2023年高考物理高频考点穿透卷专题07圆周运动（含解析）

专题07圆周运动主要题型2023年2023年2023年2023年2023年轻绳模型全国卷甲T16全国卷丙T20轻杆模型全国卷ⅡT17转盘模型全国卷ⅠT20全国卷ⅡT21一.题型研究一〔一〕真题再现1.(2023·全国卷甲T16)小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如下图。将两球由静止释放。在各自轨迹的最低点()A．P球的速度一定大于Q球的速度B．P球的动能一定小于Q球的动能C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度【答案】C【题型】选择题【难度】一般2.(2023·全国卷丙T20)如下图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，那么()A．a＝B．a＝C．N＝D．N＝【答案】AC【题型】多项选择题【难度】一般〔二〕试题猜测3．如下图，竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一挡板固定在地上，B不能左右运动，在环的最低点静止放有一小球C，A、B、C的质量均为m.现给小球一水平向右的瞬时速度v，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起(不计小球与环的摩擦阻力)，那么瞬时速度v必须满足()A．最小值 B．最小值C．最大值 D．最大值【答案】BD【题型】多项选择题【难度】一般4．如下图，不可伸长的轻绳长为，一端固定在O点，另一端拴接一质量为m的小球，将小球拉至与O等高，细绳处于伸直状态的位置后由静止释放，在小球由静止释放到运动至最低点的过程中，小球所受阻力做的功为W，重力加速度为g，那么小球到达最低点时()A．向心加速度B．向心加速度C．绳的拉力D．绳的拉力【答案】AC【解析】从最高点到最低点过程中，重力做功，阻力做功，根据动能定理可得，在最低点重力和绳子的拉力充当向心力，所以有，联立可得，根据公式可得，AC正确；【题型】多项选择题【难度】一般二.题型研究二〔一〕真题再现5．(2023·全国卷ⅡT17)如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g.当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为()A．Mg－5mgB．Mg＋mgC．Mg＋5mgD．Mg＋10mg【答案】C解法二设小环滑到大环最低点时速度为v，加速度为a，根据机械能守恒定律mv2＝mg·2R，且a＝，所以a＝4g，以整体为研究对象，受力情况如下图．F－Mg－mg＝ma＋M·0所以F＝Mg＋5mg，C正确．【题型】选择题【难度】一般〔二〕试题猜测6．如下图，一内壁光滑、质量为m、半径为r的环形细圆管，用硬杆竖直固定在天花板上，有一质量为m的小球(可看做质点)在圆管中运动．小球以速率v0经过圆管最低点时，杆对圆管的作用力大小为()A．B．mg＋C．2mg＋D．2mg－【答案】C【题型】选择题【难度】一般7．如下图，半径为R，内径很小的光滑半圆形管道竖直放置，其底端与水平地面相切．一质量为m的小球(小球直径很小且略小于管道内径)以某一水平初速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力大小为0.5mg(不考虑小球落地后反弹情况)，那么()A．小球落地点到P点的水平距离可能为RB．小球落地点到P点的水平距离可能为RC．小球进入圆管道的初速度可能为D．小球进入圆管道的初速度可能为【答案】AD【题型】多项选择题【难度】较难三.题型研究三〔一〕真题再现8．(2023·全国卷ⅠT20)如图.两个质盘均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO'的距离为l,b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。假设圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，以下说法正确的选项是()A．b一定比a先开始滑动B．a、b所受的摩擦力始终相等C．是b开始滑动的临界角速度D．当时，a所受摩擦力的大小为kmg【答案】AC【题型】多项选择题【难度】较难9.(2023·全国卷ⅡT21)公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，那么在该弯道处()A.路面外侧高内侧低B.车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动C.车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D.当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小【答案】AC【解析】据题意，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，那么在该弯道处，汽车与地面间没有摩擦力的作用，向心力由重力和地面支持力的合力提供，故路面外侧高内侧低，A正确；车速小于vc时，汽车的向心力减小，由于地面比拟粗糙，故汽车受到的静摩擦力将会阻碍车辆向内侧滑动，B错误；同理可知只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动，C正确；由选项A的分析可知当路面结冰时，与未结冰时相比，向心力的大小不变，故临界速度vc的值不变，D错误。【题型】多项选择题【难度】较难〔二〕试题猜测10．摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如下图，甲、乙两个水平放置的轮盘靠摩擦传动，其中O、O′分别为两轮盘的轴心，r甲∶r乙＝3∶1，且在正常工作时两轮盘不打滑．今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块a、b，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相等，两滑块到轴心O、O′的距离分别为Ra、Rb，且Ra＝2Rb.假设轮盘乙由静止开始缓慢地转动，且转速逐渐增大，那么以下表达正确的选项是()A．滑块相对轮盘开始滑动前，a、b的角速度大小之比为ωa∶ωb＝1∶3B．滑块相对轮盘开始滑动前，a、b的向心加速度大小之比为aa∶ab＝1∶3C．转速增大后最终滑块a先发生相对滑动D．转速增大后最终滑块b先发生相对滑动【答案】AD【题型】多项选择题【难度】较难11．如下图，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m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)，盘面与水平面的夹角为30°，g取10m/s2.那么ω的最大值是()A.rad/sB.rad/sC．1.0rad/sD．0.5rad/s【答案】C【题型】选择题【难度】一般12．如下图，叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B及B、C与转台间的动摩擦因数都为μ，AB整体、C离转台中心的距离分别为r、1.5rA．B对A的摩擦力一定为3μmgB．B对A的摩擦力一定为3mω2rC．转台的角速度一定满足：ω≤D．转台的角速度一定满足：ω≤【答案】BD【题型】多项选择题【难度】一般滚动训练【全国百强校】光滑水平地面上停放着一辆质量m=2kg的平板车，质量M=4kg可视为质点的小滑块静放在车左端，滑块与平板车之间的动摩擦因数，如下图，一水平向右的推力F=24N作用在滑块M上0.5s撤去，平板车继续向右运动一段时间后与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且车以原速率反弹，滑块与平板之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，平板车足够长，以至滑块不会从平板车右端滑落，，求：〔1〕平板车第一次与墙壁碰撞后能向左运动的最大距离s多大？此时滑块的速度多大？〔2〕平板车第二次与墙壁碰撞前的瞬间速度多大？〔3〕为使滑块不会从平板车右端滑落，平板车至少要有多长？【答案】〔1〕1m/s〔2〕〔3〕【解析】〔1〕滑块与平板车之间的最大静摩擦力设滑块与车不发生相对滑动而一起加速运动的最大加速度为，以车为研究对象，那么以滑块和车整体为研究对象，作用在滑块上使滑块与车一起静止地加速的水平推力的最大值设为那么水平推力F=24N<36N，所以在F作用下M、m能相对静止地一起向右加速

由动量定理得：Ft=〔m+M〕v1，代入数据解得：v1=2m/s，设第一次碰墙后到第二次碰前车和滑块组成的系统动量守恒。车向左运动速度减为0时，由