专题03 圆周运动（期末真题汇编-湖南专用）高一物理下学期

**基本信息** 聚焦圆周运动5大高频考点，汇编湖南、新疆等地期末真题，通过平抛与圆盘转动、打夯机等真实情境考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|14题|覆盖圆周运动描述（如第1题平抛与圆盘转动）、向心力（如第5题锥形漏斗小球）、竖直面圆周运动（如第10题打夯机模型）等5大考点|结合自行车齿轮（第3题）、气嘴灯（第14题）等生活实例，设置多考点综合题（如第9题橡皮筋正六边形模型）|

03 圆周运动 5大高频考点概览 考点 01 圆周运动的描述 考点 02 向心力向心加速度 考点 03 水平面内的圆周运动 考点 04 竖直平面内的圆周运动 考点 05 离心运动 地 城 考点01 圆周运动的描述 1．（25-26高一上·湖南衡阳·期末）如图所示，一个倾角为37°的圆盘正绕其圆心O点匀速转动，AB为圆盘的直径。当B点在最高点时，圆盘最低点A点的正上方有一个小球（视为质点）向B点以6m/s的速度水平抛出，小球垂直打在圆盘的边缘上且不反弹，取，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．小球在空中的运动时间为0.6s B．小球在空中的运动时间为1s C．要使得小球正好落在B点，圆盘转动的角速度可能是 D．要使得小球正好落在B点，圆盘转动的角速度可能是 2．（25-26高一上·湖南长沙·期末）（多选）在某次射击游戏中，玩具气枪将子弹以速度射出，沿水平直线穿过一个正在逆时针匀速旋转的薄壁纸质圆筒（从A点射入、B点射出），规则是，子弹入射留下的孔和出射留下的孔距离越近，分数越高，已知圆筒半径，和之间的夹角，若要在圆筒上只出现一个弹孔，则圆筒的转速可能是（　　） A． B． C． D． 3．（25-26高一上·湖南长沙·期末）自行车部分结构如图所示，A是大齿轮边缘上一点，B是小齿轮边缘上一点，C是后轮边缘上一点。把自行车后轮支撑起来，转动脚踏板，使后轮转动起来，已知三个轮子半径满足，下面说法中正确的是（　　） A．A、B两点线速度大小之比为 B．A、B两点角速度之比为 C．B、C两点角速度大小之比为 D．B、C两点线速度大小之比为 地 城 考点02 向心力向心加速度 4．（25-26高一上·湖南衡阳·期末）下列说法中正确的是（　　） A．形状规则的物体，它的重心一定在物体的几何中心 B．相互挤压的物体间一定有摩擦力 C．变速圆周运动中合力一定不会始终指向圆心 D．物体受到的摩擦力方向与物体的运动方向之间的夹角不可能是90° 5．（18-19高一下·新疆阿克苏·期中）（多选）如图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面做匀速圆周运动，以下物理量大小关系正确的是(　　) A．速度vA＞vB B．角速度ωA＞ωB C．向心力FA＞FB D．向心加速度aA=aB 6．（25-26高一上·湖南益阳·期末）如图所示，圆盘绕中心轴匀速转动。M、N、P是圆盘上的三个点，其中M、P位于圆盘边缘，下列说法正确的是（　　） A．M、P两点的线速度相同 B．点的向心加速度大于点的向心加速度 C．点的角速度大于点的角速度 D．圆盘转动的角速度越大则周期越长 地 城 考点03 水平面内的圆周运动 7．（25-26高一上·湖南益阳·期末）如图甲所示，花样滑冰比赛中运动员做圆锥摆运动，可简化为如图乙所示的模型。小球质量为，小球到悬挂点的摆线长为，测得小球做圆锥摆运动的周期为，摆线与竖直方向的夹角为，小球运动过程中始终没有与地面接触，下列说法正确的是（　　） A．小球做圆周运动的圆心为悬挂点 B．摆线对小球的拉力充当小球的向心力 C．小球所需的向心力大小为 D．摆线对小球的拉力大小为 8．（22-23高一下·四川广元·期中）“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的锥形桶面上做圆周运动而不掉下来。其简化模型如图所示，同一位演员骑同一辆车沿着桶内壁分别在水平面a和b上做匀速圆周运动，若不考虑车轮受到的侧向摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．