2025届高考物理一轮复习卷：圆周运动

这是一份2025届高考物理一轮复习卷：圆周运动，共12页。试卷主要包含了选择题，综合题等内容，欢迎下载使用。

1.空中飞椅深受年轻人的喜爱，飞椅的位置不同，感受也不同，关于飞椅的运动，下列说法正确的是( )
A．乘坐飞椅的所有爱好者一起做圆周运动，最外侧的飞椅角速度最大
B．缆绳一样长，悬挂点在最外侧的飞椅与悬挂在内侧的飞椅向心加速度大小相等
C．飞椅中的人随飞椅一起做圆周运动，受重力、飞椅的支持力与向心力
D．不管飞椅在什么位置，缆绳长短如何，做圆周运动的飞椅角速度都相同
2.“旋转纽扣”是一种传统游戏．如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现．拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50 r/s，此时纽扣上距离中心1 cm处的点向心加速度大小约为( )
A．10 m/s2B．100 m/s2
C．1 000 m/s2D．10 000 m/s2
3．(多选)(2023·广东珠海市模拟)如图所示，陀螺上a、b、c三点钉了三颗质量均为m＝0.01 kg的小钉子，三颗钉子距离中心的距离分别为Ra＝0.5 cm，Rb＝2 cm，Rc＝5 cm，则当陀螺以ω＝10 rad/s旋转时，转轴在竖直方向，取g＝10 m/s2，下列说法正确的是( )
A．三颗钉子的向心加速度aa>ab>ac
B．三颗钉子的向心加速度aaC．钉子c受到陀螺对它的作用力为5eq \r(5)× 10－2 N
D．钉子c受到陀螺对它的作用力为5×10－2 N
4．(2023·广东茂名市五校联盟联考)地球绕地轴自西向东做匀速圆周运动，一质量为1 kg的物体甲位于赤道上，另一个质量为2 kg的物体乙位于北纬60°的地面上，地球可视为一个球体，下列说法正确的是( )
A．物体甲、乙的线速度大小相等
B．物体甲、乙受到的向心力方向都指向地心
C．物体甲、乙的向心力大小之比为1∶1
D．物体甲、乙的向心加速度大小之比为1∶2
5．(2023·广东惠州市六校联考)北京冬奥会上，国家速滑馆“冰丝带”一共产生了14枚金牌．如图为我国运动员在“冰丝带”水平冰面上的某次训练照片，根据该照片，我们可推知( )
A．地面对运动员竖直向上的支持力大于运动员的重力
B．地面对运动员的作用力与重力大小相等
C．若运动员正做匀速圆周运动，则他所受合外力保持不变
D．转弯时，速度越大，冰刀与冰面所成的锐角越小
6．(2023·广东惠州市调研)如图所示，一根细线下端拴一个金属小球Q，细线穿过小孔(小孔光滑)另一端连接在金属块P上，P始终静止在水平桌面上，若不计空气阻力，小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)．实际上，小球在运动过程中不可避免地受到空气阻力作用．因阻力作用，小球Q的运动轨迹发生缓慢的变化(可视为一系列半径不同的圆周运动)．下列判断正确的是( )
A．小球Q的位置越来越高
B．细线的拉力减小
C．小球Q运动的角速度增大
D．金属块P受到桌面的静摩擦力增大
7．(2023·广东潮州市模拟)如图是某型号无人机绕拍摄主体做水平匀速圆周运动时的示意图．已知无人机的质量为m，无人机的轨道距拍摄对象高度为h，无人机与拍摄对象距离为r，无人机飞行的线速度大小为v，重力加速度为g，则无人机做匀速圆周运动时( )
A．角速度为eq \f(v,r)
B．所受空气作用力为mg
C．向心加速度为eq \f(v2,\r(r2－h2))
D．绕行一周的周期为T＝eq \f(2πr,v)
8.如图所示，一个半径为5 m的圆盘正绕其圆心匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20 m的高度有一个小球(视为质点)正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取g＝10 m/s2，不计空气阻力，要使得小球正好落在A点，则( )
A．小球平抛的初速度一定是2.5 m/s
B．小球平抛的初速度可能是2.5 m/s
C．圆盘转动的角速度一定是π rad/s
D．圆盘转动的加速度大小可能是π2 m/s2
9．(2023·河北张家口市模拟)如图所示，O为半球形容器的球心，半球形容器绕通过O的竖直轴以角速度ω匀速转动，放在容器内的两个质量相等的小物块a和b相对容器静止，b与容器壁间恰好没有摩擦力的作用．已知a和O、b和O的连线与竖直方向的夹角分别为60°和30°，则下列说法正确的是( )
A．小物块a和b做圆周运动所需的向心力大小之比为eq \r(3)∶1
B．小物块a和b对容器壁的压力大小之比为eq \r(3)∶1
