資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
高中物理2025高考二模三模沖刺分項解析
專題6 圓周運動
1. （江西省重點中學盟校2024—2025年高三第二次聯考）波輪洗衣機中的脫水筒（如圖所示）在脫水時，衣服緊貼在筒壁上在水平面內做勻速圓周運動。某洗衣機的有關規格如下表所示。在運行脫水程序時，有一質量的硬幣被甩到桶壁上，隨桶壁一起做勻速圓周運動，g取。則桶壁對它的彈力的大小約為（　　）
型號 XX
額定電壓、頻率 ~220V、50Hz
額定脫水功率 225W
質量 31kg
脫水轉速 600r/min
脫水筒尺寸 直徑300mm，高370mm
外形尺寸 長555mm，寬510mm，高870mm
A. 90N B. 3.6N C. 0.09N D. 0.06N
2. （深圳市高級中學高中園2025屆高三下學期第三次模擬考試）如圖所示，千架無人機排列成多個圓圈做勻速圓周運動。無人機攜帶的煙花被點燃釋放，似流星墜落人間。下列說法正確的是（　　）
A. 點燃后的煙花下落做自由落體運動
B. 觀察無人機的飛行姿態時，可將無人機視為質點
C. 點燃煙花前做勻速圓周運動無人機所受的合外力不變
D. 點燃煙花前做勻速圓周運動的無人機運動一周，其所受合外力的沖量為零
3. （2024~2025學年度蘇錫常鎮四市高三教學情況調研（二）） 豎直平面內有一L型光滑細桿，桿上套有相同的小球A、B。現讓桿繞過底部O點所在的豎直軸勻速轉動，兩小球A、B在桿上穩定時，其相對位置關系可能正確的是（　　）
A. B.
C. D.
4. (浙江諸暨市2025年5月高三適應性考試試題)如圖所示，兩根長均為L的輕繩a和b固定在質量為m的小球上，輕繩a的另一端固定在天花板上的A點，AB為豎直線，輕繩b的另一端系有輕質小環c，小環c套在豎直光滑桿CD上。情境一：豎直桿CD緩慢右移，使輕繩a與豎直方向夾角為37°；情境二：豎直桿CD繞豎直線AB做勻速圓周運動，使輕繩a與豎直方向夾角為37°。已知小球可看作質點，sin37°=0.6。下列說法正確的是（　　）
A. 在情境一中，輕繩a對小球的拉力大小為mg
B. 在情境一中，輕繩b對小球的拉力大小為
C. 在情境二中，轉動轉速越大，輕繩a對小球的拉力越大
D. 在情境二中，轉動角速度為，輕繩b對小球的拉力為0
5. （海淀區2024-2025學年第二學期期末練習）某同學用如圖所示的實驗裝置測量當地的重力加速度。不可伸長的輕繩一端固定于A點，另一端系一小球，使其在水平面內繞O點做勻速圓周運動，已測出小球轉過n圈所用的時間t。下列說法正確的是（ ）
A. 為達成實驗目的，僅需再測量小球做圓周運動的半徑
B. 為達成實驗目的，僅需再測量輕繩的繩長
C. 為達成實驗目的，僅需再測量A點到O點的豎直高度
D. 若誤將圈記作n圈，則重力加速度的測量值偏小
6. （海淀區2024-2025學年第二學期期末練習）如圖1所示，“冰坑挑戰”需要挑戰者先進入一個坡面與水平面夾角為、半徑為R的倒圓錐型冰坑，然后嘗試從其中離開。方式甲——挑戰者沿著如圖2甲所示坡面向上走或爬的方式，很難離開冰坑，通常還是會滑回坑底。方式乙——挑戰者沿著如圖2乙所示的螺旋線方式跑動多圈后，最終可以成功離開冰坑。已知挑戰者的質量為m，其與冰面的動摩擦因數為，重力加速度為g。為了討論方便，假定滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小相等；方式乙中人的跑動半徑r緩慢增大，每一圈的軌跡都可近似為與水平地面平行的圓。下列說法正確的是（ ）
