《2026年高中必刷题高中物理必修第二册人教版》

1. [甘肃天水一中2024高一下月考]图甲为游乐场中一种叫作“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的魔盘上，当魔盘转速增大到一定值时，游客就会滑向魔盘边缘，其装置可以简化为图乙。若魔盘转速缓慢增大，则游客在滑动之前(B)


A.受到魔盘的支持力缓慢增大
B.受到魔盘的摩擦力缓慢增大
C.受到的合外力大小不变
D.受到魔盘的作用力大小不变

答案：
1.B　[解析]对游客受力分析如图所示，分别沿水平和竖直方向列方程，水平方向$f_{x}-N_{x}=m\omega^{2}r$，竖直方向$f_{y}+N_{y}=mg$，则随着魔盘转速缓慢增大，游客需要的向心力增大，但必须保证竖直方向受力平衡，因为重力不变，则$f、N$两个力只能一个增大一个减小，结合水平方向方程，只能$f$增大，$N$减小，故A错误，B正确；滑动之前，游客在竖直方向受力平衡，水平方向的向心力由合外力提供，随着转速缓慢增大，需要的向心力增大，即合外力增大，故C错误；游客受到魔盘的支持力和摩擦力的合力，即为游客受到魔盘的作用力，将其在水平和竖直方向正交分解，竖直方向的分力与重力等大反向，保持不变，水平方向的分力提供向心力，随着转速缓慢增大而增大，所以游客受到魔盘的作用力缓慢增大，故D错误.
　　　　　　　　　　　　　　

2. [江西宜春2024高二上检测]如图所示，在水平转台上放置有质量之比为$2:1$的滑块$P$和$Q$(均视为质点)，它们与转台之间的动摩擦因数之比$\mu_P:\mu_Q = 2:1$；$P$到转轴$OO'$的距离为$r_P$，$Q$到转轴$OO'$的距离为$r_Q$，且$r_P:r_Q = 1:2$，转台绕转轴$OO'$匀速转动，转动过程中，两滑块始终相对转台静止。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为$g$，下列说法正确的是(C)


A.$P$所受的摩擦力比$Q$所受的摩擦力大
B.$P$、$Q$的线速度大小相等
C.若转台转动的角速度缓慢增大，则$Q$一定比$P$先开始滑动
D.若转台转动的角速度缓慢增大，则在任一滑块滑动前，$P$能达到的最大向心加速度为$\mu_Pg$

答案： 2.C　[解析]根据题意可知，$P、Q$随转台转动，它们的角速度相同，设为$\omega$，由公式$v = \omega r$可得$v_{p}:v_{Q}=1:2$，$P、Q$所需要的向心力由静摩擦力提供，则有$f = m\omega^{2}r$，可得$\frac{f_{P}}{f_{Q}}=\frac{m_{P}r_{P}}{m_{Q}r_{Q}}=\frac{1}{1}$，故A、B错误；由于最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则有$f_{m}=\mu mg$，可得$\frac{f_{Pm}}{f_{Qm}}=\frac{\mu_{P}m_{P}}{\mu_{Q}m_{Q}}=\frac{4}{1}$，可知$P$的最大静摩擦力大于$Q$的，由于$P$所受的静摩擦力等于$Q$所受的静摩擦力，若转台转动的角速度缓慢增大，则$Q$一定比$P$先开始滑动，开始滑动时，两滑块受到的摩擦力大小均为$f_{i}= \mu_{Q}m_{Q}g$，$P$能达到的最大向心加速度为$a_{m}=\frac{f_{i}}{m_{P}}=\frac{1}{4}\mu_{P}g$，故D错误，C正确.

3. [江苏扬州中学2025检测](多选)如图所示，在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为$m$的$A$、$B$两个物块(可视为质点)，$A$和$B$距轴心$O$的距离分别为$r_A=R$、$r_B = 2R$，且$A$、$B$与转盘之间的最大静摩擦力都是$f_m$，两物块随着圆盘转动始终与圆盘保持相对静止。则圆盘转动的角速度从$0$逐渐缓慢增大的过程中，下列说法正确的是(AC)


A.$B$所受合外力大于$A$所受合外力
B.$A$受到的摩擦力一直指向圆心
C.$B$受到的摩擦力一直指向圆心
D.$A$、$B$两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为$\sqrt{\dfrac{f_m}{mR}}$

答案：
3.AC
模型构建　　圆盘转动模型(两物体在转轴两侧)
在$m_{A}=m_{B}、\mu_{A}=\mu_{B}、r_{A}＜r_{B}$的条件下，当$B$受到的摩擦力达到最大静摩擦力后，随着转速的增大，物体$A$的静摩擦力先减小再反向增大直到整体发生滑动.整体即将滑动时，两物体的摩擦力均达到最大，且两物体向同一方向滑动.
[解析]由于$A、B$都做匀速圆周运动，合力提供向心力，根据牛顿第二定律得$F = m\omega^{2}r$，角速度相等，$B$的转动半径较大，所需向心力较大，故所受合力较大，故A正确；由于最初圆盘转动角速度较小，$A、B$随圆盘做圆周运动所需向心力较小，可由$A、B$与盘面间静摩擦力提供，静摩擦力均指向圆心，由于$B$所需向心力较大，当$B$与盘面间静摩擦力达到最大值时(此时$A$与盘面间静摩擦力还没有达到最大)，若继续增大转速，则$B$有离心趋势，而拉紧细线，使细线上出现张力，转速越大，细线上张力越大，当$A$与盘面间静摩擦力也达到最大时，$A、B$将开始滑动，由于细线拉力作用，$A$将靠近圆心，所以$A$受到的摩擦力先指向圆心，后背离圆心，而$B$受到的摩擦力一直指向圆心，故B错误，C正确；$A、B$与圆盘恰好保持相对静止时，根据牛顿第二定律，对$A$有$T - f_{m}=m\omega_{m}^{2}R$，对$B$有$T + f_{m}=m\omega_{m}^{2}×2R$，联立得$A、B$两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为$\omega_{m}=\sqrt{\frac{2f_{m}}{mR}}$，故D错误.
　　　　　　　　　　　　　　

4. [河北张家口2025高一下检测]如图所示，倾角为$37°$的光滑斜面固定在水平地面上，长度为$L$的细线一端与小球相连，另一端穿入小孔$O$与力传感器(位于斜面体内部)连接。小球从某一位置(细线处于拉直状态)由静止释放后摆下，到达最低点时力传感器的示数是小球重力的$1.8$倍。现在$O$点的下方钉一个钉子$P$($O$、$P$连线与斜面底边垂直)，小球从相同位置(细线处于拉直状态)由静止释放后摆下，细线所能承受的最大拉力是小球重力的$3$倍，钉子和小球均可视为质点，不计空气阻力和细线与钉子相碰时的能量损失，$\sin37° = 0.6$，$\cos37° = 0.8$。下列说法正确的是(C)


A.当细线碰到钉子的瞬间，小球的线速度突然增大
B.当细线碰到钉子的瞬间，小球的角速度保持不变
C.为使细线不被拉断，$OP$之间距离可能是$\dfrac{1}{3}L$
D.为使细线不被拉断，$OP$之间距离可能是$\dfrac{2}{3}L$

答案：
4.C
题图剖析
　　　　　　
[解析]不计细线与钉子相碰时的能量损失，当细线碰到钉子的瞬间，小球的线速度保持不变，由$v = \omega r$，由于半径变小，可知角速度突然增大，$A、B$错误；设小球运动到最低点时的速度为$v$，未钉钉子时，由牛顿第二定律得$F_{1}-mg\sin37^{\circ}=\frac{mv^{2}}{L}$，其中$F_{1}=1.8mg$，钉钉子后，由牛顿第二定律得$F_{2}-mg\sin37^{\circ}=\frac{mv^{2}}{L - OP}$，由题意知$F_{2}\leq3mg$，可得$OP\leq\frac{1}{2}L$，故C正确，D错误.