2023屆高考物理二輪練：圓周運(yùn)動

圓周運(yùn)動

一、選擇題

1.如圖所示，在雜技表演中，雜技演員表演了“球內(nèi)飛車'’的雜技。一個由鋼骨架和鐵絲網(wǎng)構(gòu)成的球殼固定在

水平地面上，雜技演員騎摩托車在球殼內(nèi)飛速旋轉(zhuǎn)，驚險而刺激。甲演員騎摩托車在球殼內(nèi)“赤道”平面做勻

速圓周運(yùn)動而不跌落下來；乙演員在“赤道”平面下方某一位置沿水平面做勻速圓周運(yùn)動。下列說法正確的是

（）

“赤道”平面

A.甲、乙兩演員做圓周運(yùn)動的半徑相同

B.甲、乙兩演員做圓周運(yùn)動的角速度一定相同

C.乙演員的速率增大時，其豎直面內(nèi)的摩擦力可能減小

D.乙演員的速率增大時，其圓周運(yùn)動的半徑一定增大

2.如圖甲所示，被稱為“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圓軌道外側(cè)旋轉(zhuǎn)不脫落，其原理可等效為如圖乙所示的

模型：半徑為R的磁性圓軌道豎直固定，質(zhì)量為機(jī)的鐵球（視為質(zhì)點(diǎn)）沿軌道外側(cè)運(yùn)動，A、B分別為軌

道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，軌道對鐵球的磁性引力始終指向圓心且大小不變，不計摩擦和空氣阻力，重力加速

A.鐵球繞軌道可能做勻速圓周運(yùn)動B.由于磁力的作用，鐵球繞軌道運(yùn)動過程中機(jī)械能不守恒

C.鐵球在A點(diǎn)的速度必須大于曬D.軌道對鐵球的磁性引力至少為5,”g,才能使鐵球不脫軌

3.（2022.全國.統(tǒng)考高考真題）北京2022年冬奧會首鋼滑雪大跳臺局部示意圖如圖所示。運(yùn)動員從a處由

靜止自由滑下，到匕處起跳，c點(diǎn)為。、6之間的最低點(diǎn)，a、c兩處的高度差為鼠要求運(yùn)動員經(jīng)過c點(diǎn)時對

滑雪板的壓力不大于自身所受重力的2倍，運(yùn)動過程中將運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn)并忽略所有阻力，則c點(diǎn)處這一段

圓弧雪道的半徑不應(yīng)小于（）

/////////////Z/////////Z

4.（2022?北京?高考真題）我國航天員在“天宮課堂”中演示了多種有趣的實(shí)驗(yàn)，提高了青少年科學(xué)探索的興

趣。某同學(xué)設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)：細(xì)繩一端固定，另一端系一小球，給小球一初速度使其在豎直平面內(nèi)做圓周

運(yùn)動。無論在“天宮”還是在地面做此實(shí)驗(yàn)（）

A.小球的速度大小均發(fā)生變化B.小球的向心加速度大小均發(fā)生變化

C.細(xì)繩的拉力對小球均不做功D.細(xì)繩的拉力大小均發(fā)生變化

5.（2022.全國乙卷）固定于豎直平面內(nèi)的光滑大圓環(huán)上套有一個小環(huán)，小環(huán)從大圓環(huán)頂端P點(diǎn)由靜止開始

