2024年高考物理總復(fù)習(xí)：圓周運動（附答案解析）

2024年高考物理總復(fù)習(xí)：圓周運動

一.選擇題（共12小題）

1.（2023?常德模擬）在2022年3月231=1天宮課堂中，葉光富老師利用手搖離心機將水油

分離。手搖離心機可簡化為在空間站中手搖小瓶的模型，如圖乙所示，假設(shè)小瓶（包括

小瓶中的油和水）的質(zhì)量為m,P為小瓶的質(zhì)心，OP長度為L,小瓶在t時間內(nèi)勻速轉(zhuǎn)

動了n圈，以空間站為參考系，下列說法正確的是（）

A.圖乙中細(xì)線的拉力在豎直圓周運動的最低點時最大，最高點時最小

B.水、油能分離的原因是小瓶里的水和油做圓周運動產(chǎn)生了離心現(xiàn)象，密度較小的油集

中于小瓶的底部

C.水和油成功分層后，水做圓周運動的向心力完全由瓶底對水的彈力提供

22

1nL

D.細(xì)線的拉力大小為4兀-V-

t2

2.（2023?石景山區(qū)一模）一個地球儀繞與其“赤道面”垂直的“地軸”勻速轉(zhuǎn)動的示意圖

如圖所示。P點和Q點位于同一條“經(jīng)線”上、Q點即M點位于“赤道”上，O為球心。

下列說法正確的是（）

地釉

A.P、Q的線速度大小相等

B.P、M的角速度大小相等

C.P、Q的向心加速度大小相等

D.P、M的向心加速度方向均指向O

3.（2023?東城區(qū)模擬）如圖所示，兩根長度相同的細(xì)線懸掛兩個相同的小球，小球在水平

面上做角速度相同的勻速圓周運動，已知兩細(xì)線與豎直方向的夾角分別為a和由設(shè)上

2cosPQ2cosa「2sinan2sinB

cosacosPsinpsin。

4.（2023?南充模擬）有一種能自動計數(shù)的智能呼啦圈深受健身者的喜愛，智能呼啦圈腰帶

外側(cè)有半徑r=0.12m的圓形光滑軌道，將安裝有滑輪的短桿嵌入軌道并能自由滑動，短

桿的另一端懸掛一根帶有配重的腰帶輕質(zhì)細(xì)繩，其簡化模型如圖。已知配重（可視為質(zhì)

點）質(zhì)量m=0.6kg,繩長為L=0.3m。水平固定好腰帶，通過人體微小扭動，使配重在

水平面內(nèi)做勻速圓周運動，在某一段時間內(nèi)細(xì)繩與豎直方向夾角始終為53°。腰帶可看

作不動，重力加速度取g=10m/s2,不計空氣阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,下列說

法正確的是（）

I

I

腰帶

Xu

配重,:

A.配重受到的合力大小為10N

B.配重的角速度為Q=12件Had/s

C.若細(xì)繩不慎斷裂，配重將自由下落

D.若增大轉(zhuǎn)速，細(xì)繩對配重的拉力將變小

5.（2022?金山區(qū)二模）如圖，武大靖在北京冬奧會上參加短道速滑比賽。設(shè)他過彎的軌跡

為半圓，且轉(zhuǎn)彎時速度在減小，則他過彎時的向心加速度會（)

A.變小B.變大C.不變D.不能確定

6.（2023?嘉興一模）關(guān)于如圖四幅圖像，下列說法正確的是

甲乙丙

A.圖甲中，灑水車在灑水過程中慣性變小

B.圖乙中，籃球在空中上升時處于超重狀態(tài)

C.圖丙中，離心機分離血液時，血液受到離心力作用

D.圖丁中，行進火車上向前射出的光，其速度大于光速c

7.（2023?青島一模）如圖，兩端開口的圓筒與水平地面成一定角度傾斜放置。OO,是圓筒

的中軸線，M、N是筒壁上的兩個點，且MN〃OO'。一個可視為質(zhì)點的小球自M點正

上方足夠高處自由釋放，由M點無碰撞進入圓筒后一直沿筒壁運動，a、b、c是小球運

動軌跡與MN的交點。小球從M到a用時li,從a到b用時?t2,從b到c用時13,小球

經(jīng)過a、b、c時對筒壁壓力分別為Fa、Fb、R,IM&、lab、辰表示M、a、b、c相鄰兩點

間的距離，不計一切摩擦。下列說法正確的是（）

A.tl<t2<t3B.Fa=Fb=Fc

C.Fa<Fb<FcD.iMa：lab：lbc=1i3:5

8.（2022?洛陽二模）如圖為自行車氣嘴燈及其結(jié)構(gòu)圖，彈簧一端固定在A端，另一端拴接

重物，當(dāng)車輪高速旋轉(zhuǎn)時，LED燈就會發(fā)光。下列說法正確的是（)

A.安裝時A端比B端更遠(yuǎn)離圓心

B.高速旋轉(zhuǎn)時，重物由于受到離心力的作用拉伸彈簧從而使觸點接觸，電路導(dǎo)通，LED

燈發(fā)光

C.增大重物質(zhì)量可使LED燈在較低轉(zhuǎn)速卜.也能發(fā)光

D.勻速行駛時，若LED燈轉(zhuǎn)到最低點時能發(fā)光，則在最高點時也一定能發(fā)光

9.（2023?沈陽模擬）冬季，我國部分地區(qū)常有雨雪天氣。車輛在結(jié)冰的路面上行駛，特別

是轉(zhuǎn)彎時應(yīng)低速慢行。下列說法正確的是（）

A.路面結(jié)冰導(dǎo)致車輛慣性增大

B.低速慢行可使車輛慣性減小

C.路面結(jié)冰導(dǎo)致車輛與路面間的最大靜摩擦力減小

D.低速慢行可使車輛轉(zhuǎn)彎時所需向心力增大

10.（2020?閔行區(qū)二模）如圖所示，一個菱形框架繞著過對角線的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，在兩條

