第三节 圆周运动（分层作业）物理沪科版必修第二册

第三节 圆周运动 目 录 【攻核心·技能提升】 1 【拓思维·重难突破】 4 【链高考·精准破局】 8 1．（25-26高三上·北京·期中）以下运动中不属于匀变速运动的是（　　） A．竖直上抛运动 B．平抛运动 C．自由落体运动 D．匀速圆周运动 2．某质点做匀速圆周运动，转动半径r=2m，角速度。若其角速度增大为，半径不变，则线速度大小的变化量为（　　） A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s 3．（25-26高一上·河北保定·期中）自行车主要构成部件有前后轮、链条、大小齿轮等，其部分示意图如图所示，其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为，和，假设脚踏板的转速为，则该自行车前进的速度大小为（　　） A． B． C． D． 4．（2025·贵州六盘水·一模）如图所示，某娱乐设施由一个大转盘底座和其上的五个小转盘构成，每个小转盘上有四个座位，大、小转盘绕各自中心轴转动的角速度分别为和，则坐在A位置的小水同学再次回到同一位置的时间至少为（　　） A．2s B．4s C．8s D．16s 5．（25-26高三上·宁夏银川·期中）如图所示，带有一白点的灰色圆盘绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，则下列说法正确的是（　　） A．白点逆时针旋转 B．白点顺时针旋转 C．白点转动频率为 D．白点转动周期为 6．飞镖水平抛出后，经时间t=0.5s击中匀速转动的水平圆盘上的目标点。圆盘初始时目标点与飞镖瞄准方向重合，若圆盘半径为0.2m，要使飞镖击中目标，圆盘的角速度可能为（　　） A．2πrad/s B．3πrad/s C．4πrad/s D．5πrad/s 7．（25-26高三上·福建龙岩·期中）图为地球的理想示意图，地球环绕过南北极的轴自转，O点为地心，P、Q分别为地球表面上的点，分别位于北纬60°和北纬45°。则P、Q的线速度大小之比为 ，P、Q的转速之比为 。 8．（福建省全国名校联盟2025-2026学年高三上学期11月期中物理试题）如图所示，某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，其齿数分别为30、10、50，三个齿轮之间彼此不打滑，A、B、C三点分别为三个齿轮边缘上一点，则当齿轮转动时，A、B、C的线速度大小之比 、角速度大小之比 。 9．（25-26高三上·云南昆明·期中）如图所示，质量为的小球做半径为的匀速圆周运动，经时间由点运动到点，弧所对的圆心角为。求小球： (1)做匀速圆周运动的角速度的大小； (2)由点运动到点过程中平均速度的大小。 10．（2025年北京市第二次普通高中学业水平合格性考试物理试题）如图所示，一个小球在细线的牵引下，绕光滑水平桌面上的图钉（记为点）做匀速圆周运动。小球做圆周运动受到的合力 （选填“指向点”或“沿切线方向”）；若将细线烧断，小球将沿 （选填“半径”或“切线”）方向飞出。 11．（2025·贵州六盘水·一模）图甲为明代《天工开物》记载的“水碓”装置图，其简化原理图如图乙所示，水流冲击水轮，带动主轴（中心为）及拨板周期性拨动碓杆尾端，使碓杆绕转轴逆时针转动，拨板脱离碓杆尾端后碓头借重力下落，撞击臼中谷物。当图乙中主轴以恒定角速度转动至拨板与水平方向成时，，，此时碓头的线速度大小为（　　） A． B． C． D． 12．（2025·广东深圳·模拟预测）如图所示，质量为m的夯杆在左右两个半径均为R，角速度为ω的摩擦轮的作用下，由静止开始向上运动，上升一定高度后摩擦轮松开，松开之前夯杆与摩擦轮间已经相对静止。已知摩擦轮与夯杆间动摩擦因数均为μ，弹力大小为F，重力加速度为g，不计空气阻力。关于夯杆从起动到摩擦轮松开的过程中，下列说法正确的是（　　） A．受到摩擦轮的摩擦力始终保持不变 B．夯杆的最大速度大小等于 C．加速过程中加速度大小等于 D．加速运动的时间等于 13．子弹沿水平方向穿过匀速转动的纸筒直径，纸筒转动半径为0.1m，子弹穿过纸筒的时间t=0.01s，最终纸筒上只留下一个孔洞。则纸筒的角速度可能为（　　） A． B． C． D． 14．（24-25高一下·上海长宁·期中）如图（a）所示的圆盘上有一白点，盘绕垂直于盘面的中心轴以的频率顺时针旋转，用频率为的频闪光去照射该盘。若频闪光频率略大于盘面旋转频率，则观察到在盘上的白点 （选填：A．顺时针转动、B．逆时针转动、C．静止不动）；若能稳定地出现如图（b）所示的三个白点，则 。 15．（2025·福建·模拟预测）如图所示，是带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转圈。在暗室中用每秒闪光次的频闪光源照射圆盘。当时，观察到白点每秒沿 （选填“顺”或“逆”）时针方向旋转；当时，白点转动一圈的时间为 s。 16．（2025·河北·高考真题）某同学在傍晚用内嵌多个彩灯的塑料绳跳绳，照片录了彩灯在曝光时间内的运动轨迹，简图如图。彩灯的运动可视为匀速圆周运动，相机本次曝光时间是，圆弧对应的圆心角约为，则该同学每分钟跳绳的圈数约为（　　） A．90 B．120 C．150 D．180 17．（2025·安徽·高考真题）在竖直平面内，质点M绕定点O沿逆时针方向做匀速圆周运动，质点N沿竖直方向做直线运动，M、N在运动过程中始终处于同一高度。时，M、N与O点位于同一直线上，如图所示。此后在M运动一周的过程中，N运动的速度v随时间t变化的图像可能是（　　） A． B． C． D． 18．（2025·江苏·高考真题）游乐设施“旋转杯”的底盘和转杯分别以、为转轴，在水平面内沿顺时针方向匀速转动。固定在底盘上。某时刻转杯转到如图所示位置，杯上A点与、恰好在同一条直线上。则（    ） A．A点做匀速圆周运动 B．点做匀速圆周运动 C．此时A点的速度小于点 D．此时A点的速度等于点 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 圆周运动 目 录 【攻核心·技能提升】 1 【拓思维·重难突破】 4 【链高考·精准破局】 8 1．（25-26高三上·北京·期中）以下运动中不属于匀变速运动的是（　　） A．竖直上抛运动 B．平抛运动 C．自由落体运动 D．匀速圆周运动 【答案】D 【详解】匀变速运动是指加速度不变的运动，竖直上抛运动、平抛运动以及自由落体运动其加速度都为重力加速度，都是匀变速运动，而匀速圆周运动，其向心加速度的大小不变，但方向时刻改变，因此属于非匀变速运动。故选D。 2．某质点做匀速圆周运动，转动半径r=2m，角速度。若其角速度增大为，半径不变，则线速度大小的变化量为（　　） A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s 【答案】B 【详解】线速度公式为，初始线速度大小 变化后线速度大小 线速度大小的变化量 故选B。 3．（25-26高一上·河北保定·期中）自行车主要构成部件有前后轮、链条、大小齿轮等，其部分示意图如图所示，其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为，和，假设脚踏板的转速为，则该自行车前进的速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】大齿轮转动的角速度为 大齿轮边缘点转动的线速度为 小齿轮边缘点转动的线速度与大齿轮边缘点转动的线速度相等，即 小齿轮和车轮的角速度相等，则 所以自行车前进的速度大小 故选D。 4．（2025·贵州六盘水·一模）如图所示，某娱乐设施由一个大转盘底座和其上的五个小转盘构成，每个小转盘上有四个座位，大、小转盘绕各自中心轴转动的角速度分别为和，则坐在A位置的小水同学再次回到同一位置的时间至少为（　　） A．2s B．4s C．8s D．16s 【答案】C 【详解】由公式可知，大小圆盘绕各自中心转动的周期分别为， 要让小水同学再次回到相同位置，运动时间需要满足且， 则为8的倍数，当时，最小是8s。 故选C。 5．（25-26高三上·宁夏银川·期中）如图所示，带有一白点的灰色圆盘绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，则下列说法正确的是（　　） A．白点逆时针旋转 B．白点顺时针旋转 C．白点转动频率为 D．白点转动周期为 【答案】AD 【详解】由题意灰色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转20圈，即频率为 在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，即 则 所以观察到白点逆时针旋转，则 所以观察到白点转动频率1Hz，即转动周期为T=1s 故选AD。 6．飞镖水平抛出后，经时间t=0.5s击中匀速转动的水平圆盘上的目标点。圆盘初始时目标点与飞镖瞄准方向重合，若圆盘半径为0.2m，要使飞镖击中目标，圆盘的角速度可能为（　　） A．2πrad/s B．3πrad/s C．4πrad/s D．5πrad/s 【答案】C 【详解】圆盘转过的角度为θ=ωt=2kπ（k=0，1，2，3...） 可知圆盘的角速度ω=4kπ（k=0，1，2，3...）rad/s 当k=1时，角速度ω=4πrad/s 故选C。 7．（25-26高三上·福建龙岩·期中）图为地球的理想示意图，地球环绕过南北极的轴自转，O点为地心，P、Q分别为地球表面上的点，分别位于北纬60°和北纬45°。则P、Q的线速度大小之比为 ，P、Q的转速之比为 。 【答案】 1∶1 【详解】[1][2]P、Q两点同轴转动，则转速和角速度相等，即转速之比为1:1； 根据可知P、Q的线速度大小之比为 8．（福建省全国名校联盟2025-2026学年高三上学期11月期中物理试题）如图所示，某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，其齿数分别为30、10、50，三个齿轮之间彼此不打滑，A、B、C三点分别为三个齿轮边缘上一点，则当齿轮转动时，A、B、C的线速度大小之比 、角速度大小之比 。 【答案】 【详解】[1] 由于三个轮相互不打滑，则甲、乙、丙边缘A、B、C三点的线速度大小之比为 [2] 由题意可知甲、乙、丙三个齿轮的半径之比为 根据，可得甲、乙、丙边缘A、B、C三点的角速度之比为 9．（25-26高三上·云南昆明·期中）如图所示，质量为的小球做半径为的匀速圆周运动，经时间由点运动到点，弧所对的圆心角为。求小球： (1)做匀速圆周运动的角速度的大小； (2)由点运动到点过程中平均速度的大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由角速度的定义式可得 （2）由几何关系可得 则由点运动到点过程中平均速度的大小 10．（2025年北京市第二次普通高中学业水平合格性考试物理试题）如图所示，一个小球在细线的牵引下，绕光滑水平桌面上的图钉（记为点）做匀速圆周运动。小球做圆周运动受到的合力 （选填“指向点”或“沿切线方向”）；若将细线烧断，小球将沿 （选填“半径”或“切线”）方向飞出。 【答案】 指向点 切线 【详解】[1]小球做匀速圆周运动时，合力提供向心力，向心力的方向指向圆心（O 点）。 [2]细线烧断后，小球不受向心力约束，根据惯性，将保持烧断瞬间的速度方向（圆周运动的切线方向）运动。 11．（2025·贵州六盘水·一模）图甲为明代《天工开物》记载的“水碓”装置图，其简化原理图如图乙所示，水流冲击水轮，带动主轴（中心为）及拨板周期性拨动碓杆尾端，使碓杆绕转轴逆时针转动，拨板脱离碓杆尾端后碓头借重力下落，撞击臼中谷物。当图乙中主轴以恒定角速度转动至拨板与水平方向成时，，，此时碓头的线速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题意可知，拨板与碓杆尾部接触点在垂直于碓杆方向速度相等，有 碓杆绕点转动的角速度 则碓头B线速度 故选D。 12．（2025·广东深圳·模拟预测）如图所示，质量为m的夯杆在左右两个半径均为R，角速度为ω的摩擦轮的作用下，由静止开始向上运动，上升一定高度后摩擦轮松开，松开之前夯杆与摩擦轮间已经相对静止。已知摩擦轮与夯杆间动摩擦因数均为μ，弹力大小为F，重力加速度为g，不计空气阻力。关于夯杆从起动到摩擦轮松开的过程中，下列说法正确的是（　　） A．受到摩擦轮的摩擦力始终保持不变 B．夯杆的最大速度大小等于 C．加速过程中加速度大小等于 D．加速运动的时间等于 【答案】B 【详解】B．