自由下滑，在下滑過程中，小環(huán)的速率正比于（）

A.它滑過的弧長

B.它下降的高度

C.它到P點(diǎn)的距離

D.它與P點(diǎn)的連線掃過的面積

6.（2022?河北邯鄲?二模）某小組設(shè)計一個離心調(diào)速裝置如圖所示，質(zhì)量為膽的滑塊?？裳刎Q直軸無摩擦

地滑動，并用原長為/的輕彈簧與。點(diǎn)相連，兩質(zhì)量均為，"的小球R和巳對稱地安裝在軸的兩邊，R和P?與

。、R和巳與。間用四根長度均為/的輕桿通過光滑鐵鏈連接起來。當(dāng)裝置靜止不動系統(tǒng)達(dá)到平衡時，輕桿

張開的角度為6=30。。已知重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

A.當(dāng)裝置靜止不動系統(tǒng)達(dá)到平衡時，輕彈簧彈力大小為3,咫

B.當(dāng)裝置靜止不動系統(tǒng)達(dá)到平衡時，輕彈簧的伸長量為/

C.若R和巳繞軸旋轉(zhuǎn)的角速度從。緩慢增大，則彈簧的彈性勢能先減小后增大

D.若R和巳繞軸旋轉(zhuǎn)的角速度從0緩慢增大，則彈簧的彈性勢能逐漸減小

7.（多選）如圖甲所示，用輕繩拴著一個質(zhì)量為〃、?電荷量為+（7的小球在豎直面內(nèi)繞。點(diǎn)做圓周運(yùn)動，豎

直面內(nèi)加有豎直向下的勻強(qiáng)電場，不計一切阻力，小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時的動能以與繩中張力F間的關(guān)系如

圖乙所示，重力加速度為g,則（）

八Ek

Oa

葉:、，-bOF

甲乙

A.輕繩的長度為￡B.電場強(qiáng)度大小為空警

bE

C.小球在最高點(diǎn)時的最小速度為、但D.小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)所受繩子的拉力差為6/7

Vm

8.（多選）如圖一質(zhì)量為m的小球用兩根不可伸長的輕繩a、b連接，兩輕繩的另一端分別系在豎直桿的A、

B兩點(diǎn)上，當(dāng)兩輕繩伸直時，a繩與桿的夾角為30。，b繩水平，已知a繩長為2L,當(dāng)豎直桿以自己為軸轉(zhuǎn)

動，角速度0從零開始緩慢增大過程中，則正確的是（）

A.從開始至b繩伸直但不提供拉力時，繩a對小球做功為0

B.b繩伸直但不提供拉力時，小球的向心加速度大小為fg

C.從開始至b繩伸直但不提供拉力時，小球的機(jī)械能增加了￡-

b繩未伸直

9.如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上的小物體A、B通過輕彈簧連接，并靜止在轉(zhuǎn)臺上，現(xiàn)從靜止開始緩慢增大轉(zhuǎn)臺

的轉(zhuǎn)速（在每個轉(zhuǎn)速下都可認(rèn)為轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動），已知A、B的質(zhì)量分別為m、2m,A、B與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦

因數(shù)均為N，A、B離轉(zhuǎn)臺中心的距離分別為1.5r、r,己知彈簧的原長為1.5r,勁度系數(shù)為k,最大靜摩擦

力等于滑動摩擦力，以下說法正確的是（）

A.當(dāng)B受到的摩擦力為零時，A受到的摩擦力方向沿半徑指向轉(zhuǎn)臺中心

B.B先相對于轉(zhuǎn)臺發(fā)生滑動

C.當(dāng)A、B均相對轉(zhuǎn)臺靜止時，允許的最大角速度為弋京+導(dǎo)

D.A剛好要滑動時，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的角速度為新+第

10.（多選）如圖所示，質(zhì)量均為膽的A、B兩物塊用長為3r的細(xì)線相連后，放置在水平臺面上，A、B到

轉(zhuǎn)軸的距離分別為2r和r,A、B均可看成質(zhì)點(diǎn)?，F(xiàn)使A、B在水平臺面上隨轉(zhuǎn)臺一起做勻速圓周運(yùn)動，物

塊和水平面間的動摩擦因數(shù)為〃，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g,下列說法正確的是

A.a)<時，細(xì)線的拉力為零B.當(dāng)。=J絲，B受到的摩擦力為零

C.A、B物塊相對轉(zhuǎn)臺靜止時，細(xì)線的最大拉力為"mg

D.當(dāng)吟匹,A、B物塊開始相對轉(zhuǎn)臺滑動

11.（多選）如圖，質(zhì)量為M的物塊A放在傾角為，的斜面上，一質(zhì)量為小的小球8通過細(xì)繩跨過定滑輪

與物塊4相連，當(dāng)小球8以角速度。做圓周運(yùn)動時，物塊A剛好保持靜止。忽略繩與滑輪間摩擦，設(shè)最大

靜摩擦力等于滑動摩擦力。則下列說法正確的是（）

a

甲

A.物塊A受到的摩擦力可能向下B.物塊A可能不受摩擦力作用

C.若斜面傾角6增大，要使A繼續(xù)保持靜止，小球B做圓周運(yùn)動的角速度一定增大

D.若斜面傾角6增大，要使4繼續(xù)保持靜止，小球B做圓周運(yùn)動的角速度可能保持不變

12.如圖甲所示，兩個質(zhì)量分別為〃?、2,”的小木塊。和S（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸00，

