狂刷15圆周运动1．（2022·福建厦门二中高一期中）如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。大轮以某一恒定角速度转动时，则A、C两点的线速度之比为vA:vC，角速度之比ωA:ωC为A．2:1，2:1B．2:1，1:1C．1:1，1:1D．1:2，1:1【答案】B2．（2022·江苏清江中学高一期中）如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小ωA、ωB，线速度大小为vA、vB，则A．ωA=ωB，vA>vBB．ωA>ωB，vA=vBC．ωA=ωB，vA<vBD．ωA<ωB，vA=vB【答案】A【解析】A、B两点是同轴转动，角速度相同；根据v=ωr可知，A-23-\n点的转动半径较大，故线速度较大，故选A。3．（2022·贵州思南中学高一期中）一个质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4m/s，转动周期为2s，则下列说法不正确的是A．角速度为0.5rad/sB．转速0.5r/sC．运动轨迹的半径为1.27mD．频率为0.5Hz【答案】A4．（2022·甘肃肃南一中高一期末）关于向心力的说法中正确的是A．物体受到向心力的作用才能做圆周运动B．向心力是指向圆心方向的合外力，它是根据力的作用效果命名的C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某种力的分力D．向心力只改变物体的运动方向，不可能改变物体运动的快慢【答案】BCD【解析】因为向心力是按力的作用效果命名的，实际并不存在，只能说物体受到重力、摩擦力等提供了它作匀速圆周运动所需的向心力，满足做圆周运动的条件时，物体将做圆周运动，A错误。BCD正确。5．（2022·四川攀枝花十二中高一调研）如图所示，轻质且不可伸长的细绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在天花板上的O点。则小球在竖直平面内摆动的过程中，以下说法正确的是A．小球受到重力、拉力和向心力三个力-23-\nB．小球的合力恒定不变，方向始终指向圆心C．小球在摆动过程中速率的大小不变，方向时刻变化D．小球受只到重力和绳的拉力作用。【答案】D【解析】小球受到重力和绳的拉力两个力作用，选项A错误，D正确；小球的合力不断变化，方向只有在最低点位置指向圆心，选项B错误；小球在从最高点到最低点摆动过程中速率的大小增加，方向时刻变化，选项C错误；故选D。6．（2022·江苏涟水中学高二模拟）如图所示，A、B分别为电子钟分针和时针的端点。在电子钟正常工作时A．A点的角速度小于B点的角速度B．A点的角速度大于B点的角速度C．A点的线速度等于B点的线速度D．A点的线速度小于B点的线速度【答案】B【名师点睛】该题为基本公式的应用，一定要搞清楚时针、分针、秒针的周期比。本题容易将时针的周期误算为24h。7．（2022·内蒙古北京八中高一期中）如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，它们与圆台之间的动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴心距离为R，C离轴心2R，则当圆台旋转时（设A、B、C都没有滑动）-23-\nA．物体A的向心加速度最大B．物体B受到的静摩擦力最大C．是C开始滑动的临界角速度D．当圆台转速增加时，B比A先滑动【答案】AC8．（2022·江西宜春中学高一月考）如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是A．F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B．F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C．F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动D．F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心【答案】A【解析】F突然消失，小球将沿轨迹切线方向Pa做离心运动，所以A正确；F-23-\n变小，小球远离圆心，沿Pb做离心运动，所以B、D错误；F突然变大，小球将沿轨迹Pc做近心运动，所以C错误。9．（2022·四川成都实验外国语高一月考）如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为α=53°和β=37°，则（sin37°=0.6，cos37°=0.8）A．A、B两球所受支持力的大小之比为4:3B．A、B两球运动的周期之比为4:3C．A、B两球的线速度之比为8:5D．A、B两球的角速度之比为1:1【答案】A10．（2022·广东仲元中学高一期中）下列属于离心现象应用的是A．洗衣机甩干衣服B．田径比赛中的标枪运动C．跳水运动员在空中转体D．体育运动中的铅球运动【答案】A-23-\n【解析】脱水桶高速转动时，需要的向心力的大小大于了水和衣服之间的附着力，水做离心运动被从衣服上甩掉，属于离心现象，故A正确；投掷的标枪和投出的铅球做斜上抛运动，受到恒力的作用，所以投出的标枪的运动不属于离心现象，BD错误；运动员空中转体时，需要向心力，但没有出现离心动作，故C错误。【名师点睛】合力大于需要的向心力时，物体要做向心运动，合力小于所需要的向心力时，物体就要远离圆心，做的就是离心运动。