松开之前，与摩擦轮相对静止，因此夯杆的速度大小与摩擦轮的线速度大小相等，故B正确； AC．夯杆向上运动过程为先向上加速，此时夯杆受向上的滑动摩擦力为2μF，则由牛顿第二定律， 可得 相对静止时，受力平衡，故摩擦力发生改变，即AC错误； D．根据，解得，故D错误。 故选B。 13．子弹沿水平方向穿过匀速转动的纸筒直径，纸筒转动半径为0.1m，子弹穿过纸筒的时间t=0.01s，最终纸筒上只留下一个孔洞。则纸筒的角速度可能为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】子弹穿过纸筒的时间t=0.01s，最终纸筒上只留下一个洞痕，则纸筒转过的角度为（，，） 则纸筒的角速度为（，，） 当时，可得 当时，可得 当时，可得 故选B。 14．（24-25高一下·上海长宁·期中）如图（a）所示的圆盘上有一白点，盘绕垂直于盘面的中心轴以的频率顺时针旋转，用频率为的频闪光去照射该盘。若频闪光频率略大于盘面旋转频率，则观察到在盘上的白点 （选填：A．顺时针转动、B．逆时针转动、C．静止不动）；若能稳定地出现如图（b）所示的三个白点，则 。 【答案】 B（逆时针转动） 或， 【详解】[1] 盘绕垂直于盘面的中心轴以的频率顺时针旋转，频闪光频率略大于盘面旋转频率，可知观察到在盘上的白点逆时针转动。 故选B。 [2] 如图所示 将已被观察到的三个白点位置分别记为A、B和C，时白点在A位置，那么白点在B或C位置的时刻应分别为， 其中圆盘旋转周期是 频闪周期满足 则有或， 15．（2025·福建·模拟预测）如图所示，是带有一白点的黑色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转圈。在暗室中用每秒闪光次的频闪光源照射圆盘。当时，观察到白点每秒沿 （选填“顺”或“逆”）时针方向旋转；当时，白点转动一圈的时间为 s。 【答案】 逆 【详解】[1]由于光源的闪光周期小于白点做圆周运动的周期，光源每次闪光时，白点都没有来得及回到前一次闪光时的位置，即都在前一次闪光时位置的左侧，光源连续闪光，白点的位置就连续向左逆时针移到，所以白点逆时针旋转； [2]白点的频率为 ，白点的角速度为 光源的频率为 ，光源的角速度为 设白点转动一圈的时间为t，则 解得 16．（2025·河北·高考真题）某同学在傍晚用内嵌多个彩灯的塑料绳跳绳，照片录了彩灯在曝光时间内的运动轨迹，简图如图。彩灯的运动可视为匀速圆周运动，相机本次曝光时间是，圆弧对应的圆心角约为，则该同学每分钟跳绳的圈数约为（　　） A．90 B．120 C．150 D．180 【答案】C 【详解】根据题意可知跳绳的转动角速度为 故每分钟跳绳的圈数为 故选C。 17．（2025·安徽·高考真题）在竖直平面内，质点M绕定点O沿逆时针方向做匀速圆周运动，质点N沿竖直方向做直线运动，M、N在运动过程中始终处于同一高度。时，M、N与O点位于同一直线上，如图所示。此后在M运动一周的过程中，N运动的速度v随时间t变化的图像可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】因为M、N在运动过程中始终处于同一高度，所以N的速度与M在竖直方向的分速度大小相等， 设M做匀速圆周运动的角速度为，半径为r，其竖直方向分速度 即 则D正确，ABC错误。 故选D。 18．（2025·江苏·高考真题）游乐设施“旋转杯”的底盘和转杯分别以、为转轴，在水平面内沿顺时针方向匀速转动。固定在底盘上。某时刻转杯转到如图所示位置，杯上A点与、恰好在同一条直线上。则（    ） A．A点做匀速圆周运动 B．点做匀速圆周运动 C．此时A点的速度小于点 D．此时A点的速度等于点 【答案】B 【详解】A．A点运动为A点绕的圆周运动和相对于O的圆周运动的合运动，故轨迹不是圆周，故不做匀速圆周运动，故A错误； B．根据题意固定在底盘上，故可知围绕O点做匀速圆周运动，故B正确； CD．杯上A点与、恰好在同一条直线上时且在延长线上，点和点运动运动方向相同，又A点相对点做圆周运动，故此时A的速度大于的速度，故CD错误。 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $