2025版高考物理考點題型歸納總結(jié)考點20

2025版高考物理考點題型歸納總結(jié)考點20考點20圓周運動強基固本對點練知識點1圓周運動的運動學(xué)分析1．(多選)明代出版的《天工開物》一書中，有牛力齒輪(牛轉(zhuǎn)翻車)的圖畫，如圖所示，這說明勤勞勇敢的先輩們已經(jīng)掌握了齒輪傳動技術(shù)．A、B兩輪邊緣質(zhì)點做勻速圓周運動的半徑分別為r1、r2(r1>r2)，A、B兩輪邊緣的齒輪數(shù)分別為N1、N2，N1>N2，在兩輪轉(zhuǎn)動過程中(不打滑)，下列說法正確的是()A．A、B兩輪邊緣質(zhì)點的線速度大小之比v1∶v2＝r1∶r2B．A、B兩輪的轉(zhuǎn)速之比n1∶n2＝N2∶N1C．A、B兩輪的角速度ω1∶ω2＝1∶1D．A、B兩輪邊緣質(zhì)點的向心加速度大小之比a1∶a2＝r2∶r12．無級變速是自動擋車型變速箱的一種，比普通的自動變速箱換擋更平順，沒有沖擊感．如圖為其原理圖，通過改變滾輪位置實現(xiàn)在變速范圍內(nèi)任意連續(xù)變換速度．A、B為滾輪軸上兩點，變速過程中主動輪轉(zhuǎn)速不變，各輪間不打滑，則()A．從動輪和主動輪轉(zhuǎn)動方向始終相反B．滾輪在B處，從動輪角速度小于主動輪角速度C．滾輪從A到B，從動輪線速度先變大再變小D．滾輪從A到B，從動輪轉(zhuǎn)速先變大后變小3．“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲．如圖，先將紐扣繞幾圈，使穿過紐扣的兩股細(xì)繩擰在一起，然后用力反復(fù)拉繩的兩端，紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會交替出現(xiàn)．拉動多次后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)50r/s，此時紐扣上距離中心1cm處的點向心加速度大小約為()A．10m/s2B．100m/s2C．1000m/s2D．10000m/s2知識點2圓周運動的動力學(xué)分析4．如圖甲所示，在花樣滑冰比賽中，男運動員手拉女運動員做勻速圓周運動，女運動員恰好離開水平冰面．該過程可簡化為輕繩系一小球在水平面內(nèi)懸空做勻速圓周運動(如圖乙)，已知繩長為L，輕繩與豎直方向的夾角為θ＝45°，小球的質(zhì)量為m，小球的線速度大小為v.下列說法正確的是()A．小球的角速度為eq\f(v,L)B．小球所受合力的大小為eq\f(\r(2)mv2,L)C．小球做勻變速曲線運動D．當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮閑q\f(2v2,L)5．[2024·云南省昭通市質(zhì)量檢測]旋轉(zhuǎn)木馬可以簡化為如圖所示的模型，a、b兩個小球分別用懸線懸于水平桿上的A、B兩點，A、B到O點距離之比為1∶2.裝置繞豎直桿勻速旋轉(zhuǎn)后，a、b在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，兩懸線與豎直方向的夾角分別為α、θ，則α、θ關(guān)系正確的是()A．tanθ＝eq\r(2)tanαB．tanθ＝2tanαC．cosα＝eq\r(2)cosθD．sinθ＝eq\r(2)sinα6．[2024·遼寧鞍山市協(xié)作校聯(lián)考](多選)如圖所示，半徑為R的半球形容器固定在水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺繞過容器球心O的豎直軸線以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，質(zhì)量相同的小物塊A、B隨容器轉(zhuǎn)動且相對器壁靜止，A、B和球心O點連線與豎直方向的夾角分別為α和β，α＝60°，β＝30°，此時物塊A受到的摩擦力恰好為零，重力加速度為g，則()A．轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的角速度大小eq\r(\f(2g,R))B．B受到的摩擦力可能為零C．B受到沿容器壁向上的摩擦力D．B受到沿容器壁向下的摩擦力7．[2024·海南省海口模擬]如圖所示是豎直放置的內(nèi)壁光滑的長方體容器的縱截面圖，ABCD是一個矩形，AB＝5m，BC＝3m，有一個可視為質(zhì)點、質(zhì)量m＝1kg的小球用長L＝5m的輕繩懸掛在A點．小球隨容器一起繞AB邊做勻速圓周運動，取重力加速度g＝10m/s2，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列說法正確的是()A．