2025年高考物理復(fù)習(xí)分類訓(xùn)練：圓周運動（二）（學(xué)生卷）

專題15圓周運動（二）

28.（2017?浙江）在G20峰會"最憶是杭州”的文化文藝演出中，芭蕾舞演員保持如圖所示姿勢原地旋轉(zhuǎn)，此

時手臂上A、8兩點角速度大小分別為o）2,線速度大小分別為七、%，則（）

)

A.ox<co2B.CD\>co?c.vA<vBD.vA>vB

29.（2018?浙江）A、B兩艘快艇在湖面上做勻速圓周運動（如圖），在相同時間內(nèi)，它們通過的路程之比是

4：3,運動方向改變的角度之比是3：2,則它們（）

A.線速度大小之比為4：3B.角速度大小之比為3：4

C.圓周運動的半徑之比為2：1D.向心加速度大小之比為1：2

30.（2018?浙江）如圖所示，照片中的汽車在水平路面上做勻速圓周運動，已知圖中雙向四車道的總寬度約

為15m,內(nèi)徑75m,假設(shè)汽車受到的最大靜摩擦力等于車重的0.7倍，則運動的汽車

A.所受的合力可能為零

B.只受重力和地面的支持力作用

C.最大速度不能超過25mzs

D.所需的向心力由重力和支持力的合力提供

31.（2017?全國）如圖，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內(nèi)，在大圓環(huán)上套著一個小環(huán)。小

環(huán)由大圓環(huán)的最高點從靜止開始下滑，在小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對它的作用力（)

B.一直做正功

C.始終指向大圓環(huán)圓心

D.始終背離大圓環(huán)圓心

32.（2016?上海）風速儀結(jié)構(gòu)如圖（a）所示.光源發(fā)出的光經(jīng)光纖傳輸，被探測器接收，當風輪旋轉(zhuǎn)時，

通過齒輪帶動凸輪圓盤旋轉(zhuǎn)，當圓盤上的凸輪經(jīng)過透鏡系統(tǒng)時光被擋住.已知風輪葉片轉(zhuǎn)動半徑為廣，每轉(zhuǎn)

動〃圈帶動凸輪圓盤轉(zhuǎn)動一圈.若某段時間加內(nèi)探測器接收到的光強隨時間變化關(guān)系如圖（b）所示，則該

時間段內(nèi)風輪葉片

圖⑹

A.轉(zhuǎn)速逐漸減小，平均速率為孚

Nt

B.轉(zhuǎn)速逐漸減小，平均速率為包竺

△t

C.轉(zhuǎn)速逐漸增大，平均速率為皿

D.轉(zhuǎn)速逐漸增大，平均速率為立

33.（2015?天津）未來的星際航行中，宇航員長期處于完全失重狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，有人設(shè)

想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”，如圖所示.當旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時，宇航員站在旋轉(zhuǎn)

艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時相同大小的支持力.為達到上述目的，下列說法正確的

是

A.旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應(yīng)越大

B.旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應(yīng)越小

C.宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大

D.宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小

三、填空題

34.（2023?上海）假設(shè)月球繞地球做勻速圓周運動的周期為7,月球到地心的距離為廠，則月球的線速度

尸；若已月球的質(zhì)量為相，則地球?qū)υ虑虻囊κ?o

35.（2014?天津）半徑為R的水平圓盤繞過圓心。的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，A為圓盤邊緣上一點，在O的正上

方有一個可視為質(zhì)點的小球以初速度v水平拋出時，半徑方向恰好與v的方向相同，如圖所示，若小球

與圓盤只碰一次，且落在A點，重力加速度為g,則小球拋出時距。的高度為%=_,圓盤轉(zhuǎn)動的角速度大

小為0=_.

36.（2014.上海）動能相等的兩人造地球衛(wèi)星A、B的軌道半徑之比RA：RB=l：2,它們的角速度之比%：%=

,質(zhì)量之比%：%=.