A. 在方式甲中，一定滿足關系式
B. 在方式甲和方式乙中，挑戰者受到的最大靜摩擦力大小不同
C. 在方式乙中，可利用求得每圈的最小速度
D. 在方式乙中，挑戰者離開冰坑做的功至少為
7. （2025年4月山東濟南聯考）如圖所示，輕桿OA、輕桿AB與小球、小環通過鉸鏈連接，O端用鉸鏈固定在豎直轉軸上，小環套在轉軸上。開始時小環靜止在轉軸底部，轉動該裝置并緩慢增大轉速，小環緩慢上升。已知小球和小環的質量均為m，輕桿長度均為L，轉軸上O端與水平面之間的距離為，忽略一切摩擦和空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是（　　）
A. 開始時小環對水平面的壓力大小為
B. 開始時小環對水平面的壓力大小為
C. 小環上升到與O端之間的距離為L時，小球的動能為
D. 小環上升到與O端之間的距離為L時，小球的動能為
8.（2025年4月深圳名校聯考）自行車腳踏板上有a、b、c三點，b在踏板轉軸上，a、c分別位于踏板左右邊緣，如圖所示。現自行車曲柄繞著牙盤轉軸勻速旋轉，腳踏板始終保持水平。以自行車為參照物，關于a、b、c三點圓周運動的半徑r、線速度大小v、角速度、向心加速度大小a，下列說法正確的是
A. B. C. D.
9．（11分）（2025年4月浙江名校聯考）如圖示“雪地轉轉”是北方小朋友在冬季經常玩的一種游戲，乘坐雪圈繞軸在水平雪地上勻速轉動，如圖所示。“南方小土豆”小張寒假去東北旅游時乘坐了“雪地轉轉”，他發現當轉速為時，繩子與水平桿垂直，繩子張力為150N，已知他和雪圈總質量為60kg，水平桿長為3m，離地高為3m，繩長為5m，取求
（1）小張繞轉軸轉動的角速度大小；
（2）小張和雪圈對地面的壓力大小；
（3）繞轉軸旋轉一周，繩子拉力對小張和雪圈做功大小。
10. （湖北省部分高中協作體2025屆三統聯考） 很多青少年在山地自行車上安裝了氣門嘴燈，夜間騎車時猶如踏著風火輪，格外亮眼。如圖甲是某種自行車氣門嘴燈，氣門嘴燈內部開關結構如圖乙所示：彈簧一端固定，另一端與質量為m的小滑塊（含觸點a）連接，當觸點a、b接觸，電路接通使氣門嘴燈發光，觸點b位于車輪邊緣。車輪靜止且氣門嘴燈在最低點時觸點a、b距離為L，彈簧勁度系數為，重力加速度大小為g，自行車輪胎半徑為R，不計開關中的一切摩擦，滑塊和觸點a、b均可視為質點。
（1）若自行車勻速行駛過程中氣門嘴燈可以一直亮，求自行車行駛的最小速度；
（2）若自行車以的速度勻速行駛，求車輪每轉一圈，氣門嘴燈的發光時間。
11．（11分）（2025年4月四川宜賓聯考）如圖所示，質量分別為m和的兩個小球P和Q，中間用輕質桿固定連接，桿長為，桿上距球P為L處的點O裝在光滑的水平轉動軸上，桿和球可在豎直面內轉動，當球P運動到最低點時速度大小為（忽略空氣阻力，重力加速度為g），求此時：
（1）桿對球P的作用力的大小；
（2）固定軸O受到桿作用力的大小和方向。
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高中物理2025高考二模三模沖刺分項解析
專題6 圓周運動
1. （江西省重點中學盟校2024—2025年高三第二次聯考）波輪洗衣機中的脫水筒（如圖所示）在脫水時，衣服緊貼在筒壁上在水平面內做勻速圓周運動。某洗衣機的有關規格如下表所示。在運行脫水程序時，有一質量的硬幣被甩到桶壁上，隨桶壁一起做勻速圓周運動，g取。則桶壁對它的彈力的大小約為（　　）
型號 XX
額定電壓、頻率 ~220V、50Hz
額定脫水功率 225W
質量 31kg
脫水轉速 600r/min
脫水筒尺寸 直徑300mm，高370mm
外形尺寸 長555mm，寬510mm，高870mm
A. 90N B. 3.6N C. 0.09N D. 0.06N
【答案】B
【解析】脫水筒的轉速
則角速度
由題意知，脫水筒的直徑d=300mm，半徑r=150mm=0.15m，筒壁對硬幣的彈力提供硬幣做圓周運動的向心力，則有
故選B。
2. （深圳市高級中學高中園2025屆高三下學期第三次模擬考試）如圖所示，千架無人機排列成多個圓圈做勻速圓周運動。無人機攜帶的煙花被點燃釋放，似流星墜落人間。下列說法正確的是（　　）
A. 點燃后的煙花下落做自由落體運動
B. 觀察無人機的飛行姿態時，可將無人機視為質點
C. 點燃煙花前做勻速圓周運動無人機所受的合外力不變
D. 點燃煙花前做勻速圓周運動的無人機運動一周，其所受合外力的沖量為零
【答案】D
【解析】．煙花被釋放后由于仍具有無人機的水平速度，其運動應當是拋體運動而非嚴格的自由落體運動，A錯誤；
若要研究無人機的飛行姿態，則其形狀與轉動對研究的問題有著重要影響，不能把它簡化為質點，B錯誤；
物體做勻速圓周運動時，合外力的大小雖保持不變，但其方向隨時在變，因此“所受的合外力不變”不成立，C錯誤；
勻速圓周運動中，速度的方向不斷變化但最終會回到起始方向，故一周運動后動量的變化量為零，因此合外力的沖量也為零，D正確。
3. （2024~2025學年度蘇錫常鎮四市高三教學情況調研（二）） 豎直平面內有一L型光滑細桿，桿上套有相同的小球A、B。現讓桿繞過底部O點所在的豎直軸勻速轉動，兩小球A、B在桿上穩定時，其相對位置關系可能正確的是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】．設桿與豎直方向的夾角為α，小球距離O點的高度為h，根據牛頓第二定律得
解得
兩個小球的角速度ω相同，α越小h越大， AB錯誤；
根據牛頓第二定律得
解得
兩個小球的角速度ω相同，α越小運動半徑r越大，所以A球的運動半徑比B球的運動半徑大， C錯誤，D正確。
4. (浙江諸暨市2025年5月高三適應性考試試題)如圖所示，兩根長均為L的輕繩a和b固定在質量為m的小球上，輕繩a的另一端固定在天花板上的A點，AB為豎直線，輕繩b的另一端系有輕質小環c，小環c套在豎直光滑桿CD上。情境一：豎直桿CD緩慢右移，使輕繩a與豎直方向夾角為37°；情境二：豎直桿CD繞豎直線AB做勻速圓周運動，使輕繩a與豎直方向夾角為37°。已知小球可看作質點，sin37°=0.6。下列說法正確的是（　　）
A. 在情境一中，輕繩a對小球的拉力大小為mg
B. 在情境一中，輕繩b對小球的拉力大小為
C. 在情境二中，轉動轉速越大，輕繩a對小球的拉力越大
D. 在情境二中，轉動角速度為，輕繩b對小球的拉力為0
【答案】D
【解析】．對小球受力分析，根據平衡條件可得，
解得，, AB錯誤；在情境二中，當繩b中無拉力，小球受到繩a的拉力及小球的重力，二者的合力為其圓周運動提供向心力，豎直方向上受力平衡，結合上述分析可知，, 解得.
即當角速度時，繩子a的拉力不變；當繩子b 有拉力時，根據牛頓第二定律則有
隨著轉動的角速度增大，繩子a的拉力隨之增大，綜上所述，當時，繩a的拉力隨角速度的增大而保持不變，當時，繩a的拉力隨角速度的增大而增大，C錯誤，D正確。
5. （海淀區2024-2025學年第二學期期末練習）某同學用如圖所示的實驗裝置測量當地的重力加速度。不可伸長的輕繩一端固定于A點，另一端系一小球，使其在水平面內繞O點做勻速圓周運動，已測出小球轉過n圈所用的時間t。下列說法正確的是（ ）
A. 為達成實驗目的，僅需再測量小球做圓周運動的半徑
B. 為達成實驗目的，僅需再測量輕繩的繩長
C. 為達成實驗目的，僅需再測量A點到O點的豎直高度
D. 若誤將圈記作n圈，則重力加速度的測量值偏小
【答案】C
【解析】．測出小球轉過n圈所用的時間t，則小球運動的周期為
設小球做圓周運動的半徑為，輕繩的繩長為，A點到O點的豎直高度為，輕繩與豎直方向的夾角為，根據牛頓第二定律可得
可得重力加速度為
可知為達成實驗目的，僅需再測量A點到O點的豎直高度，故AB錯誤，C正確；
．若誤將圈記作n圈，則周期測量值偏小，根據
可知重力加速度的測量值偏大，故D錯誤。
6. （海淀區2024-2025學年第二學期期末練習）如圖1所示，“冰坑挑戰”需要挑戰者先進入一個坡面與水平面夾角為、半徑為R的倒圓錐型冰坑，然后嘗試從其中離開。方式甲——挑戰者沿著如圖2甲所示坡面向上走或爬的方式，很難離開冰坑，通常還是會滑回坑底。方式乙——挑戰者沿著如圖2乙所示的螺旋線方式跑動多圈后，最終可以成功離開冰坑。已知挑戰者的質量為m，其與冰面的動摩擦因數為，重力加速度為g。為了討論方便，假定滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小相等；方式乙中人的跑動半徑r緩慢增大，每一圈的軌跡都可近似為與水平地面平行的圓。下列說法正確的是（ ）
A. 在方式甲中，一定滿足關系式
B. 在方式甲和方式乙中，挑戰者受到的最大靜摩擦力大小不同
C. 在方式乙中，可利用求得每圈的最小速度
D. 在方式乙中，挑戰者離開冰坑做的功至少為
【答案】B
【解析】．由于在方式甲中，挑戰者很難離開冰坑，通常還是會滑回坑底。說明挑戰者受到的摩擦力小于重力的下滑分力，即有，A錯誤；
在甲圖方式在，其最大摩擦力
在乙圖方式中，對挑戰者受力分析如下
在水平方向上，根據牛頓第二定律則有
其中為挑戰者圓周運動的線速度，為挑戰者在該平面圓周運動的半徑；
在豎直方向上，根據平衡條件可得
聯立解得
顯然，B正確；
在乙方式中，由上述分析可知，支持力與摩擦力在水平方向的合力提供挑戰者圓周運動的向心力，因此不能利用求每圈的最小速度，C錯誤；
由題可知，冰坑的深度為
整個過程中，挑戰者克服重力做的功
除此之外，挑戰者還有克服摩擦力做一部分功，故在方式乙中，挑戰者離開冰坑做的功至少大于，D錯誤。
7. （2025年4月山東濟南聯考）如圖所示，輕桿OA、輕桿AB與小球、小環通過鉸鏈連接，O端用鉸鏈固定在豎直轉軸上，小環套在轉軸上。開始時小環靜止在轉軸底部，轉動該裝置并緩慢增大轉速，小環緩慢上升。已知小球和小環的質量均為m，輕桿長度均為L，轉軸上O端與水平面之間的距離為，忽略一切摩擦和空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是（　　）
A. 開始時小環對水平面的壓力大小為
B. 開始時小環對水平面的壓力大小為
C. 小環上升到與O端之間的距離為L時，小球的動能為
D. 小環上升到與O端之間的距離為L時，小球的動能為
【答案】AD
【解析】．小球的受力分析如圖所示，則
小環的受力分析如圖
根據牛頓第三定律，與為一對相互作用力，等大反向，則小環所受支持力為，即小環對地面的壓力為，故A正確，B錯誤；
CD．對小環進行受力分析，如圖
解得
對小球進行受力分析，如圖，與為相互作用力，豎直方向受力平衡
水平方向
合外力提供向心力
小球做圓周運動的半徑為
小球的動能為
聯立解得
故C錯誤，D正確。
8.（2025年4月深圳名校聯考）自行車腳踏板上有a、b、c三點，b在踏板轉軸上，a、c分別位于踏板左右邊緣，如圖所示。現自行車曲柄繞著牙盤轉軸勻速旋轉，腳踏板始終保持水平。以自行車為參照物，關于a、b、c三點圓周運動的半徑r、線速度大小v、角速度、向心加速度大小a，下列說法正確的是
A. B. C. D.
答案：C
.解析：該題考查建模能力，學生需要正確尋找每個運動的圓心所在才能正確解題。自行車腳踏板一直保持水平，則腳踏板的運動軌跡是屬于平動，即腳踏板上三點a、b、c相對靜止，b點繞轉軸做勻速圓周運動，a、c也是做勻速圓周運動，只是圓心不同，故A、B、D錯誤。故選C。
9．（11分）（2025年4月浙江名校聯考）如圖示“雪地轉轉”是北方小朋友在冬季經常玩的一種游戲，乘坐雪圈繞軸在水平雪地上勻速轉動，如圖所示。“南方小土豆”小張寒假去東北旅游時乘坐了“雪地轉轉”，他發現當轉速為時，繩子與水平桿垂直，繩子張力為150N，已知他和雪圈總質量為60kg，水平桿長為3m，離地高為3m，繩長為5m，取求
（1）小張繞轉軸轉動的角速度大小；
（2）小張和雪圈對地面的壓力大小；
（3）繞轉軸旋轉一周，繩子拉力對小張和雪圈做功大小。
【解析】．（11分）
（1）小張繞轉軸轉動的角速度大小為
（2）設繩子與水平面夾角為，根據幾何關系，可得
豎直方向受力平衡，可得
根據牛頓第三定律可知，小張和雪圈對地面的壓力大小為
（3）畫出俯視圖如圖
地面對雪圈的摩擦力方向與運動方向相反，即與軌道半徑垂直，可得
又
聯立，解得
繞轉軸旋轉一周，繩子拉力對小張和雪圈做功滿足
10. （湖北省部分高中協作體2025屆三統聯考） 很多青少年在山地自行車上安裝了氣門嘴燈，夜間騎車時猶如踏著風火輪，格外亮眼。如圖甲是某種自行車氣門嘴燈，氣門嘴燈內部開關結構如圖乙所示：彈簧一端固定，另一端與質量為m的小滑塊（含觸點a）連接，當觸點a、b接觸，電路接通使氣門嘴燈發光，觸點b位于車輪邊緣。車輪靜止且氣門嘴燈在最低點時觸點a、b距離為L，彈簧勁度系數為，重力加速度大小為g，自行車輪胎半徑為R，不計開關中的一切摩擦，滑塊和觸點a、b均可視為質點。
（1）若自行車勻速行駛過程中氣門嘴燈可以一直亮，求自行車行駛的最小速度；
（2）若自行車以的速度勻速行駛，求車輪每轉一圈，氣門嘴燈的發光時間。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）只要氣嘴燈位于最高點時ab接觸即可保證全程燈亮，彈簧原長時ab的距離為
氣嘴燈位于最高點時向心力為
可解得滿足要求的最小速度為
（2）速度為時輪子滾動的周期為
此速度下氣嘴燈所需的向心力為
此力恰好等于ab接觸時彈簧的彈力，即無重力參與向心力，對應與圓心等高的點，故當氣嘴燈位于下半圓周時燈亮，即
11．（11分）（2025年4月四川宜賓聯考）如圖所示，質量分別為m和的兩個小球P和Q，中間用輕質桿固定連接，桿長為，桿上距球P為L處的點O裝在光滑的水平轉動軸上，桿和球可在豎直面內轉動，當球P運動到最低點時速度大小為（忽略空氣阻力，重力加速度為g），求此時：
（1）桿對球P的作用力的大小；
（2）固定軸O受到桿作用力的大小和方向。
【解析】．（11分）
（1）當P球運動至最低點時，由牛頓第二定律可得： （2分）
解得： （1分）
（2）P、Q同軸轉動，相同可得： （2分）
設此時桿對O的作用力為F。以豎直向下為正方向，對Q由牛頓第二定律可得：
（2分）
解得： （1分）
所以輕桿對球Q的作用力大小為，方向豎直向上 （1分）
固定軸O受到桿的作用力大小為：，方向豎直向上。 （2分）
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