，提高速度 B．乙图中为使汽车经过拱桥时减少对桥面的压力，需要加速通过 C．丙图中顶部两根细电线直接与铁塔相连，利用静电屏蔽保护电网的安全 D．丁图用蓖麻油模拟电场线，说明电场线是真实存在且是闭合的曲线 【答案】C 【详解】A．甲图中汽车上坡时需挂低速档，提高牵引力，选项A错误； B．乙图中汽车经过拱桥时，可得，则速度越大，汽车经过拱桥时对桥面的压力越小，但是速度不能过大，防止脱离桥面，选项B错误； C．丙图中顶部两根细电线直接与铁塔相连，利用静电屏蔽保护电网的安全，选项C正确； D．丁图用蓖麻油模拟电场线，但是电场线不是真实存在的，也不是闭合的曲线，选项D错误。 故选C。 27．（23-24高一下·浙江金华·期末）下面四幅图用曲线运动知识描述正确的是（   ） A．图甲，制作棉花糖时，糖水因为受到离心力而被甩出去 B．图乙，火车轨道的外轨略高于内轨，火车拐弯时速度越小，对轨道磨损就一定越小 C．图丙，该自行车在赛道上做匀速圆周运动，所受的合外力不变 D．图丁，在一座凹形桥的最低点，同一辆车子速度越大，对桥面压力就越大 【答案】D 【详解】A．制作棉花糖时，被甩出去的糖水做离心运动，但不是受离心力作用，故A错误； B．设轨道与水平面的夹角为，火车转弯时，如果速度，是由重力与支持力的合力提供向心力，火车的速度小于该值时，火车拐弯时速度越小，则对轨道磨损就越大，故B错误； C．自行车在赛道上做匀速圆周运动，所受的合外力提供向心力，所受的合外力大小不变，方向时刻改变，故C错误； D．车过凹形桥的最低点有，则同一辆车子速度越大，对桥面压力就越大，故D正确。 故选D。 1 / 20 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 圆周运动（原卷版） 【考点分析】 【知识点梳理】圆周运动的定义；圆周运动的描述（线速度、角速度、线速度与角速度关系、转速、周期、频率、向心加速度、向心力，向心力的来源）；水平面内的圆周运动（水平转盘上的物体、圆锥摆）；竖直面内的圆周运动（绳球类模型及其临界条件、杆球类模型及其临界条件、凹形桥与凸形桥、斜面上的圆周运动）；生活中的圆周运动（汽车和自行车在水平面拐弯、火车和飞机倾斜转弯、航天器中的失重现象、离心现象、应用与防止） 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 匀速圆周运动 水平面的圆周运动 1．（23-24高一下·浙江湖州·期末）赛车是一项极具挑战和危险的运动，比赛转弯过程中若不能很好的控制速度很容易发生侧滑。如图为赛车转弯时的情景，此时赛车过O点，可看作沿Oa圆弧做匀速圆周运动，Ob方向为O点的切线方向。以下说法不正确的是（    ） A．赛车过O点时速度方向沿Ob方向 B．赛车过O点时合外力指向圆心 C．赛车转弯速率相同时，半径越小越容易发生侧滑 D．发生侧滑时，塞车沿着Ob方向滑离原轨道做匀速直线运动 2．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）如图所示，一辆汽车正通过一段水平的弯道公路。若汽车的运动视为匀速圆周运动，则（    ） A．该汽车速度恒定不变 B．汽车左右两车灯的线速度大小相等 C．跟公路内道相比，汽车同速率在外道行驶时所受的摩擦力较小 D．跟晴天相比，雨天汽车在同车道同速率行驶时所受的摩擦力较小 3．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）如图所示，质量为m的物块放在水平转台上，物块与转轴相距R，物块随转台由静止开始转动。当角速度增至时，转台开始做匀速转动，整个过程物块与转台总是保持相对静止，则（    ） A．在角速度增至过程中，物块所受的摩擦力方向总是指向转轴 B．转台匀速转动时，物块所受的摩擦力大小为 C．在角速度增至过程中，摩擦力对物块做的功是 D．在角速度增至过程中，摩擦力对物块做的功是0 4．（23-24高一下·浙江杭州·期末）如图所示，长度不同的两根轻质细绳悬挂于同一点，另一端各系一个质量不同的小球A和B，使它们在同一水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A．轻绳拉力的大小一定不相同 B．两球运动的角速度相同 C．小球A运动的周期大于B的周期 D．小球A的向心加速度小于小球B的向心加速度 5．（23-24高一下·浙江宁波·期末）（多选）“雪地转转”是北方小朋友在冬季经常玩的一种游戏，乘坐雪圈绕轴在水平雪地上匀速转动，如图所示。“南方小土豆”小张寒假去东北旅游时乘坐了“雪地转转”，他发现当转速为时，绳子与水平杆垂直，绳子张力为，已知他和雪圈总质量为，水平杆长为，离地高为，绳长为，取，则下列说法正确的是（　　） A．小张绕转轴转动的角速度大小为 B．小张和雪圈对地面的压力大小为 C．地面对雪圈的摩擦力大小为，方向与运动方向相反 D．绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功 6．