邊上各套有一個質(zhì)量杵等的小球A、B.整個轉(zhuǎn)動過程小球相對框架沒有發(fā)生滑動，A與

B到軸的距離相等。則有（）

A.A、B兩球所受的合力大小不等

B.A、B兩球所受的合力大小相等

C.框架對A球的彈力方向一定垂直球A所在的邊斜向上

D.框架對B球的彈力方向一定垂直球B所在的邊斜向下

11.（2023?湖南模擬）如圖所示，帶有一白點的灰色圓盤，繞過其中心且垂直于盤面的軸沿

順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n=15r/s。在暗室中用每秒16次的頻閃光源照射圓盤，則站

在暗室中靜止不動的觀察者觀察到白點轉(zhuǎn)動的方向、臼點轉(zhuǎn)動的角速度3的大小分別為

A.順時針方向，o）=——rad/sB.順時針方向，（D=nrad/s

2

C.逆時針方向，u）=—rad/sD.逆時針方向，3=2irrad/s

2

12.（2023?湖北模擬）明朝的《天工開物》記載了我國古代勞動人民的智慧。如圖所示，可

轉(zhuǎn)動的把手上a點到轉(zhuǎn)軸的距離為2R,轆護邊緣b點到轉(zhuǎn)軸的距離為R。甲轉(zhuǎn)動把手，

把井底的乙加速拉起來，則此過程中（）

A.繩對乙的拉力大于乙對繩的拉力

B.繩對乙的拉力做功大于乙克服重力做功

C.a點的角速度大于b點的角速度

D.a點的線速度小于b點的線速度

二.多選題（共5小題）

（多選）13.（2023?瀘州模擬）如圖所示，質(zhì)量為M的內(nèi)壁光滑的半圓槽置于粗糙水平面

上，質(zhì)量為m的小球從半圓槽軌道的左端與圓心等高處靜止釋放，小球運動過程中半圓

槽始終保持靜止?fàn)顟B(tài)。AB是平行水平地面的圓弧直經(jīng)，小球與圓心O連線跟OA間的

夾角為8,重力加速度為g,小球向下運動時，在0°<6<90°的范圍內(nèi)，下列說法中

正確的是（）

A.當(dāng)。=3（）°時，半圓槽受到的摩擦力最大

B.當(dāng)8=45°時，半圓槽受到的摩擦力最大

C.當(dāng)sinG;近時，半圓槽對地面的壓力N小于（m+M）g

3

D.當(dāng)sin8=返時，半圓槽對地面的壓力N等于（m+M）g

3

（多選）14.（2023?溫州模擬）如圖甲所示，光電編碼器由碼盤和光電檢測裝置組成，電動

機轉(zhuǎn)動時，碼盤與電動機旋轉(zhuǎn)軸同速旋轉(zhuǎn)，發(fā)光二極管發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡轉(zhuǎn)化為平行光,

若通過碼盤鏤空的明道照在光敏管上，信號端輸出高電位，反之輸出低電位，兩個光敏

管分布在同一半徑上。根據(jù)輸出兩路信號可以測量電動機的轉(zhuǎn)速和判斷旋轉(zhuǎn)方向。從左

往右看，內(nèi)、外都均勻分布20個明道的碼盤如圖乙所示,電動機轉(zhuǎn)動時兩信號的圖像如

圖丙所示，則（）

A.從左往右看，電動機順時針轉(zhuǎn)動

B.從左往右看，電動機逆時針轉(zhuǎn)動

C.電動機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為50檢

D.電動機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為125r/s

（多選）15.（2022?昌江縣校級一模）下列說法正確的有（）

A.平拋運動是勻變速曲線運動

B.勻速圓周運動的線速度、角速度、周期都是不變的

C.牛頓第三定律在物體處于非平衡狀態(tài)時也一樣適用

D.物體沿光滑斜面下滑，由于慣性物體的速度不斷增大

（多選）16.（2。23?福建模擬）如圖甲、乙所示為自行車氣嘴燈，氣嘴燈由接觸式開關(guān)控制,

其結(jié)構(gòu)如圖丙所示，彈簧一端固定在頂部，另一端與小物塊P連接，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動的角速

度達(dá)到一定值時，P拉伸彈簧后使觸點A、B接觸，從而接通電路使氣嘴燈發(fā)光。觸點B

與車輪圓心距離為R,車輪靜止且氣嘴燈在最低點時觸點A、B距離為d,已知P與觸點

A的總質(zhì)量為m,彈簧勁度系數(shù)為k,重力加速度大小為g,不計接觸式開關(guān)中的一切摩

擦，小物塊P和觸點A、B均視為質(zhì)點，則（）

接

觸

式

開

關(guān)

VmR

B.要使氣嘴燈能發(fā)光，車輪勻速轉(zhuǎn)動的最小角速度為,回逅

V_____

C.要使氣嘴燈一直發(fā)光，車輪勻速轉(zhuǎn)動的最小角速度為加d+21ng

D.要使氣嘴燈一直發(fā)光，車輪勻速轉(zhuǎn)動的最小角速度為。

（多選）17.（2023?上饒模擬）如圖所示，A、B為釘在光滑水平面上的兩根細(xì)鐵釘，將可

視為質(zhì)點的小球C用長為Lo的輕繩拴在鐵釘B上，輕繩能承受足夠大的拉力，t=0時

亥ij,A、B、C在同一直線上，給小球C一個垂直于輕繩的速度，使小球繞著兩根鐵釘在

水平面上做圓周運動，每次輕繩碰到鐵釘時小球的速度大小不變。在第5s末時輕繩第一

次碰到鐵釘A,輕繩的拉力由4N突變?yōu)?N,小球碰到鐵釘時立即停止運動，下列說法

正確的是（）

懷------6

A.A、B間的距離為2L0

5

B.A、B間的距離為

5

C.在l=13s時輕繩第二次碰到鐵釘

D.在t=9s時輕繩第二次碰到鐵釘

二.計算題（共3小題）

18.（2023?北京模擬）游樂場里有一種叫“旋轉(zhuǎn)魔盤”的游戲項目，如圖所示在一段時間內(nèi)

