專題7圓周運(yùn)動（原卷版）-2025年高考物理二輪復(fù)習(xí)培優(yōu)練（新高考用）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁專題7圓周運(yùn)動TOC\o"1-1"\h\u一、圓周運(yùn)動線速度、角速度與轉(zhuǎn)速間的聯(lián)系 2二、向心力與向心加速度 3三、水平轉(zhuǎn)盤上的圓周運(yùn)動 5四、圓錐擺問題 6五、水平面的轉(zhuǎn)彎問題 7六、繩子、桿球類模型及其臨界條件 9七、拱橋和凹橋模型 12專題一圓周運(yùn)動線速度、角速度與轉(zhuǎn)速間的聯(lián)系1．（2024·遼寧·高考真題）“指尖轉(zhuǎn)球”是花式籃球表演中常見的技巧。如圖，當(dāng)籃球在指尖上繞軸轉(zhuǎn)動時，球面上P、Q兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動的（）A．半徑相等 B．線速度大小相等C．向心加速度大小相等 D．角速度大小相等2．（2024·山東·二模）某快遞公司用無人駕駛小車在平直的道路上轉(zhuǎn)運(yùn)貨物，該小車自靜止開始加速到一定速度后勻速行駛，快接近終點(diǎn)時關(guān)閉發(fā)動機(jī)減速行駛。已知關(guān)閉發(fā)動機(jī)前小車的輸出功率不變，整個運(yùn)動過程受到的阻力不變，減速階段的加速度大小恒為a；小車后輪半徑是前輪半徑的2倍，勻速行駛階段后輪的轉(zhuǎn)速為n。則小車在加速階段的加速度大小為2a時前輪的轉(zhuǎn)速為（）A． B． C． D．2n3．（2022·河北·高考真題）如圖，廣場水平地面上同種盆栽緊密排列在以為圓心、和為半徑的同心圓上，圓心處裝有豎直細(xì)水管，其上端水平噴水嘴的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動的角速度均可調(diào)節(jié)，以保障噴出的水全部落入相應(yīng)的花盆中。依次給內(nèi)圈和外圈上的盆栽澆水時，噴水嘴的高度、出水速度及轉(zhuǎn)動的角速度分別用、、和、、表示?；ㄅ璐笮∠嗤?，半徑遠(yuǎn)小于同心圓半徑，出水口截面積保持不變，忽略噴水嘴水平長度和空氣阻力。下列說法正確的是（）A．若，則B．若，則C．若，，噴水嘴各轉(zhuǎn)動一周，則落入每個花盆的水量相同D．若，噴水嘴各轉(zhuǎn)動一周且落入每個花盆的水量相同，則4．（2024·新疆·二模）如圖所示為向心力演示儀，在某次實驗中，將三個完全相同的小球分別置于擋板A、B、C處，已知擋板A、B、C到各自轉(zhuǎn)軸的距離之比為1：2：1。將皮帶置于第二層塔輪上，使得左塔輪與右塔輪的半徑之比為2：1，轉(zhuǎn)動手柄，向心力演示儀穩(wěn)定工作時，下列說法正確的是（

）A．A、B兩處小球運(yùn)動的角速度之比為2：1B．A、B兩處小球所需的向心力之比為1：2C．A、C兩處小球運(yùn)動的角速度之比為4：1D．A、C兩處小球所需的向心力之比為1：4專題二向心力與向心加速度5．（2024·廣東·高考真題）如圖所示，在細(xì)繩的拉動下，半徑為r的卷軸可繞其固定的中心點(diǎn)O在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。卷軸上沿半徑方向固定著長度為l的細(xì)管，管底在O點(diǎn)。細(xì)管內(nèi)有一根原長為、勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，彈簧底端固定在管底，頂端連接質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的插銷。當(dāng)以速度v勻速拉動細(xì)繩時，插銷做勻速圓周運(yùn)動。若v過大，插銷會卡進(jìn)固定的端蓋。使卷軸轉(zhuǎn)動停止。忽略摩擦力，彈簧在彈性限度內(nèi)。要使卷軸轉(zhuǎn)動不停止，v的最大值為（）A． B． C． D．6．（2022·山東·高考真題）無人配送小車某次性能測試路徑如圖所示，半徑為的半圓弧與長的直線路徑相切于B點(diǎn)，與半徑為的半圓弧相切于C點(diǎn)。小車以最大速度從A點(diǎn)駛?cè)肼窂?，到適當(dāng)位置調(diào)整速率運(yùn)動到B點(diǎn)，然后保持速率不變依次經(jīng)過和。為保證安全，小車速率最大為。在段的加速度最大為，段的加速度最大為。小車視為質(zhì)點(diǎn)，小車從A到D所需最短時間t及在段做勻速直線運(yùn)動的最長距離l為（）A．B．C．D．7．（2024·江西·高考真題）雪地轉(zhuǎn)椅是一種游樂項目，其中心傳動裝置帶動轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動。如圖（a）、（b）所示，傳動裝置有一高度可調(diào)的水平圓盤，可繞通過中心O點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動。圓盤邊緣A處固定連接一輕繩，輕繩另一端B連接轉(zhuǎn)椅（視為質(zhì)點(diǎn)）。轉(zhuǎn)椅運(yùn)動穩(wěn)定后，其角速度與圓盤角速度相等。轉(zhuǎn)椅與雪地之間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，不計空氣阻力。（1）在圖（a）中，若圓盤在水平雪地上以角速度勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)椅運(yùn)動穩(wěn)定后在水平雪地上繞O點(diǎn)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動。求與之間夾角的正切值。（2）將圓盤升高，如圖（b）所示。圓盤勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)椅運(yùn)動穩(wěn)定后在水平雪地上繞點(diǎn)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動，繩子與豎直方向的夾角為，繩子在水平雪地上的投影與的夾角為。求此時圓盤的角速度。8．（2022·遼寧·高考真題）2022年北京冬奧會短道速滑混合團(tuán)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(yùn)動員起跑后進(jìn)入彎道前的過程看作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，若運(yùn)動員加速到速度時，滑過的距離，求加速度的大??；（2）如果把運(yùn)動員在彎道滑行的過程看作軌道為半圓的勻速圓周運(yùn)動，如圖所示，若甲、乙兩名運(yùn)動員同時進(jìn)入彎道，滑行半徑分別為，滑行速率分別為，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(yùn)動員先出彎道。專題三水平轉(zhuǎn)盤上的圓周運(yùn)動9．（2024·江蘇·高考真題）制作陶瓷時，在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動的臺面上有一些陶屑。假設(shè)陶屑與臺面間的動摩擦因素均相同，最大靜摩擦力等于滑動摩檫力。將陶屑視為質(zhì)點(diǎn)，則（

）A．離轉(zhuǎn)軸越近的陶屑質(zhì)量越大B．離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)的陶屑質(zhì)量越小C．陶屑只能分布在臺面的邊緣處D．陶屑只能分布在一定半徑的圓內(nèi)10．（2023·福建·高考真題）一種離心測速器的簡化工作原理如圖所示。細(xì)桿的一端固定在豎直轉(zhuǎn)軸上的O點(diǎn)，并可隨軸一起轉(zhuǎn)動。桿上套有一輕質(zhì)彈簧，彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端與套在桿上的圓環(huán)相連。當(dāng)測速器穩(wěn)定工作時，圓環(huán)將相對細(xì)桿靜止，通過圓環(huán)的位置可以確定細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度。已知細(xì)桿長度，桿與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角a始終為，彈簧原長，彈簧勁度系數(shù)，圓環(huán)質(zhì)量；彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小取，摩擦力可忽略不計（1）若細(xì)桿和圓環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，求圓環(huán)到O點(diǎn)的距離；（2）求彈簧處于原長時，細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度大?。唬?）求圓環(huán)處于細(xì)桿末端P時，細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度大小。專題四圓錐擺問題11．（2024·四川成都·二模）如圖所示，A球在輕繩的作用下在豎直面內(nèi)擺動，B球在輕繩的作用下在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。兩小球質(zhì)量相同，均可視為質(zhì)點(diǎn)。連接兩小球的輕繩長度相同，A球輕繩與豎直方向所成的最大角度和B球輕繩與豎直方向所成的夾角均為θ（θ<5°）。下列說法中正確的是（）A．A、B兩球運(yùn)動的周期之比為1∶1B．圖示位置A、B兩球所受輕繩拉力大小之比為C．A球的最大向心力大小與B球的向心力大小之比為D．A球的最大動能與B球的動能之比為12．（2024·江蘇·高考真題）如圖所示，輕繩的一端拴一個蜂鳴器，另一端穿過豎直管握在手中。蜂鳴器在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，緩慢下拉繩子，使蜂鳴器升高到水平面內(nèi)繼續(xù)做勻速圓周運(yùn)動。不計空氣阻力和摩擦力，與升高前相比，蜂鳴器（

）A．角速度不變 B．線速度減小C．向心加速度增大 D．所受拉力大小不變13．（2024·全國·二模）如圖，一圓臺可以繞中心軸旋轉(zhuǎn)，圓臺下底面半徑為1.25m，上底面半徑為0.45m，高為0.6m。圓臺上底面粗糙，側(cè)面光滑，質(zhì)量為的物塊A放置于上底面的圓心處，物塊A與圓臺上底面之間的動摩擦因數(shù)為，質(zhì)量為的物塊B置于側(cè)面與下底面交界處，A與B通過繞過上底面邊緣的光滑定滑輪的輕繩相連，且均可以視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度取。則系統(tǒng)維持該穩(wěn)定狀態(tài)的角速度的最大值為（）A． B． C． D．專題五水平面的轉(zhuǎn)彎問題14．（2024·河北保定·二模）如圖所示，鐵路拐彎處內(nèi)、外軌有一定的高度差，當(dāng)質(zhì)量一定的火車以設(shè)計的速率在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎時，軌道對車輪的支持力大小為，當(dāng)火車以實際速率在此彎道上轉(zhuǎn)彎時，軌道將施于車輪一個與枕木平行的側(cè)壓力F，下列說法正確的是（）A．若，側(cè)壓力F方向由外軌指向內(nèi)軌B．若，側(cè)壓力F方向由內(nèi)軌指向外軌C．若，軌道對車輪的支持力等于D．若，軌道對車輪的支持力大于15．（2024·福建·二模）如圖所示為我國某平原地區(qū)從P市到Q市之間的高鐵線路，線路上，，位置處的曲率半徑分別為r，r、2r。若列車在P市到Q市之間勻速率運(yùn)行，列車在經(jīng)過，，位置處與鐵軌都沒有發(fā)生側(cè)向擠壓，三處鐵軌平面與水平面間的夾角分別為、，。下列說法正確的是（）A．列車依次通過3個位置的角速度之比為1：1：2B．列車依次通過3個位置的向心加速度之比為1：1：2C．3個位置的D．3個位置的內(nèi)外軌道的高度差之比為1：1：216．（2022·福建·高考真題）清代乾隆的《冰嬉賦》用“躄躠”（可理解為低身斜體）二字揭示了滑冰的動作要領(lǐng)。短道速滑世界紀(jì)錄由我國運(yùn)動員武大靖創(chuàng)造并保持。在其創(chuàng)造紀(jì)錄的比賽中，（1）武大靖從靜止出發(fā)，先沿直道加速滑行，前用時。該過程可視為勻加速直線運(yùn)動，求此過程加速度大??；（2）武大靖途中某次過彎時的運(yùn)動可視為半徑為的勻速圓周運(yùn)動，速度大小為。已知武大靖的質(zhì)量為，求此次過彎時所需的向心力大小；（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的大小。（不計空氣阻力，重力加速度大小取，、、、）17．（2025·寧夏陜西·二模）圖（a）是某小河的航拍照片，河道彎曲形成的主要原因之一可解釋為：河道彎曲處的內(nèi)側(cè)與外側(cè)河堤均受到流水重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)，外側(cè)河堤還受到流水沖擊產(chǎn)生的壓強(qiáng)。小河某彎道處可視為半徑為R的圓弧的一部分，如圖（b）所示，假設(shè)河床水平，河水密度為，河道在整個彎道處寬度d和水深h均保持不變，水的流動速度v大小恒定，，忽略流水內(nèi)部的相互作用力。取彎道某處一垂直于流速的觀測截面，求在一極短時間內(nèi)：（均為已知量）(1)通過觀測截面的流水質(zhì)量；(2)流水速度改變量的大??；(3)外側(cè)河堤受到的流水沖擊產(chǎn)生的壓強(qiáng)p。專題六繩子、桿球類模型及其臨界條件18．（2025·廣東·二模）如圖所示有一半徑為豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道，有一質(zhì)量為的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，小球能夠沿著圓軌道做完整的圓周運(yùn)動，則小球在軌道的最低點(diǎn)對軌道的壓力比小球在軌道的最高點(diǎn)對軌道的壓力大（）A． B． C． D．19．（2025·全國·二模）拋石機(jī)是古代交戰(zhàn)的一種兵器，巧妙利用了動能和勢能的轉(zhuǎn)化。為了研究方便，簡化為圖示物理模型，輕桿兩端分別固定質(zhì)量為、的小球A、B，。輕桿可繞水平轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動。到水平地面的高度為，A、B到的距離分別為、?，F(xiàn)將輕桿拉到水平并從靜止釋放，當(dāng)輕桿運(yùn)動到豎直時B脫離輕桿做平拋運(yùn)動，兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn)，不計轉(zhuǎn)軸摩擦及空氣阻力，重力加速度為。求：(1)B脫離輕桿后，A離地面的最大高度；(2)B平拋運(yùn)動的水平射程；(3)B拋出前后瞬間轉(zhuǎn)軸受輕桿的作用力的變化量大小。20．（2022·浙江·高考真題）如圖所示，處于豎直平面內(nèi)的一探究裝置，由傾角=37°的光滑直軌道AB、圓心為O1的半圓形光滑軌道BCD、圓心為O2的半圓形光滑細(xì)圓管軌道DEF、傾角也為37°的粗糙直軌道FG組成，B、D和F為軌道間的相切點(diǎn)，彈性板垂直軌道固定在G點(diǎn)（與B點(diǎn)等高），B、O1、D、O2和F點(diǎn)處于同一直線上。已知可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊質(zhì)量m=0.1kg，軌道BCD和DEF的半徑R=0.15m，軌道AB長度，滑塊與軌道FG間的動摩擦因數(shù)，滑塊與彈性板作用后，以等大速度彈回，sin37°=0.6，cos37°=0.8。滑塊開始時均從軌道AB上某點(diǎn)靜止釋放，（）（1）若釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的長度l=0.7m，求滑塊到最低點(diǎn)C時軌道對其支持力FN的大?。唬?）設(shè)釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的長度為，滑塊第一次經(jīng)F點(diǎn)時的速度v與之間的關(guān)系式；（3）若滑塊最終靜止在軌道FG的中點(diǎn)，求釋放點(diǎn)距B點(diǎn)長度的值。專題七拱橋和凹橋模型21．（2022·全國·高考真題）北京2022年冬奧會首鋼滑雪大跳臺局部示意圖如圖所示。運(yùn)動員從a處由靜止自由滑下，到b處起跳，c點(diǎn)為a、b之間的最低點(diǎn)，a、c兩處的高度差為h。要求運(yùn)動員經(jīng)過c點(diǎn)時對滑雪板的壓力不大于自身所受重力的k倍，運(yùn)動過程中將運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn)并忽略所有阻力，則c點(diǎn)處這一段圓弧雪道的半徑不應(yīng)小于（

）A． B． C． D．22．（2023·廣東·高考真題）人們用滑道從高處向低處運(yùn)送貨物．如圖所示，可看作質(zhì)點(diǎn)的貨物從圓弧滑道頂端點(diǎn)靜止釋放，沿滑道運(yùn)動到圓弧末端點(diǎn)時速度大小為。已知貨物質(zhì)量為，滑道高度為，且過點(diǎn)的切線水平，重力加速度取。關(guān)于貨物從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)的過程，下列說法正確的有（

）

A．重力做的功為 B．克服阻力做的功為C．經(jīng)過點(diǎn)時向心加速度大小為 D．經(jīng)過點(diǎn)時對軌道的壓力大小為23．（