2022年高考物理一轮考点跟踪练习13《圆周运动》（含详解）

1、2022年高考物理一轮考点跟踪练习13圆周运动一 、单选题固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道ABCD，其A点与圆心等高，D点为轨道的最高点，DB为竖直线，AC为水平线，AE为水平面，如图所示。今使小球自A点正上方某处由静止释放，且从A点进入圆弧轨道运动，只要适当调节释放点的高度，总能使球通过最高点D，则小球通过D点后()A.一定会落到水平面AE上B.一定会再次落到圆弧轨道上C.可能会再次落到圆弧轨道上D.不能确定如图为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他()A.所受的合力为零，做匀速运动B.所受的合力恒定，做匀加速运动C.所受的合力恒定，做变加速

2、运动D.所受的合力变化，做变加速运动有一竖直转轴以角速度匀速旋转，转轴上的A点有一长为l的细绳系有质量为m的小球。要使小球在随转轴匀速转动的同时又不离开光滑的水平面，则A点到水平面的高度h最小为()A. B.2g C. D.如图所示，运动员以速度v在倾角为的倾斜赛道上做匀速圆周运动。已知运动员及自行车的总质量为m，做圆周运动的半径为R，重力加速度为g，将运动员和自行车看作一个整体，则()A.受重力、支持力、摩擦力、向心力作用B.受到的合力大小为F=C.若运动员加速，则一定沿斜面上滑D.若运动员减速，则一定加速沿斜面下滑如图所示，由于地球的自转，地球表面上P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动

3、，对于P、Q两物体的运动，下列说法正确的是()A.P、Q两物体的角速度大小相等B.P、Q两物体的线速度大小相等C.P物体的线速度比Q物体的线速度大D.P、Q两物体均受重力和支持力两个力作用如图所示，照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动，已知图中双向四车道的总宽度约为15 m，假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍，则运动的汽车()A.所受的合力可能为零B.只受重力和地面支持力作用C.最大速度不能超过25 m/sD.所需的向心力由重力和支持力的合力提供如图所示，质点a、b在同一平面内绕质点c沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的周期之比TaTb=1k(k1，为正整数)。从图示位置开始，在b运

4、动一周的过程中()A.a、b距离最近的次数为k次B.a、b距离最近的次数为k1次C.a、b、c共线的次数为2k次D.a、b、c共线的次数为2k2次如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力。则球B在最高点时()A.球B的速度为零B.球A的速度大小为C.水平转轴对杆的作用力为1.5mgD.水平转轴对杆的作用力为2.5mg如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球，两绳能承受的最大拉力均为2mg。当细绳AC和BC均拉直

5、时ABC=90°，ACB=53°，BC=1 m。细绳AC和BC能绕竖直轴AB匀速转动，因而小球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时，两绳均会被拉断，则最先被拉断的那根绳及另一根绳被拉断时的速度分别为(重力加速度g=10 m/s2，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6)()A.AC5 m/s B.BC5 m/s C.AC5.24 m/s D.BC5.24 m/s如图所示，一根细线下端拴一个金属小球A，细线的上端固定在金属块B上，B放在带小孔的水平桌面上，小球A在某一水平面内做匀速圆周运动。现使小球A改到一个更低一些的水平面上做匀速圆周运

6、动(图上未画出)，金属块B在桌面上始终保持静止，则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是()A.金属块B受到桌面的静摩擦力变大B.金属块B受到桌面的支持力变小C.细线的张力变大D.小球A运动的角速度减小二 、多选题 (多选)如图所示，底角为=的圆锥体静止不动，顶端通过一根长为l=1 m的细线悬挂一个质量为m=1 kg的小球，细线处于张紧状态，若小球在水平面内做匀速圆周运动，角速度的取值范围介于3 rad/s到4 rad/s之间，不计一切阻力，则细线拉力F可能等于()A.(55)N B.(55)N C.15 N D.20 N (多选)如图所示，水平转台上的小物体A、B通过轻弹簧连接，并随转

7、台一起匀速转动，A、B的质量分别为m、2m，离转台中心的距离分别为1.5r、r，已知弹簧的原长为1.5r，劲度系数为k，A、B与转台的动摩擦因数都为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且有kr=2mg。则以下说法中正确的是()A.当B受到的摩擦力为0时，转台转动的角速度为 B.当A受到的摩擦力为0时，转台转动的角速度为 C.当B刚好要滑动时，转台转动的角速度为 D.当A刚好要滑动时，转台转动的角速度为 三 、计算题如图所示，一内壁光滑的圆弧形轨道ACB固定在水平地面上，轨道的圆心为O，半径R=0.5 m，C为最低点，其中OB水平，AOC=37°，质量m=2 kg的小球从轨道左侧距地面高h

8、=0.55 m的某处水平抛出，恰好从轨道A点沿切线方向进入圆弧形轨道，取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求：(1)小球抛出点到A点的水平距离；(2)小球运动到B点时对轨道的压力大小。2022年高考物理一轮考点跟踪练习13圆周运动（含详解）答案解析一 、单选题答案为：A；解析：设小球恰好能够通过最高点D，根据mg=m，得：vD=，知在最高点的最小速度为。小球经过D点后做平抛运动，根据R=gt2得：t= 。则平抛运动的水平位移为：x=·=R，知小球一定落在水平面AE上。故A正确，B、C、D错误。答案为：D；解析：运动员做匀速圆周运动

9、，所受合力时刻变化，加速度时刻变化，D正确。答案为：A；解析：以小球为研究对象，小球受三个力的作用，重力mg、水平面支持力N、绳子拉力F，在竖直方向合力为零，在水平方向所需向心力为m2R，设绳子与竖直方向的夹角为，则有：R=htan ，那么Fcos N=mg，Fsin =m2htan ；当球即将离开水平面时，N=0，此时Fcos =mg，Fsin =mgtan =m2htan ，即h=。故A正确。答案为：B；解析：将运动员和自行车看作一个整体，则系统受重力、支持力、摩擦力作用，向心力是按力的作用效果命名的力，不是物体实际受到的力，A错误；系统所受合力提供向心力，大小为F=m，B正确；运动员加速

10、，系统有向上运动的趋势，但不一定沿斜面上滑，同理运动员减速，也不一定沿斜面下滑，C、D均错误。答案为：A；解析：P、Q两物体都是绕地轴做匀速圆周运动，角速度相等，即P=Q，选项A对；根据圆周运动线速度v=R，P、Q两物体做匀速圆周运动的半径不等，即P、Q两物体做圆周运动的线速度大小不等，选项B错；Q物体到地轴的距离远，圆周运动半径大，线速度大，选项C错；P、Q两物体均受到万有引力和支持力作用，重力只是万有引力的一个分力，选项D错。答案为：C；解析：汽车在水平面上做匀速圆周运动，合外力时刻指向圆心，拐弯时靠静摩擦力提供向心力，因此排除A、B、D项，所以选择C。答案为：D；解析：设每隔时间T，a、

11、b相距最近，则(ab)T=2，所以T=故b运动一周的过程中，a、b相距最近的次数为：n=k1即a、b距离最近的次数为k1次，故A、B均错误。设每隔时间t，a、b、c共线一次，则(ab)t=，所以t=；故b运动一周的过程中，a、b、c共线的次数为：n=2k2故C错误，D正确。答案为：C；解析：球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，有mg=m，解得vB=，故A错误；由于A、B两球的角速度相等，则球A的速度大小vA=，故B错误；B球在最高点时，对杆无弹力，此时A球受重力和拉力的合力提供向心力，有Fmg=m，解得：F=1.5mg，故C正确，D错误。答案为：B；解析：当小球线速

12、度增至BC被拉直后，由牛顿第二定律可得，竖直方向上：TAsinACB=mg，水平方向上：TAcosACBTB=m，由式可得：TA=mg，小球线速度增大时，TA不变，TB增大，当BC绳刚要被拉断时，TB=2mg，由可解得此时，v5.24 m/s；BC绳断后，随小球线速度增大，AC线与竖直方向间夹角增大，设AC线被拉断时与竖直方向的夹角为，由TAC·cos =mg，TACsin =m，r=LAC·sin ，可解得，=60°，LAC= m，v=5 m/s，故B正确。答案为：D；解析：设A、B质量分别为m、M, A做匀速圆周运动的向心加速度为a，细线与竖直方向的夹角为，对

13、B研究，B受到的摩擦力f=Tsin ，对A，有Tsin =ma，Tcos =mg，解得a=gtan ，变小，a减小，则静摩擦力变小，故A错误；以整体为研究对象知，B受到桌面的支持力大小不变，应等于(Mm)g，故B错误；细线的拉力T=，变小，T变小，故C错误；设细线长为l，则a=gtan =2lsin ，= ，变小，变小，故D正确。二 、多选题答案为：BC；解析：当小球刚好没有脱离圆锥时，小球受重力mg、细线拉力F的作用，它们的合力提供向心力，mgcot =m02lcos ，代入数据解得0= rad/s，此时0的取值范围介于3 rad/s到4 rad/s之间，当较小时，小球没有脱离圆锥，小球受到

14、重力mg、细线拉力F和光滑圆锥的支持力N的作用，它们在水平方向的合力提供向心力，则Fsin Ncos =mg，Fcos Nsin =m2lcos ，可求得，F=mgsin m2lcos2，此时(54.5)NF10 N，当较大时，小球脱离圆锥，小球的重力mg和细线拉力F的合力提供向心力，设细线和水平方向夹角为，则Fcos =m2lcos ，可求得F=m2l,10 NF16 N，综上分析，选项B、C正确。答案为：BD；解析：当B受到的摩擦力为0时，由弹簧弹力提供向心力，则有k(1.5rr1.5r)=2m2r解得：= ，故A错误；当A受到的摩擦力为0时，由弹簧弹力提供向心力，则有k(1.5rr1.5r)=m2·1.5r解得：= ，故B正确；假设B先滑动，则当B刚好要滑动时，摩擦力达到最大静摩擦力，弹簧弹力与静摩擦力的合力提供向心力，则有：k(1.5rr1.5r)·2mg=2m2r解得：= ，故C错误；假设A先滑动，则当A刚好要滑动时，摩擦力达到最大静摩擦力，弹簧弹力与静摩擦力的合力提供向心力，则有k(1.5rr1.5r)mg=m2·1.5r，解得：= = ，即A、B同时开始滑动，故D正确。三 、计算题解：(1)小