车在a平面运动的速率较小 B．车在a平面运动的周期较大 C．车在b平面运动的角速度较小 D．车在b平面受到的支持力较大 9．（25-26高一上·湖南邵阳·期末）如图，用劲度系数为k，原长均为的符合胡克定律的六根橡皮筋，将六个完全相同质量为m的小球连接成正六边形，放在光滑水平桌面上。现在使这个系统绕垂直于桌面通过正六边形中心的轴匀速转动。在系统稳定后，观察到正六边形边长变为l，下列说法正确的是（　　） A．小球受到橡皮筋的弹力为 B．小球匀速转动的周期为 C．小球匀速转动的线速度为 D．小球在任意相等时间内的速度变化量相等 地 城 考点04 竖直平面内的圆周运动 10．（24-25高一下·山东青岛·期末）（多选）图甲为一种小型打夯机，利用冲击和冲击振动作用分层夯实回填土，图乙为这种打夯机的结构示意图。质量为m的摆锤通过轻杆与总质量为M的底座（含电动机）上的转轴相连，轻杆质量忽略不计。电动机带动摆锤绕转轴O在竖直面内以角速度匀速转动，转动半径为l，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．摆锤转到最低点时，底座对地面的压力不可能为零 B．若摆锤转到最高点时，底座对地面的压力刚好为零，则角速度 C．若摆锤转到最高点时，轻杆对摆锤的弹力为0，则角速度 D．摆锤转到轻杆水平时，轻杆对摆锤的作用力大小为 11．（25-26高一上·湖南邵阳·期末）（多选）如图，一儿童在内横截面为圆形的光滑水泥筒的最低点以一定水平初速度踢出球，可使球未完成一圈就正好落入位于圆心O处的背兜。已知内截面圆的半径，忽略一切阻力，将球看作质点，重力加速度g取，则下列说法正确的是（　　） A．小球与水泥筒脱离后做斜上抛运动 B．小球与水泥筒脱离瞬间重力提供向心力 C．小球的初速度大小为 D．若初速度大于，小球可做完整的圆周运动 12．下列有关生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是（　　） A．图甲中，附着在脱水桶内壁上的衣服受到的摩擦力随角速度增大而增大 B．图乙中，汽车通过拱桥最高点时的情形，汽车受到的支持力大于重力 C．图丙中，随水平圆盘转动的物块离转轴越近，越容易发生相对滑动 D．图丁中，用离心机将瓶中混合的水和油分离，其中a、c部分是油 地 城 考点05 离心运动 13．如图，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，运动到Р点时，撤去拉力F，则小球（　　） A．继续做匀速圆周运动 B．沿轨迹Pa做直钱运动 C．沿轨迹Pb做离心运动 D．沿轨迹Pc做近心运动 14．如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　） A．只要轮子转动起来，气嘴灯就能发光 B．增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光 C．安装时A端比B端更远离圆心 D．匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 03 圆周运动 5大高频考点概览 考点 01 圆周运动的描述 考点 02 向心力向心加速度 考点 03 水平面内的圆周运动 考点 04 竖直平面内的圆周运动 考点 05 离心运动 地 城 考点01 圆周运动的描述 1．（25-26高一上·湖南衡阳·期末）如图所示，一个倾角为37°的圆盘正绕其圆心O点匀速转动，AB为圆盘的直径。当B点在最高点时，圆盘最低点A点的正上方有一个小球（视为质点）向B点以6m/s的速度水平抛出，小球垂直打在圆盘的边缘上且不反弹，取，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．小球在空中的运动时间为0.6s B．小球在空中的运动时间为1s C．要使得小球正好落在B点，圆盘转动的角速度可能是 D．要使得小球正好落在B点，圆盘转动的角速度可能是 【答案】D 【详解】AB．小球垂直打在倾斜圆盘上 竖直方向 解得小球在空中的运动时间为，AB错误； CD．要使得小球正好落在B点，圆盘转动的角速度满足 当时，圆盘转动角速度是，C错误，D正确。 故选D。 【点睛】 2．（25-26高一上·湖南长沙·期末）（多选）在某次射击游戏中，玩具气枪将子弹以速度射出，沿水平直线穿过一个正在逆时针匀速旋转的薄壁纸质圆筒（从A点射入、B点射出），规则是，子弹入射留下的孔和出射留下的孔距离越近，分数越高，已知圆筒半径，和之间的夹角，若要在圆筒上只出现一个弹孔，则圆筒的转速可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】根据图像可知 所以子弹穿过纸质筒用时为 若使穿入与穿出时一个位置，则有在此过程中，纸筒转过角度应为 设圆筒的转速为n，则有 所以满足条件时 代入数据可得当时， 当时， 故选BD。 3．（25-26高一上·湖南长沙·期末）自行车部分结构如图所示，A是大齿轮边缘上一点，B是小齿轮边缘上一点，C是后轮边缘上一点。把自行车后轮支撑起来，转动脚踏板，使后轮转动起来，已知三个轮子半径满足，下面说法中正确的是（　　） A．A、B两点线速度大小之比为 B．A、B两点角速度之比为 C．B、C两点角速度大小之比为 D．B、C两点线速度大小之比为 【答案】C 【详解】A．是皮带传动，则A、B具有相同的线速度，即，故A、B两点线速度大小之比为，故A错误； B．由题知，根据 可得，故B错误； C．是共轴转动，则BC具有相同的角速度，即，故B、C两点角速度大小之比为，故C正确； D．由题知，根据 可得，故D错误。 故选C。 地 城 考点02 向心力向心加速度 4．（25-26高一上·湖南衡阳·期末）下列说法中正确的是（　　） A．形状规则的物体，它的重心一定在物体的几何中心 B．相互挤压的物体间一定有摩擦力 C．变速圆周运动中合力一定不会始终指向圆心 D．物体受到的摩擦力方向与物体的运动方向之间的夹角不可能是90° 【答案】C 【详解】A．物体的重心位置取决于质量分布，形状规则但密度不均匀时，重心不一定在几何中心，故A错误； B．摩擦力产生需同时满足接触面粗糙、有正压力、有相对运动或相对运动趋势，相互挤压仅提供正压力，不足以保证摩擦力存在，故B错误； C．变速圆周运动中，速度大小变化，需切向加速度改变速度大小，因此合力必有切向分量，而向心加速度指向圆心，可知合力一定不指向圆心，故C正确； D．物体受到的摩擦力方向与运动方向夹角可能为90°（如匀速圆周运动中静摩擦力提供向心力，方向指向圆心，运动方向为切线方向），故D错误。 故选C。 5．（18-19高一下·新疆阿克苏·期中）（多选）如图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面做匀速圆周运动，以下物理量大小关系正确的是(　　) A．速度vA＞vB B．角速度ωA＞ωB C．向心力FA＞FB D．向心加速度aA=aB 【答案】AD 【详解】设锥形漏斗倾角为，根据受力分析可得：，因为两球质量相等，所以向心力大小相等，向心加速度大小相等，但小球A的半径大，所以A的线速度大，角速度小，BC错误AD正确 6．（25-26高一上·湖南益阳·期末）如图所示，圆盘绕中心轴匀速转动。M、N、P是圆盘上的三个点，其中M、P位于圆盘边缘，下列说法正确的是（　　） A．M、P两点的线速度相同 B．点的向心加速度大于点的向心加速度 C．点的角速度大于点的角速度 D．圆盘转动的角速度越大则周期越长 【答案】B 【详解】A．M、P半径相同，所以线速度大小相等，但方向不同，因此线速度不同，故A错误； C．圆盘绕同一轴匀速转动，各点角速度相等，故C错误； B．M、N属于同轴转动，角速度相同，M点的半径大于N点的半径，根据 可知M点的向心加速度大于N点的向心加速度，故B正确； D．根据 可知角速度越大，周期T越小，故D错误。 故选B。 地 城 考点03 水平面内的圆周运动 7．（25-26高一上·湖南益阳·期末）如图甲所示，花样滑冰比赛中运动员做圆锥摆运动，可简化为如图乙所示的模型。小球质量为，小球到悬挂点的摆线长为，测得小球做圆锥摆运动的周期为，摆线与竖直方向的夹角为，小球运动过程中始终没有与地面接触，下列说法正确的是（　　） A．小球做圆周运动的圆心为悬挂点 B．摆线对小球的拉力充当小球的向心力 C．小球所需的向心力大小为 D．摆线对小球的拉力大小为 【答案】D 【详解】A．小球在水平面内做圆周运动，运动圆心为悬挂点在运动平面内的投影，故A错误； B．摆线的拉力指向悬挂点，应该是拉力的水平分力提供向心力，故B错误； C．小球所需的向心力大小，故C错误； D．摆线对小球的拉力大小的水平分力提供向心力，即 结合C选项的结论，可得，故D正确。 故选D。 8．（22-23高一下·四川广元·期中）“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的锥形桶面上做圆周运动而不掉下来。其简化模型如图所示，同一位演员骑同一辆车沿着桶内壁分别在水平面a和b上做匀速圆周运动，若不考虑车轮受到的侧向摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．车在a平面运动的速率较小 B．车在a平面运动的周期较大 C．车在b平面运动的角速度较小 D．车在b平面受到的支持力较大 【答案】B 【详解】D．对小车受力分析，只受到重力与平面的支持力，小车在竖直方向上受力平衡，有 如图所示 由于桶面的倾角相同，所以平面对车的支持力大小相等，故D错误； A．小车在水平方向上有 a与b的向心加速度大小相同，根据向心加速度公式 由于 所以，故A错误； B．根据公式 由于 所以，故B正确； C．根据公式 由于 所以，故C错误。 故选B。 9．（25-26高一上·湖南邵阳·期末）如图，用劲度系数为k，原长均为的符合胡克定律的六根橡皮筋，将六个完全相同质量为m的小球连接成正六边形，放在光滑水平桌面上。现在使这个系统绕垂直于桌面通过正六边形中心的轴匀速转动。在系统稳定后，观察到正六边形边长变为l，下列说法正确的是（　　） A．小球受到橡皮筋的弹力为 B．小球匀速转动的周期为 C．小球匀速转动的线速度为 D．小球在任意相等时间内的速度变化量相等 【答案】B 【详解】A．根据胡克定律可知，小球受到橡皮筋的弹力为，故A错误； B．每个小球做匀速圆周运动的半径均为，选取其中任意一个小球为研究对象，小球所受两条橡皮筋弹力的合力提供向心力，有 解得，故B正确； C．小球匀速转动的线速度为，故C错误； D．小球在任意相等的时间内速度变化量大小相等，但方向不同，即速度变化量不相等，故D错误。 故选B。 地 城 考点04 竖直平面内的圆周运动 10．（24-25高一下·山东青岛·期末）（多选）图甲为一种小型打夯机，利用冲击和冲击振动作用分层夯实回填土，图乙为这种打夯机的结构示意图。质量为m的摆锤通过轻杆与总质量为M的底座（含电动机）上的转轴相连，轻杆质量忽略不计。电动机带动摆锤绕转轴O在竖直面内以角速度匀速转动，转动半径为l，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．摆锤转到最低点时，底座对地面的压力不可能为零 B．若摆锤转到最高点时，底座对地面的压力刚好为零，则角速度 C．若摆锤转到最高点时，轻杆对摆锤的弹力为0，则角速度 D．摆锤转到轻杆水平时，轻杆对摆锤的作用力大小为 【答案】AB 【详解】A．摆锤转到最低点时，轻杆对摆锤有向上的拉力作用，根据向心力公式有 此时轻杆对底座有向下的拉力作用，所以底座对地面的压力不可能为0，故A正确； B．若摆锤转到最高点时，底座对地面的压力刚好为零，则轻杆对底座有向上的作用力，大小为Mg，所以对摆锤分析，有 可解得，故B正确； C．若摆锤转到最高点时，轻杆对摆锤的弹力为0，则对摆锤分析，有 此时，故C错误； D．摆锤转到轻杆水平时，轻杆对摆锤的作用力的水平分量提供向心力，大小为 所以轻杆对摆锤的作用力为，故D错误。 故选AB。 11．（25-26高一上·湖南邵阳·期末）（多选）如图，一儿童在内横截面为圆形的光滑水泥筒的最低点以一定水平初速度踢出球，可使球未完成一圈就正好落入位于圆心O处的背兜。已知内截面圆的半径，忽略一切阻力，将球看作质点，重力加速度g取，则下列说法正确的是（　　） A．小球与水泥筒脱离后做斜上抛运动 B．小球与水泥筒脱离瞬间重力提供向心力 C．小球的初速度大小为 D．若初速度大于，小球可做完整的圆周运动 【答案】ACD 【详解】A．小球与水泥筒脱离后只受重力，有斜向上的速度，做斜上抛运动，故A正确； B．小球与水泥筒脱离瞬间由重力垂直接触面方向的分力提供向心力，故B错误； C．由题意可知球第一阶段先做圆周运动后第二阶段脱离水泥筒做斜抛运动落入圆心O处的背兜。