2011-2018年高考真题物理试题分类汇编：匀速圆周运动(精编+解析版)

19.2016年新课标Ⅱ卷16．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，如图所示。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

Q C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力 P

D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度 【答案】C

12mv，可得：v?2gL，因LP?LQ，2故vP?vQ，选项A错误；由Ek?mgL，因mP?mQ，则动能无法比较，选项B错误；在

【解析】小球摆动至最低点由动能定理：mgL?v2v2?2g，两球的向心加速最低点，FT?mg?m，可得FT?3mg，选项C正确；a?LL度相等，选项D错误，故选C。

20.2016年四川卷3. 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为 A.a2＞a1＞a3 B. a3＞a2＞a1 C. a3＞a1＞a2 D. a1＞a2＞a3 【答案】D

【解析】东方红二号和固定在地球赤道上的物体转动的角速度相同，根据a=ω2r可知a2＞a3；根据GMm?ma可知a1＞a2，故选D。 r221.2016年海南卷3.如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在高点时对轨道的压力大小为N2.重力加速度大小为g，则N1–N2的值为 A．3mg B．4mg C．5mg D．6mg 【答案】D

【解析】设小球在最低点速度为v1，在最高点速度为v2，在根据牛顿第二定律： 在最低点：N1在最高点：N2?mg?mv1

R?mg?mv2

R22112?mv2同时从最高点到最低点，根据动能定理：mg?2R?mv12 22联立以上三个方程式可以得到：N1–N2?6mgR，故选项D正确。

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22.2016年上海卷16.风速仪结构如图(a)所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时，通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被遮挡。已知风轮叶片转动半径为r，每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间Δt内探测器接收到的光强随时间变化关系如图(b)所示，则该时间段内风轮叶片 (A)转速逐渐减小，平均速率为

r 风轮 光强 光源

4?nr ?t8?nr凸轮圆盘 (B)转速逐渐减小，平均速率为

?t4?nr (C)转速逐渐增大，平均速率为 透镜系统 ?t8?nr(D)转速逐渐增大，平均速率为

?t【答案】B

O t △t 探测器

光纤 图（a）

图（b）

【解析】据题意，从b图可以看出，在Δt时间内，探测器接收到光的时间在增长，圆盘凸轮的挡光时间也在增长，可以确定圆盘凸轮的转动速度在减小；在Δt时间内可以从图看出有4次挡光，即圆盘转动4周，则风轮叶片转动了4n周，风轮叶片转过的弧长为l?4n?2?r，叶片转动的平均速率为：v?8?nr，故选项B正确。 ?t23.2016年浙江卷20.如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R=90m的大圆弧和r=40m的小圆弧，直道与弯道相切。大、小圆弧圆心O、O' 距离L=100m。赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短（发动机功率足够大，重力加速度g=10m/s2,?=3.14）。 A．在绕过小圆弧弯道后加速 B．在大圆弧弯道上的速率为45 m/s C．在直道上的加速度大小为5.63 m/s2 D．通过小圆弧弯道的时间为5.85 s 【答案】AB

【解析】在弯道上做匀速圆周运动时，根据牛顿定律

2vmkmg?m，故当弯道半径 时，在弯道上的最大速度是一定的，且在大弯道上的最大速

rr O′ R L O 度大于小弯道上的最大速度，故要想时间最短，故可在绕过小圆弧弯道后加速，选项A正确；

在大圆弧弯道上的速率为vmR?kgR?2.25?10?90m/s?45m/s，选项B正确； 直道的长度为x?L2?(R?r)2?503m，

在小弯道上的最大速度：vmr?kgr?2.25?10?40m/s?30m/s，

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22vmR?vmr452?302故在在直道上的加速度大小为a? ?m/s2?6.50m/s2，选项C错误；

2x2?503由几何关系可知，小圆弧轨道的长度为

2?r， 32?r2?3.14?40s?2.80s，选项D错误；故选AB． 通过小圆弧弯道的时间为t?3?vmr3?3024.2016年天津卷3、我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是 A、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接

B、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接

C、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接

D、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 【答案】C

【解析】若使飞船与空间站在同一轨道上运行，然后飞船加速，则由于向心力变大，故飞船将脱离原轨道而进入更高的轨道，不能实现对接，选项A错误；若使飞船与空间站在同一轨道上运行，然后空间站减速，则由于向心力变小，故空间站将脱离原轨道而进入更低的轨道，不能实现对接，选项B错误；要想实现对接，可使飞船在比空间试验室半径较小的轨道上加速，然后飞船将进入较高的空间试验室轨道，逐渐靠近空间站后，两者速度接近时实现对接，选项C正确；若飞船在比空间试验室半径较小的轨道上减速，则飞船将进入更低的轨道，从而不能实现对接，选项D错误；故选C.

25.2017年江苏卷5．如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F，小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动，整个过程中，物块在夹子中没有滑动，小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g. 下列说法正确的是 （ D ）

（A）物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2F （B）小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2F

P 2v2L （C）物块上升的最大高度为 夹子

g（D）速度v不能超过(2F?Mg)L

MM v 解析：由题意知，F为夹子与物块间的最大静摩擦力，但在实际运动过程中，夹子与物块间的静摩擦力没有达到最大，故物块向右匀速运动时，绳中的张力等于Mg，不等于2F，A错

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v2误；环碰到钉子时，物块做圆周运动，FT?Mg?M，绳中的张力大于物块的重力Mg，

Lv2当绳中的张力大于2F时，物块将从夹子中滑出，即2F?Mg?M，此时速度

L(2F?Mg)Lv2，故B错误；D正确；物块上升的最大高度为h?，所以C错误。 v?M2g2011-2018年高考真题物理试题分类汇编：匀速圆周运动（解析版） 第（16）页