（23-24高一下·浙江杭州·期末）如图所示，一个质量的小物块（可看成质点）放在水平圆盘上距圆心处，它与圆盘之间的最大静摩擦力为其重力的倍，先后进行如下两次实验。 ①使圆盘以的角速度顺时针匀速转动，此时物块与圆盘之间恰好没有相对滑动。 ②将物块固定在圆盘上，将圆盘顺时针转速调为，然后将装置放入暗室，用每秒闪光次的频闪光源照射圆盘。 （1）求实验①中物块的线速度大小； （2）求的值； （3）求实验①中圆盘对物块的作用力大小； （4）实验②中会观察到物块转动的方向为_______（填“顺时针”或“逆时针”），并求观察到的物块转动周期。 竖直面的圆周运动 7．（23-24高一下·广东肇庆·期末）摩天轮是广大游客喜爱的游乐设施。一质量为50 kg的游客坐在乘坐舱内随转轮一起做匀速圆周运动，已知该游客到转轴中心的距离为60m，游客绕转轴中心转动的角速度ω=0.01 rad/s，g取 10 m/s2，下列说法正确的是（    ） A．游客在乘坐摩天轮过程中的加速度不变 B．游客在乘坐摩天轮过程中的线速度不变 C．游客在最低点时的向心力大小为0.3 N D．游客的向心力总是由游客的重力和乘坐舱对其支持力的合力提供 8．（23-24高一下·浙江宁波·期末）工程人员在测量距离时会用到手推式测距仪，如图所示。已知某款手推式测距仪测距轮子直径，当轮子边缘以的平均速率向前滚动时，滚轮的转速约为（　　） A． B． C． D． 9．（23-24高一下·浙江湖州·期末）如图为某游乐场中的摩天轮。质量为m的游客随摩天轮的座舱在竖直面内做轨道半径为R的匀速圆周运动，转动一周所需时间为T，求： （1）座舱运动的角速度大小； （2）座舱运动的向心加速度大小； （3）游客在最低点所受的合外力。 10．（23-24高一下·浙江丽水·期末）如图，一质量为M的半圆弧凹槽放置在一电子秤上，现从最低点由初速度释放一质量为m的小球，忽略空气阻力与轨道摩擦，某时刻半圆弧凹槽对电子秤的压力为FN。若小球从未脱离过圆弧轨道，则（　　） A．FN可能大于Mg+mg B．FN可能小于Mg C．小球所受的支持力一直大于mg D．小球所受的支持力一直小于mg 11．（23-24高一下·浙江宁波·期末）（多选）如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做完整的圆周运动，管径略大于小球的直径，小球可以看成质点。管道半径为R，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．小球通过最高点时的最小速度为0 B．小球通过最低点时的最小速度为 C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力 D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 传动问题 12．（23-24高一下·浙江宁波·期末）如图所示，当风扇匀速转动时，到转轴距离相同的a、b两点（　　） A．线速度相同 B．转动周期相同 C．角速度不相同 D．向心加速度大小不同 13．（23-24高一下·浙江杭州·期末）如图所示，修正带的大小齿轮分别嵌合于固定的大小轴孔中，大小齿轮相互吻合，使用时大齿轮会带动小齿轮转动。点分别位于小、大齿轮的边缘，c点位于大齿轮的半径中点。三点角速度大小分别为，线速度大小分别为，则当修正带在使用的某个时刻，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 14．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）如图为某风力发电的设备，M、N为风力发电叶片上的两点。它们的线速度大小分别为、，向心加速度大小分别为、。当平均风速为时，风力发电机的平均功率为，当平均风速时，平均功率为，假设风速变化过程中风的动能转化为电能的百分比不变（效率不变），则（    ） A． B． C． D． 15．（23-24高一下·浙江宁波·期末）某个走时准确的时钟，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是。关于分针与时针的针尖的相关物理量说法正确的是（　　） A． B． C． D． 16．（23-24高一下·浙江湖州·期末）质量相等的A、B两人分别站在赤道和纬度为30°的地面上，他们随地球自转做匀速圆周运动，其角速度大小为ωA、ωB，线速度大小为vA、vB，向心加速度大小为aA、aB向心力大小为FA、FB。以下判断正确的是（    ） A．ωA>ωB B．vA=vB C．aA>aB D．FA=FB 17．（23-24高一下·浙江温州·期末）如图所示为某皮带轮传动装置，图中A、B、C点为轮边缘上的点，到各自转轴的距离之比为，皮带与各轮间均不打滑。下列关于A、B、C点的线速度v、角速度、周期T、向心加速度a的关系正确的是（　　） A． B． C． D． 18．