2023届高考物理备考一轮总复习-圆周运动综合复习含解析

2023届高中物理高考备考一轮总复习

圆周运动券合复习卷

一、单选题（共7题）

1.如图所示，物体放在圆台上，圆台绕竖直轴匀速转动，物体相对圆台静止。下列说法正确的是（）

A.物体受到四个力的作用

B.物体所受摩擦力的方向与速度方向相反

C.物体所受的合力是恒力

D.当圆台转速增加时，物体可能做离心运动

2.地球可以看作一个球体，位于北京的物体和位于赤道的物体都随地球自转而做匀速圆周运动，关于它

们的角速度、线速度大小关系说法正确的是（）

A.线速度不相等，角速度不相等

B.线速度不相等，角速度相等

C.线速度相等，角速度不相等

D.线速度相等，角速度相等

3.如图所示，铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，己知内外轨组成的轨道平面与水平面的夹角为仇

弯道处的圆弧半径为R,若质量为机的火车以速度v通过某弯道时，内外轨道均不受侧压力作用，下面分

析正确的是（）

A./=JgRsinR

B.若火车速度小于丫时，火车将受到外轨侧压力作用，其方向平行轨道平面向内

C.若火车速度大于v时，火车将受到外轨侧压力作用，其方向平行轨道平面向内

D.无论火车以何种速度行驶，对内侧轨道都有压力

4.如图所示为游乐园里的“魔幻大转盘”游戏项目，有甲、乙两个质量相等的游客随大转盘在水平面内一起

做匀速圆周运动。甲紧贴转盘边缘，乙靠近转盘中心，下列说法正确的是（）

A.甲的角速度大于乙的角速度

B.甲的向心加速度大于乙的向心加速度

C.甲的线速度的大小等于乙的线速度的大小

D,甲所受合力的大小等于乙所受合力的大小

5.如图所示，匀速转动的齿轮。|和。2,半径之比为2：1,下列说法正确的是（）

B.。1和。2转动的角速度之比为1:2

C.。，和。?转动的角速度之比为1：1

D.和O?齿轮上A、8两点的线速度之比为2：1

6.如图所示，游乐场的过山车载着游客高速通过竖直圆形轨道。游客能够头朝下脚朝上安全通过轨道最

高点而不会掉下来的原因是（)

A.游客被安全带紧紧绑在座椅上

B.游客在最高点受到竖直向上的离心力的作用

C.游客在高速通过最高点需要的向心力大于本身的重力

D.游客受到重力、座椅的弹力和向心力的共同作用保持平衡

7.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对桶壁静止。则（）

A.物体受到4个力的作用

B.物体所受向心力是物体所受的重力提供的

C.物体所受向心力是物体所受的弹力提供的

D.物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的

二、多选题（共5题）

8.如图所示，一个球绕中心轴线。0'以角速度3做匀速圆周运动，则（）

0

A.〃、6两点的线速度相同

B.4、匕两点的角速度相同

C.若6=30。，则4、6两点的线速度大小之比Va："=百：2

D.若。=30。，则a、b两点的周期之比北：几=百：2

9.如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动,

则它们的（）

A.运动周期相同

B.运动线速度一样

C.运动角速度不相同

D.向心加速度不相同

10.在公路上常会看到凸形和凹形的路面，如图所示。一质量为机的汽车，通过凸形路面的最高处时对

路面的压力为N”通过凹形路面最低处时对路面的压力为电，则（）

A.N\>mgB.N]<mgC.M=/ngD.N»mg

11.一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定，有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁

在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（）

A.A球对筒壁的压力必等于B球对筒壁的压力

B.A球的线速度必等于8球的线速度

C.A球的运动周期必大于B球的运动周期

D.A球的角速度必大于B球的角速度

12.如图甲所示为某中学附近的公共自行车，绿色出行已成为城市亮丽的风景。图乙为自行车原理图。以

下关于自行车的说法正确的是（）

甲

A.骑行中踏板与后轮上A点线速度相等

B.骑行中飞轮与后轮的角速度相等

C.骑行中自行车前轮受到的摩擦力向后

D.轮胎表面凹凸的花纹通过增加接触面积来增大摩擦力

三、解答题（共4题）

13.用一个长为0.2m的细绳连接一个质量为0.50kg的小球，当小球在光滑水平面上做匀速圆周运动时，

细绳上的拉力大小为40N,求小球做圆周运动的线速度。

14.轻质细绳一端系一质量，"=lkg的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑圆锥体顶端，锥面与竖直