當(dāng)ω＝1rad/s時，器壁CD對小球的彈力大小是4NB．當(dāng)ω＝2rad/s時，器壁CD對小球的彈力大小是12NC．小球剛接觸器壁CD時的角速度是eq\f(\r(10),2)rad/sD．小球剛接觸器壁CD時的角速度是eq\f(5,2)rad/s8．[2024·江西省部分學(xué)校月考]如圖所示，光滑的水平細(xì)桿固定在豎直轉(zhuǎn)軸上的A點，質(zhì)量為m的小球套在細(xì)桿上，長為L、不可伸長的輕質(zhì)細(xì)線一端系住小球，另一端系在轉(zhuǎn)軸上的B點，AB間的距離為0.8L，當(dāng)裝置繞轉(zhuǎn)軸以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動時，小球與水平細(xì)桿恰好無作用力，重力加速度大小為g，求：(1)細(xì)線中的張力大小T；(2)裝置轉(zhuǎn)動的角速度ω.知識點3離心運動9．如圖所示，一輛質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛，路面對輪胎的最大靜摩擦力大小為1.4×104N，當(dāng)汽車以15m/s的速度經(jīng)過半徑為50m的水平彎道時()A．汽車所需的向心力大小為1.4×104NB．汽車所需的向心力大小為9.0×104NC．汽車會發(fā)生側(cè)滑D．汽車的向心加速度大小為4.5m/s210．高速離心機用于快速沉淀或分離物質(zhì)．如圖所示，水平試管固定在高速離心機上，離心機的轉(zhuǎn)速為n，在水平試管中有質(zhì)量為m的某固體顆粒，某時刻顆粒離轉(zhuǎn)軸的距離為r.已知試管中充滿液體，顆粒與試管內(nèi)壁不接觸．下列說法正確的是()A．顆粒運動的角速度為eq\f(2π,n)B．顆粒此時受到的合外力大小必為4π2mrn2C．離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，分離沉淀效果越好D．此款高速離心沉淀機，適用于任何顆粒，顆粒都會到試管底部沉淀培優(yōu)提能模擬練11．[2024·山東省淄博市期中檢測](多選)風(fēng)速儀結(jié)構(gòu)如圖甲所示．光源發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸，被探測器接收，當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時，通過齒輪帶動凸輪圓盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)圓盤上的凸輪經(jīng)過透鏡系統(tǒng)時光被擋?。阎L(fēng)輪葉片轉(zhuǎn)動半徑為r，每轉(zhuǎn)動n圈帶動凸輪圓盤轉(zhuǎn)動一圈．若某段時間Δt內(nèi)探測器接收到的光強隨時間變化關(guān)系如圖乙所示，則該時間段內(nèi)風(fēng)輪葉片()A．轉(zhuǎn)速逐漸增大B．轉(zhuǎn)速逐漸減小C．平均速率為eq\f(16πnr,Δt)D．平均速率為eq\f(8πnr,Δt)12．[2024·北京市二十二中期中考試]如圖所示，光滑水平面上，小球m拉力F作用下做勻速圓周運動．若小球運動到P點時，拉力F發(fā)生變化，關(guān)于小球運動情況的說法正確的是()A．若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPO做近心運動B．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運動C．若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb做近心運動D．若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運動13．如圖所示為一個半徑為5m的圓盤，正繞其圓心做勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)圓盤邊緣上的一點A處在如圖所示位置的時候，在其圓心正上方20m的高度有一個小球正在向邊緣的A點以一定的速度水平拋出，取g＝10m/s2，不計空氣阻力，要使得小球正好落在A點，則()A．小球平拋的初速度一定是2.5m/sB．小球平拋的初速度可能是2.5m/sC.圓盤轉(zhuǎn)動的角速度一定是πrad/sD．圓盤轉(zhuǎn)動的加速度可能是π2m/s214．[2023·全國甲卷]一質(zhì)點做勻速圓周運動，若其所受合力的大小與軌道半徑的n次方成正比，運動周期與軌道半徑成反比，則n等于()A．1B．2C．3D．415．[2024·河南省部分名校階段測試]如圖所示，有兩個質(zhì)量不同的小球a和b，在光滑倒立的圓錐桶里兩個水平面上分別做勻速圓周運動，兩個小球做勻速圓周運動的半徑Ra＝2Rb，質(zhì)量ma＝2mb，下列說法正確的是()A．兩個小球做圓周運動的向心力大小Fa＝FbB．兩個小球做圓周運動的向心力大小之比eq\f(Fa,Fb)＝eq\f(1,2)C．兩個小球做圓周運動的角速度之比eq\f(ωa,ωb)＝eq\f(\r(2),1)D．兩個小球做圓周運動的線速度大小之比eq\f(va,vb)＝eq\f(\r(2),1)16．[2024·遼寧省大連市濱城高中聯(lián)盟期中考試]天花板下懸掛輕質(zhì)光滑小圓環(huán)P可繞過懸掛點的豎直軸無摩擦地旋轉(zhuǎn)．一根輕繩穿過P，兩端分別連接質(zhì)量為m1和m2的小球A、B(m1>m2).設(shè)兩球同時做如圖所示的圓錐擺運動，且任意時刻兩球均在同一水平面內(nèi)，則()A．運動周期TA>TBB．運動線速度vA<vBC．運動角速度ωA>ωBD．向心加速度aA＝aB17．[2024·四川省雅安市診斷考試]在如圖所示的裝置中，質(zhì)量分別為m、2m的A、B兩個小球(視為質(zhì)點)穿在光滑桿上并可沿桿滑動，兩球之間用一根長為L的細(xì)線連接，現(xiàn)讓兩小球以相同的角速度繞共同的圓心O做勻速圓周運動，下列說法正確的是()A．A、B的周期之比為2∶1B．A、B的向心加速度之比為1∶2C．A、B的軌道半徑之比為1∶2D．當(dāng)A、B的角速度為ω，則細(xì)線的拉力為eq\f(2mω2L,3)18．[2024·云南省昆明市期中聯(lián)考]如圖所示，“V”形光滑支架下端用鉸鏈固定于水平地面上，支架兩臂長各為l＝1.5m，且與水平面間夾角均為θ＝53°，“V”形支架的AO臂上套有一根原長為l0＝1.0m的輕質(zhì)彈簧，彈簧勁度系數(shù)為k＝100N/m，其下端固定于“V”形支架下端，上端與一個串在臂上的小球相連，已知小球質(zhì)量為m＝0.5kg.現(xiàn)讓小球隨支架一起繞中軸線OO′勻速轉(zhuǎn)動．已知重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，求：(1)輕彈簧恰為原長時，支架轉(zhuǎn)動的角速度大??；(2)為使小球不從支架的AO臂滑出，支架轉(zhuǎn)動的角速度的最大值是多少．考點21圓周運動的臨界問題強基固本對點練知識點1水平面內(nèi)圓周運動的臨界問題1．(多選)如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點)放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l.木塊與圓盤間的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g.若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，下列說法正確的是()A．b一定比a先開始滑動B．a(chǎn)、b所受的摩擦力始終相等C．ω＝eq\r(\f(kg,2l))是b開始滑動的臨界角速度D．當(dāng)ω＝eq\r(\f(2kg,3l))時，a所受摩擦力的大小為kmg2．細(xì)繩一端系住一個質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)，另一端固定在光滑水平桌面上方h高度處，繩長l大于h，使小球在桌面上做如圖所示的勻速圓周運動，重力加速度為g.若要小球不離開桌面，其轉(zhuǎn)速不得超過()A.eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))B．2πeq\r(gh)C．eq\f(1,2π)eq\r(\f(h,g))D．eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,h))知識點2豎直面內(nèi)圓周運動的臨界問題3．如圖所示，一質(zhì)量為m＝0.5kg的小球(可視為質(zhì)點)，用長為0.4m的輕繩拴著在豎直平面內(nèi)做圓周運動，g＝10m/s2，下列說法不正確的是()A．小球要做完整的圓周運動，在最高點的速度至少為2m/sB．當(dāng)小球在最高點的速度為4m/s時，輕繩拉力為15NC．若輕繩能承受的最大張力為45N，小球的最大速度不能超過4eq\r(2)m/sD．若輕繩能承受的最大張力為45N，小球的最大速度不能超過4m/s4．如圖甲所示，輕桿的一端固定一小球(可視為質(zhì)點)，另一端套在光滑的水平軸O上，O軸的正上方有一速度傳感器，可以測量小球通過最高點時的速度大小v，O軸處有一力傳感器，可以測量小球通過最高點時O軸受到的桿的作用力F，若取豎直向下為F的正方向，在最低點時給小球不同的初速度，得到的F－v2(v為小球在最高點處的速度)圖像如圖乙所示，取g＝10m/s2，則()A．小球恰好通過最高點時的速度大小為5m/sB．小球在最高點的速度大小為eq\r(15)m/s時，桿對球的作用力為支持力C．小球的質(zhì)量為3kgD．O軸到小球的距離為0.5m5．(多選)如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的彎管處于豎直平面內(nèi)，其中管道半徑為R.現(xiàn)有一個半徑略小于彎管橫截面半徑的光滑小球在彎管里運動，當(dāng)小球通過最高點時速率為v0，則下列說法中正確的是()A．若v0＝eq\r(gR)，則小球?qū)軆?nèi)壁無壓力B．若v0>eq\r(gR)，則小球?qū)軆?nèi)上壁有壓力C．若0<v0<eq\r(gR)，則小球?qū)軆?nèi)下壁有壓力D．不論v0多大，小球?qū)軆?nèi)下壁都有壓力知識點3斜面上圓周運動的臨界問題6．(多選)如圖所示，一傾斜的勻質(zhì)圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動，盤面上離轉(zhuǎn)軸2.5m處有一小物體(可視為質(zhì)點)與圓盤始終保持相對靜止，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，盤面與水平面的夾角為30°，g取10m/s2，則以下說法中正確的是()A．小物體隨圓盤以不同的角速度ω做勻速圓周運動時，ω越大時，小物體在最高點處受到的摩擦力一定越大B.小物體受到的摩擦力可能背離圓心C．若小物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),2)，則ω的最大值是1.0rad/sD．若小物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),2)，則ω的最大值是eq\r(3)rad/s7．如圖所示，在傾角為α＝30°的光滑斜面上有一長L＝0.8m的輕桿，桿一端固定在O點，可繞O點自由轉(zhuǎn)動，另一端系一質(zhì)量為m＝0.05kg的小球(可視為質(zhì)點)，小球在斜面上做圓周運動，g取10m/s2.要使小球能到達(dá)最高點A，則小球在最低點B的最小速度是()A．4m/sB．2eq\r(10)m/sC．2eq\r(5)m/sD．2eq\r(2)m/s培優(yōu)提能模擬練8．[2024·廣東省中山市模擬]如圖所示，粗糙水平圓盤上，質(zhì)量相等的A、B兩物塊疊放在一起，隨圓盤一起做勻速圓周運動，設(shè)物體間最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，則下列說法正確的是()A．B的向心力是A的2倍B．盤對B的摩擦力是B對A的摩擦力的3倍C．A有沿半徑向外滑動的趨勢，B有沿半徑向內(nèi)滑動的趨勢D．增大圓盤轉(zhuǎn)速，發(fā)現(xiàn)A、B一起相對圓盤滑動，則A、B之間的動摩擦因數(shù)μA大于B與盤之間的動摩擦因數(shù)μB9．[2024·陜西省榆林市聯(lián)考](多選)某同學(xué)用以下方法測量物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)，在車廂的底部固定一個木板，一質(zhì)量為m的木塊放置在木板上，右端連接一條輕彈簧，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧處于伸長狀態(tài)，伸長量為x0，車靜止時，從車尾觀察，車內(nèi)物塊位置如圖所示．現(xiàn)使該車在水平路面上沿半徑為R的圓弧彎道上做勻速圓周運動(R遠(yuǎn)大于車輛大小)，轉(zhuǎn)彎過程中，測試車輛不發(fā)生側(cè)滑，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．若車輛向右轉(zhuǎn)彎，物塊一定受到向右的摩擦力B．若車輛以速度v向右轉(zhuǎn)彎，物塊剛好不滑動，則物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(v2,gR)－eq\f(kx0,mg)C．若車輛以速度v向左轉(zhuǎn)彎，物塊剛好不滑動，則