（23-24高一下·浙江台州·期末）如图为冬奥会上安置在比赛场地外侧的高速轨道摄像机系统，当运动员匀速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频。关于摄像机，下列说法正确的是（　　） A．在弯道上运动的速度不变 B．所受合外力的大致方向为 C．与运动员在弯道上运动的角速度相同 D．向心加速度比运动员的向心加速度更小 19．（23-24高一下·浙江衢州·期末）某传动装置如图所示，A、B、C三点分别是半径为r、2r和4r三个齿轮边缘上的点。当A点所在的齿轮以角速度ω顺时针匀速转动时（    ） A．B点所在齿轮也顺时针转动 B．C点的线速度大小为2ωr C．C点转动的角速度为4ω D．C点的向心加速度大小为 生活中的圆周运动 20．（23-24高一下·浙江温州·期末）下列说法正确的是（　　） A．图甲中，围绕地球公转的月球不受太阳引力的作用 B．图乙中，利用离心机可以分离血液中密度不同的成分 C．图丙中，运动员手中弯曲的撑竿在恢复原状过程中对运动员做负功 D．图丁中，当汽车输出功率一定时，可通过增大速度，获得较大牵引力 21．（23-24高一下·浙江台州·期末）关于教材中相关插图，下列说法正确的是（　　） A．图甲为描述“火车转弯”的示意图，如果两轨高度相同，会使内轨受损 B．图乙为论述“曲线运动速度特点”的示意图，这里运用了“极限”的思想方法 C．图丙为描述“可变电容器”的插图，转动动片，铝片间距离变化，电容就发生变化 D．图丁为“感受向心力”活动的示意图，当增大小球转速时会感到拉力增大，说明“向心力与转速成正比” 22．（23-24高一下·浙江宁波·期末）（多选）下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（　　） A．甲中汽车通过凹形路面时，汽车需减速，这样可以减少对桥的压力 B．乙中汽车在水平面内转弯时，由地面的滑动摩擦力提供转弯所需的向心力 C．丙中在铁路转弯处的外轨比内轨高，可以减轻转弯时火车外侧轮缘与轨道的挤压 D．丁中洗衣机脱水桶脱水的原因是水滴受到的离心力大于它受到的向心力 23．（23-24高一下·浙江温州·期末）当驾车过弯道时，为防止侧滑，行驶速度不能过大。图1为一弯道路段，其俯视图如图2所示，其中一中心线位于同一水平面内的圆弧形车道，半径。一汽车沿该车道中心线做匀速圆周运动，已知汽车轮胎与路面间的最大静摩擦力等于压力的k倍，。（计算时汽车可视为质点，且在该路段行驶过程阻力不计，结果可用根式表示） （1）若此弯道的路面设计成水平，求该汽车不发生侧滑的最大速度； （2）若此弯道的路面设计成倾斜（外高内低），路基截面可简化为图3，路面与水平面夹角，已知： ①为使汽车转弯时与路面间恰好无摩擦，求它行驶的速度大小； ②为使汽车转弯时不发生侧滑，求它行驶的最大速度。    24．（23-24高一下·浙江宁波·期末）随着交通的发展，旅游才真正变成一件赏心乐事，各种“休闲游享乐游”纷纷打起了宣传的招牌，某次旅游中游客乘坐列车，以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道过程中，发现车顶部悬挂玩具小熊的细线稳定后与车用侧壁平行。与车厢底板平行的桌面上有一水杯，已知水杯与桌面间的动摩擦因数，水杯与水的总质量m，水平圆弧形弯道半径R，此弯道路面的倾角为θ，重力加速度为g，不计空气阻力，求： （1）列车转弯过程中的向心加速度大小； （2）列车转弯过程中，水杯与桌面间的摩擦力。 25．（23-24高一下·安徽亳州·期末）下列对于各图片的描述正确的是（　　） A．图1证明平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 B．图2中两完全相同小球在光滑、固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，a球受支持力较大 C．图3中汽车安全通过拱形桥最高点时，速度越大对桥的压力越小 D．图4中火车转弯时，速度越大，车轮对轨道的侧向挤压作用一定越大 26．（23-24高一下·浙江嘉兴·期末）下面说法正确的是（    ） A．甲图中汽车上坡时需挂高速档，提高速度 B．乙图中为使汽车经过拱桥时减少对桥面的压力，需要加速通过 C．丙图中顶部两根细电线直接与铁塔相连，利用静电屏蔽保护电网的安全 D．丁图用蓖麻油模拟电场线，说明电场线是真实存在且是闭合的曲线 27．（23-24高一下·浙江金华·期末）下面四幅图用曲线运动知识描述正确的是（   ） A．图甲，制作棉花糖时，糖水因为受到离心力而被甩出去 B．图乙，火车轨道的外轨略高于内轨，火车拐弯时速度越小，对轨道磨损就一定越小 C．图丙，该自行车在赛道上做匀速圆周运动，所受的合外力不变 D．图丁，在一座凹形桥的最低点，同一辆车子速度越大，对桥面压力就越大 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$