的距離為2/,人與轉(zhuǎn)軸的距離為/.如圖乙所示（俯視圖），兩個質(zhì)量均為根的小木塊c和d（可視為質(zhì)點(diǎn)）放

在水平圓盤上，c與轉(zhuǎn)軸、”與轉(zhuǎn)軸的距離均為/,c與d之間用長度也為/的水平輕質(zhì)細(xì)線相連。木塊與圓

盤之間的最大靜摩擦力為木塊所受重力的/倍，重力加速度大小為g。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸做角速度緩

慢增大的轉(zhuǎn)動，下列正確的是（）

A.圖甲中，a、6同時開始滑動B.圖甲中，a所受的靜摩擦力大于b所受的靜摩擦力

C.圖乙中，c、d與圓盤相對靜止時，細(xì)線的最大拉力為

13.（多選）半徑R=4cm的圓盤可繞圓心O水平轉(zhuǎn)動，其邊緣有一質(zhì)量m=1.0kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）,

若物塊隨圓盤一起從靜止開始加速轉(zhuǎn)動，其向心加速度與時間滿足an=0.4t2（an、t的單位分別為m/s\s）,

物塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)N=0.6,重力加速度g=10m/s2,則（）

A.2s末圓盤的角速度大小為2rad/sB.2s末物塊所受摩擦力大小為1.6N

C.物塊隨圓盤轉(zhuǎn)動前兩圈的時間為2J而sD.物塊隨圓盤轉(zhuǎn)動的最大線速度為返_m/s

5

14.（多選）如圖所示，半徑為R的半球形容器固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過容器

球心。的豎直線重合，轉(zhuǎn)臺以一定角速度3勻速旋轉(zhuǎn)。有兩個質(zhì)量均為m的小物塊落入容器內(nèi)，經(jīng)過一段

時間后，兩小物塊都隨容器一起轉(zhuǎn)動且相對容器內(nèi)壁靜止，兩物塊和球心0點(diǎn)的連線相互垂直，且A物塊

和球心0點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角8=60。，已知重力加速度大小為g,則下列說法正確的是（）

A.若A物塊受到的摩擦力恰好為零，B物塊受到的摩擦力的大小為mg

4

B.若A物塊受到的摩擦力恰好為零，B物塊受到的摩擦力的大小為

2

C.若B物塊受到的摩擦力恰好為零，A物塊受到的摩擦力的大小為（石--mg

2

D.若B物塊受到的摩擦力恰好為零，A物塊受到的摩擦力的大小為

4

15.（多選）（2018?湖北武漢?華中師大一附中?？家荒＃┤鐖D所示，兩個可視為質(zhì)點(diǎn)的、相同的木塊A和B

放在轉(zhuǎn)盤上，兩者用長為L的細(xì)繩連接，木塊與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦力均為各自重力的K倍，A放在距離轉(zhuǎn)

軸L處，整個裝置能繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸0102轉(zhuǎn)動，開始時，繩恰好伸直但無彈力，現(xiàn)讓該裝置從靜

止開始轉(zhuǎn)動，使角速度緩慢增大，以下說法正確的是（）

O1

[AWB

O2

A.當(dāng)延時，A、B相對于轉(zhuǎn)盤會滑動B.當(dāng)心，繩子一定有彈力

V3LV2L

C.。在俘<0<范圍內(nèi)增大時，B所受摩擦力變大

D.。在范圍內(nèi)增大時，A所受摩擦力一直變大

16.（多選）某同學(xué)在課后設(shè)計開發(fā)了如圖所示的玩具裝置。在水平圓臺的中軸上。點(diǎn)固定一根結(jié)實(shí)的細(xì)繩，

