2021届高考物理二轮复习专题突破：专题二十一 描述圆周运动的物理量
年级： 学科： 类型： 来源：91题库
一、单选题（共15小题）
1、质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的B点和A点，如图所示，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，绳a与竖直方向成θ角，绳b在水平方向且长为L。小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A . a绳的张力可能为零
B . a绳的张力随角速度的增大而增大
C . 当角速度 
时，b绳将产生弹力
D . 若b绳突然被剪断，则θ一定不变
时，b绳将产生弹力
D . 若b绳突然被剪断，则θ一定不变
2、某只走时准确的时钟，秒针与分针由转动轴到针尖的长度之比为3：2，则（ ）
A . 秒针与分针的角速度之比是1：60
B . 秒针针尖与分针针尖的线速度之比是90：1
C . 秒针与分针针尖的向心加速度之比是3600：1
D . 秒针与分针的转速之比是12：1
3、有一种工作时扇面上能够显示各种图案的创意风扇，如图，其原理是在其中一片扇叶上设置一列发光二极管，当扇叶转动起来时，控制各二极管的明灭就可以显示各种图案了，如图，现令所有二极管保持同步明灭，而且每次发光均持续时间kT2（k<1），每次灭的时间均持续（1 
k）T2 ， 若扇叶转动的周期为T1 ， 且T1、T2、k均可在较大范围内独立调节。若在某次调试后成功显示出一个“不动”的扇环（非图所示图案），且扇环所对应的圆心角为θ，那么（ ）
k）T2 ， 若扇叶转动的周期为T1 ， 且T1、T2、k均可在较大范围内独立调节。若在某次调试后成功显示出一个“不动”的扇环（非图所示图案），且扇环所对应的圆心角为θ，那么（ ） 
A . k一定等于 
B . 若重新调节，将风扇转速加倍，所看到的图案的圆心角一定变成2θ
C . 若重新调节，只要满足T1>kT2 ， 所看到的图案一定为闭合的圆环
D . 若重新调节，只要满足T1=nT2（n取1、2、3……），所看到的图案一定是“不动”的
B . 若重新调节，将风扇转速加倍，所看到的图案的圆心角一定变成2θ
C . 若重新调节，只要满足T1>kT2 ， 所看到的图案一定为闭合的圆环
D . 若重新调节，只要满足T1=nT2（n取1、2、3……），所看到的图案一定是“不动”的
4、一探照灯照射在云层底面上，云层底面是与地面平行的平面，如图所示，云层底面距地面高h，探照灯以角速度ω在竖直平面内转动，当光束转到与竖直方向夹角为θ时，云层底面上光点的移动速度是（ ）
A . hω
B . 
C . 
D . hωtan θ
C .
D . hωtan θ
5、如图所示，一圆环以直径AB为轴做匀速转动，P、Q、R是环上的三点，则下列说法正确的是（ ）
A . 向心加速度的大小 
B . 任意时刻P、Q、R三点向心加速度的方向不相同
C . 线速度 
D . 任意时刻P、Q、R三点的线速度方向均不同
B . 任意时刻P、Q、R三点向心加速度的方向不相同
C . 线速度
D . 任意时刻P、Q、R三点的线速度方向均不同
6、质量不计的轻质弹性杆P插在桌面上，杆端套有一个质量为m的小球，今使小球沿水平方向做半径为R的匀速圆周运动，角速度为ω，如图所示，则杆的上端受到的作用力大小为（ ）
A . 
B . 
C . 
D . 不能确定
B .
C .
D . 不能确定
7、如图所示为学员驾驶汽车在水平面上绕 
点做匀速圆周运动的俯视图。已知质量为60kg的学员在 
点位置，质量为70kg的教练员在 
点位置， 
点的转弯半径为5.0m， 
点的转弯半径为4.0m，则学员和教练员（均可视为质点）（ ）
点做匀速圆周运动的俯视图。已知质量为60kg的学员在 点位置，质量为70kg的教练员在 点位置， 点的转弯半径为5.0m， 点的转弯半径为4.0m，则学员和教练员（均可视为质点）（ ） 
A . 运动周期之比为5∶4
B . 运动线速度大小之比为1∶1
C . 向心加速度大小之比为4∶5
D . 受到的合力大小之比为15∶14
8、以下物体均在做圆周运动，运动中由摩擦力提供向心力的是（ ）
A . 
B . 
