2023年高考物理全国甲卷真题变式分层精准练：第4题

试卷更新日期：2023-06-12 类型：二轮复习

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一、原题

1. 一质点做匀速圆周运动，若其所受合力的大小与轨道半径的n次方成正比，运动周期与轨道半径成反比，则n等于（）

A、1 B、2 C、3 D、4

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二、基础

2. 第24届冬奥会于2022年2月4日在北京开幕，花样滑冰为其中 15个比赛项目之一。假设花样滑冰运动员保持如图所示姿势原地旋转，此时手臂上A、B两点的角速度大小分别为 $ω_{A}$ 、 $ω_{B}$ ，线速度大小分别为 $v_{A}$ 、 $v_{B}$ ，下列选项正确的是（）

A、 $ω_{A} < ω_{B}$ B、 $ω_{A} > ω_{B}$ C、 $v_{A} < v_{B}$ D、 $v_{A} > v_{B}$

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3. 如图为小区门禁道闸，道闸匀速转动抬起的过程，对杆上的某点，以下物理量中不变的是（）

A、线速度 B、角速度 C、加速度 D、向心力

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4. 如图所示，做匀速圆周运动的摩天轮上有A，B两点，它们到圆心O点的距离OA>OB，则在转动过程中（）

A、A，B两点的线速度大小相同 B、A，B两点的线速度方向相同 C、A，B两点的角速度大小相同 D、A，B两点的向心加速度大小相等

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5. 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

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6. 如图所示，广州塔摩天轮位于塔顶450米高空处，摩天轮由16个“水晶”观光球舱组成，沿着倾斜的轨道做匀速圆周运动，则坐在观光球舱中的某游客（）

A、动能不变 B、合外力不变 C、线速度不变 D、机械能守恒

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三、巩固

7. 如图所示，照片中的汽车做匀速圆周运动通过水平弯道，假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.6倍，水平弯道路面的半径为150m， $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ，则该汽车（）

A、受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 B、所受的作用力的合力可能为零 C、在做匀速圆周运动时，速度不变 D、最大速度不能超过30m/s

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8. 如图所示，照片中的汽车在水平环形公路上做匀速圆周运动，已知图中双向四车道的总宽度为 $15 m$ ，内车道内边缘间最远的距离为 $150 m$ ．假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍．g取 $10 m / s^{2}$ ，则汽车（）

A、圆周运动过程中速度不变 B、受的合力可能为零 C、所需的向心力可能由重力和支持力的合力提供 D、最大速度不能超过 $3 \sqrt{70} m / s$

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9. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为 $h$ ，下列说法中正确的是（　　）

A、 $h$ 越高，摩托车对侧壁的压力将越大 B、 $h$ 越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大 C、 $h$ 越高，摩托车做圆周运动的周期将越小 D、 $h$ 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大

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10. 在2022年2月5日北京冬奥会上，我国选手夺得短道速滑混合团体接力奥运冠军！短道速滑比赛中运动员的最后冲刺阶段如图所示，设甲、乙两运动员在水平冰面上恰好同时到达虚线 $P Q$ ，然后分别沿半径为 $r_{1}$ 和 $r_{2} (r_{2} > r_{1})$ 的滑道做匀速圆周运动，运动半个圆周后匀加速冲向终点线。假设甲、乙两运动员质量相等，他们做圆周运动时所受向心力大小相等，直线冲刺时的加速度大小也相等。下列判断中正确的是（）

A、在做圆周运动时，甲先完成半圆周运动 B、在直线加速阶段，甲、乙所用的时间相等 C、在冲刺时，甲、乙到达终点线时的速度相等 D、在直线加速阶段，甲滑行的平均速度大于乙滑行的平均速度

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11. 某一水平公路的转弯处如图所示，该单行道有1和2两条道，两辆相同的小汽车，在弯道1和弯道2上以相同的速率绕同一圆心做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A、沿弯道1运动的小汽车所需的向心力较大 B、沿弯道1运动的小汽车的角速度较小 C、在相同时间内，沿弯道1运动的小汽车转过的角度较小 D、若两辆小汽车的速率都增大，则沿弯道2运动的小汽车更容易发生侧滑

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四、提升

12. 如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。下列说法正确的是（）

A、安装时A端比B端更远离圆心 B、高速旋转时，重物由于受到离心力的作用拉伸弹簧从而使触点接触，电路导通，LED灯发光 C、增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光 D、匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光

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13. 如图所示，完全相同的两车在水平面同心圆弧道路上转弯，甲行驶在内侧、乙行驶在外侧，它们转弯时速度大小相等，则两车在转弯时，下列说法正确的是（）

A、角速度 $ω_{甲} = ω_{乙}$ B、向心加速度a_甲>a_乙 C、地面对车的径向摩擦力f_甲＜f _乙 D、若两车转弯速度过大，则乙车更容易发生侧滑

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14. 空间站中完全失重状态下的有趣现象有时也会给航天员带来麻烦。在一些科幻作品中将空间站设计成如图所示的环形连接体，通过绕中心旋转来制造“人造重力”效果，航天员可以正常站立，就好像有“重力”使他与接触面相互挤压。下列关于这个环形空间站的说法正确的是（）

A、“人造重力”的方向指向环的中心 B、空间站的环半径越大，要制造与地表一样的重力转动的角速度越大 C、环形空间站转动越快，相邻舱体间的拉力越大 D、空间站中沿半径方向越往外，“人造重力加速度”越小

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15. 在东北严寒的冬天，有一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景。如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间，其示意图为图乙。假设泼水过程中杯子的运动看成匀速圆周运动，人在 $0 .5s$ 内把杯子旋转了 $210 °$ 。下列说法不正确的是（　　）

A、P位置的小水珠速度方向沿2方向 B、杯子在P位置时的向心加速度方向沿 $P O$ 方向 C、杯子在旋转时的角速度大小为 $\frac{7π}{3} rad/s$ D、杯子在旋转时的线速度大小约为 $\frac{14}{3} πm/s$

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