某游客（可視為質(zhì)點）隨圓盤一起在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，角速度為3,半徑為r。

已知該游客的質(zhì)量為m。

（1）求該游客做圓周運動時所需向心力的大小F。

（2）當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增大時，該游客仍能與圓盤保持相對靜止，其所需向心力的大小如何變

化？簡要說明理由。

19.（2022?修文縣校級模擬）如圖所示，質(zhì)量為m的小球用長為L的輕質(zhì)細(xì)線懸于O點，

與O點處于同一水平線上的P點處有一個光滑的細(xì)釘，已知OP=L,在A點給小球一

2

個水平向左的初速度的=2日，發(fā)現(xiàn)小球恰能到達(dá)跟P點在同一豎直線上的最高點Bo

求：

（I）小球從A到B的過程中，重力勢能的變化量AEp；

（2）小球從A到B的過程中克服空氣阻力做功；

（3）若不計空氣阻力，在A點給小球同樣的初速度，運動到B點時，繩子的拉力.

“-QIB

L4P……產(chǎn)

\、、L

%

20.（2022?廣安區(qū)校級四模）如圖所示，ABC為一半徑R=0.5m的光滑圓弧軌道，一質(zhì)量

m—1kg的小球（可視為質(zhì)點）以初速度vo—5m/s從圖中P點開始做平拋運動，恰好沿

A點的切線方向進入圓弧軌道。已知8=60°,ag=10m/s2o

（I）求小球運動到A點的速度v；

（2）通過計算判斷小球能否通過圓弧軌道最高點C。若能，求出小球到達(dá)C點時速度的

大小和小球?qū)壍赖膲毫NO

2024年高考物理總復(fù)習(xí)：圓周運動

參考答案與試題解析

一.選擇題（共12小題）

1.（2023?常德模擬）在2022年3月23日天宮課堂中,葉光富老師利用手搖離心機將水油

分離。F搖離心機可簡化為在空間站中手搖小瓶的模型，如圖乙所示，假設(shè)小瓶（包括

小瓶中的油和水）的質(zhì)量為m,P為小瓶的質(zhì)心，OP長度為L,小瓶在t時間內(nèi)勻速轉(zhuǎn)

動了n圈，以空間站為參考系，下列說法正確的是（）

甲

A.圖乙中細(xì)線的拉力在豎直圓周運動的最低點時最大，最高點時最小

B.水、油能分離的原因是小瓶里的水和油做圓周運動產(chǎn)生了離心現(xiàn)象，密度較小的油集

中于小瓶的底部

C.水和油成功分層后，水做圓周運動的向心力完全由瓶底對水的彈力提供

22

1nL

D.細(xì)線的拉力大小為“4兀

t2

【考點】向心力；參考系；線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速.

【專題】定量思想；推理法：牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用；推理能力.

【答案】D

【分析】小瓶做勻速圓周運動，拉力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求解細(xì)線的拉力；

水和油在瓶子內(nèi)做圓周運動，角速度相同，根據(jù)圓周運動向心加速度的公式解判斷；水

做圓周運動的向心力由瓶底對水的彈力和油對水的作用力的合力提供。

【解答】解：A、空間站為參考系，小球受繩子拉力提供向心力，有F=mL”f,所

T2

以細(xì)線的拉力大小不變，故A錯誤；

B、水的密度大于油的密度，在混合液體中取半徑相同處體積相等的水和油的液體小球，

水球的質(zhì)量大，根據(jù)Fn=m32r可知，水球需要的向心力更大，故當(dāng)向心力不足時，將會

做離心運動，水會向瓶底移動，圓周運動讓試管里的水和油產(chǎn)生了離心現(xiàn)象，密度較大

的水將集中于試管的底部，故B錯誤：

C、水做圓周運動的向心力由瓶底對水的彈力和油對水的作用力的合力提供，故C錯誤;

D、小瓶轉(zhuǎn)動的周期丁=工，瓶子做勻速圓周運動，拉力提供向心力，由牛頓第二定律得:

n

兀

F=m空42321Tl故口正確。

T2t2

故選：D。

【點評】本題考查勻速圓周運動，知道水、油和瓶子做圓周運動所需的向心力的來源，

會求解向心力的大小。

2.（2023?石景山區(qū)一模）一個地球儀繞與其“赤道面”垂直的“地軸”勻速轉(zhuǎn)動的示意圖

如圖所不。P點和Q點位于同一條“經(jīng)線”上、Q點加M點位于“赤道”上，O為球心。

下列說法正確的是（）

地釉

A.P、Q的線速度大小相等

B.P、M的角速度大小相等

C.P、Q的向心加速度大小相等

D.P、M的向心加速度方向均指向O

【考點】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速；向心加速度.

【專題】比較思想；控制變量法：勻速圓周運動專題；理解能力.

【答案】B

【分析】P、Q、M三點共軸轉(zhuǎn)動，角速度大小相等，根據(jù)v=ru）分析線速度關(guān)系。根據(jù)

a=G?r分析向心加速度大小關(guān)系。p、M的向心加速度方向指向各自軌跡的圓心。

【解答】解：A、P、Q兩點共軸轉(zhuǎn)動，角速度大小相等，Q點的軌道半徑大于P點的軌

道半徑，根據(jù)v=3知Q點的線速度比P點的大，故A錯誤；

B、P、M兩點共軸轉(zhuǎn)動，角速度大小相等，故B正確；

C、P、Q兩點共軸轉(zhuǎn)助，角速度大小相等，P點的軌道半徑小于Q點的軌道半徑，根據(jù)

a=o）2r知P點的向心加速度比Q點的小，故C錯誤；

D、P點的向心加速度方向指向P點所在緯線的圓心，M的向心加速度方向指向0,故D

錯誤。

故選：Bo

【點評】解決本題的關(guān)鍵要知道共軸轉(zhuǎn)動的物體角速度大小相等，運用圓周運動的運動

學(xué)公式講行解答。

3.（2023?東城區(qū)模擬）如圖所示，兩根長度相同的細(xì)線懸掛兩個相同的小球，小球在水平

面上做角速度相同的勻速圓周運動，已知兩細(xì)線與豎直方向的夾角分別為a和由設(shè)上

2cosBB2cosa?2sinan2sinB

cosacosPsinPsinCl

【考點】向心力；牛頓第二定律.

