第六章 圆周运动 错题集-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

**基本信息** 圆周运动错题汇编，含18道题，涵盖单车齿轮、脱水拖把等生活实例及激光测转速等科技情境，注重知识应用与能力梯度。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|12题|线速度与角速度关系（6.1）、向心力计算（6.5）、生活应用（6.2脱水拖把）|基础巩固题占比高，如6.1直接考查齿轮传动物理量关系| |多选|6题|科技情境（6.3激光测转速）、综合分析（6.18圆锥摆拉力与角速度关系）|能力提升题突出，如6.18结合图像考查临界状态分析，贴合高考综合题命题趋势|

6.1.C　解析 两齿轮通过链条传动,则B点与C点的线速度大小相等,即vB=vC,根据v=ωr,2RB=5RC,可得5ωB=2ωC,故A错误;单车轮胎与后齿轮同轴转动,则A点与C点的角速度相等,即ωA=ωC,根据v=ωr,RA=5RC,可得vA=5vC,故B错误;由前面分析可得2ωA=5ωB,vA=5vB,故C正确,D错误。 6.2.B　解析 拖把杆上段向下运动的速度v杆==0.25 m/s,故A错误;拖把杆上段1 s内匀速下压了25 cm,则转动5圈,即拖把头的转速n=5 r/s,则拖把头转动的角速度ω=2πn=10π rad/s,拖把头边缘的线速度v=ωR=π m/s,故B正确,C、D错误。 6.3.解析 (1)显示屏横向的每大格(含有5等分小格)对应的时间为Δt=0.100 s,由题图乙可知,圆盘转动的周期T=0.400 s,圆盘转动的转速n= r/s=2.50 r/s。 (2)圆盘侧面反光涂层的宽度约为圆盘周长的,则有s=×2πr=1.88 cm。 答案 (1)0.400　2.50　(2)1.88 6.4.B　解析 甲、乙两名溜冰运动员做匀速圆周运动,是共轴转动,角速度大小相等,故B正确;弹簧对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力,则向心力相等,根据牛顿第二定律得m甲R甲ω2=m乙R乙ω2,解得,已知m甲>m乙,所以乙做圆周运动的半径较大,故C、D错误;甲、乙两名溜冰运动员角速度大小相等,根据公式v=ωr,由于转动半径不同,故线速度不相等,故A错误;故选B。 6.5.A　解析 依题意,根据向心力公式得Fn=m,故A正确,B错误;根据牛顿第二定律得FN-mg=m,则有金属球壳对物块的支持力FN=mg+m,所以滑动摩擦力大小为Ff=μ,故C、D错误。 6.6.C　解析 物块做匀速圆周运动,向心力大小始终不变,根据牛顿第二定律,在c点有mg-FNc=F向,解得FNc=mg-F向≠mg,在d点有FNd-mg=F向,解得FNd=F向+mg≠FNc,故A、D错误;物块所受合外力提供向心力,大小不变,但方向变化,故B错误;物块所受重力和支持力始终在竖直方向,而向心力方向始终指向圆心,只有在c、d两点,仅靠重力和支持力的合力就可以提供向心力,而除在c、d两点外,物块都要受摩擦力,才能使合外力指向圆心,故C正确。 6.7.BC　解析 由于小球所受的拉力始终与其速度方向垂直,不改变速度大小,故A错误;由v=ωr可知,v不变,r变大,则角速度ω变小,故B正确;小球的向心力Fn=m,v不变,r变大,则向心力变小,故C正确;细绳对小球的拉力提供向心力,有F=m,v不变,r变大,则F变小,故D错误。 6.8.CD　解析 如图所示,设小球受到的支持力为FN,向心力为F,则有FNsin θ=mg,则FNA∶FNB=∶1,选项A错误;由向心力F=,得FA∶FB=3∶1,选项B错误;小球运动轨道高度相同,则半径r=htan θ,rA∶rB=1∶3,由F=mω2r,得ωA∶ωB=3∶1,选项C正确;由v=ωr,得vA∶vB=1∶1,选项D正确。 6.9.A　解析 由题图可知,手机转动的半径约为0.65 m,根据公式a=可得手臂摆到竖直位置时手的线速度大小为v= m/s≈2 m/s,故A正确;手臂摆到竖直位置时,手机的加速度方向向上,处于超重状态,故B错误;自然下摆过程中,手机做变速圆周运动,所受合力不是始终沿手臂方向,故C错误;由公式an=ω2r可知手掌与手肘的向心加速度之比约为2∶1,故D错误。 6.10.BD　解析 车速为v=54 km/h=15 m/s,设悬线与竖直方向夹角为θ,则tan θ=,根据牛顿第二定律mgtan θ=m,可得估算的半径约为90 m,A错误,B正确;若路面略微内倾,则悬线与竖直方向夹角的真实值偏大,由以上分析可知,则其真实半径略小于估算半径,C错误,D正确。 6.11.B　解析 对A分析,根据牛顿第二定律,有FA-mAg=mA,可得圆管对小球A的弹力大小为FA=28 N,方向向上,则小球A对圆管的弹力大小为F1=FA=28 N,方向向下;对圆管分析,则有F2=F1+mg,解得小球B对圆管的弹力大小为F2=44 N,方向向上,则圆管对小球B的弹力大小为FB=F2=44 N,方向向下;对小球B分析,有FB+mBg=mB,解得小球B的速度大小为vB=4 m/s,故选B。 6.12.D　解析 小球在BD下方运动时,向心加速度指向圆心,均有竖直向上的分量,故处于超重状态,故A错误;由于玩具小车在轨道上做匀速圆周运动,切向分量上合力为零,故在B点受到竖直向上的摩擦力,故B错误;设玩具小车在C点时受到向下的压力FNC,则FNC+mg=m,又v==0.6π m/s,得FNC'=FNC≈1 N,故C错误;设玩具小车在A点时受到向上的压力FNA,则FNA-mg=m,由牛顿第三定律知FNA'=FNA,得FNA'-FNC'=2mg=10 N,故D正确。 6.13.D　解析 餐具随圆盘转动过程中受重力、弹力、摩擦力,向心力是效果力,故A错误;餐具随圆盘一起做匀速圆周运动,由静摩擦力提供向心力,方向始终指向圆心,则餐具相对于圆盘的运动趋势沿半径背离圆心,故B错误;为使餐具不从圆盘上滑下,向心力不能大于最大静摩擦力,则μmg≥mω2R,解得ω≤,故为使餐具不滑到餐桌上,圆盘的角速度ω的最大值为,故C错误;餐具能从圆盘滑出时临界速度为vmax=ωmaxR=,故D正确。 6.14.D　解析 由向心力公式F=mrω2可知,相同的两物块A、B叠放在一起做匀速圆周运动,则所需向心力相同,故A错误;图中A做圆周运动的向心力是B对其向左的摩擦力提供的,所以A对B的摩擦力是向右的,故B错误;两物块由所受的合力提供向心力,而A、B向心力相同,故C错误;物块A所受摩擦力为FfBA=mrω2,物块B由所受转台提供的摩擦力和A对B的摩擦力的合力提供向心力,有Ff'-FfAB=mrω2,FfAB与FfBA等大,所以Ff'=2mrω2=2FfBA,故D正确。 6.15.AC　解析 若A不受摩擦力,设此时转台的角速度为ω,以A为研究对象,根据牛顿第二定律可得mgtan α=mω2rA,又rA=Rsin α,联立解得ω=,同理可得,当B的摩擦力为零时,角速度为ω'=,由于α<β,故A、B受到的摩擦力不可能同时为零,故A正确,B错误;当转台角速度ω>时,若A只受到重力和支持力作用,可知重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力,则A受到的静摩擦力沿接触点容器壁的切线斜向下方,故D错误;当转台角速度较小时,A、B受到的摩擦力均沿接触点容器壁的切线斜向上方,若ω减小,A、B受到的摩擦力均增大,故C正确。 