C . 
D . 
B .
C .
D .
9、如图所示，假设地球绕地轴自转时，在其表面上有A、B两物体(图中斜线为赤道平面)，θ1和θ2为已知，则（ ）
A . 角速度之比 
B . 线速度之比 
C . 周期之比TA∶TB＝sinθ1∶sinθ2
D . A、B两点的向心加速度之比为 
B . 线速度之比
C . 周期之比TA∶TB＝sinθ1∶sinθ2
D . A、B两点的向心加速度之比为
10、转篮球是一项需要技巧的活动，如图所示，假设某同学让篮球在指尖上匀速转动，指尖刚好静止在篮球球心的正下方。下列判断正确的是（ ）
A . 篮球上的各点做圆周运动的圆心均在指尖与篮球的接触处
B . 篮球上各点的向心力是由手指提供的
C . 篮球上各点做圆周运动的角速度相等
D . 篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越大
11、A、B两个质点均做匀速圆周运动，在相等的时间内通过的弧长之比 
，转过的圆心角之比 
。则A、B运动的（ ）
，转过的圆心角之比 。则A、B运动的（ ）
A . 线速度之比 
B . 角速度之比 
C . 周期之比 
D . 半径之比 
B . 角速度之比
C . 周期之比
D . 半径之比
12、关于圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A . 匀速圆周运动是匀速运动
B . 匀速圆周运动是一种匀变速运动
C . 圆周运动的向心加速度改变线速度的大小
D . 匀速圆周运动是一种变加速运动
13、如图所示，某电视台推出了一款娱乐闯关节目，选手最容易失败落水的地方是第四关“疯狂转盘”和第五关“高空滑索”。根据所学物理知识，选出选项中表述正确的选项（ ）
A . 选手进入转盘后，随转盘做匀速圆周运动时加速度不变
B . 选手进入转盘后，在转盘中间比较安全
C . 选手进入转盘后，质量越大的选手，越不容易落水
D . 选手从最后一个转盘的边缘起跳去抓滑索时，起跳方向应正对悬索
14、如图所示，跷跷板转动时，跷跷板上的P、Q两点的角速度分别为 
和 
，线速度大小分别为vP和vQ ， 则（ ）
和 ，线速度大小分别为vP和vQ ， 则（ ） 
A . 
＞ 
，vP＜vQ
B . 
= 
，vP=vQ
C . 
= 
，vP＞vQ
D . 
＞ 
，vP＞vQ
＞ ，vP＜vQ
B . = ，vP=vQ
C . = ，vP＞vQ
D . ＞ ，vP＞vQ
15、如图，一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一块橡皮，橡皮块随圆盘一起转动（俯视为逆时针）。物体与圆盘相对静止，某段时间圆盘转速不断减小，但仍未停止，在这段时间内，关于橡皮块所受合力F的方向的四种表示（俯视图）中，正确的是 （ ）
A . 
B . 
C . 
D . 
B .
C .
D .
二、多选题（共7小题）
1、如图所示，两个相同的小球A、B用长度分别为l1、l2的细线（l1<l2）悬挂于天花板的O1、O2点，两球在水平面内做匀速圆周运动，两根细线与竖直轴夹角均为θ。设A、B两球的线速度分别为vA、vB ， 角速度分别为ωA、ωB ， 加速度分别为aA、aB ， 两根细线的拉力分别为FA、FB ， 则（ ）
A . FA<FB
B . vA>vB
C . aA=aB
D . ωA>ωB
2、在马戏团表演的场地里，表演者骑在大象背上，大象绕着场地走动，若大象是沿着半径为R的圆周做匀速走动，则关于大象和表演者的受力情况，下面说法正确的是（ ）
A . 表演者骑在大象背上不动，他受到的力是平衡力
B . 表演者的向心力是地面摩擦力通过大象作用于他的
C . 大象和表演者所受向心力大小与两者的质量成正比
D . 大象与人两者做匀速圆周运动的向心力是地面摩擦力提供的
3、如图所示，为A、B两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像，其中A为双曲线的一个分支，由图可知 （ ）．
A . A物体运动的线速度大小不变
B . A物体运动的角速度大小不变
C . B物体运动的角速度大小不变
D . B物体运动的线速度大小不变
4、如图所示，甲､乙两水平圆盘边缘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动，接触处无相对滑动｡甲圆盘与乙圆盘的半径之比为 
