2026届高考物理一轮复习专题特训 圆周运动（含解析）

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2026届高考物理一轮复习专题特训 圆周运动
一、单选题
1．如图所示，一杂技演员驾驶摩托车沿半径为R的圆周做线速度大小为v的匀速圆周运动。若杂技演员和摩托车的总质量为m，其所受向心力大小为( )
A. B. C. D.
2．下列关于离心现象的说法正确的是( )
A.当物体所受的合力大于向心力时产生离心现象
B.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，将做背离圆心的圆周运动
C.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线做直线运动
D.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动
3．下列几种说法中，正确的是( )
A.物体做匀速圆周运动过程中，其机械能始终保持不变
B.物体做曲线运动时，其加速度一定改变
C.在推车时推不动是因为推力的冲量为零
D.动量相同的两个物体均只受到相同的制动力的作用时，两个物体一定同时停下来
4．如图，一辆轿车正在水平路面上转弯时，下列说法正确的是( )
A.水平路面对轿车弹力的方向斜向上
B.轿车需要的向心力是重力、支持力和牵引力的合力
C.轿车需要的向心力来源于地面静摩擦力
D.轿车所受的合力可能为零
5．如图甲所示的滚筒洗衣机，脱水时衣服贴着内壁随滚筒一起做匀速圆周运动，可简化为如图乙所示的模型。甩干效果最好的位置是( )
A.最低点 B.最高点
C.左右两侧 D.所有位置效果一样
6．物体做匀速圆周运动的过程中，保持不变的物理量是( )
A.速度 B.周期 C.向心力 D.向心加速度
7．如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。某一阶段，认为湿衣服（较小可视为质点）在竖直平面内做匀速圆周运动，已知滚筒半径为R，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.衣服在最高点A处时脱水效果最好
B.衣服在B、D两处所受摩擦力方向相反
C.衣服在C点时，地面对洗衣机的支持力最小
D.要保证衣服能始终贴着筒壁，滚筒匀速转动的角速度不得小于
8．质量为的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，此时绳子与竖直方向夹角为，已知重力加速度为g，对该时刻，下列说法正确的是( )
A.秋千对小明的作用力大于
B.小明所受力的合力等于
C.小明的速度为零，所受力的合力与绳子的拉力大小相等
D.小明的加速度为零，所受合力为零
9．图是汽车特技表演中的镜头，汽车只有两个轮子着地并在水平地面上做匀速圆周运动，下列关于这个现象的说法正确的是( )
A.地面对车的摩擦力提供了向心力
B.支持力和摩擦力的合力提供了向心力
C.地面对汽车的支持力大于汽车的重力
D.汽车受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
10．如图所示，内壁光滑的圆锥筒内有质量不等的两个小球A和B（，两小球可视为质点），紧贴内壁各自在高度不同的水平面内做匀速圆周运动，则( )
A.A球与B球向心加速度大小相同 B.A球与B球线速度大小相同
C.A球受到内壁的支持力大 D.A球与B球角速度大小相同
11．如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的两点的角速度分别为和，线速度大小分别为和，则( )
A. B. C. D.
二、多选题
12．如图，过山车的轨道可视为竖直平面内半径为R的圆轨道。一名质量为m的游客坐在座椅上随过山车一起运动，当游客经过圆轨道最高点时与座椅间的作用力恰好为零，重力加速度大小为g，游客可视为质点，则游客经过圆轨道最高点时( )
A.处于平衡状态
B.处于失重状态
C.速度大小一定为
D.若向心力为F，则游客受到的合力大小等于
13．如图所示，当列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行。同时观察放在桌面上水杯内的水面（与车厢底板平行）。已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是( )
A.列车转弯时的向心加速度大小为
B.列车的轮缘与轨道均无侧向挤压作用
C.水杯受到指向桌面外侧的静摩擦力
D.水杯受到指向桌面内侧的静摩擦力
14．如图所示，长0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为2m/s.，下列说法正确的是( )
A.小球通过最高点时，对杆的拉力大小是24N
B.小球通过最高点时，对杆的压力大小是6N
C.小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24N
D.小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54N
15．如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在O点的半圆，弯道的内、外半径分别为r和2r，一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达线，有如图所示的①、②、③三条路线，其中路线①沿着最内道从B运动到，其中路线②沿着最外道从A运动到，其中路线③是以为圆心的半圆A运动到，赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为，选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道（所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大），则下列说法正确的是( )
A.选择路线①，赛车经过的路程最短
B.选择路线②，赛车的速率最小
C.选择路线③，赛车所用时间最短
D.①、②、③三条路线上，赛车的向心加速度大小相等
三、填空题
16．航天员王亚平在运行中的“天宫一号”内做了如图所示实验：长为L的细线一端固定，另一端系一质量为m的小球，当小球处于最低点时，给其一个垂直细线的初速度v，若不考虑空气等阻力的影响，小球运动到最高点时，细线对小球的拉力大小______（选填“大于”“小于”“等于”）。
17．如图甲是医用体温计甩降器，图乙是其简图，管口离转轴比管底离转轴近，把用过的体温计放入甩降器管中，利用甩降器的转动将水银柱甩回玻璃泡内，则体温计放入甩降器管中时，体温计玻璃泡的一端应放在___（填“管口处”或“管底处”），该装置设计的原理是利用___现象。