方向的夹角6=45。，如图所示，当小球随圆锥体一起绕轴以角速度o=砺rad/s匀速转动时，小球对圆

锥体恰无压力，取重力加速度大小g=10m/s2。

⑴求细线的长度/；

（2）若细线与竖直方向的夹角稳定在夕=60。，求此时小球的角速度大小

15.在一根长为乙、质量不计的细杆中点和末端各连一质量为，”的小球B和C,如图所示，杆可以在竖直

平面内绕固定点A转动，将杆拉到某位置放开，末端C球摆到最低位置时，杆8C段受到的拉力刚好等于

C球重力的3倍。(g=10m/s2)求：

(1)C球通过最低点时的线速度大小；

(2)杆段此时受到的拉力大小。

16.如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台做不同转速的匀速圆周运动，当转速达到某一数值

时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动，现测得转台半径R=0.5m.离水平地面的高度”=0.8m,物块

平抛落地过程水平位移的大小s=Q40m,设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g

MX10m/s2,求：

(1)物块做平抛运动的初速度大小；

(2)物块落地时的速度大小：

(3)物块与转台间的动摩擦因数。

R

H

参考答案

1.D

【详解】

A.物体相对圆台静止一起转动，则物体受到自身重力，圆台的支持力、静摩擦力三个力的作用，故A错

误；

B.物体所受摩擦力提供物体随圆台一起转动所需的向心力，其方向总是指向圆心，与速度方向垂直，故

B错误；

C.物体随圆台一起做匀速圆周运动，根据匀速圆周运动的特点可知，物体所受的合力大小不变，方向总

是指向圆心，所以是变力，故c错误；

D.当圆台转速增加时，若物体所受的最大静摩擦力不足以提供物体随圆台一起做匀速圆周运动所需向心

力时，物体将做离心运动，故D正确。

故选D。

2.B

【详解】

位于北京的物体和位于赤道的物体都随地球自转而做匀速圆周运动，这两物体是同轴转动，因此角速度相

等，据v=w,由于转动半径不相等，所以线速度不相等，ACD错误，B正确。

故选B。

3.C

【详解】

A.质量为，”的火车以速度v通过某弯道时，内外轨道均不受侧压力作用，由火车所受支持力与重力的合

力作为向心力，由牛顿第二定律可得

2

V-

mgtan0=m~

解得

v=JgRtan8

A错误；

B.若火车速度小于v时，支持力与重力的合力大于所需的向心力，火车有近心运动的趋势，火车将受到

内轨侧压力作用，其方向平行轨道平面向外，B错误；

C.若火车速度大于v时，支持力与重力的合力小于所需的向心力，火车有离心运动的趋势，火车将受到

外轨侧压力作用，其方向平行轨道平面向内，C正确；

D.当火车速度

v>tan0

火车对内侧轨道没有压力，D错误。

故选C。

4.B

【详解】

A.甲、乙随转盘同轴转动，则他们的角速度相同，故A错误；

B.由公式可知，由于甲的半径大于乙的半径，则甲的向心加速度大于乙的向心加速度，故B正确；

C.由公式丫=。「可知，由于甲的半径大于乙的半径，则甲的线速度的大小大于乙的线速度的大小，故C

错误；

D.由公式

Fa=F,=marr

由于甲的半径大于乙的半径且两质量相等，则甲所受合力的大小大于乙所受合力的大小，故D错误。

故选B。

5.B

【详解】

D.和。2齿轮上A、8两点具有相同的线速度，D错误；

BC.根据

V

co=—

由于。1和齿轮上A、8两点具有相同的线速度，则角速度与半径成反比，所以。1和。2转动的角速度之

比为I：2,B正确；C错误；

A.和。2转动的周期为

T上

(0

则周期与角速度成反比，所以01和。2转动的周期之比为2:1,A错误。

故选B。

6.C

【详解】

B.离心现象是因为物体所受的力不足以提供向心力，而有沿着半径向外运动的趋势的现象，不是力的作

用，故B错误；

D.向心力是效果力，由某一个力或者某一个的分力或几个力的合力提供，受力分析时，只能分析性质力，

不能分析效果力，故D错误；

C.在过山车做圆周运动的过程中，在最高点不下落的临界条件是：重力提供向心力，当所需要的向心力

大于重力的时候，重力全部提供为游客做圆周运动的向心力，所以游客不会往下掉，故C正确；

A.游客系上安全带是为了防止过山车出故障时速度减小或停下，导致重力大于所需向心力而掉下来，故

A错误。

故选C。

7.C

【详解】

A.对物体进行受力分析，物体在竖直方向上受重力和静摩擦力，并且这两个力相互平衡，水平方向受圆

筒给它指向圆心的弹力，所以物体受到三个力作用，A错误；

BCD.由A得分析可知物体的合外力即为圆筒给它指向圆心的弹力，所以物体所受向心力由弹力提供，

BD错误C正确。

故选C。

8.BC

【详解】

AB.球绕中心轴线00,以角速度3做匀速圆周运动，球上的质点a、b两点的角速度相同，半径不同，由

厂。厂知，两点的线速度不同，A项错误，B项正确；

C.4、人两点的角速度相同，由丫=如•知，线速度大小之比等于半径之比

—=--cos30。=—

V"42

C项正确；

兀

D.〃、b两点的角速度相同，根据公式7=臼2知，周期相等，D项错误。

co

故选BCo

9.AD

【详解】

AC.小球圆周运动的向心力由重力和绳拉力的合力提供，绳与竖直方向的夹角为仇对小球，根据牛顿第

二定律得

G»''

mgtan0=mra)2

因为小球在同一平面内做圆周运动，则由题意知，小球圆周运动半径『/7tan仇其中人为运动平面到悬点

的距离。解得

因为〃相同，则角速度大小相等，则周期相同，故A正确C错误。

B.根据旧吸知，两球的角速度相等，转动的半径不等，则线速度大小不等，故B错误。

D.根据。=.2知，转动的半径不等，角速度相等，则向心加速度大小不等，故D正确。

故选ADo

10.BD

【详解】

AB.汽车过凸形路面的最高点时，设速度为V”半径为，，由牛顿第二定律得

mg-N、=m

可得

N、=nig-m—

r

所以

N\〈mg

故A错误，B正确；

CD.汽车过凹形路面的最高低时，设速度为V2,半径为R,由牛顿第二定律得

N,-mg=

可得

N2=mg+m*-

所以

Ni>mg

故C错误，D正确。

故选BDo

11.AC

【详解】

A.对两个小球受力分析，小球收到重力和支持力F,他们的合力提供向心力。支持力在竖直方向上的分

力等于重力，设圆锥筒的母线与水平方向的夹角为。有

Fcos0=mg

Fsin6=0

联立可得

%=mgtan6

因为角度相等，质量相等，所以两个小球的支持力也相等，两个小球做圆周运动的向心力也相等，由牛顿

第三定律可知4球对筒壁的压力必等于B球对筒壁的压力，故A正确；

B.由

2

坨=叶

可得A球的线速度大于8球的线速度，故B错误；

C.由

_4/r

,向二~7广

可得A球的运动周期必大于B球的运动周期，故C正确；

D.由

%=marr

可得A球的角速度必小于B球的角速度，故D错误。

故选ACo

12.BC

【详解】

A.根据同链条传动其上的各点具有相同的线速度的特点，由于

V

(D-—

r

可知，链轮的半径大于飞轮的，则链轮的角速度小于飞轮的角速度，由于踏板的角速度等于链轮的，而后

轮的角速度等于飞轮的，则后轮的角速度大于踏板的，根据

v—a)r

则后轮的角速度大，并且半径也大，所以骑行中踏板的线速度小于后轮上A点线速度，则A错误；

B.骑行中飞轮与后轮的角速度相等，因为它们属于同轴转动，所以B正确；

C.骑行中自行车前轮受到的摩擦力为阻力，其方向与运动方向相反向后，所以C正确；

D.轮胎表面凹凸的花纹通过增加接触的摩擦因数来增大摩擦力，摩擦力与接触面的面积大小无关，所以

D错误；

故选BCo

13.4m/s

【详解】

根据牛顿第二定律，可得

V2

r=m—

r

解得

v=4m/s

14.(l)/=lm；(2)=2V5rad/s

【详解】

⑴小球刚好离开锥面时，只受到重力和拉力，小球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得

mgtan0=nuJIsin0

解得

/=lm

(2)当细线与竖直方向成60。时，由牛顿运动定律得

mgtanO'=ma),2lsinO'

解得

a!-2V5rad/s

15.(1)娓Z；(2)5mg

【详解】

(1)。球通过最低点时

Fn=7BC-^

即