C．小物块a与容器壁之间无摩擦力
D．容器壁对小物块a的摩擦力方向沿器壁切线向下
10．(2023·广东河源市模拟)智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱．腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图所示．可视为质点的配重质量为0.5 kg，绳长为0.5 m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2 m．水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为θ，运动过程中腰带可看作不动，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，下列说法正确的是( )
A．匀速转动时，配重受到的合力恒定不变
B．若增大转速，腰带受到的合力变大
C．当θ稳定在37°时， 配重的角速度为5 rad/s
D．当θ由37°缓慢增加到53°的过程中，绳子对配重做正功
11. (多选)(2023·广东韶关市南雄中学检测)上海磁悬浮列车线路需要转弯的地方有三处，其中设计的最大转弯处半径达到8 000米，用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1 300米．一个质量为50 kg的乘客坐在以360 km/h速率驶过半径2 500米弯道的车厢内，下列说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A．弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适
B．弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度
C．乘客受到来自车厢的力大小约为200 N
D．乘客受到来自车厢的力大小约为540 N
12.(2023·辽宁省六校联考)四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动．如图甲所示，小球A、B在同一水平面内做圆锥摆运动(连接B球的绳较长)；如图乙所示，小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接C、D的绳与竖直方向之间的夹角相等(连接D球的绳较长)，则下列说法错误的是( )
A．小球A、B角速度相等
B．小球A、B线速度大小相等
C．小球C、D所需的向心加速度大小相等
D．小球D受到绳的拉力与小球C受到绳的拉力大小相等
13.(多选)如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动．一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，重力加速度为g，则( )
A．子弹在圆筒中的水平速度为deq \r(\f(g,2h))
B．子弹在圆筒中的水平速度为2deq \r(\f(g,2h))
C．圆筒转动的角速度可能为πeq \r(\f(g,2h))
D．圆筒转动的角速度可能为3πeq \r(\f(g,2h))
二、综合题
14.(2023·广东阳春市第一中学模拟)北京冬奥会花样滑冰双人滑比赛中，中国选手隋文静、韩聪获得金牌，夺得中国队第九金．韩聪以自己为轴拉着隋文静做圆锥摆运动，可简化为如图所示的模型．重力为mg的物块，物块到悬挂点的摆线长为L，测得物块在时间t内完成了n次完整的圆锥摆运动．求：
(1)摆线与竖直方向的夹角θ满足的关系式(可用三角函数表示)；
(2)摆线对物块的拉力大小．
15.北京冬奥会短道速滑混合团体2 000米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金．
(1)如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动，若运动员加速到速度v＝9 m/s时，滑过的距离s＝15 m，求加速度的大小；
(2)如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为R甲＝8 m、R乙＝9 m，滑行速率分别为v甲＝10 m/s、v乙＝11 m/s，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道．
圆周运动
一、选择题
1.空中飞椅深受年轻人的喜爱，飞椅的位置不同，感受也不同，关于飞椅的运动，下列说法正确的是( )
A．乘坐飞椅的所有爱好者一起做圆周运动，最外侧的飞椅角速度最大
B．缆绳一样长，悬挂点在最外侧的飞椅与悬挂在内侧的飞椅向心加速度大小相等
C．飞椅中的人随飞椅一起做圆周运动，受重力、飞椅的支持力与向心力
D．不管飞椅在什么位置，缆绳长短如何，做圆周运动的飞椅角速度都相同
答案 D
2.“旋转纽扣”是一种传统游戏．如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现．拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50 r/s，此时纽扣上距离中心1 cm处的点向心加速度大小约为( )
A．10 m/s2B．100 m/s2
C．1 000 m/s2D．10 000 m/s2
答案 C
3．(多选)(2023·广东珠海市模拟)如图所示，陀螺上a、b、c三点钉了三颗质量均为m＝0.01 kg的小钉子，三颗钉子距离中心的距离分别为Ra＝0.5 cm，Rb＝2 cm，Rc＝5 cm，则当陀螺以ω＝10 rad/s旋转时，转轴在竖直方向，取g＝10 m/s2，下列说法正确的是( )
A．三颗钉子的向心加速度aa>ab>ac
B．三颗钉子的向心加速度aaC．钉子c受到陀螺对它的作用力为5eq \r(5)× 10－2 N
D．钉子c受到陀螺对它的作用力为5×10－2 N
答案 BC
4．(2023·广东茂名市五校联盟联考)地球绕地轴自西向东做匀速圆周运动，一质量为1 kg的物体甲位于赤道上，另一个质量为2 kg的物体乙位于北纬60°的地面上，地球可视为一个球体，下列说法正确的是( )
A．物体甲、乙的线速度大小相等
B．物体甲、乙受到的向心力方向都指向地心
C．物体甲、乙的向心力大小之比为1∶1
D．物体甲、乙的向心加速度大小之比为1∶2
答案 C
5．(2023·广东惠州市六校联考)北京冬奥会上，国家速滑馆“冰丝带”一共产生了14枚金牌．如图为我国运动员在“冰丝带”水平冰面上的某次训练照片，根据该照片，我们可推知( )
A．地面对运动员竖直向上的支持力大于运动员的重力
B．地面对运动员的作用力与重力大小相等
C．若运动员正做匀速圆周运动，则他所受合外力保持不变
D．转弯时，速度越大，冰刀与冰面所成的锐角越小
答案 D
6．(2023·广东惠州市调研)如图所示，一根细线下端拴一个金属小球Q，细线穿过小孔(小孔光滑)另一端连接在金属块P上，P始终静止在水平桌面上，若不计空气阻力，小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)．实际上，小球在运动过程中不可避免地受到空气阻力作用．因阻力作用，小球Q的运动轨迹发生缓慢的变化(可视为一系列半径不同的圆周运动)．下列判断正确的是( )
A．小球Q的位置越来越高
B．细线的拉力减小
C．小球Q运动的角速度增大
D．金属块P受到桌面的静摩擦力增大
答案 B
7．(2023·广东潮州市模拟)如图是某型号无人机绕拍摄主体做水平匀速圆周运动时的示意图．已知无人机的质量为m，无人机的轨道距拍摄对象高度为h，无人机与拍摄对象距离为r，无人机飞行的线速度大小为v，重力加速度为g，则无人机做匀速圆周运动时( )
A．角速度为eq \f(v,r)
B．所受空气作用力为mg
C．向心加速度为eq \f(v2,\r(r2－h2))
D．绕行一周的周期为T＝eq \f(2πr,v)
答案 C
8.如图所示，一个半径为5 m的圆盘正绕其圆心匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20 m的高度有一个小球(视为质点)正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取g＝10 m/s2，不计空气阻力，要使得小球正好落在A点，则( )
A．小球平抛的初速度一定是2.5 m/s
B．小球平抛的初速度可能是2.5 m/s
C．圆盘转动的角速度一定是π rad/s
D．圆盘转动的加速度大小可能是π2 m/s2
答案 A
9．(2023·河北张家口市模拟)如图所示，O为半球形容器的球心，半球形容器绕通过O的竖直轴以角速度ω匀速转动，放在容器内的两个质量相等的小物块a和b相对容器静止，b与容器壁间恰好没有摩擦力的作用．已知a和O、b和O的连线与竖直方向的夹角分别为60°和30°，则下列说法正确的是( )
A．小物块a和b做圆周运动所需的向心力大小之比为eq \r(3)∶1
B．小物块a和b对容器壁的压力大小之比为eq \r(3)∶1
C．小物块a与容器壁之间无摩擦力
D．容器壁对小物块a的摩擦力方向沿器壁切线向下
答案 A
10．(2023·广东河源市模拟)智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱．腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图所示．可视为质点的配重质量为0.5 kg，绳长为0.5 m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2 m．水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为θ，运动过程中腰带可看作不动，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，下列说法正确的是( )
A．匀速转动时，配重受到的合力恒定不变
B．若增大转速，腰带受到的合力变大
C．当θ稳定在37°时， 配重的角速度为5 rad/s
D．当θ由37°缓慢增加到53°的过程中，绳子对配重做正功
答案 D
11. (多选)(2023·广东韶关市南雄中学检测)上海磁悬浮列车线路需要转弯的地方有三处，其中设计的最大转弯处半径达到8 000米，用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1 300米．一个质量为50 kg的乘客坐在以360 km/h速率驶过半径2 500米弯道的车厢内，下列说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A．弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适
B．弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度
C．乘客受到来自车厢的力大小约为200 N
D．乘客受到来自车厢的力大小约为540 N
答案 ABD
12.(2023·辽宁省六校联考)四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动．如图甲所示，小球A、B在同一水平面内做圆锥摆运动(连接B球的绳较长)；如图乙所示，小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接C、D的绳与竖直方向之间的夹角相等(连接D球的绳较长)，则下列说法错误的是( )
A．小球A、B角速度相等
B．小球A、B线速度大小相等
C．小球C、D所需的向心加速度大小相等
D．小球D受到绳的拉力与小球C受到绳的拉力大小相等
答案 B
13.(多选)如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动．一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，重力加速度为g，则( )
A．子弹在圆筒中的水平速度为deq \r(\f(g,2h))
B．子弹在圆筒中的水平速度为2deq \r(\f(g,2h))
C．圆筒转动的角速度可能为πeq \r(\f(g,2h))
D．圆筒转动的角速度可能为3πeq \r(\f(g,2h))
答案 ACD
二、综合题
14.(2023·广东阳春市第一中学模拟)北京冬奥会花样滑冰双人滑比赛中，中国选手隋文静、韩聪获得金牌，夺得中国队第九金．韩聪以自己为轴拉着隋文静做圆锥摆运动，可简化为如图所示的模型．重力为mg的物块，物块到悬挂点的摆线长为L，测得物块在时间t内完成了n次完整的圆锥摆运动．求：
(1)摆线与竖直方向的夹角θ满足的关系式(可用三角函数表示)；
(2)摆线对物块的拉力大小．
答案 (1)cs θ＝eq \f(gt2,4π2n2L) (2)eq \f(4mLπ2n2,t2)
15.北京冬奥会短道速滑混合团体2 000米接力决赛中，我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金．
(1)如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动，若运动员加速到速度v＝9 m/s时，滑过的距离s＝15 m，求加速度的大小；
(2)如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，如图所示，若甲、乙两名运动员同时进入弯道，滑行半径分别为R甲＝8 m、R乙＝9 m，滑行速率分别为v甲＝10 m/s、v乙＝11 m/s，求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比，并通过计算判断哪位运动员先出弯道．
答案 (1)2.7 m/s2 (2)eq \f(225,242) 甲