11．（2022·广西桂林十八中高一期中）如图所示，小球A、B质量相同，分别连接在轻质细杆的两端，可绕过细杆中点O的固定水平轴自由转动。现给小球一初速度，使它们做圆周运动，当小球B运动到轨道的最低点时，细杆对小球B的作用力竖直向上，大小是小球B的重力的2倍；此时小球A运动到轨道的最高点，则细杆对小球A的作用力是A．方向竖直向上，大小等于小球A的重力B．方向竖直向下，大小等于小球A的重力C．方向竖直向下，大小等于小球A的重力的2倍D．大小等于零【答案】D12．（2022·山西汾阳中学高一月考）洗衣机是现代家庭常见的电器设备。它是采用转筒带动衣物旋转的方式进行脱水的，下列有关说法中错误的是-23-\nA．脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的B．加快脱水筒转动的角速度，脱水效果会更好C．水能从筒中甩出是因为水滴需要的向心力太大的缘故D．靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好【答案】D13．（2022·江苏高考冲刺）应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果从最高点c到最低点a运动的过程，下列说法中正确的是A．苹果先处于失重状态后处于超重状态B．手掌对苹果的摩擦力方向先向右后向左C．苹果在运动过程中机械能守恒D．苹果所受的合外力越来越大-23-\n【答案】A【名师点睛】本题以常见的圆周运动为背景，考查物体受力分析、牛顿第二定律、机械能守恒定律等方面的内容，要求学生在理解的基础上，灵活运用多方面的知识解决问题。另外，应用物理知识分析生活中的常见现象，彰显物理源自生活这一特色，增加试卷的亲和力及生活气息。14．（2022·四川凉山高中毕业班诊断检测）如图所示，两段长均为L的轻绳共同系住一质量为m的小球，另一端固定在等高的两点O1、O2，两点的距离也为L，在最低点给小球一个水平向里的初速度v0，小球恰能在竖直面内做圆周运动，重力加速度为g，则A．小球运动到最高点的速度B．小球运动到最高点的速度C．小球在最低点时每段绳子的拉力D．小球在最低点时每段绳子的拉力【答案】AD【解析】小球恰能在竖直面内做圆周运动的条件是重力提供向心力，则，，解得：，A正确，B错误；小球在最低点，由向心力公式得：-23-\n，每段绳子的拉力，由以上两式解得：，C错误，D正确；故选AD。15．（2022河南大联考）如图所示，两根相同的轻细线下端分别悬挂两小球A和B，上端固定于同一点。若两小球绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两小球在运动的过程中，下列说法正确的是A．小球A的线速度大于小球B的线速度B．小球A的线速度小于小球B的线速度C．小球A的向心力大于小球B的向心力D．小球A的向心力小于小球B的向心力【答案】A【名师点睛】解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解。16．（2022·江苏江阴高一期中）如图所示，质量相等的A、B两物块放在匀速转动的水平圆盘上，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的是-23-\nA．它们所受的摩擦力>B．它们的线速度vA<vBC．它们的运动周期TA<TBD．它们的角速度>【答案】A17．（2022·山西应县一中高一月考）有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是A．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B．如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等D．火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用【答案】B【解析】汽车在最高点知FN<mg，故处于失重状态，故A错误；如图b所示是一圆锥摆，重力和拉力的合力F=mgtanθ=mω2r；r=Lsinθ，知-23-\n，故增大θ，但保持圆锥的高不变，角速度不变，故B正确；根据受力分析知两球受力情况相同，即向心力相同，由F=mω2r知r不同，角速度不同，故C错误；火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，则外轨对内轮缘会有挤压作用，故D错误。故选B。【名师点睛】此题考查圆周运动常见的模型，每一种模型都要注意受力分析找到向心力，从而根据公式判定运动情况，如果能记住相应的规律，做选择题可以直接应用，从而大大的提高做题的速度，所以要求同学们要加强相关知识的记忆。18．（2022·四川绵阳高一期末理）甲、乙两球分别做不同半径的匀速圆周运动，它们的向心加速度a随半径r变化关系如图所示，甲的图线是正比直线，乙的图线是反比曲线。则A．甲球运动时，线速度大小保持不变B．甲球运动时，角速度大小保持不变C．乙球运动时，线速度大小保持不变D．乙球运动时，角速度大小保持不变【答案】BC19．（2022·江西上饶中学高一期末）如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为θ角，此时绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为μ（μ<tanθ），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，则-23-\nA．