《2026年高中必刷题高中物理必修第二册人教版》

5. 如图所示的四幅图，可以在绕地球做匀速圆周运动的“天宫二号”舱内完成的是(D)


A.如图甲，用台秤称量重物的质量
B.如图乙，用水杯喝水
C.如图丙，用沉淀法将水与沙子分离
D.如图丁，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动

答案： 5.D　[解析]重物处于完全失重状态，对台秤的压力为零，无法通过台秤称量重物的质量，A错误；水杯中的水处于完全失重状态，不会因重力而流入嘴中，B错误；沙子处于完全失重状态，不能通过沉淀法与水分离，C错误；小球处于完全失重状态，给小球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动，D正确.
关键点拨 做匀速圆周运动的飞船内的任何物体都处于完全失重状态，故一切与重力有关的测量仪器都不能使用.需要注意的是飞船内的物体仍然受地球的引力，只是引力全部用来充当向心力，物体之间的弹力等于零.

6. 关于离心运动，下列说法中正确的是(D)

A.物体突然受到离心力的作用，将做离心运动
B.做匀速圆周运动的物体，当提供的向心力突然变大时将做离心运动
C.做匀速圆周运动的物体，只要提供的向心力的数值发生变化，就将做离心运动
D.做匀速圆周运动的物体，当提供的向心力突然消失或变小时将做离心运动

答案： 6.D　[解析]物体做不做离心运动取决于合外力提供的向心力与物体所需向心力的大小关系，只有当提供的向心力小于所需要的向心力时，物体才做离心运动，做离心运动的物体并没有受到所谓的离心力的作用，离心力没有施力物体，所以离心力并不存在，故D正确.

7. [山东菏泽2025高一下期中]滚筒洗衣机脱水时，筒在竖直面内做匀速圆周运动，筒壁有很多漏水孔，脱水时衣物上的水从漏水孔中被甩出，从而达到脱水目的.已知筒的半径r=0.5m，潮湿衣物的质量m=3kg，脱水时，衣物随筒一起做匀速圆周运动，且受到筒壁最大作用力为9/4mg，a、b分别是衣物运动过程的最高点和最低点，如图所示.已知重力加速度g=10m/s²，则衣物(C)


A.脱水的原因是因为受到离心力作用
B.运动到最高点a时，脱水效果最好
C.运动的角速度大小为5rad/s
D.通过与圆心等高点时对滚筒的作用力大小为37.5N

答案： 7.C　[解析]脱水的原因是水受到的合力小于所需的向心力，A错误；衣物在竖直面内做圆周运动，当衣物运动到最低点$b$时，向心加速度方向为竖直向上，处于超重状态，由合外力提供向心力可知，衣物在$b$点受到筒壁的作用力最大，脱水效果最好，B错误；在最低点时，衣物受到筒壁的作用力最大，根据牛顿第二定律有$F_{N} - mg = m\omega^{2}r$，解得$\omega = 5rad/s$，C正确；衣物通过与圆心等高点时向心力大小为$F_{n} = m\omega^{2}r = 37.5N$，即滚筒对衣物水平方向的分力大小为37.5N，则滚筒对衣物的作用力大小为$F = \sqrt{F_{N}^{2} + (mg)^{2}} \approx 48N$，结合牛顿第三定律可知，衣物对滚筒的作用力大小为48N，D错误.

8. [湖北八校2025高一下联考]如图甲所示为用智能呼啦圈锻炼的情景.腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿过轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳，其模型简化如图乙所示.已知配重质量为0.5kg，绳长为0.4m，悬挂点到腰带中心的距离为0.2m.水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重做水平匀速圆周运动，计数器显示在1min内圈数为120，此时绳子与竖直方向夹角为θ.配重运动过程中腰带可视为静止不动，g=10m/s²，sin37°=0.6，下列说法正确的是(B)


A.匀速转动时，配重受到的合力恒定不变
B.若增大转速，腰受到腰带的弹力变大
C.配重的角速度是120rad/s
D.θ为37°

答案：
8.B　[解析]匀速转动时，配重受到的合力提供配重做匀速圆周运动的向心力，其大小不变，但方向时刻变化，故配重受到的合力改变，故A错误；以配重为研究对象，受到重力和拉力，设配重的质量为$m$，如图1所示，竖直方向根据平衡条件可得$F_{T}\cos\theta = mg$，水平方向由牛顿第二定律可得$F_{n} = mg\tan\theta = m(2\pi n)^{2}r$，其中$r = L\sin\theta + r_{0}$，转速增大，配重做圆周运动所需的向心力增大，分析可知$\theta$增大，$F_{T}$增大，设腰带的质量为$M$，对腰带进行受力分析如图2所示，水平方向根据平衡条件可得$N = F_{T}'\sin\theta$，又$F_{T}' = F_{T}$，若增大转速，$F_{T}'$和$\theta$都增大，则腰带受到腰的弹力变大，根据牛顿第三定律可知，腰受到腰带的弹力变大，故B正确；计数器显示在$1min$内圈数为120，可得周期为$T = \frac{1}{120}min = \frac{60}{120}s = 0.5s$，角速度$\omega = \frac{2\pi}{T} = \frac{2\pi}{0.5}rad/s = 4\pi rad/s$，故C错误；根据图1结合牛顿第二定律可得$mg\tan\theta = m\omega^{2}r$，而配重做圆周运动的半径为$r = r_{0} + L\sin\theta$，计算可知$\theta$不等于$37^{\circ}$，故D错误.

9. 教材变式(多选)如图所示是自行车场地赛中一段半径为R的圆弧赛道(忽略道路宽度)，赛道路面与水平面间的夹角为θ，不考虑空气阻力，自行车与骑手总质量为m，两者一起在该路段做速度为v的匀速圆周运动.路面与自行车车轮之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，若自行车与赛道之间没有相对滑动，则对于骑手和自行车组成的系统，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法中正确的是(ABD)


A.若v=$\sqrt {gRtanθ}$，则系统向心力由重力与支持力的合力提供
B.若v＞$\sqrt {gRtanθ}$，则系统受到来自赛道路面的摩擦力沿赛道路面指向内侧
C.系统的最大速度为$\sqrt {gR·\frac {μsinθ+cosθ}{μcosθ−sinθ}}$
D.系统的最大速度为$\sqrt {gR·\frac {sinθ+μcosθ}{cosθ−μsinθ}}$

答案： 9.ABD　[解析]当系统向心力由重力与支持力的合力提供时，有$mg\tan\theta = m\frac{v^{2}}{R}$，解得$v = \sqrt{gR\tan\theta}$，A正确；若$v ＞ \sqrt{gR\tan\theta}$，则自行车有向外滑动的趋势，所以系统受到来自赛道路面的摩擦力沿赛道路面指向内侧，B正确；系统即将向外滑动时，速度最大，有$N\cos\theta = f\sin\theta + mg$，$N\sin\theta + f\cos\theta = m\frac{v_{m}^{2}}{R}$，$f = \mu N$，解得$v_{m} = \sqrt{gR · \frac{\sin\theta + \mu\cos\theta}{\cos\theta - \mu\sin\theta}}$，C错误，D正确.
教材变式本题由教材P42第7题演变而来.教材考查了运动员以某一速度做匀速圆周运动时自行车所受摩擦力的大小和方向，本题延伸考查了系统的最大速度.