6.16.D　解析 由于主动轮大圆盘与从动轮小圆盘通过皮带(不打滑)连接,则为皮带转动,则轮子边缘各点线速度相同,则ωA·3r=ωB·r,则,故物体A与物体B相对圆盘滑动之前的角速度之比为1∶3,故A错误;物体相对圆盘滑动之前,根据Ff=ma=mω2l,可得,故B错误;物体A与物体B相对圆盘滑动之前的线速度之比为,故C错误;根据μmg=mω2r,可知临界角速度为ω=,两物体做圆周运动的半径之比为1∶1,则发生相对滑动的临界角速度之比为1∶1,又由于两盘边缘的线速度大小相等,半径之比为3∶1,则角速度之比为1∶3则可知物体B先达到临界角速度,先发生相对滑动,故D正确。 6.17.D　解析 当A有远离轴心运动的趋势时,有mg+Ffm=m0ω2rmax,解得rmax=0.28 m;当A有靠近轴心运动的趋势时,有mg-Ffm=m0ω2rmin,解得rmin=0.12 m。即木块到O点的距离应满足0.12 m≤r≤0.28 m,故选D。 6.18.BCD　解析 当小球将要离开锥面时,绳子拉力与小球重力的合力提供向心力,有FTsin θ=mω2Lsin θ,即FT=mω2L,当小球离开锥面后,设绳子与竖直方向的夹角为α,绳子拉力与小球重力的合力提供向心力,有FTsin α=mω2Lsin α,即FT=mω2L,则根据图乙,结合所得绳子拉力FT与ω2的函数关系可知,当小球离开锥面后mL=1 kg·m,当小球未离开锥面时,分析小球受力情况,水平方向,根据牛顿第二定律有FTsin θ-FNcos θ=mω2Lsin θ,竖直方向根据平衡条件有FTcos θ+FNsin θ=mg,联立可得FT=mLsin 2θω2+mgcos θ,根据图乙,结合所得函数关系可得mLsin 2θ= kg·m,mgcos θ=4 N,解得θ=37°,L=2 m,m=0.5 kg,故A错误,B、C正确;根据图乙可知,当小球的角速度ω2= (rad/s)2时,小球恰好要离开锥面,此时角速度ω= rad/s<3 rad/s则可知,小球的角速度为3 rad/s时,小球已经离开锥面,故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六章 圆周运动错题 6.1.一辆单车如图所示,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RA=2RB=5RC,下列说法正确的是(　　) A.B点与C点的角速度满足ωB=ωC B.A点与C点的线速度满足vC=vA C.A点与B点的角速度满足2ωA=5ωB D.A点与B点的线速度满足vA=2vB 6.2.如图所示,旋转脱水拖把杆内有一段长度为25 cm的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起,螺杆的螺距(相邻螺纹之间的距离)d=5 cm,拖把头的半径为10 cm,拖把杆上段相对螺杆向下运动时拖把头就会旋转,把拖把头上的水甩出去。某次脱水时,拖把杆上段1 s内匀速下压了25 cm,该过程中拖把头匀速转动,则(　　) A.拖把杆上段向下运动的速度为0.1π m/s B.拖把头边缘的线速度大小为π m/s C.拖把头转动的角速度为5π rad/s D.拖把头的转速为1 r/s 6.3.利用激光测转速的原理示意图如图甲所示,圆盘可绕固定轴转动,盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当圆盘转到某一位置时,接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来(如图乙所示),取π=3.14。 (1)若图乙中示波器显示屏横向的每大格(含有5等分小格)对应的时间为Δt=0.100 s,则圆盘的转动周期T=　　　 s,转速n=　　　 r/s;  (2)若测得圆盘半径为6 cm,则可求得圆盘侧面反光涂层的宽度为　　　　 cm。  6.4.甲、乙两名溜冰运动员,面对面拉着弹簧做圆周运动,如图所示,已知两人的质量m甲>m乙,下列判断正确的是(　　) A.甲、乙的线速度大小相等 B.甲、乙的角速度大小相等 C.甲、乙的轨迹半径相等 D.甲受到的向心力比较大 6.5.