课时测评18 圆周运动（word练习）-【金版新学案】2026年高考物理高三总复习大一轮复习讲义（新高考）

课时测评18　圆周运动 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题2、6、7、8、11、12，每题6分，其余每题4分，共60分) 1．天宫空间站天和核心舱的机械臂，长度约10米，是我国自主研发的七自由度系统，与同样属于七自由度系统的人的手臂一样灵活和机动。如图A、B、C是三个主要关节支点，P为BC臂上的一点，机械臂整体以A支点为轴抬起，则下列说法正确的是(　　) A．作业过程中P与B线速度的大小一定相等 B．作业过程中P与B线速度的方向一定相同 C．作业过程中P与B角速度的大小一定相等 D．作业过程中P与B向心加速度的大小一定相等 答案：C 解析：由于P、B两点为同轴转动，所以两点的角速度相同，P、B两点的半径不确定是否相同，线速度的大小不一定相等，故A错误，C正确；线速度的方向在该点与圆心连线的垂直方向上，由于P、B两点与圆心连线不重合，所以两点线速度的方向不同，故B错误；P、B两点的半径不确定是否相同，根据圆周运动向心加速度公式an＝ω2r可知，P与B向心加速度的大小不一定相等，故D错误。 2．(多选)(2024·安徽合肥高三期中)如图，一辆小汽车在水平路面上匀速行驶，轮胎半径R＝20 cm，轮胎转速保持n＝600 r/min，轮胎边缘上有个记录点A，某个时刻，点A刚好跟地面接触，从此刻开始计时，下列说法正确的是(　　) A．汽车行驶速度大约为45 km/h B．点A相对于地面做匀速圆周运动 C．经过t＝0.1 s，点A的路程为0.4π m D．经过t＝0.05 s，点A的位移大小为0.2 m 答案：AD 解析：汽车行驶速度为v＝2πnR＝2π××0.2 m/s＝4π m/s≈45 km/h，A正确；点A相对于轮胎转轴做匀速圆周运动，轮胎转轴相对地面做匀速直线运动，所以点A相对于地面不是在做匀速圆周运动，B错误；经过t＝0.1 s，车前进距离为s＝vt＝0.4π m，由于点A相对轮胎转轴转动，所以其路程不等于0.4π m，C错误；经过t＝0.05 s，即半个周期，车前进距离为s1＝vt＝0.2π m，点A位于最高点，与地面距离为0.4 m，由勾股定理得点A的位移大小为x＝0.2，D正确。 3．(2024·湖北武汉模拟)剪纸艺术源远流长，经久不衰，是中国民间艺术中的瑰宝。将如图所示具有对称性的剪纸平放并固定在水平圆盘上，剪纸中心与圆盘中心重合，圆盘匀速转动，在暗室中用每秒闪光10次的频闪光源照射圆盘，暗室中静止不动的观察者观察到剪纸相对静止，则圆盘的转速至少为(　　) A．0.02 r/s B．2 r/s C．4 r/s D．4π r/s 答案：B 解析：转动后的图形都会与原图形重合，只要在经过相邻两次闪光的时间间隔内，剪纸都转过θ＝×2π(N＝1，2，3，…)，静止不动的观察者就观察到剪纸相对静止，则ω＝(N＝1，2，3，…)，n＝＝2N r/s(N＝1，2，3，…)，当N＝1时，n最小，此时n＝2 r/s，B正确。 4．(2024·山东烟台二模)进入冬季后，北方的冰雪运动吸引了许多南方游客。如图为雪地转转游戏，人乘坐雪圈(人和雪圈总质量为50 kg)绕轴以2 rad/s的角速度在水平雪地上匀速转动，已知水平杆长为2 m，离地高为2 m，绳长为4 m，且绳与水平杆垂直。则雪圈(含人)(　　) A．所受的合力为零 B．圆周运动的半径为2 m C．线速度大小为4 m/s D．所受向心力大小为800 N 答案：D 解析：根据几何关系可知，雪圈(含人)做匀速圆周运动的半径为r＝ m＝4 m，则线速度大小为v＝ωr＝2×4 m/s＝8 m/s，雪圈(含人)所受的向心力F向＝mω2r＝50×22×4 N＝800 N，故选D。 5．(2024·云南昆明高三期末)如图所示，内壁光滑的竖直圆筒绕中轴线做匀速圆周运动。一质量为m的小物块(可视为质点)用一端固定在O点的细绳拴接，细绳的长度为L。小物块紧贴圆筒内壁随圆筒一起做匀速圆周运动。已知重力加速度为g，则(　　) A．圆筒转动的角速度ω越大，细绳上的张力越大 B．