至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为B．至绳中出现拉力时，转台对物块做的功为C．至转台对物块支持力为零时，转台对物块做的功为D．设法使物体的角速度为时，物块与转台间无相互作用力【答案】C【名师点睛】注意临界条件的分析，至绳中出现拉力时，摩擦力为最大静摩擦力；转台对物块支持力为零时，。题目较难，计算也比较麻烦。20．（2022·黑龙江肇东一中高一期中）把一不可伸长的长为L的细绳一端悬于O点，另一端系一质量为m的小球，在O点的正下方距O点处有一光滑钉子，将小球由与悬点等高且使细线拉直的位置静止释放，运动过程中，小球、悬点、钉子始终处于同一竖直平面内。则小球碰钉子的瞬间，下列说法不正确的是A．小球线速度没有变化-23-\nB．小球的角速度突然增大到原来的2倍C．小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D．悬线对小球的拉力来突然增大到原来的2倍【答案】D【解析】小球遇到钉子后绕O点时，线速度不变，故A正确；根据知，半径由L减小为，则角速度增大为原来的2倍，故B正确；根据知，半径由L减小为，向心加速度突然增大到原来的2倍，C正确；根据牛顿第二定律知，得知半径由L减小为，拉力增大，但不是增大到原来的2倍，D错误。21．“飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜爱，这项运动由杂技演员驾驶摩托车，简化后的模型如图所示，表 演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，轨道平面离地面的高度为H，侧壁倾斜角度α不变，则下列说法中正确的是A．摩托车做圆周运动的H越高，向心力越大B．摩托车做圆周运动的H越高，线速度越大C．摩托车做圆周运动的H越高，向心力做功越多D．摩托车对侧壁的压力随高度H变大而减小【答案】B【解析】摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力F的合力，如图所示。-23-\n22．如图所示，小球用细绳悬挂于O点，在O点正下方有一固定的钉子C，把小球拉到水平位置后无初速度释放，当细线转到竖直位置与钉子C相碰的前后瞬间，下列说法正确的是A．小球的线速度变大B．小球的向心加速度不变C．小球的向心加速度突然变大D．绳中张力突然变大【答案】CD23．“水流星”是一种常见的杂技项目，该运动可以简化为轻绳一端系着小球在竖直平面内的圆周运动模型。已知绳长为l，重力加速度为g，则-23-\nA．当v0<时，细绳始终处于绷紧状态B．当v0>时，小球一定能通过最高点PC．小球运动到最高点P时，处于失重状态D．小球初速度v0越大，则在P、Q两点绳对小球的拉力差越大【答案】AC24．如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB:RC=3:2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的A．线速度大小之比为3:2:2B．角速度之比为3:3:2-23-\nC．转速之比为2:3:2D．向心加速度大小之比为9:6:4【答案】D【解析】轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等，故：根据，有：，又有，有：，根据，有：，轮B、轮C是共轴传动，角速度相等，故：，由，有：，根据，有：，根据，有：综合得到：，，，，由上分析知D对。【名师点睛】常见的三种传动方式及特点（1）皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即vA=vB。（2）摩擦传动：如图所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即vA=vB。（3）同轴传动：如图甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，ωA=ωB，由v=ωr知v与r成正比。25．如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端有一点P，飞镖抛出时与P等高，且距离P-23-\n点为L，当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动，忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则A．飞镖击中P点所需的时间为B．圆盘的半径可能为C．圆盘转动角速度的最小值为D．P点随圆盘转动的线速度可能为【答案】AD26．火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度由转弯半径与火车速度确定。若在转弯处规定行驶速度为v，则下列说法正确的是-23-\nA．当速度大于v时，轮缘挤压外轨B．当速度小于v时，轮缘挤压外轨C．当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道支持力的合力提供向心力D．当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力【答案】AC【解析】火车转弯时，为了保护铁轨，应避免车轮边缘与铁轨间的摩擦，故火车受到重力和支持力的合力完全提供向心力，有：，解得：，这就是规定行驶的速度，可知按规定行驶的速度v行驶时，火车重力、轨道面支持力的合力提供向心力，故C正确，D错误；如果实际转弯速度大于v，所需要的向心力增大，火车有离心趋势，车轮与外侧铁轨挤压，反之，挤压内侧铁轨，故A正确，B错误；故选AC。27．如图所示，ABC为在竖直平面内的金属半圆环，AC水平，AB为固定在AB两点间的直金属棒，在直棒上和圆环的BC部分分别套着两个相同的小环M、N，现让半圆环绕对称轴以角速度ω做匀速转动，半圆环的半径为R，小圆环的质量均为m，棒和半圆环均光滑，已知重力加速度为g，小环可视为质点，则M、N两环做圆周运动的线速度之比为A．B．-23-\nC．D．【答案】A28．长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直面内做圆周运动，关于最高点的速度v，下列说法中正确的是A．v的极小值为B．v由零逐渐增大，向心力也增大C．当v由极小值逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐增大D．当v由逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐增大【答案】BD29．如图，在一半经为R的球面顶端放一质量为m的物块，现给物块一初速度v0，则-23-\nA．若，则物块落地点离A点B．若球面是粗糙的，当时，物块可能会沿球面下滑一段，再斜抛离球面C．若，则物块落地点离A点为RD．若，则物块落地点离A点至少为2R【答案】BD【解析】在最高点，根据牛顿第二定律得，，，解得N=0，知物体在顶部仅受重力，有水平初速度，做平抛运动，则，则水平运动的位移，故A错误；当时，在最高点，根据牛顿第二定律得，，解得，如果物块受到的摩擦力足够大，物块可能滑行一段距离后停止；如果物块受到的摩擦力处于临界状态，可能刚好滑到边沿竖直下抛；如果摩擦力再减少的话就可能在某一位置斜下抛，故B正确；当时，在到达与O点等高的位移做斜抛运动，落地时离A点的距离大于R，故C错误；若，有选项A的分析可知，水平位移x≥2R，故D正确。30．如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端系于O点；设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动，已知L1跟竖直方向的夹角为60°，L2跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是-23-\nA．细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为:1B．小球m1和m2的角速度大小之比为:1C．小球m1和m2的向心力大小之比为3:1D．小球m1和m2的线速度大小之比为3:1【答案】AC31．（2022·江苏卷）如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F。小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动。整个过程中，物块在夹子中没有滑动。小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g。下列说法正确的是-23-\nA．物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2FB．小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2FC．物块上升的最大高度为D．速度v不能超过【答案】D【名师点睛】在分析问题时，要细心。题中给的力F是夹子与物块间的最大静摩擦力，而在物块运动的过程中，没有信息表明夹子与物块间静摩擦力达到最大。另小环碰到钉子后，物块绕钉子做圆周运动，夹子与物块间的静摩擦力会突然增大。32．（2022·上海卷）风速仪结构如图（a）所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时， 通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风轮叶片转动半径为r，每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间内探测器接收到的光强随时间变化关系如图（b）所示，则该时间段内风轮叶片-23-\nA．转速逐渐减小，平均速率为B．转速逐渐减小，平均速率为C．转速逐渐增大，平均速率为D．转速逐渐增大，平均速率为【答案】B【方法技巧】先通过图示判断圆盘凸轮的转动速度变化和转动圈数，再通过圆周运动的关系计算叶片转动速率。33．（2022·安徽卷）如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面 上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面间的夹角为30°，g取10m/s2。则ω的最大值是A．rad/sB．rad/sC．1.0rad/sD．0.5rad/s【答案】C【解析】随着角速度的增大，小物体最先相对于圆盘发生相对滑动的位置为转到最低点时，此时对小物体有，解得，此即为小物体在最低位置发生相对滑动的临界角速度，故选C。-23-