如图所示,一半径为R的半球形金属壳开口向上,固定在水平面上,质量为m的物块沿金属壳内壁滑下,滑到最低点时速度大小为v,若物块与球壳之间的动摩擦因数为μ,则物块在最低点时,下列说法正确的是(　　) A.向心力大小为m B.向心力大小为mg+m C.滑动摩擦力大小为μm D.滑动摩擦力大小为μmg+m 6.6.如图甲所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动,这个过程简化如图乙所示,水平木板上放一个物块,使水平木板和物块一起在竖直平面内做匀速圆周运动,ab为轨迹的水平直径,cd为竖直直径,在运动过程中木板始终保持水平,物块相对木板始终静止,下列说法正确的是(　　) A.在最低点时,物块所受支持力等于物块的重力 B.物块所受合外力不变 C.除在c、d两点外,物块都要受摩擦力 D.在c、d两点,物块所受支持力相同 6.7.(多选)如图所示,在光滑水平面上钉有两个钉子A和B,一根长细绳的一端系一个小球,另一端固定在钉子A上,开始时小球与钉子A、B均在一条直线上(图示位置),且细绳的一大部分沿顺时针方向缠绕在两钉子上(俯视)。现使小球以初速度v0在水平面上沿逆时针方向做圆周运动,使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放,在绳子完全被释放后与释放前相比,下列说法正确的是(　　) A.小球的速度变大 B.小球的角速度变小 C.小球的向心力变小 D.细绳对小球的拉力变大 6.8.(多选)如图甲、乙所示,两个圆锥内壁光滑,竖直放置在同一水平面上,圆锥母线与竖直方向夹角分别为30°和60°,有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动,下列说法正确的是(　　) A.A、B球受到的支持力之比为∶3 B.A、B球的向心力之比为∶1 C.A、B球运动的角速度之比为3∶1 D.A、B球运动的线速度之比为1∶1 6.9.在做甩手动作的物理原理研究课题研究中,采用手机的加速度传感器测量手的向心加速度。某次一高一同学先用刻度尺测量手臂长(如图所示),然后伸直手臂,以肩为轴从水平位置加速自然下摆,当手臂摆到竖直方向时,手握住的手机显示手的向心加速度大小约为6 m/s2,下列说法正确的是(　　) A.可估算手臂摆到竖直位置时手的线速度大小约为2 m/s B.手臂摆到竖直位置时手机处于失重状态 C.自然下摆过程中手机所受合力始终沿手臂方向 D.由an=可知手掌与手肘的向心加速度之比约为1∶2 6.10.(多选)某汽车在环形线路上做匀速圆周运动的情境如图甲所示,司机前方悬挂的小球向右发生了偏移,其悬线与竖直方向的偏角稳定,乘客拍摄了当时的照片,事后在照片上附上了刻度尺,如图乙所示,拍照时看见汽车速度表盘上显示的车速为54 km/h。如果认为路面是水平的,可估算该汽车运动轨迹的半径,实际上汽车向左拐弯时,外侧路面比内侧略高一点,因此,根据照片估算的半径和真实半径不同。下列说法正确的是(　　) A.若路面水平则估算的半径约为60 m B.若路面水平则估算的半径约为90 m C.若路面略微内倾,则其真实半径略大于估算半径 D.若路面略微内倾,则其真实半径略小于估算半径 6.11.如图所示,质量为1.6 kg、半径为0.5 m的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内,小球A和B(均可视为质点)的直径略小于细圆管的内径(内径远小于细圆管半径)。它们的质量分别为mA=1 kg、mB=2 kg。某时刻,小球A、B分别位于圆管最低点和最高点,且A的速度大小为vA=3 m/s,此时杆对圆管的弹力为零。则B球的速度大小vB为(重力加速度g取10 m/s2)(　　) A.2 m/s B.4 m/s C.6 m/s D.8 m/s 6.12.如图所示,玩具小车在轨道上做匀速圆周运动,测得小车1 s绕轨道运动一周,圆轨道半径为0.3 m,玩具小车的质量为0.5 kg,AC为过圆心竖直线,BD为过圆心水平线,重力加速度g大小取10 m/s2,小车看作质点,下列说法正确的是(　　) A.小车在BD下方运动时处于失重状态 B.小车在B点不受摩擦力作用 C.小车在C点时对轨道的压力恰好为零 D.小车在A点时对轨道的压力比在C点时大10 N 6.13.如图所示,餐厅里有各式各样的餐桌,其中有一种餐桌,在中心有一个可绕穿过中心的竖直轴转动的圆盘。圆盘与餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙可忽略不计,间隙间没有摩擦。放置在半径为R的圆盘边缘的餐具与圆盘间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。此时餐具恰好随圆盘一起运动,下列说法正确的是(　　) A.餐具随圆盘转动的过程中受重力、弹力、摩擦力和向心力作用 B.餐具相对于圆盘的运动趋势沿切线方向 C.为使餐具不滑到餐桌上,圆盘的角速度ω的最小值为 D.餐具能从圆盘滑出的临界速度为 6.14.如图所示,相同的两物块A、B叠放在一起,在水平转台上随圆盘一起匀速圆周运动且和圆盘保持相对静止,下列说法正确的是(　　) A.B所需的向心力比A大 B.图中A对B的摩擦力是向左的 C.两物块所受的合力等大反向 D.圆盘对B的摩擦力大小是A对B的摩擦力大小的2倍 6.15.(多选)如图所示,半径为R的半球形容器固定在水平转台上,转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动。质量不同的两个滑块A、B(可视为质点)置于容器内随容器转动且相对容器壁静止,A、B和球心O点的连线与竖直方向的夹角分别为α、β,且α<β,下列说法正确的是(　　) A.若A不受摩擦力,则转台的角速度ω= B.A、B与容器壁的静摩擦力可能同时为零 C.若ω减小,A、B受到的摩擦力可能均增大 D.A受到的静摩擦力一定沿接触点容器壁的切线斜向上方 6.16.如图所示,主动轮大圆盘与从动轮小圆盘通过皮带(不打滑)连接,大圆盘与小圆盘的半径之比为3∶1,材料相同的可以视为质点的两物体质量之比为mA∶mB=3∶1,两个物体距离转动轴的距离相等,现在让圆盘转动起来。下列说法正确的是(　　) A.物体A与物体B相对圆盘滑动之前的角速度之比为3∶1 B.物体A与物体B相对圆盘滑动之前的摩擦力之比为3∶1 C.物体A与物体B相对圆盘滑动之前的线速度之比为3∶1 D.如果增加主动轮的转速,则物体B先相对圆盘滑动 6.17.如图所示,在水平转台上放一个质量m0=2 kg的木块A,它与转台间最大静摩擦力Ffm=4.0 N,绳的一端系在木块上,穿过转台的中心孔O(孔光滑,忽略小滑轮的影响),另一端悬挂一个质量m=1.0 kg的物体B,当转台以角速度ω=5 rad/s匀速转动时,木块相对转台静止,则木块到O点的距离可能是(重力加速度g取10 m/s2,A、B均视为质点)(　　) A.0.04 m B.0.08 m C.0.11 m D.0.28 m 6.18.(多选)如图甲所示,光滑圆锥体固定在水平面上,其轴线竖直,母线与轴线夹角为θ,长为L的轻绳,一端固定在圆锥P处,另一端连接质量为m的小球(可看成质点),小球以角速度ω绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动,绳子拉力FT随ω2的变化关系如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法正确的是(　　) A.小球的质量为1 kg B.轻绳L长为2 m C.母线与轴线夹角θ为37° D.小球的角速度为3 rad/s时,小球已经离开锥面 学科网（北京）股份有限公司 $