四、实验题
18．用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图所示是探究过程中某次实验时装置的状态。
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中______的方法；
A.理想实验法　　B.等效替代法　　C.控制变量法　　D.演绎法
（2）在探究向心力的大小F与质量m关系时，要保持不变的是______（填选项前的字母）。
A.ω和r B.ω和m C.m和r D.m和F
（3）在探究向心力的大小F与角速度ω的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。
A. B. C. D.
五、计算题
19．如图所示，一轻质细绳与小球相连，一起在竖直平面内做圆周运动，小球质量，球心到转轴的距离，取重力加速度，不计空气阻力。
（1）若小球在最高点不掉下来，求其在最高点的最小速率；
（2）若小球在最高点的速率，求绳子的拉力大小。
20．质量为的小球固定在长为的轻杆一端，杆可绕过另一端O点的水平轴在竖直平面内转动。（）求：
（1）当小球在最高点的速度为多大时，杆对球的作用力为零？
（2）当小球在最高点的速度为时，杆对球的作用力。
参考答案
1．答案：B
解析：根据向心力公式得
故选B。
2．答案：C
解析：A.当物体做圆周运动需要的向心力大于受到的合外力（提供的向心力）时产生离心现象。故A错误。
BCD.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，由于惯性，物体继续保持该速度沿切线做直线运动。故B错误，C正确，D错误。
故选C。
3．答案：D
解析:A.物体在竖直平面内做匀速圆周运动时，速率不变，动能（）不变。但若存在势能变化，机械能会改变。故A错误；
B.曲线运动只需加速度方向与速度方向不共线，加速度可以恒定。例如平抛运动中加速度为重力加速度，恒定不变，故B错误；
C.推车不动时，合外力冲量为零（动量变化为零），但推力的冲量不为零，与摩擦力的冲量抵消，故C错误；
D.动量相同的两物体，受相同制动力F时，由动量定理
可得，减速时间。因p和F相同，时间相同，故D正确。
故选D。
4．答案：C
解析:A.水平路面对轿车弹力的方向垂直于路面竖直向上，故A错误；
BC.轿车需要的向心力来源于地面静摩擦力，故B错误，C正确；
D.由于轿车转弯时做曲线运动，根据曲线运动条件可知，轿车所受的合力一定不为零，故D错误。故选C。
5．答案：A
解析：衣物在最高点时
在最低点时
在两侧时
可得，可知在最低点时衣物与水滴之间的作用力较大，因此衣物转到最低点时的脱水效果最好。
故选A。
6．答案：B
解析：在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度、向心加速度、向心力这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的;周期、频率、转速是标量，是不变化的，故ACD错误，B正确。故选:B。
7．答案：D
解析：A.当衣物做匀速圆周运动时，衣物上的水由于所受合外力不足以提供向心力而做离心运动，在最高点时在最低点时可知衣物转动到最低点时水滴更容易被甩出，A错误；B.做匀速圆周运动，衣服在B、D两处竖直方向合力为零，所以所受摩擦力方向相同，均为竖直向上，B错误；C.衣服在C点时，竖直向上加速度最大，根据牛顿第二定律可知，此时地面对洗衣机的支持力最大，C错误；D.为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动始终贴着筒壁，则在最高点由牛顿第二定律得可知滚筒转动的角速度至少为，D正确；故选D。
8．答案：C
解析：A.在最高点小明的速度为0，设秋千的摆长为l，摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为θ，秋千对小明的作用力为F，则对人，沿摆绳方向受力分析有
由于小明的速度为0，则有，故A错误；
B.沿垂直摆绳方向有
解得
即小明所受力的合力大小为，在最高点的加速度为，故B错误；
C.小明在最高点的速度为零，表示径向合力为零；切向合力为，则所受力的合力为，绳子的拉力大小，两者大小相等，故C正确；
D.小明在最高点的径向加速度为零，即径向合力为零，但切向合力不为零，所受合力不为零，故D错误；
故选C。
9．答案：A