四、解答題

37.（2023?江蘇）“轉(zhuǎn)碟”是傳統(tǒng)的雜技項目，如圖所示，質(zhì)量為機的發(fā)光物體放在半徑為廠的碟子邊緣，雜

技演員用桿頂住碟子中心，使發(fā)光物體隨碟子一起在水平面內(nèi)繞A點做勻速圓周運動。當角速度為g時，

碟子邊緣看似一個光環(huán)。求此時發(fā)光物體的速度大?。ズ褪艿降撵o摩擦力大小人

38.（2022?福建）清代乾隆的《冰嬉賦》用“壁蹙”（可理解為低身斜體）二字揭示了滑冰的動作要領(lǐng)。500m

短道速滑世界紀錄由我國運動員武大靖創(chuàng)造并保持。在其創(chuàng)造紀錄的比賽中，

（1）武大靖從靜止出發(fā)，先沿直道加速滑行，前8m用時2s。該過程可視為勻加速直線運動，求此過程加

速度大?。?/p>

（2）武大靖途中某次過彎時的運動可視為半徑為10m的勻速圓周運動，速度大小為14m/s。已知武大靖的

質(zhì)量為73kg,求此次過彎時所需的向心力大??；

（3）武大靖通過側(cè)身來調(diào)整身體與水平冰面的夾角，使場地對其作用力指向身體重心而實現(xiàn)平穩(wěn)過彎，如

圖所示。求武大靖在（2）問中過彎時身體與水平面的夾角6的大小。（不計空氣阻力，重力加速度大小取

10m/s2,tan22°=0.40>tan27°=0.51>tan32°=0.62tan37°=0.75）

39.（2022?遼寧）2022年北京冬奧會短道速滑混合團體2000米接力決賽中，我國短道速滑隊奪得中國隊在

本屆冬奧會的首金。

（1）如果把運動員起跑后進入彎道前的過程看作初速度為零的勻加速直線運動，若運動員加速到速度

v=9m/s時，滑過的距離x=15m,求加速度的大??；

（2）如果把運動員在彎道滑行的過程看作軌道為半圓的勻速圓周運動，如圖所示，若甲、乙兩名運動員同

時進入彎道，滑行半徑分別為%=8m、R乙=9m,滑行速率分別為喔=10m/s、v「llm/s,求甲、乙過

彎道時的向心加速度大小之比，并通過計算判斷哪位運動員先出彎道。

40.（2022.浙江）如圖所示，處于豎直平面內(nèi)的一探究裝置，由傾角a=37。的光滑直軌道48、圓心為。/的

半圓形光滑軌道8。、圓心為。2的半圓形光滑細圓管軌道。ER傾角也為37。的粗糙直軌道FG組成，B、

。和E為軌道間的相切點，彈性板垂直軌道固定在G點(與8點等高)，B、Ch、D、02和尸點處于同一直

線上。已知可視為質(zhì)點的滑塊質(zhì)量機=0.1kg,軌道和。EF的半徑R=0.15m,軌道AB長度a=3m,

7

滑塊與軌道FG間的動摩擦因數(shù)〃=g,滑塊與彈性板作用后，以等大速度彈回，sin37o=0.6,cos37o=0.8。

o

滑塊開始時均從軌道AB上某點靜止釋放，(g=10m/s2)

(1)若釋放點距3點的長度/=0.7m,求滑塊到最低點C時軌道對其支持力打的大??；

(2)設(shè)釋放點距8點的長度為4,滑塊第一次經(jīng)廠點時的速度v與4之間的關(guān)系式；

(3)若滑塊最終靜止在軌道FG的中點，求釋放點距B點長度/,的值。

41.(2021?湖北)如圖所示，一圓心為。、半徑為R的光滑半圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，其下端與光滑水

平面在。點相切。在水平面上，質(zhì)量為機的小物塊A以某一速度向質(zhì)量也為機的靜止小物塊B運動。A、

B發(fā)生正碰后，B到達半圓弧軌道最高點時對軌道壓力恰好為零，A沿半圓弧軌道運動到與。點等高的C

點時速度為零。已知重力加速度大小為g,忽略空氣阻力。

(1)求B從半圓弧軌道飛出后落到水平面的位置到。點的距離；

(2)當A由C點沿半圓弧軌道下滑到。點時，。。與。。夾角為仇求此時A所受力對A做功的功率；

(3)求碰撞過程中A和B損失的總動能。

42.(2020?江蘇)如圖所示，鼓形輪的半徑為R,可繞固定的光滑水平軸。轉(zhuǎn)動。在輪上沿相互垂直的直徑

方向固定四根直桿，桿上分別固定有質(zhì)量為根的小球，球與。的距離均為2R。在輪上繞有長繩，繩上懸掛

著質(zhì)量為M的重物。重物由靜止下落，帶動鼓形輪轉(zhuǎn)動。重物落地后鼓形輪勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度為。。

繩與輪之間無相對滑動，忽略鼓形輪、直桿和長繩的質(zhì)量，不計空氣阻力，重力加速度為g。求：

(1)重物落地后，小球線速度的大小V；

(2)重物落地后一小球轉(zhuǎn)到水平位置A,此時該球受到桿的作用力的大小F；

⑶重物下落的高度鼠

43.(2020?天津)長為/的輕繩上端固定，下端系著質(zhì)量為叫的小球4處于靜止狀態(tài)。A受到一個水平瞬

時沖量后在豎直平面內(nèi)做圓周運動，恰好能通過圓周軌跡的最高點。當A回到最低點時，質(zhì)量為丐的小球

8與之迎面正碰，碰后A、8粘在一起，仍做圓周運動，并能通過圓周軌跡的最高點。不計空氣阻力，重力

加速度為g,求

(1)A受到的水平瞬時沖量/的大小；

(2)碰撞前瞬間B的動能穌至少多大？

44.(2020?浙江)小明將如圖所示的裝置放在水平地面上，該裝置由弧形軌道、豎直圓軌道、水平直軌道A3

和傾角6=37°的斜軌道BC平滑連接而成。質(zhì)量加=0.1kg的小滑塊從弧形軌道離地高H=l.Om處靜止釋放。

己知尺=0.2m,LAB=ZBC=1.0m,滑塊與軌道A3和間的動摩擦因數(shù)均為〃=025,弧形軌道和圓軌道均

可視為光滑，忽略空氣阻力。

(1)求滑塊運動到與圓心O等高的。點時對軌道的壓力；

(2)通過計算判斷滑塊能否沖出斜軌道的末端C點；

(3)若滑下的滑塊與靜止在水平直軌道上距A點x處的質(zhì)量為2祖的小滑塊相碰，碰后一起運動，動摩擦因數(shù)

仍為0.25,求它們在軌道3C上到達的高度〃與x之間的關(guān)系。(碰撞時間不計，sin37°=0.6,cos37°=0.8)

45.(2019?天津)完全由我國自行設(shè)計、建造的國產(chǎn)新型航空母艦已完成多次海試，并取得成功.航母上的

艦載機采用滑躍式起飛，故甲板是由水平甲板和上翹甲板兩部分構(gòu)成，如圖1所示.為了便于研究艦載機

的起飛過程，假設(shè)上翹甲板是與水平甲板相切的一段圓弧，示意如圖2,A3長乙=150m,8C水

平投影4=63m,圖中C點切線方向與水平方向的夾角6=12°(sinl2。=0.21).若艦載機從A點由靜止開

始做勻加速直線運動，經(jīng)t=6s到達8點進入3C.已知飛行員的質(zhì)量加=60kg,g=10m/s2,求

圖1圖2

（1）艦載機水平運動的過程中，飛行員受到的水平力所做功W;

（2）艦載機剛進入BC時，飛行員受到豎直向上的壓力取多大.

46.（2018?浙江）如圖所示，一軌道由半徑為2根的四分之一豎直圓弧軌道AB和長度可以調(diào)節(jié)的水平直軌

道BC在B點平滑連接而成.現(xiàn)有一質(zhì)量為0.2像的小球從A點無初速度釋放，經(jīng)過圓弧上的3點時，傳感

器測得軌道所受壓力大小為3.6N,小球經(jīng)過8C段所受阻力為其重力的0.2倍，然后從C點水平飛離軌道，

落到水平面上的尸點，尸、C兩點間的高度差為3.2根?小球運動過程中可以視為質(zhì)點，且不計空氣阻力.

A

\7/Rr=2mG

h=3.2m

1____________P_____

（1）求小球運動至B點的速度大小以及小球在圓弧軌道上克服摩擦力所做的功；

（2）為使小球落點P與B點的水平距離最大，求8c段的長度；

（3）小球落到P點后彈起，與地面多次碰撞后靜止.假設(shè)小球每次碰撞機械能損失75%,碰撞前后速度方

向與地面的夾角相等.求小球從C點飛出后靜止所需的時間.

47.（2017?浙江）如圖1所示，游樂場的過山車可以底朝上在豎直圓軌道上運行，可抽象為圖2的模型。傾

角為45。的直軌道A3、半徑R=10m的光滑豎直圓軌道和傾角為37。的直軌道ER分別通過水平光滑銜接軌

道8C、平滑連接，另有水平減速直軌道FG與平滑連接，E、G間的水平距離/=40m。現(xiàn)有質(zhì)量%=500kg

的過山車，從高/?=40m的A點靜止下滑，經(jīng)8CDCE7最終停在G點，過山車與軌道A3、所的動摩擦因

數(shù)均為4=0.2,與減速直軌道尸G的動摩擦因數(shù)均為〃2=。75,過山車可視為質(zhì)點，運動中不脫離軌道,

（1）過山車運動至圓軌道最低點C時的速度大??；

（2）過山車運動至圓軌道最高點。時對軌道的作用力;

(3)減速直軌道尸G的長度x。(已知sin370=0.6,cos37。=0.8)

48.(2018?全國)如圖，在豎直平面內(nèi)，一半徑為R的光滑圓弧軌道A8C和水平軌道融在A點相切。BC

3

為圓弧軌道的直徑。。為圓心，0A和之間的夾角為a,sin?=j,一質(zhì)量為優(yōu)的小球沿水平軌道向右

運動，經(jīng)A點沿圓弧軌道通過C點，落至水平軌道；在整個過程中，除受到重力及軌道作用力外，小球還

一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C點所受合力的方向指向圓心，且此時小球?qū)壍赖膲毫η『脼?/p>

零。重力加速度大小為g。求：

(1)水平恒力的大小和小球到達C點時速度的大?。?/p>

(2)小球到達A點時動量的大??；

(3)小球從C點落至水平軌道所用的時間。

49.(2015?廣東)如圖所示，一條帶有圓軌道的長軌道水平固定，圓軌道豎直，底端分別與兩側(cè)的直軌道相

切，半徑R=