細(xì)繩的另一端連接一個小木箱，木箱里坐著一只玩具小熊，此時細(xì)繩與轉(zhuǎn)軸間的夾角為夕=53。，且處于恰

好伸直的狀態(tài)。已知小木箱與玩具小熊的總質(zhì)量為〃?，木箱與水平圓臺間的動摩擦因數(shù)〃=02,最大靜摩

擦力等于滑動摩擦力，sin530=0.8,cos530=0.6,重力加速度為g,不計空氣阻力。在可調(diào)速電動機(jī)的帶

動下，讓水平圓臺緩慢加速運(yùn)動。則（）

細(xì)繩中無張力

圓臺對木箱的支持力為粵

C.當(dāng)圓臺的角速度時，繩中張力大小為2〃際

D.從靜止到角速度增大為。=杵的過程中，圓臺對木箱和玩具小熊做功為嘿^

17.（多選）如圖所示，有一根長度為心質(zhì)量為川長金屬棒，金屬棒接到恒流源電路中，電流為/,方向

垂直紙面向里，用輕質(zhì)絕緣絲線將金屬棒水平懸掛在。點(diǎn)，現(xiàn)整個空間加上豎直向下的勻強(qiáng)磁場（圖中未

畫出磁場）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小正巡，把金屬棒從最低點(diǎn)圖示位置由靜止釋放，重力加速度為g,則（）

A.金屬棒回到圖中最低點(diǎn)時對絲線的拉力可能大于重力

B.絲線偏離豎直方向的夾角最大不會超過90°

C.金屬棒向左擺到最高點(diǎn)的過程中，機(jī)械能先增加后減少

D.在金屬棒擺動過程中，絲線上最大拉力為4〃zg

18.（2022?遼寧阜新?模擬預(yù)測）如圖所示是磁盤的磁道，磁道是一些不同半徑的同心圓。為了數(shù)據(jù)檢索的

方便，磁盤格式化時要求所有磁道儲存的字節(jié)與最里邊的磁道的字節(jié)相同，最里邊的磁道上每字節(jié)所占用

磁道的弧長為心已知磁盤的最外邊的磁道半徑為R,最里邊的磁道的半徑為，?，相鄰磁道之間的寬度為止

電動機(jī)使磁盤以每秒〃圈的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，磁頭在讀寫數(shù)據(jù)時保持不動，磁盤每轉(zhuǎn)一圈，磁頭沿半徑方向

跳動一個磁道，不計磁頭轉(zhuǎn)移磁道的時間。下列說法錯誤的是（）

A.最外面磁道的一個字節(jié)通過磁頭的時間與里面磁道的一個字節(jié)時間相同

B.讀完磁道上所有的字節(jié)所需的時間為等+1）

C.若，?可變，其他條件不變，，越小，磁盤儲存的字節(jié)越多

D.相鄰磁道的線速度的差值為2〃萬4

二、計算題

1.（2022.浙江?高考真題）如圖所示，處于豎直平面內(nèi)的一探究裝置，由傾角a=37。的光滑直軌道AB、圓

心為0/的半圓形光滑軌道BCD、圓心為。2的半圓形光滑細(xì)圓管軌道OE反傾角也為37。的粗糙直軌道FG

組成，B、。和尸為軌道間的相切點(diǎn)，彈性板垂直軌道固定在G點(diǎn)（與8點(diǎn)等高），B、01、D、02和尸點(diǎn)

處于同一直線上。已知可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊質(zhì)量〃?=01kg,軌道BCQ和OEF的半徑R=0.15m,軌道AB長度

7

，AB=3m,滑塊與軌道FG間的動摩擦因數(shù)M=滑塊與彈性板作用后，以等大速度彈回，sin37*0.6,

cos37°=0.8?滑塊開始時均從軌道AB上某點(diǎn)靜止釋放，（gnlOm/s?）

（1）若釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的長度/=0.7m,求滑塊到最低點(diǎn)C時軌道對其支持力"的大?。?/p>

（2）設(shè)釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的長度為滑塊第一次經(jīng)尸點(diǎn)時的速度v與。之間的關(guān)系式；

（3）若滑塊最終靜止在軌道尸G的中點(diǎn)，求釋放點(diǎn)距8點(diǎn)長度/,的值。

2.如圖所示，光滑水平面上放有光滑半圓軌道CBPD和粗糙斜面。半圓軌道所在平面豎直，半徑R=I.Om,與

粗糙斜面相切于C點(diǎn)，0P垂直于CO,B點(diǎn)為半圓軌道的最低點(diǎn),D點(diǎn)為半圓軌道的最高點(diǎn)，斜面足夠長，傾

角