解析：ABC.汽车受到重力、支持力、摩擦力作用，重力与支持力平衡，合力等于摩擦力提供向心力，故A正确，BC错误;
D.汽车受到重力、支持力、摩擦力，故D错误。
故选:A。
10．答案：A
解析：设圆锥筒内壁与竖直方向夹角为θ，对小球受力分析如图所示
A.根据牛顿第二定律，解得可知向心加速度与轨道半径、质量无关，故A正确；B.根据牛顿第二定律，有解得由于A球的转动半径较大，A线速度较大，故B错误；C.小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力且指向轨迹圆圆心，由平行四边形定则可知筒对小球的支持力,，故C错误；D.根据牛顿第二定律，有解得由于A球的转动半径较大，A角速度较小，故D错误。故选A。
11．答案：B
解析：因为两点同轴转动，所以两点的角速度是相等的，即；由图可知，Q点到转轴（螺母）的距离比较大，由可知，Q点的线速度比较大，即。故B正确。
12．答案：BC
解析：A.做圆周运动，合外力不等于零，A错误；
B.在最高点时，加速度向下，处于失重状态，B正确；
C.当游客经过圆轨道最高点时与座椅间的作用力恰好为零，重力提供其圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律
解得
C正确；
D.对座椅的作用力为零，则合外力等于重力，D错误。
故选BC。
13．答案：AB
解析：A.设玩具小熊的质量为m，则玩具受到的重力mg、细线的拉力的合力提供玩具小熊随车做水平面内圆周运动的向心力F，如图所示
有
可知列车在转弯时的向心加速度大小为
A正确；
B.列车的向心加速度，由列车的重力与轨道的支持力的合力提供，故列车与轨道均无侧向挤压作用，B正确；
CD.水杯的向心加速度，由水杯的重力与桌面的支持力的合力提供，水杯与桌面间的静摩擦力为零，CD错误。
故选AB。
14．答案：BD
解析:设小球在最高点时受杆的弹力向上，则，得，故小球对杆的压力大小是A错误，B正确：小球通过最低点时，，得，小球对杆的拉力大小是54N，C错误，D正确
15．答案：ACD
解析：A.三个路线的路程分别为
选择路线①，赛车经过的路程最短，A正确；
B.由向心力公式得
解得
解得
选择路线①，赛车的速率最小，B错误；
C.赛车所用时间分别为
选择路线③，赛车所用时间最短，C正确；
D.由牛顿第二定律得
①②③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等，D正确。
故选ACD。
16．答案：等于
解析：在运行的天宫一号内，物体都处于完全失重状态，相当于不考虑重力，给小球一个初速度，由绳子的拉力提供向心力，小球将在竖直平面内做匀速圆周运动。根据牛顿第二定律，可得在最高点时细线对小球的拉力大小为
17．答案：管底处；离心
解析:利用甩降器的转动将水银柱甩回玻璃泡内，则体温计放入甩降器管中时，应将体温计玻璃泡的一端远离离心机的转轴，即体温计玻璃泡的一端应放在管底处，使得水银柱受到的力不足以提供圆周运动所需的向心力，做离心运动而甩回玻璃泡里；该装置设计的原理是利用离心现象。
18．答案：（1）C（2）A（3）B
解析：（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的控制变量法，故C正确，ABD错误；
（2）根据
可知，在探究向心力的大小F与质量m关系时，要保持不变的是ω和r，故A正确，BCD错误；
（3）若两个钢球质量m和运动半径r相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球1和钢球2所受向心力的比值为1:9，根据
可知两轮的角速度之比为1:3，根据
可知，因为变速轮塔1和变速轮塔2是皮带传动，边缘线速度相等，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为3:1，故B正确，ACD错误。
19．答案：（1）；（2）
解析：（1）以小球为研究对象，在最高点恰好不掉下来，重力提供其做圆周运动所需的向心力
则所求的最小速率为
（2）设小球运动到最高点对绳的拉力为F，则重力和拉力共同提供向心力，根据牛顿第二定律
解得
20．答案：（1）3m/s；（2）30N，方向竖直向下
解析：（1）当小球在最高点杆对它的作用力为零时，球的重力提供向心力，则
解得
（2）因为小球在最高点的速度，则由牛顿第二定律可得
解得
方向竖直向下
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