2022-2025北京高三二模物理汇编：生活中的圆周运动

2022-2025北京高三二模物理汇编

生活中的圆周运动

一、单选题

1.（2025北京海淀高三二模）某同学用如图所示的实验装置测量当地的重力加速度。不可伸长的轻绳一端

固定于A点，另一端系一小球，使其在水平面内绕。点做匀速圆周运动，已测出小球转过〃圈所用的时间

/=下列说法正确的是（）

A.为达成实验目的，仅需再测量小球做圆周运动的半径

B.为达成实验目的，仅需再测量轻绳的绳长

C.为达成实验目的，仅需再测量A点到。点的竖直高度

D.若误将1圈记作〃圈，则重力加速度的测量值偏小

2.（2024北京昌平高三二模）如图所示，两个质量均为小的小木块A、B（可视为质点）放在水平圆盘

上，A、B到转轴的距离分别为/、2/.小木块与圆盘之间的动摩擦因数均为〃，可以认为小木块最大

静摩擦力等于滑动摩擦力.若圆盘从静止开始绕轴转动，并缓慢地加速，用。表示圆盘转动的角速度，用

g表示重力加速度的大小，下列说法正确的是（）

o\

AB

,:ri□,

I

A.圆盘对A的作用力大小大于A对圆盘的作用力大小

B.当经■时，A所受摩擦力的大小为

V21

C.A、B所受摩擦力的大小始终相等

D.B一定比A先开始滑动

3.（2024北京丰台高三二模）如图所示，质量为机的小球用长为/的细线悬于尸点，使小球在水平面内以

角速度。做匀速圆周运动。已知小球做圆周运动时圆心。到悬点尸的距离为人，重力加速度为g。下列说

法正确的是（）

A.绳对小球的拉力大小为相"/

B.小球转动一周，绳对小球拉力的冲量为0

C.保持〃不变，增大绳长/,。增大

D.保持//不变，增大绳长/,绳对小球拉力的大小不变

4.（2023北京西城高三二模）当物体相对于地球表面运动时，会受到“地转偏向力”的影响。“地转偏向力”

不是物体真实受到的力，是由于地球自转而产生的惯性效应。其原因是：除南北两极外，地球上各纬度的

自转角速度相同，但自转线速度不同。在北半球，物体由北向南运动的过程中，由于惯性，物体随地球自

转的线速度相对地表显得慢了，因此表现出向前进方向的右侧偏转的现象。“地转偏向力”对地球上所有移

动的物体，包括气团、河流，运行的火车、火箭发射等都会产生影响。通过观察“地转偏向力”对单摆的运

动产生的影响可以证明地球在自转。1851年，法国物理学家傅科在巴黎的教堂用摆长67m、直径约

30cm、质量为28kg的铁球制成的单摆（傅科摆）间接证实了地球在自转。根据以上材料，结合所学，判

断下列说法正确的是（）

A.在北半球，物体由南向北运动过程中，它会向前进方向的左侧偏转

B.在南半球沿平直路面向南行驶的火车，在前进方向上对左侧轨道的压力小于对右侧轨道的压力

C.在南半球，傅科摆在摆动过程中，摆动平面沿逆时针方向（俯视）不断偏转

D.“地转偏向力”对运动的影响程度，与物体沿南北方向相对地表运动的速度大小无关

5.（2023北京西城高三二模）如图所示，轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球A、B,放置在光滑水

平桌面上，杆上。点有一竖直方向的固定转动轴，A、B的质量之比〃入：〃%=4：1,A、B到。点的距离之

比。：4=1:2。当轻杆绕轴匀速转动时，下列说法正确的是（）

AB

A.A对杆的作用力大小等于B对杆的作用力大小

B.A的向心加速度大小大于B的向心加速度大小

C.A的动能等于B的动能

D.A的周期小于B的周期

6.（2022北京西城高三二模）双人花样滑冰比赛是一项极具观赏性的项目。比赛中，女运动员有时会被男

运动员拉着离开冰面在空中做水平面内的匀速圆周运动，如图所示。通过目测估计男运动员的手臂与水平

冰面的夹角约为45。，女运动员与其身上的装备总质量约为45kg,重力加速度g取:lOm/s?。仅根据以上信

息，可估算（）

A.女运动员旋转的向心加速度约为10m/s?