继续增加圆筒转动的角速度ω，物块会相对圆筒内壁上滑 C．当圆筒转动角速度小于时，物块会脱离圆筒内壁 D．当圆筒转动角速度等于时，圆筒内壁对小物块的弹力大小为2mg tan θ 答案：C 解析：当物块紧贴圆筒内壁时竖直方向有FTcos θ＝mg，水平方向有FTsin θ＋FN＝mω2·L sin θ，所以只要物块与圆筒内壁接触，始终有FT＝，故A错误；若物块沿圆筒内壁上滑，绳子松弛，无张力，这是不可能的，故B错误；若物块恰好脱离圆筒壁，有FN＝0，解得ω＝ ，其中ω＝，解得FN＝mg tan θ，故D错误。 6．(多选)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<ωB C．向心加速度aA<aB D．向心力FA>FB 答案：BC 解析：设绳子与竖直方向夹角为θ，对小球受力分析有Fn ＝ mg tan θ＝ma，由题图可看出小球从A到B，θ增大，则aA<aB，FA<FB，故C正确，D错误；根据mg tan θ＝m＝mω2l sin θ，可得v＝sin θ，因θ增大，l减小，h减小，则有ωA < ωB，线速度大小无法判断，故A错误，B正确。故选BC。 7．(多选)四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动。如图甲所示，其中小球A、B在同一水平面内做圆锥摆运动(连接B球的绳较长)；如图乙所示，小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接C、D的绳与竖直方向之间的夹角相同(连接D球的绳较长)，则下列说法正确的是(　　) A.小球A、B角速度相等 B．小球A、B线速度大小相等 C．小球C、D向心加速度大小相等 D．小球D受到绳的拉力与小球C受到绳的拉力大小相等 答案：ACD 解析：对题图甲A、B分析：设绳与竖直方向的夹角为θ，绳长为l，小球的质量为m，小球A、B到悬点O的竖直距离为h，则有mg tan θ＝mω2l sin θ，解得ω＝，v＝ωl sin θ＝l sin θ，所以小球A、B的角速度相等，线速度大小不相等，故A正确，B错误；对题图乙C、D分析：设绳与竖直方向的夹角为α，小球的质量为m，绳长为L，绳的拉力为FT，则有mg tan α＝ma，FTcos α＝mg，可得a＝g tan α，FT＝，所以小球C、D向心加速度大小相等，受到绳的拉力大小也相等，故C、D正确。 8．(多选)游乐园有一种叫作“快乐飞机”(图甲)的游乐项目，模型如图乙所示，已知模型飞机质量为m，固定在长为L的旋臂上，旋臂与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g，当模型飞机以角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，下列说法正确的是(　　) A．模型飞机受到重力、旋臂的作用力和向心力 B．旋臂对模型飞机的作用力方向一定与旋臂垂直 C．旋臂对模型飞机的作用力大小为m D．若夹角θ增大，则旋臂对模型飞机的作用力增大 答案：CD 解析：当模型飞机以角速度ω绕中央轴在水平面内做匀速圆周运动时，模型飞机受到重力、旋臂的作用力，这两个力的合力提供向心力，旋臂对模型飞机的作用力方向不一定与旋臂垂直，故A、B错误；由A、B项分析知，旋臂对模型飞机的作用力大小为F＝正确；由F＝m可知，若夹角θ增大，则旋臂对模型飞机的作用力增大，故D正确。 9．如图是某型号无人机绕拍摄主体做水平匀速圆周运动的示意图。已知无人机的质量为m，无人机的轨道距拍摄对象的高度为h，无人机与拍摄对象的距离为r，无人机飞行的线速度大小为v，则无人机做匀速圆周运动时(　　) A．角速度为 B．所受空气作用力为mg C．向心加速度为 D．周期为T＝ 答案：C 解析：做圆周运动的半径R＝，则角速度为ω＝，故A错误；无人机做匀速圆周运动时，向心力Fn＝m＝man，解得an＝，所受空气作用力F＝，故B错误，C正确；无人机做匀速圆周运动的周期T＝，故D错误。 10．(2024·湖北黄冈高三模拟)如图所示，一根细线下端拴一个金属小球Q，细线穿过小孔(小孔光滑)，另一端连接在金属块P上，P始终静止在水平桌面上，若不计空气阻力，小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)。实际上，小球在运动过程中不可避免地受到空气阻力作用。因阻力作用，小球Q的运动轨道发生缓慢的变化(可视为一系列半径不同的圆周运动)。下列判断正确的是(　　) A．小球Q的位置越来越高 B．细线的拉力变小 C．小球Q运动的角速度变大 D．P受到桌面的静摩擦力变大 答案：B 解析：由于小球受到空气阻力作用，线速度减小，则所需要的向心力减小，小球做近心运动，小球的位置越来越低，故A错误；设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为FT，细线的长度为L，当小球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图所示，则有FT＝ tan θ＝m＝mω2L sin θ，解得v＝，由于小球受到空气阻力作用，线速度减小，则θ减小，cos θ增大，因此，细线的拉力FT减小，角速度ω减小，故B正确，C错误；对金属块P，由平衡条件知，P受到桌面的静摩擦力大小等于细线的拉力大小，则静摩擦力变小，故D错误。 11.(多选)智能呼啦圈轻便美观。如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.5 kg，绳长为0.5 m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2 m。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为θ，运动过程中腰带可看作不动，重力加速度g取，sin 37°＝0.6，下列说法正确的是(　　) A．匀速转动时，配重受到的合力恒定不变 B．若增大转速，腰带受到的合力变大 C．当θ稳定在37°时，配重的角速度为ω＝ D．当θ由37°缓慢增加到53°的过程中，绳子对配重做正功 答案：CD 解析：匀速转动时，配重做匀速圆周运动，合力大小不变，但方向在变化，故A错误；运动过程中腰带可看作不动，所以腰带受到的合力始终为零，故B错误；对配重，由牛顿第二定律得mg tan θ＝mω2(l sin θ＋r)，即ω＝，当θ稳定在37°时，解得ω＝ rad/s，故C正确；由C项中公式ω＝可知，θ稳定在53°时的角速度大于θ稳定在37°时的角速度，配重做圆周运动的半径也增大，由v＝ωr知，速度增大，动能增大，同时位置升高，重力势能增大，所以机械能增大，由功能关系知，θ由37°缓慢增加到53°的过程中，绳子对配重做的功等于配重机械能的增加量，所以绳子对配重做正功，故D正确。 12．(多选)如图所示，半径为R的半球形陶罐固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。甲、乙两个小物块(均可视为质点)分别置于转台的A、B两处，OA、OB与OO′间的夹角分别为α＝30°和β＝60°。转台静止时，甲、乙均不会下滑。已知甲的质量是乙的两倍，重力加速度大小为g。在转台从静止开始缓慢加速转动，直到其中一物块刚要滑动的过程中，下列说法正确的是(　　) A．甲的线速度大小始终为乙的倍 B．甲所受向心力的大小始终为乙的倍 C．陶罐对甲、乙所做的功相等 D．当转台角速度为时，甲、乙均有向内侧运动的趋势 答案：BD 解析：设甲的质量为m1、线速度为v1、圆周运动半径为r1、所受向心力为F1，乙的质量为m2、线速度为v2、圆周运动半径为r2、所受向心力为F2。由于甲、乙两物块转动的角速度相等，则，选项A错误；甲、乙所受向心力之比为，选项B正确；根据动能定理可得陶罐对甲、乙所做的功之比为，选项C错误；设转台角速度为ω0时，甲恰好不受摩擦力，对甲受力分析，由圆周运动知识知m1g tanα＝R sin α，解得ω0＝＞，同理乙恰好不受摩擦力时，转台角速度ω0′＝＞，故当转台角速度为时，甲、乙均受到向外的静摩擦力，即均有向内侧运动的趋势，选项D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $