2025北京高一（上）期末物理汇编：圆周运动章节综合.docx

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2025北京高一（上）期末物理汇编

圆周运动章节综合

一、单选题

1．（2025北京清华附中高一上期末）在电影《阿凡达》中，潘多拉星球Na’Vi人的坐骑“Banshees”是一种看上去很凶狠的鸟类动物，Na’Vi人通常骑着它去打猎。假设魅影骑士杰克连同他的坐骑总质量为M，以速率v在空中水平面上做半径为r的匀速圆周运动，潘多拉星球表面重力加速度为g，则空气对杰克和他的坐骑的总作用力的大小等于（????）

A． B． C． D．

2．（2025北京清华附中高一上期末）杂技表演水流星如图所示，一根绳系着盛水的杯子，随着演员的抡动，杯子在竖直平面内做变速圆周运动，已知轨迹半径为r=0.4m，水的质量200g，杯子的质量50g，绳子质量不计，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（）

A．杯子运动到最高点时，水恰好不流出，则最高点速度大小为4m/s

B．当杯子运动到最高点N时速度大小为6m/s时，水对杯子的弹力大小为16N，方向竖直向下

C．杯子在下降过程速度变大，合力沿轨迹切线方向的分力与速度同向

D．杯子在最低点M时处于受力平衡状态

3．（2025北京清华附中高一上期末）图为砂轮边缘的微粒被打磨下来飞离砂轮时的情形，不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A．微粒随砂轮一起运动时加速度为0

B．微粒随砂轮一起运动时速度始终不变

C．微粒离开砂轮瞬间的速度方向沿砂轮的切线方向

D．微粒离开砂轮后做曲线运动的加速度可能为0

二、多选题

4．（2025北京清华附中高一上期末）如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力作用下做匀速圆周运动，若小球到达点时突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是：（）

A．突然消失，小球将沿轨迹做离心运动

B．突然变小，小球将沿轨迹做离心运动

C．突然变小，小球将沿轨迹逐渐靠近圆心

D．突然变大，小球将沿轨迹逐渐靠近圆心

三、解答题

5．（2025北京清华附中高一上期末）长L=0.5m的轻杆，其一端连接着一个零件A，A的质量m=2kg，现让A在竖直平面内绕O点做圆周运动，如图所示，在A通过最高点时，（g=10m/s2）求：

（1）A的速率为多大时，杆对A的作用力为0；

（2）A的速率v1=1m/s时，杆对A的作用力大小和方向；

（3）A的速率v2=4m/s时，杆对A的作用力大小和方向。

参考答案

1．A

【详解】空气对整体水平分力提供向心力

竖直分力平衡重力

则空气对杰克和他的坐骑的总作用力的大小等于

故选A。

2．C

【详解】A．杯子运动到最高点时，水刚好不落下，对水则有

所以杯子在最高点时的速度为

故A错误；

B．当杯子到最高点速度为6m/s时，对水根据牛顿第二定律有

解得

即杯子对水的弹力为16N，方向竖直向下，根据牛顿第三定律可得水对杯子的弹力大小为16N，方向竖直向上，故B错误；

C．杯子在运动过程中做的是变速圆周运动，沿圆周下降过程速度增加是因为其受到的合力沿切线方向的分力与速度同向，故C正确；

D．杯子在最低点时加速度方向竖直向上，此时杯子处于超重状态，故D错误。

故选C。

3．C

【详解】A．微粒随砂轮一起运动时，做圆周运动，加速度不为0，故A错误；

B．微粒随砂轮一起运动时，速度方向时刻发生变化，故B错误；

C．微粒离开砂轮瞬间的速度方向沿砂轮的切线方向，故C正确；

D．根据物体做曲线运动的条件可知，微粒离开砂轮后做曲线运动的加速度不可能为0，故D错误。

故选C。

4．AD

【详解】A．若F突然消失，小球不再受向心力作用，将沿线速度方向，即圆的切线方向飞出，故A正确；

BC．若F突然变小，小球受的合力小于需要的向心力，小球将做离心运动，但由于力F仍然存在，故小球仍做曲线运动，即可能沿Pb方向做离心运动，故BC错误；

D．若F突然变大，小球受的合力大于需要的向心力，小球将逐渐向圆心靠近，即小球将沿轨迹逐渐靠近圆心，故D正确。

故选AD。

5．（1）；（2）；方向竖直向上；（3）F2=44N；方向竖直向下

【详解】（1）当杆的作用力为0时，根据向心力方程

得

（2）当时，则杆对A的作用力竖直向上，设为，根据向心力方程得

解得

（3）当时，杆对A的作用力竖直向下，设为，则有

解得