；物体A距O点为 
，物体B距 
点为r｡在圆盘转动过程中，A和B两物体均相对圆盘静止，下列说法正确的是（ ）
；物体A距O点为 ，物体B距 点为r｡在圆盘转动过程中，A和B两物体均相对圆盘静止，下列说法正确的是（ ） 
A . 物体A与B的角速度之比 
B . 物体A与B的角速度之比 
C . 物体A与B的线速度之比 
D . 物体A与B的线速度之比 
B . 物体A与B的角速度之比
C . 物体A与B的线速度之比
D . 物体A与B的线速度之比
5、如图所示，为一皮带传动装置，右轮半径为r，a为它边缘上一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若传动过程中皮带不打滑，则（ ）
A . a点和b点的角速度大小相等
B . a点和c点的线速度大小相等
C . a点和d点的向心加速度大小相等
D . abcd四点中，向心加速度最小的是a点
6、如图所示，当用扳手拧螺母时，关于扳手上的P、Q两点的说法正确的是（ ）
A . P点角速度小于Q点
B . P点线速度小于Q点
C . P点向心加速度速度小于Q点
D . P点转速小于Q点
7、如图甲，光滑圆轨道固定在竖直面内，小球沿轨道始终做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N，动能为Ek。改变小球在最低点的动能，小球对轨道压力N的大小随之改变。小球的N－Ek图线如图乙，其左端点坐标为（[1]，[2]），其延长线与坐标轴的交点分别为（0，a）、（－b，0）。重力加速度为g。则（ ）
A . 小球的质量为 
B . 圆轨道的半径为 
C . 图乙[1]处应为5b
D . 图乙[2]处应为6a
B . 圆轨道的半径为
C . 图乙[1]处应为5b
D . 图乙[2]处应为6a
三、填空题（共2小题）
1、如图所示，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑。在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径之比r1∶r2∶r3＝2∶1∶1，则：
(1)A、B、C三点的线速度大小之比vA∶vB∶vC =；
(2)A、B、C三点的角速度大小之比ωA∶ωB∶ωC=；
(3)A、B、C三点的向心加速度大小之比aA∶aB∶aC=。
2、汽车转弯时，可认为前轮和后轮都做圆周运动，但它们的转弯半径不同，如图所示，若汽车外侧前轮的转弯半径为5m，内侧后轮的转弯半径为2.7m，若外侧前轮转弯时线速度为10m/s，则此时内侧后轮的线速度是。
四、实验探究题（共1小题）
1、如图，用一根结实的细绳，一端拴一个小物体．在光滑桌面上抡动细绳，使小物体做圆周运动，体验手对做圆周运动的物体的拉力．
(1)拉力的方向是（填“沿绳指向圆心”或“垂直于绳指向速度方向”）．
(2)增大旋转的速度，拉力将（填“变小”、“变大”或“不变”）．
(3)松手后，小物体将沿（填“半径远离圆心”、“切线”或“半径靠近圆心”）方向运动．
五、综合题（共3小题）
1、如图所示，一轻杆一端固定在转轴O上，在距O点为杆长的 
处固定一小球，轻杆以角速度ω绕O点在竖直平面内匀速转动。在杆转过的圆心角为θ的时间内，杆的端点通过的弧长为s，求：
处固定一小球，轻杆以角速度ω绕O点在竖直平面内匀速转动。在杆转过的圆心角为θ的时间内，杆的端点通过的弧长为s，求： 
(1)小球的线速度大小；
(2)小球的向心加速度大小。
2、下图1为游乐场的悬空旋转椅，可抽象为如图2所示模型，已知绳长L =5m，水平横梁L′=3m，小孩质量m=40kg，整个装置可绕竖直轴转动，绳与竖直方向夹角θ=37°，小孩可视为质点，g取10m/s2 ， 已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
(1)绳子的拉力为多少？
(2)该装置转动的角速度多大？
(3)增大转速后，绳子与竖直方向的夹角变为53°，求此时装置转动的角速度。
3、在一根长为L、质量不计的细杆中点和末端各连一质量为m的小球B和C，如图所示，杆可以在竖直平面内绕固定点A转动，将杆拉到某位置放开，末端C球摆到最低位置时，杆BC段受到的拉力刚好等于C球重力的2倍．(g＝10 m/s2)求：
(1)C球通过最低点时的线速度大小；
(2)杆AB段此时受到的拉力大小．