【專題】定量思想；推理法；牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用；推理能力.

【答案】A

【分析】對小球進行受力分析，勻速圓周運動時合力提供向心力，根據(jù)正交分解得出下

面繩子的拉力表達(dá)式和上面繩子拉力的表達(dá)式，從而得出兩個拉力的比值。

【解答】解：設(shè)小球質(zhì)量為m,對下面的小球隔離進行受力分析，小球受重力和下面繩

子拉力為T2,做勻速圓周運動，豎直方向受力平衡，則12=一嚓

cosP

將兩個小球看成一個整體進行受力分析，兩球受重力和上面繩子拉力Ti,做勻速圓周運

動，豎直方向受力平衡，則11=_返

cosa

故％=2cosB

T2cosCl

故A正確，BCD錯誤；

故選Ao

【點評】本題考查勻速圓周運動的解題方法，解題關(guān)健掌握受力分析，注意整體法與隔

離法的應(yīng)用。

4.（2023?南充模擬）有一種能自動計數(shù)的智能呼啦圈深受健身者的喜愛，智能呼啦圈腰帶

外側(cè)有半徑r=0.12m的圓形光滑軌道，將安裝有滑輪的短桿嵌入軌道并能自由滑動，短

桿的另一端懸掛一根帶有配重的腰帶輕質(zhì)細(xì)繩，其簡化模型如圖。已知配重（可視為質(zhì)

點）質(zhì)量m=0.6kg,繩長為L=0.3m。水平固定好腰帶，通過人體微小扭動，使配重在

水平面內(nèi)做勻速圓周運動，在某一段時間內(nèi)細(xì)繩與豎直方向夾角始終為53“。腰帶可看

作不動，重力加速度取g=10m/s2,不計空氣阻力，sin53°=0.8,cos53°=0.6,下列說

法正確的是（）

I

I

腰帶

/u

配重,:

A.配重受到的合力大小為10N

B.配重的角速度為3上件rad/s

C.若細(xì)繩不慎斷裂，配重將自由下落

D.若增大轉(zhuǎn)速，細(xì)繩對配重的拉力將變小

【考點】向心力；牛頓第二定律；線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速.

【專題】定量思想；推理法；牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用；推理能力.

【答案】B

【分析】根據(jù)平行四邊形定則求解配重受到的合力大?。焊鶕?jù)合力提供向心力，即可求

解角速度；根據(jù)周期公式求解周期：根據(jù)向心力公式判斷繩上拉力的變化，進而得到腰

受到腰帶的彈力變化。

【解答】解：A.配重在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律有：

F合二mgtan530=0.6X10XyN=8N

故A錯誤；

B.根據(jù)牛頓第二定律可得mgtan53°=m（D2（Lsin530+r）

解得o」嚷「acl/s

故B正確；

C.若細(xì)繩不慎斷裂，配重由于具有切線方向的初速度，配重將做平拋運動，故C錯誤;

D.若增大轉(zhuǎn)速，即增大角度，配重做勻速圓周運動的半徑增大，細(xì)繩與豎直方向的夾角

增大，豎直方向根據(jù)受力平衡可得Tcos6=mg

可得

cos8

可知細(xì)繩對配重的拉尢將變大，故D錯誤。

故詵：Bo

【點評】本題考查勻速圓周運動，關(guān)鍵是弄清楚配重和腰帶的受力情況，能夠根據(jù)牛頓

第二定律結(jié)合向心力的計算公式進行解答。

5.（2022?金山區(qū)二模）如圖，武大靖在北京冬奧會上參加短道速滑比賽。設(shè)他過彎的軌跡

為半圓，且轉(zhuǎn)彎時速度在減小，則他過彎時的向心加速度會（）

A.變小B.變大C.不變D.不能確定

【考點】向心加速度.

【專題】定量思想；推理法；勻速圓周運動專題；推理能力.

【答案】A

2

【分析】轉(zhuǎn)彎時速度在減小，由a二乂一分析加速度的變化。

nr

【解答】解：由a可知轉(zhuǎn)彎時速度在減小，則他過彎時的向心加速度會減小，故A

nr

正確，BCD錯誤。

故選：Ao

【點評】本題關(guān)鍵是掌握向心加速度的定義，掌握規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵不難。

6.（2023?嘉興一模）關(guān)于如圖四幅圖像，下列說法正確的是（)

B.圖乙中，籃球在空中上升時處于超重狀態(tài)

C.圖內(nèi)中，離心機分離血液時，血液受到離心力作用

D.圖丁中，行進火車上向前射出的光，其速度大于光速c

【考點】近心和離心現(xiàn)象；慣性與質(zhì)量；牛頓運動定律的應(yīng)用一一超重和失重.

【專題】學(xué)科綜合題；定性思想；推理法；理解能力.

【答案】A

【分析】由牛頓第一定律可知質(zhì)后是慣性的唯一最唐：物體超重時具有向上的加速度，

失重時具有向下的加速度；當(dāng)物體受到的作用力不足以提供所需要的向心力而發(fā)生離心

運動；在任何參考系中光速是不變的。

【解答】解：A.由于灑水車在灑水過程中質(zhì)量變小，因為慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)

量越小，慣性越小，即灑水車在灑水過程中慣性變小，故A正確；

B.籃球在空中上升時加速度豎直向下，則籃球處于失重狀態(tài)，故B錯誤；

C.離心機分離血液時，是由于血液受到的作用力不足以提供血液所需要的向心力而發(fā)生

離心運動，不會受到離心力作用，故C錯誤；

D.由于光速不變原理可知，行進火車上向前射出的光，其速度仍等于光速c,故D錯誤。

故選：Ao

【點評】此題要理解好慣性和質(zhì)量的關(guān)系，超重、失重時的運動學(xué)特點，物體為什么做

離心運動？光速不變原理。

7.（2023?青島一模）如圖，兩端開口的圓筒與水平地面成定角度傾斜放置。OO'是圓筒

的中軸線，M、N是筒壁上的兩個點，且MN〃OO'。一個可視為質(zhì)點的小球自M點正

上方足夠高處自由釋放，由M點無碰撞進入圓筒后一直沿筒壁運動，a、b、c是小球運

動軌跡與MN的交點。小球從M到a用時ti,從a到b用時t2,從b到c用時t3,小球

經(jīng)過a、b、c時對筒壁壓力分別為Fa、Fb、Fc,iMa、lab、Ibc表示M、a、b、c相鄰兩點

間的距高，不計一切摩擦。下列說法正確的是（）

A.tl<t2<t3B.Fa=Fb=Fc

C.Fa〈Fb〈FcD.iMa：lab:lbc=I：3：5

【考點】生活中的圓周運動一一豎直平面內(nèi)的圓周運動；勻變速直線運動位移與時間的

關(guān)系：牛頓第二定律；運動的合成與分解.

【專題】定量思想；推理法；運動的合成和分解專題：推理能力.

【答案】B

【分析】將小球進入圓筒后的運動分解為圓周運動與勻變速直線運動，根據(jù)不同的運動

規(guī)律分析解答。

【解答】解：小球以豎直向下的速度在M點無碰撞進入圓筒，將沿圓筒筒壁做螺旋運動，

運動可分解為沿軸線方向的勻變速直線運動和在垂直軸線的平面內(nèi)的變速圓周運動。設(shè)

圓筒與水平地面的夾角為0,將在M的速度v沿MN方向和垂直MN方向分解，根據(jù)運

動的合成與分解，沿MN方向的速度vi=vsin8,沿垂直MN方向的速度V2=vcos&

A.小球在垂直軸線的平面內(nèi)做變速圓周運動，每運動一周的情況相同，每運動一周所用

時間相同，可得tl=t2=t3,故A錯誤;

BC.小球在垂直軸線的平面內(nèi)做變速圓周運動，每運動一周的情況相同，每運動一周再次

經(jīng)過MN時沿垂直MN方向的分速度仍為V2,小球在a、b、c位置所需的向心力均為F

2

=坐一,可知小球在這三點的受力情況完全相同，則筒壁對小球的支持力相同，由牛

R

頓第三定律知，小球?qū)A筒的壓力相同，即Fa=Fb=Fc,故B正確，C錯誤：

D.若小球沿MN方向的初速度為0,根據(jù)初速度為零的勻加速直線運動規(guī)律可知iMa：lab:

lbc=1:3:5,由于小球有沿MN方向的初速度VI=vsin。,所以iMa：lab:Ibc^l：3:5,

故D錯誤；

故選：Bo

【點評】本題考查運動的合成與分解，解題關(guān)鍵掌握向心力公式及勻變速直線運動的規(guī)

律。

8.（2022?洛陽二模）如圖為自行車氣嘴燈及其結(jié)構(gòu)圖，彈簧一端固定在A端，另一端拴接

重物，當(dāng)車輪高速旋轉(zhuǎn)時，LED燈就會發(fā)光。下列說法正確的是（）

A.安裝時A端比B端更遠(yuǎn)離圓心

B.高速旋轉(zhuǎn)時，重物由于受到離心力的作用拉伸彈簧從而使觸點接觸，電路導(dǎo)通，LED

燈發(fā)光

C.增大重物質(zhì)量可使LED燈在較低轉(zhuǎn)速下也能發(fā)光

D.勻速行駛時，若LED燈轉(zhuǎn)到最低點時能發(fā)光，則在最高點時也一定能發(fā)光

【考點】近心和離心現(xiàn)象；牛頓第二定律.

【專題】定量思想；推理法；牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用；推理能力.

【答案】C

【分析】根據(jù)半徑的大小關(guān)系結(jié)合圓周運動的特點分析出A、B端的安裝方式；

離心力不屬于性質(zhì)力，在受力分析的時候不能說受到離心力作用；

根據(jù)圓周運動公式計算出角速度和重物質(zhì)量的關(guān)系并完成分析；

對比燈在最低點和最高點的速度關(guān)系并完成分析。

【解答】解：A、要使重物做離心運動，M、N接觸，則A端應(yīng)靠近圓心，因此安裝時A

端比B端更遠(yuǎn)唱氣嘴，故A錯誤；

B、轉(zhuǎn)速越大，所需向心力越大，彈簧拉伸的越長，M、N接觸時燈就會發(fā)光，不能說重

物受到離心力作用，故B錯誤；

C、燈在最低點時，F(xiàn)處-mg=m32r

解得：3個悝一旦，因此增大重物的質(zhì)量可使LED燈在較低轉(zhuǎn)速下也能發(fā)光，故C

Vmrr

正確；

2

D、燈在最低點時，F(xiàn)i-mg=

r

/2

燈在最高點時，F(xiàn)2+mg=--------

r

勻速行駛時，在最低點時彈簧對重物的彈力大于在最高點時對重物的彈力，因此勻速行

駛時，若LED燈轉(zhuǎn)到最低點時能發(fā)光，則在最高點時不一定能發(fā)光，故D錯誤；

故選：Co

【點評】本題以自行車相關(guān)的圓周運動為考查背景，讓學(xué)生感受到物理在生活中的用處,

熟練掌握受力分析及向心力公式即可完成分析。

9.（2023?沈陽模擬）冬季，我國部分地區(qū)常有雨雪天氣。車輛在結(jié)冰的路面上行駛，特別

是轉(zhuǎn)彎時應(yīng)低速慢行。下列說法正確的是（）

A.路面結(jié)冰導(dǎo)致車輛慣性增大

B.低速慢行可使車輛慣性減小

C.路面結(jié)冰導(dǎo)致車輛與路面間的最大靜摩擦力減小

D.低速慢行可使車輛轉(zhuǎn)彎時所需向心力增大

【考點】生活中的圓周運動一一車輛轉(zhuǎn)彎問撅：慣性與質(zhì)最.

【專題】定性思想；推理法；勻速圓周運動專題；推理能力.

【答案】C

【分析】車輛的慣性大小與車輛的質(zhì)量有關(guān)，摩擦力與接觸面粗糙程度有關(guān)，根據(jù)向心

力公式分析D。

【解答】解：AB、慣性只與質(zhì)量有關(guān)，與速度無關(guān)，故B錯誤；

C、路面結(jié)冰導(dǎo)致接觸面光滑，使得車柄與路面間的最大靜摩擦力減小，故C正確：

2

D、汽車轉(zhuǎn)彎時F=mJ,低速慢行可使車輛轉(zhuǎn)彎時所需向心力減小，故D錯誤。

r

故選：Co

【點評】解答此題的關(guān)鍵是知道質(zhì)量是慣性的量度；注意向心力公式的應(yīng)用。

10.（2020?閔行區(qū)二模）如圖所示，一個菱形框架繞著過對角線的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，在兩條

邊上各套有一個質(zhì)量相等的小球A、B.整個轉(zhuǎn)動過程小球相對框架沒有發(fā)生滑動，A與

B到軸的距離相等。則有（）

B

A.A、B兩球所受的合力大小不等

B.A、B兩球所受的合力大小相等

C.框架對A球的彈力方向一定垂直球A所在的邊斜向上

D.框架對B球的彈力方向?定垂直球B所在的邊斜向下

【考點】勻速圓周運動；牛頓第二定律.

【專題】計算題；定量思想；勻速圓周運動專題；分析綜合能力.

【答案】B

【分析】小球隨菱形框架一起繞著過對角線的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，合外力提供向心力，對

AB兩個小球進行受力分析，根據(jù)合力提供向心力即可分析求解。

【解答】解：AB、A、B兩球所受的合力提供向心力，轉(zhuǎn)動的角速度相等，半徑也相等,

根據(jù)F=m32r,可知，合力大小相等，故A錯誤，B正確；

C、A球在水平面做勻諫圓周運動，合外力指向圓心，對A講行受力分析可知，A受重

力、靜摩擦力和彈力，當(dāng)靜摩擦力方向沿斜邊向上時，框架對A的彈力方向可能垂直A

所在的邊斜向下，故C錯誤；

D、B球在水平面做勻速圓周運動，合外力指向圓心，對B進行受力分析可知，B受重力，

要使合力水平向右，框架對B的彈力方向只能是垂直B所在的邊斜向上，故D錯誤：

故選：Bo

【點評】解本題關(guān)鍵要把圓周運動的知識和牛頓第二定律結(jié)合求解，關(guān)鍵是正確對AB

兩個小球進行受力分析，合力提供向心力，知道共軸轉(zhuǎn)動時，角速度相等。

11.（2023?湖南模擬）如圖所示，帶有一白點的灰色圓盤，繞過其中心且垂直于盤面的軸沿

順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n=15r/s。在暗室中用每秒16次的頻閃光源照射圓盤，則站

在暗室中靜止不動的觀察者觀察到白點轉(zhuǎn)動的方向、門點轉(zhuǎn)動的角速度3的大小分別為

)

A.順時針方向，u）=——rad/sB.順時針方向，（o=nrad/s

2

C.逆時針方向，€o=-rad/sD.逆時針方向，3=2nrad/s

2

【考點】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速.

【專題】定性思想；推理法；勻速圓周運動專題；理解能力.

【答案】D

【分析】根據(jù)圓盤轉(zhuǎn)動頻率和頻閃光的頻率之間的關(guān)系進行求解。

【解答】解：由題意，黑色圓盤可繞過其中心、垂直于盤面的軸勻速轉(zhuǎn)動，每秒沿順時

針方向旋轉(zhuǎn)15圈,即頻率為fo=15Hz

在暗室中用每秒閃光16次的頻閃光源照射圓盤，即f=16Hz

則fo<f<2fo

所以觀察到白點逆時針旋轉(zhuǎn)，則『=『-均=1147.

所以每秒觀察到白點每秒逆時針旋轉(zhuǎn)1圈，即觀察到的轉(zhuǎn)動周期為T=」-=ls,所以

f'

轉(zhuǎn)動角速度為3=*-衛(wèi)Lrad/s=2imid/s,故ABC錯誤，D正確。

T1

故選：Do

【點評】本題考查實際頻率與變化的頻率的關(guān)系，掌握能看到白點的原理與解題的思路。

12.（2023?湖北模擬）明朝的《天工開物》記載了我國古代勞動人民的智慧。如圖所示，可

轉(zhuǎn)動的把手上a點到轉(zhuǎn)軸的距離為2R,轆粘邊緣b點到轉(zhuǎn)軸的距離為R。甲轉(zhuǎn)動把手，

把井底的乙加速拉起來，則此過程中（）

A.繩對乙的拉力大于乙對繩的拉力

B.繩對?乙的拉力做功大于乙克服重力做功

C.a點的角速度大于b點的角速度

D.a點的線速度小于b點的線速度

【考點】向心力；功的計算；牛頓第二定律；線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速.

【專題】定量思想；推埋法：勻速圓周運動專題：推埋能力.

【答案】B

【分析】根據(jù)運動情況分析繩子拉力大??；同軸轉(zhuǎn)動，角速度相同，根據(jù)圓周運動的角

速度與線速度判定線速度大??；根據(jù)功的計算公式求解克服重力做的功。

【解答】解?：A、繩對乙的拉力與乙對繩的拉力是一對相互作用力，大小相等，方向相反,

即繩對乙的拉力大小等于乙對繩的拉力，故A錯誤；

B、由于乙被加速拉起，其加速度方向向上，即繩對乙的拉力大于重力，可知繩對乙的拉

力做功大于乙克服重力做功，故B正確；

C、a、b兩點屬于同軸轉(zhuǎn)動，角速度相同，即a點的角速度等于b點的角速度，故C錯

誤；

D、根據(jù)va=2o）R,vb=u）R可知，a點的線速度大于b點的線速度，故D錯誤。

故選：Bo

【點評】本題關(guān)犍明確同緣傳動和同軸傳動的特點，能夠根據(jù)運動情況講行分析。

多選題（共5小題）

（多選）13.（2023?瀘州模擬）如圖所示，質(zhì)量為M的內(nèi)壁光滑的半圓槽置于粗糙水平面

上，質(zhì)量為m的小球從半圓槽軌道的左端與圓心等高處靜止釋放，小球運動過程中半圓

槽始終保持靜止?fàn)顟B(tài)。AB是平行水平地面的圓弧直徑，小球與圓心O連線跟OA間的

夾角為0,重力加速度為g,小球向下運動時，在0“<0<90°的范圍內(nèi)，下列說法中

正確的是（）

f7T7777T7T7T77T777T77T77T7777T7

A.當(dāng)8=30°時，半圓槽受到的摩擦力最大

B.當(dāng)8=45°時，半圓槽受到的摩擦力最大

C.當(dāng)sin8二亞"時，半圓槽對地面的壓力N小于（m+M）g

3

D.當(dāng)sinG=?時，半圓槽對地面的壓力N等于（m+M）g

3

【考點】向心力：力的合成與分解的應(yīng)用；一般情況下的共點力平衡；牛頓第二定律;

牛頓第三定律.

【專題】定量思想：推理法：牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用：推理能力.

【答案】BD

【分析】根據(jù)機械能守恒和支持力和重力沿半徑分力提供向心力，分析小球?qū)Π雸A槽壓

力，再根據(jù)半圓槽始終靜止，分析摩擦力;

對半圓槽受力分析?，根據(jù)豎直方向平衡列式，求支持力，再分析壓力。

【解答】解：AB.小球在某位置的速度為v,根據(jù)機械能守恒有mgRsinB

2

2

對小球受力分析，支持力和重力沿半徑分力提供向心力:N球-mgsinB=nr—

r

小球所受支持力N球=3mgsin6

根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)Π雸A槽壓力FH-;=N球=3mgsin。

因為半圓槽始終靜止，所以半圓槽所受合力為零，即水平方向有

8=1ingsin28

f二F壓cos8=3mgsin9cos

所以當(dāng)。=45°時，半圓槽受到的摩擦力最大.故A錯誤，B正確:

CD.對半圓槽受力分析，設(shè)地面對半圓槽的支持力為F支豎直方向有Fi；=Mg+F仄sin。

整理有「支=股+311}§5必20

當(dāng)sin8;近時，有F支=（m+M）g

3

根據(jù)牛頓第三定律有N=F支=（m+M）g

故C錯誤，D正確。

故選：BDo

【點評】本題是機械能守恒定律和牛頓第二定律的綜合應(yīng)用.對于圓周運動，常常會和

機械能守恒結(jié)合應(yīng)用.

（多選）14.（2023?溫州模擬）如圖甲所示，光電編碼器由碼盤和光電檢測裝置組成，電動

機轉(zhuǎn)動時，碼盤與電動機旋轉(zhuǎn)軸同速旋轉(zhuǎn)，發(fā)光二極管發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡轉(zhuǎn)化為平行光,

若通過碼盤鏤空的明道照在光敏管上，信號端輸出高電位，反之輸出低電位，兩個光敏

管分布在同一半徑上。根據(jù)輸出兩路信號可以測量電動機的轉(zhuǎn)速和判斷旋轉(zhuǎn)方向。從左

往右看，內(nèi)、外都均勻分布20個明道的碼盤如圖乙所示，電動機轉(zhuǎn)動時兩信號的圖像如

圖丙所示，則（）

A.從左往右看，電動機順時針轉(zhuǎn)動

B.從左往右看，電動機逆時針轉(zhuǎn)動

C.電動機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為50i7s

D.電動機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為12517s

【考點】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速.

【專題】定量思想；推理法；勻速圓周運動專題；推理能力.

【答案】AC

【分析】根據(jù)圖丙和怪乙的圖像特點得出電動機的轉(zhuǎn)動方向；

根據(jù)圓周運動的計算公式得出電動機的轉(zhuǎn)速。

【解答】解：AB.由圖丙可知，在t=lXI（f3s時，信號A開始輸出低電位，此時信號

B開始輸出高電位，結(jié)合圖乙可知，從左往右看，電動機順時針轉(zhuǎn)動，故A正確，B錯

誤；

CD.由圖丙可知，電動機轉(zhuǎn)動的周期為T=20XlX10-3s=2xi0-2s

則角速度為3二2：=2兀_rad/s=100兀rad/￡

T2X10-2

根據(jù)w=2nn

可得電動機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為n等陰二/s=50r/s

故C正確，D錯誤。

故選：ACo

【點評】本題主要考查了圓周運動的相關(guān)應(yīng)用，熟悉公式的計算即可完成分析，難度不

大。

（多選）15.（2022?昌江縣校級一模）下列說法正確的有（）

A.平拋運動是勻變速曲線運動

B.勻速圓周運動的線速度、角速度、周期都是不變的

C.牛頓第二定律在物f本處于非平衡狀態(tài)時也一樣適用

D.物體沿光滑斜面下滑，由于慣性物體的速度不斷增大

【考點】勻速圓周運動；慣性與質(zhì)量；曲線運動；平拋運動.

【專題】定性思想；推理法：平拋運動專題；勻速圓周運動專題；理解能力.

【答案】AC

【分析】平拋運動的加速度恒為g,平拋運動是勻變速曲線運動；勻速圓周運動線速度的

方向時刻發(fā)生改變；牛頓第三定律揭示了作用力和反作用力的大小關(guān)系，對平衡狀態(tài)和

非平衡狀態(tài)都適用；物體沿光滑斜面下滑，由于物體的速度不斷增大是由于外力做功的

原因，與慣性無關(guān)。。

【解答】解：A.平拋運動的加速度是重力加速度g,大小不變，旦與初速度不在同一直

線上，則平拋運動是勻變速曲線運動，故A正確；

B.勻速圓周運動的線速度大小不變，方向時刻改變，角速度大小和方向都不變，周期不

變，故B錯誤：

C.牛頓第三定律在物體處于非平衡狀態(tài)時也一樣適用，故C正確；

D.物體沿光滑斜面下滑，由于外力做功，所以速度洛不斷增大，與慣性無關(guān)，故D錯

誤。

故選ACo

【點評】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動和圓周運動的特點，平拋運動的加速度不變，勻

速圓周運動的加速度大小不變，方向時刻改變。

（多選）16.（2023?福建模擬）如圖甲、乙所示為自行車氣嘴燈，氣嘴燈由接觸式開關(guān)控制,

其結(jié)構(gòu)如圖內(nèi)所示，彈簧一端固定在頂部，另一端與小物塊P連接，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動的角速

度達(dá)到一定值時.，P拉伸彈簧后使觸點A、B接觸，從而接通電路使氣嘴燈發(fā)光。觸點B

與車輪圓心距離為R，車輪靜止且氣嘴燈在最低點時觸點A、B距離為d,已知P與觸點

A的總質(zhì)量為m,彈簧勁度系數(shù)為k,重力加速度大小為g,不計接觸式開關(guān)中的一切摩

擦，小物塊P和觸點A、B均視為質(zhì)點，則（）

小物塊p接

觸

式

觸點A開

關(guān)

觸點B

丙

A.要使氣嘴燈能發(fā)光，車輪勻速轉(zhuǎn)動的最小角速度為'悝

VmR

B.要使氣嘴燈能發(fā)光，車輪勻速轉(zhuǎn)動的最小角速度為上理

mR

C.要使氣嘴燈一直發(fā)光，車輪勻速轉(zhuǎn)動的最小角速度為'忸選

VmR

D.要使氣嘴燈一直發(fā)光，車輪勻速轉(zhuǎn)動的最小角速度為,忸強

V肅

【考點】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速.

【專題】分析綜合能力.

【答案】AC

【分析】氣嘴燈運動到最低點時發(fā)光，此時彈簧的彈力提供向心力，求解出最小角速度;

當(dāng)氣嘴燈一直發(fā)光時，需要保證在最高點時發(fā)光，那么其余位置都會發(fā)光，由最高點受

力求出角速度。

【解答】解：AB、當(dāng)氣嘴燈運動到最低點時發(fā)光，此時對應(yīng)車輪做勻速圓周運動的角速

度最小，根據(jù)受力分析，向心力由彈簧的彈力提供，則有kd=mo?R,得3口修，故

A正確，B錯誤；

CD、當(dāng)氣嘴燈運動到最高點時能發(fā)光，則kd+2mg=m3'2R’得3，毛黑mg.；即要

使氣嘴燈一直發(fā)光，車輪勻速轉(zhuǎn)動的最小角速度為,怛&晝，故C正確，D錯誤c

VmR

故選：ACo

【點評】本題的關(guān)鍵是建立豎直面內(nèi)圓周運動的模型，分析最低點和最高點向心力的來

源。

（多選）17.（2023?上饒模擬）如圖所示，A、B為釘在光滑水平面上的兩根細(xì)鐵釘，將可

視為質(zhì)點的小球C用長為Lo的輕繩拴在鐵釘B上，輕繩能承受足夠大的拉力，t=0時

亥ij,A、B、C在同一直線上，給小球C一個垂直于輕繩的速度，使小球繞著兩根鐵釘在

水平面上做圓周運動，每次輕繩碰到鐵釘時小球的速度大小不變。在第5s末時輕繩第一

次碰到鐵釘A,輕繩的拉力由4N突變?yōu)?N,小球碰到鐵釘時立即停止運動，下列說法

正確的是（）

-------------------6

A.A、B間的距離為2,

5

B.A、B間的距離為

5

C.在t=13s時輕繩第二次碰到鐵釘

D.在t=9s時輕繩第二次碰到鐵釘

【考點】向心力；牛頓第二定律.

【專題】定性思想；方程法；勻速圓周運動專題；推理能力.

【答案】BD

【分析】給小球一個垂直于繩的速度，使小球繞著兩根鐵釘在水平面上做圓周運動.在

整個過程中小球的線速度大小不變，5s末繩子的拉力發(fā)生變化，是因為做圓周運動的半

徑發(fā)生變化，然后結(jié)合向心力的公式分析即可。

【解答】解：AB.碰到鐵釘A前，輕繩的拉力為4N,繩子的拉力提供向心力，根據(jù)牛

2

頓第二定律有FI=Q"

2

碰到鐵釘A后，輕繩的拉力為5N,根據(jù)牛頓第二定律有—

/L0-XAB

解得A、B間的距離乂心二故A錯誤，B正確；

XAB50

CD.小球第一次碰到鐵釘前的轉(zhuǎn)動半徑與第二次碰到鐵釘前的轉(zhuǎn)動半徑之比為5：4,所

以網(wǎng)的周長之比變?yōu)?：4,