B.女运动员旋转的角速度约为6.28rad/s

C.男运动员对女运动员的拉力约为450N

D.男运动员对冰面的压力约为450N

7.（2022北京丰台高三二模）如图所示，一个小孩儿在玩荡秋千。己知秋千的两根绳长均为3m,小孩和

秋千踏板的总质量约为30kg,绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为

6m/s,此时每根绳子平均承受的拉力约为（）

A.150NB.330N

C.360ND.660N

二、解答题

8.（2024北京朝阳高三二模）如图所示，水平圆台可以绕其中心轴转动。在圆台中心两侧放上甲、乙两物

体，两物体的质量均为加，均可视为质点，甲、乙两物体到圆台中心距离分别为2R、R,其连线过圆台中

心。两物体与圆台间的动摩擦因数均为〃，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。

（1）若圆台以某一角速度转动时，甲、乙均未滑动。求两物体的加速度之比碉：。乙；

（2）若圆台的角速度逐渐增大，请分析说明甲、乙两物体谁先滑动；

（3）若将甲、乙两物体用不可伸长的轻绳连接，轻绳最初拉直而不张紧，缓慢增加圆台的转速，求两物

体刚要滑动时圆台转动的角速度。。

参考答案

1.c

则小球运动的周期为7=工

【详解】ABC.测出小球转过n圈所用的时间t,

n

设小球做圆周运动的半径为「，轻绳的绳长为L,A点到。点的竖直高度为"轻绳与竖直方向的夹角为

4»247r24»2

根据牛顿第二定律可得ntgtan6=m-^-r=m—£sin6>=mFhtan3

可得重力加速度为g=孚上=93=匕h

广tan。T-T-

可知为达成实验目的，仅需再测量A点到。点的竖直高度，故AB错误，C正确；

D.若误将“-1圈记作w圈，则周期测量值偏小，根据g=黄〃

可知重力加速度的测量值偏大，故D错误。

故选Co

2.D

【详解】A.圆盘对A的作用力与A对圆盘的作用力是相互作用力，总是等大反向，选项A错误；

B.当

co=—

V21

时，A所受摩擦力的大小为

2

fA=m(ol^^jLimg

选项B错误；

C.根据

f=mafil

可知，在两物块未发生相对滑动时，A、B所受摩擦力的大小不相等，当两物块都产生相对滑动后受滑动

摩擦力大小相等，选项C错误；

D.根据

mc^l-jumg

可知

可知产生滑动时B的临界角速度较小，则B一定比A先开始滑动，选项D正确。

故选D。

3.A

【详解】A.设细线与竖直方向的夹角为6,根据牛顿第二定律可得

Tsin。=ma>2lsin0

解得绳对小球的拉力大小为

T=rna^l

故A正确；

B.小球转动一周，小球的动量变化为0,根据动量定理可知，合外力的冲量为0,由于重力的冲量不为

0,则绳对小球拉力的冲量不为0,故B错误；

CD.保持不变，设细线与竖直方向的夹角为。，根据牛顿第二定律可得

mgtan0=marhtan0

解得

可知增大绳长/,。不变；根据

T=marl

可知增大绳长/,绳对小球拉力的大小增大，故CD错误。

故选Ao

4.C

【详解】A.由题意，地球自西向东自转，在北半球，物体由南向北运动过程中，由于高纬度的自转线速

度比低纬度的小，所以物体随地球自转的线速度相对地表显得快了，它会向前进方向的右侧偏转，A错

误；

B.在南半球，物体向南运动，在“地球偏向力”的作用下会向前进方向的左侧偏转，为了保持直线运动，

火车在前进方向上对左侧轨道的压力大于对右侧轨道的压力，B错误；

C.在南半球，物体会向前进方向的左侧偏转，所以傅科摆在摆动过程中，摆动平面沿逆时针方向（俯

视）不断偏转，C正确；

D.“地球偏向力”改变物体运动的方向，由向心力公式

丫2

F=m­

r

可得物体偏转的半径

mv2

r=-----

F

所以物体沿南北方向相对地表运动的速度越大，“地转偏向力”对其运动的影响越小，故D错误。

故选C。

5.C

【详解】A.水平面光滑，所以杆对A的力提供了A做圆周运动的向心力

2

FA=mAwrA

杆对B的力提供了B做圆周运动的向心力

稣="%卬，

代入数据可求得

以=2"

有牛顿第三定律可知：A对杆的作用力大小不等于B对杆的作用力大小，A错误；

B.AB运动具有相同的角速度则加速度为

a=4r

由大鸣=1：2得A的向心加速度大小小于B的向心加速度大小，B错误；

C.动能的表达式为

211

EK=—mv=—mcor

K22

结合题意可知：A的动能等于B的动能，C正确；

D.AB有相同的角速度，干，所以A的周期等于B的周期，D错误；

故选C。

6.A

【详解】女运动员做圆锥摆运动，由对女运动员受力分析可知，受到重力、男运动员对女运动员的拉力,

竖直方向合力为零，由

Fsin45°=mg

解得

F=yflmg=450V2N

水平方向的合力提供匀速圆周运动的向心力，有

Fcos45°=ma向

解得

a桁g=10m/s2

假设角速度为6.28md/s,则有

a=g=co1r

可得

r=0.25m

转动半径过小与实际情况不符，对男演员受力分析可得

6=Feos45°+姓=（450+Mg）N

故选Ao

7.B

【详解】设每根绳的拉力为T,对小孩和秋千踏板受力分析且由牛顿第二定律有