在第一阶段结束时球即将脱离水泥筒的瞬间，设此时速度方向与水平方向夹角为，如图所示 则在脱离瞬间重力在指向圆心方向的分力提供向心力，即 第二阶段斜抛运动，在水平方向做匀速直线运动，竖直方向为竖直上抛运动，有， 方程联立解得，， 小球从踢出瞬间到脱离水泥筒根据动能定理可知 代入题中数据，解得，故C正确； D．小球恰好能通过最高点时，有 从最低点到最高点的过程，由动能定理 可得初速度 故小球初速度大于可做完整的圆周运动，故D正确。 故选ACD。 12．下列有关生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是（　　） A．图甲中，附着在脱水桶内壁上的衣服受到的摩擦力随角速度增大而增大 B．图乙中，汽车通过拱桥最高点时的情形，汽车受到的支持力大于重力 C．图丙中，随水平圆盘转动的物块离转轴越近，越容易发生相对滑动 D．图丁中，用离心机将瓶中混合的水和油分离，其中a、c部分是油 【答案】D 【详解】A．图甲中衣服附着在脱水桶内壁上随桶一起转动，竖直方向由平衡得可知，摩擦力大小不变，故A错误； B．图乙中汽车通过拱形桥的最高点时，加速度竖直向下，根据牛顿第二定律可知 即汽车受到的支持力小于重力，故B错误； C．图丙中水平圆盘转动时，圆盘对物体的摩擦力提供其做圆周运动的向心力，即 可知离圆盘中心越远，物体的摩擦力越大，越容易达到最大静摩擦力，越容易发生相对滑动，故C错误； D．图丙中水的密度大，单位体积水的质量大，瓶子中的油和水做匀速圆周运动的角速度相同，根据 可知水做圆周运动所需要的向心力大，当合力不足以提供向心力时，水先做离心运动，所以油和水分离后，油在水的内侧，故a、c部分是食用油，故D正确。 故选D。 地 城 考点05 离心运动 13．如图，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，运动到Р点时，撤去拉力F，则小球（　　） A．继续做匀速圆周运动 B．沿轨迹Pa做直钱运动 C．沿轨迹Pb做离心运动 D．沿轨迹Pc做近心运动 【答案】B 【详解】光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，则小球的速度方向在圆弧的切线上；运动到Р点时，撤去拉力F，由于惯性，小球将沿轨迹Pa做匀速直钱运动。 故选B。 14．如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　） A．只要轮子转动起来，气嘴灯就能发光 B．增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光 C．安装时A端比B端更远离圆心 D．匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光 【答案】B 【详解】A．车轮转动时，重物随车轮做圆周运动，所需要的向心力由弹簧弹力与重力的合力提供，车轮转速越大，弹簧长度越长，重物上的触点M与固定在B端的触点N越近，当车轮达到一定转速时，重物上的触点M与固定在B端的触点N接触后气嘴灯就会被点亮，故A错误； B．灯在最低点时，对重物有 解得 故增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光，故B正确； C．要使重物做离心运动，M、N接触，则A端应靠近圆心，安装时 A端比 B端更靠近圆心，故C错误； D．灯在最低点时，有 即 灯在最高点时，有 即 故，即匀速行驶时，在最低点时弹簧比在最高点时长，因此匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时不一定能发光，故D错误。 故选B。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 圆周运动地 城 考点01 圆周运动的描述 1．D 2．BD 3．C 地 城 考点02 向心力向心加速度 4．C 5．AD 6．B 地 城 考点03 水平面内的圆周运动 7．D 8．B 9．B 地 城 考点04 竖直平面内的圆周运动 10．AB 11．ACD 12．D 地 城 考点05 离心运动 13．B 14．B 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $