训练21 圆周运动-【红对勾讲与练·练习手册】2026年高考物理大一轮复习全新方案基础版

训练21 L基础巩固」 1.(5分)（多选）在如图所示的齿轮传 动中，三个齿轮的半径之比为2： 3:6,当齿轮转动的时候，关于小齿 轮边缘的A点和大齿轮边缘的B 点，下列说法正确的是 A.A点和B点的线速度大小之比为1：1 B.A点和B点的角速度之比为1：1 C.A点和B点的角速度之比为3：1 D.A点和B点的线速度大小之比为1：3 2.(5分)(2024·广东广州高三期末) 外圈 山崖边的公路常常被称为最险公 内圈 路，某弯道如图所示，外圈临悬崖， 内圈靠山，为了减小弯道行车安全 隐患，弯道路面往往设计成倾斜的。某汽车在这 样的弯道转弯，下列说法正确的是 () A.汽车以恒定速率转弯时，做匀变速曲线运动 B.汽车以恒定速率转弯时，转弯半径越大，所需向 心力越大 C.为了减小弯道行车安全隐患，弯道路面应该设 计成内低外高 D.因弯道路面倾斜，汽车转弯时一定不需要摩擦 力提供向心力 3.(5分)（多选）(2025·安徽 合肥高三期中)如图所示，mmmim 一辆小汽车在水平路面上匀速行驶，轮胎半径 R=20cm,轮胎转速保持n=600r/min,轮胎边 缘上有个记录点A,某个时刻，A点刚好跟地面接 触，从此刻开始计时，下列说法正确的是() A.汽车行驶速度大约为45km/h B.点A相对于地面做匀速圆周运动 C.经过t=0.1s,点A的路程为0.4πm D.经过t=0.05s,点A的位移大小为0.2√元十4m 4.(5分)（多选）(2024·广东深圳高 三期中)如图所示，杂技演员进行 表演时，可以悬空靠在以角速度ω 匀速转动的圆筒内壁上而不掉下 来。设圆筒半径为r,最大静摩擦力等于滑动摩擦 力。则该演员 () (横线下方不可作答)3 班级： 姓名： 圆周运动 (总分：60分) A.受到4个力的作用 B.所需的向心力由弹力提供 C.角速度越大，人受到的摩擦力越大 D.圆筒的角速度w≥ g Nur 5.(5分)(2025·江苏南通检测) 有一种杂技表演叫“飞车走 壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿 圆台形表演台的侧壁高速行 驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩 托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h。下列说 法正确的是 () A.h越高，摩托车对侧壁的压力越大 B.h越高，摩托车做圆周运动的加速度越小 C.h越高，摩托车做圆周运动的周期越大 D.h越高，摩托车做圆周运动的线速度越小 6.(5分)（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，重 力加速度为g,不计空气阻力，则 A.子弹在圆筒中的水平速度为d g g B.子弹在圆筒中的水平速度为2d√ C.圆筒转动的角速度可能为π√ g D.圆筒转动的角速度可能为3π√ 7.(5分)（多选）(2021·河北卷)如w( P 示矩步亚偶框MNQP竖直 放置，其中MN、PQ足够长，且 PQ杆光滑，一根轻弹簧一端固定 在M点，另一端连接一个质量为 m的小球，小球穿过PQ杆，金属 框绕MN轴分别以角速度w和w'匀速转动时，小 球均相对PQ杆静止，若w'>w,则与以w匀速转 动时相比，以ω'匀速转动时 () A.小球的高度一定降低 B.弹簧弹力的大小一定不变 29 第四章曲线运动 C.小球对杆压力的大小一定变大 D.小球所受合力的大小一定变大 L素养提升」 8.(5分)(2024·广东卷)如图端盖 卷轴 所示，在细绳的拉动下，半径 O 为”的卷轴可绕其固定的中插销 细绳 心点O在水平面内转动。卷 细管 轴上沿半径方向固定着长度为1的细管，管底在O 点。细管内有一根原长为了劲度系数为长的轻质 弹簧，弹簧底端固定在管底，顶端连接质量为m、可 视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时，插 销做匀速圆周运动。若过大，插销会卡进固定的 端盖，使卷轴转动停止。忽略摩擦力，弹簧在弹性 限度内，要使卷轴转动不停止，。的最大值为() A原c图 n 9.(10分)(2025·江苏扬州仪征中学月考)如图所 示，水平地面与一半径为L的竖直光滑圆弧轨道 相接于B点，轨道上的C点位置处于圆心O的正 下方。距离地面高度也为L的水平平台边缘上的 A点有质量为m的小球以v。=√2gL的初速度水 平抛出，小球在空中运动至B点时，恰好沿圆弧轨 道在该点的切线方向滑入轨道。小球运动过程中 空气阻力不计，重力加速度为g,求：得分 (1)圆弧BC段所对应的圆心角0； (2)小球经B点时，对圆弧轨道的压力大小。 A < 77m7nnn777777 B 红对勾·讲与练 330 10.(10分)(2024·江西卷)雪地转椅是一种游乐项 目，其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动。如 图(a)、(b)所示，传动装置有一高度可调的水平 圆盘，可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。圆 盘边缘A处固定连接一轻绳，轻绳另一端B连 接转椅（视为质点）。转椅运动稳定后，其角速度 与圆盘角速度相等。转椅与雪地之间的动摩擦 因数为4，重力加速度为g,不计空气阻力。 得分 (1)在图(a)中，若圆盘在水平雪地上以角速度w1 匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地上绕O点 做半径为r1的匀速圆周运动。求AB与OB之 间夹角a的正切值。 (2)将圆盘升高，如图(b)所示。圆盘匀速转动， 转椅运动稳定后在水平雪地上绕O1点做半径为 r2的匀速圆周运动，绳子与竖直方向的夹角为0， 绳子在水平雪地上的投影A,B与O1B的夹角为 B。求此时圆盘的角速度w2。 水平圆盘9 A A 水平圆盘 转椅 0L- 青转龄 图(a)圆盘在水平雪地 图(b)圆盘在空中 高三物理·基础版 ■3.AD小鱼在运动过程中只受重力作 用，则小鱼在水平方向上做匀速直线 运动，即v为定值，则有水平位移x= v,t,故A正确，C错误；小鱼在竖直方 向上做竖直上抛运动，则y=vyot 2t,0y=00一gt,且在最高点时竖 直方向的分速度为0，故B错误，D 正确。 4.AD 如图所示， 由tan0=整可 得，小球平抛的初 速度大小v。= gt m月A正确，由 末速度方向与水平方向的夹角日和位 移与水平方向的夹角α关系可知， 1 tan a= tan0,则a≠2，B错误：小 球做平抛运动的时间t=√ ，与小 g 球初速度大小无关，C错误；由tanB= 可知，o越大，0越小，D正确。 Vo 5.BC 物块在斜面上做类平抛运动，有 b=vot,1= 1 )at,物块在斜面上的加 速度为 a= mg cos m gcos9,联立解 得物块的初速度U。=b gcos日 故A 21 错误，B正确：物块在Q,点平行斜面长 方向的分速度为v,=at,物块到达Q 点时的速度vQ=√06十u 4gl'cos 0-gb'cos 0 ,故C正确，D 21 错误。 6.C设出水口到水桶中心的距离为x, 2h 则x=oNg 落到桶底A点时有 x十 D 2·2h 2 ,解得v。 g (W2+1)D ,故选C。 2 2h 7.A面片飞行过程中水平方向做匀速 直线运动，若先飞出的面片初速度较 大，则空中相邻两个面片飞行过程中 水平距离逐渐变大，故A正确；掉落位 置不相同的小面片，下落高度相同，由 么=之g可知，下落的时间相等，由 △v=gt可知，从抛出到落水前瞬间速 度的变化量相等，故B错误；由h= 1 2L 1可知.下落时间为1= ,水 平位移的范围为L<x<3L,则初速度 的取值范国为上<。 <上，可得 9gL ,落入锅中时的竖 2 直分速度为v,=√2gL,则小面片落 入锅中时，最大速度vx= 2 3g虹，最小速度为 2 虹，可知小 umm=入2gL十2=V27 面片落入锅中时，最大速度不是最小 速度的3倍，故C、D错误。 8.C小球从最高点到右端出口的过程 机械能守恒，有mg(H一h)=2mu, 从右端出口飞出后，小球做平抛运动， 1 有x=t,h=2gt,联立解得x= 2√(H一h)h,根据数学知识可知，当 H一h=h时，x最大，即h=1m时， 小球飞得最远，此时右端出口距离桌面 的高度为△h=1m一0.8m=0.2m,故C 正确。 9.B第一次抛出上升的高度为h1= 3.2m一1.4m=1.8m,故上升时间为 =0.6s,最高点距水平地 t上1一Ng 面高为h。=3.2m,故下降的时间为 =0.8s,故第一次抛出上 tr1=√g 升时间和下降时间的比值为3：4，故 A错误：两条轨迹最高点等高，故可知 两次从抛出到落地的时间相等，为t= t上1十t1=1.4s,故可得第一次和第 二次抛出时水平方向的分速度大小分 别为vx1三 0Q1=6m/s0x2 0Q: t 7m/s,由于两条轨迹最高点等高，故 抛出时竖直方向的分速度相等，为 Vy=gt上1=6m/s,由于物体在空中运 动过程中机械能守恒，故第一次过P 点比第二次机械能少△E=之mu: 1 m01=1,3J,故B正确；从抛出到 落地瞬间根据动能定理有Ek1= Eko1十mghon=2m（v品+v）+ mgh on 10 J,Eve =Exo2+mghon 1 2m(u:+v)十nghon=11.3J,故 落地瞬间，第一次和第二次的动能之 比为100：113，故C错误：根据前面分 析可知两次抛出时竖直方向的分速度 相同，两次落地时物体在竖直方向的 分速度也相同，由于第一次的水平分 速度较小，物体在水平方向速度不变， 故可知第一次抛出时速度与水平方向 的夹角较大，第一次落地时速度与水 平方向的夹角也较大，则第一次抛出 时速度方向与落地瞬间速度方向夹角 比第二次大，故D错误。 10.BD将初速度分解为沿PQ方向的分 速度v1和垂直PQ的分速度2，则 01=cos60°=10m/s,v2=vosin60°= 10√3m/s,将重力加速度分解为沿 PQ方向的分加速度a1和垂直PQ 的分加速度a2,则有a1=gsin30°= 5m/s2,a2=gcos30°=5V5m/s2,垂 直PQ方向根据对称性可得重物运动 时间为t=22=4s,重物离PQ连 ax 线的最远距离为dms=2a2 10√3m,故A、C错误：重物落地时竖 直分速度大小为v,=一v0sin30°十 gt=30m/s,则落地速度与水平方向 夹角正切值为tanB=马= c0s30 √5，可得0=60°，故B正确；从抛出到 最高点所用的时间为t1= osin30° g 1s,则从最高，点到落地所用的时间为 t2=t一t1=3s,轨迹最高点与落点的 高度差为h=2g=45m,故D正确。 1L.(1)26 m(2)3.7m 5 解析：(1)在t。时间内，篮球水平方向 做匀速直线运动，位移为x=v。t。 5×0.2m=1m,竖直方向做自由落 1 1 体运动，位移为h=2gt=之× 10X0.2m=0.2m,所以t。时间内 篮球的位移大小为x。=√x十h= V+(0.2)m三5m。 (2)从发出球到接住球经过的时间为 12.5 s=0.5s,所以该同学起 5 跳离地到接住球经历的时间为t1= t一t。=0.3s,该同学起跳后上升的高 1 1 度为h1=2ti=2X10X0.3m= 0.45m,整个过程篮球下降的高度 1 h,=2gt=2 ×10×0.5m= 1.25m,所以出球口距地面的高度为 H=h。+h1十h,=2m十0.45m十 1.25m=3.7m。 训练21圆周运动 1.AC题图中三个齿轮边缘的线速度大 小相等，则A,点和B点的线速度大小 之比为1：1，由v=wr可知，线速度一 定时，角速度与半径成反比，则A点和 B点角速度之比为3：1，A、C正确，B、 D错误。 2.C汽车以恒定速率转弯时，汽车的加 速度大小不变，方向时刻发生变化，汽 车做变加速曲线运动，故A错误；汽车 以恒定速率转弯时，根据F=mR可 知转弯半径越大，所需向心力越小，故 B错误；为了减小弯道行车安全隐患， 弯道路面应该设计成内低外高，使路 面对汽车的支持力有指向弯道圆心的 分力，故C正确：弯道路面倾斜，但当 汽车转弯时的速度过大，路面对汽车 参考答案515 的支持力沿圆心方向的分力不足以提 供汽车做圆周运动的向心力时，汽车 仍需要摩擦力提供向心力，故D错误。 3.AD汽车行驶速度为v=wR= 2πX600 ×0.2m/s≈45ktm/h,A正 60 确：A点相对于轮胎转轴做匀速圆周 运动，轮胎转轴相对于地面做匀速直 线运动，所以A点相对于地面不是在 做匀速圆周运动，B错误；经过t= 0.1s,车前进距离为s=vt=0.4πm, 由于A点相对轮胎转轴转动，所以其 路程不等于0.4πm,C错误；经过t= 0.05s,即半个周期，车前进距离为 s1=vt=0.2πm,A,点位于最高，点，与 地面距离为0.4m,由勾股定理得A 点的位移大小为x=0.2√π十4m,D 正确。 4.BD杂技演员受到重力、筒壁的弹力 和静摩擦力共3个力作用，A错误；由 于杂技演员在圆筒内壁上不掉下来， 竖直方向根据平衡条件，有g=F:, 筒壁的弹力提供向心力，水平方向有 F=mwr,角速度越大，人受到的摩擦 力不变，弹力变大，B正确，C错误；杂 技演员不下滑，则最大静摩擦力需要 大于等于重力，即F≥mg,F= mw2r,解得w≥入 D正。 5.C摩托车做匀速圆周运 动，重力mg和侧壁对摩 托车的支持力F的合力提 供其做圆周运动所需的向 心力，如图所示，侧壁对摩 托车的支持力为F= 718 mg ,根据牛顿第二定律 cos 0' 4π2 可得ng tan8=ma=m Tr=m 解得a=gtan8,T=√ 4πF gtan 0 √grtan日，可知h越高，0不变，r越 大，则摩托车对侧壁的压力不变，摩托 车做圆周运动的加速度不变，摩托车 做圆周运动的周期越大，摩托车做圆 周运动的线速度越大，故选C。 6.ACD子弹在圆筒中运动的时间与自 由下落高度h的时间相同，即t一 2h g ,故A正确，B错 误：在此段时间内圆筒转过的圈数为 半圈的奇数倍，即at=(2n十1)π(n (2n+1)π 0,1,2,…),所以w= (2n十1)π (n=0,1,2,…),故 C、D正确。 7.BD ,对小球受力分析，设弹簧弹力为 FT,弹簧与水平方向的夹角为日，则对 小球在竖直方向有Frsin 0=mg,而 516 红构·讲与练·高三物理·基 F=(。小可知9为定狼，R, 不变，则当转速增大时，小球的高度不 变，弹簧的弹力不变，A错误，B正确； 当转速较小，杆对小球的弹力背离转 轴时，有Frcos0-Fy=w2r,即 Fy=Frcos日-mw2r,当转速较大，杆 对小球的弹力指向转轴时，有FTc0s日十 F=w'2r,即F=mw'2r-Frcos0,因 仙>仙，根据牛顿第三定律可知，小球 对杆的压力不一定变大，C错误：根据 F合=mwr可知，因角速度变大，则小 球所受合力变大，D正确。 A由题意可知当插销刚卡进固定的 端盖时弹簧的伸长量为△x=2,根据 胡克定律有F三△x二？，插销与卷 轴同轴转动，角速度相同，弹簧对插销 的弹力提供向心力，有F=mlw2,对卷 轴有0=m,联立解得v=r√ k ,故 选A。 解析：(1)小球到达B点时的竖直分速 度v,=√2gL, 则an9=-=1,解得9=45。 (2)设小球到达B点时速度大小为B, 则有vB=√2vo,设轨道对小球的支持 力为F,根据F一mgc0s45°=m无， UB 解锌F=(+罗）m 由牛顿第三定律可知，小球对圆孤轨 道的压力大小为P'(+号）m 10.(1)g wir ug sin 0cos B (2(sin 0sin B-ucos0r 解析：(1)转椅做匀速圆周运动，设此 时轻绳拉力为T,转椅质量为，对 转椅受力分析可知轻绳拉力沿切线 方向的分力与转椅受到地面的滑动 摩擦力平衡，沿径向方向的分力提供 转椅做圆周运动所需的向心力，故可 Tcos a=mojr ,umg=Tsin a, 联立解得tana=g 0 wir (2)设此时轻绳的拉力为T',沿A1B 和垂直A,B竖直向上的分力分别为 T=T'sin 0,T2=T'cos 0 对转椅根据牛顿第二定律得 T cos B=moir2, 沿转椅做圆周运动的切线方向有 T1sinB=f=Fv,沿竖直方向有 Fy十T2=mg,联立解得w2= ug sin 0cos B (sin 0sin B-ucos 0)r2 础版 训练22专题突破：圆周运动 中的临界问题 1.BC衣物运动到最高点A点时，加速 度方向竖直向下，处于失重状态，故A 错误；衣物及衣物上的水运动到最低 点B点时，加速度方向竖直向上，处于 超重状态，对于衣物及衣物上的水，根 据牛顿第二定律，衣物在B点受到的 滚简的作用力最大，脱水效果最好，且 在最低点有F一mg=m二，解得F mg十m”,根据牛顿第三定律可知，衣 物对洗衣机的作用力的大小为F′= mg十m,,洗衣机对地面的压力等于 洗衣机的重力加上衣物对洗衣机的作 用力，所以洗衣机对地面的压力大于 洗衣机的重力，故B正确，D错误；在衣 物运动过程中，衣物运动到C,点或D 点时，洗衣机对衣物的水平作用力提 供衣物做圆周运动需要的向心力，可 知此时衣物对洗衣机在水平方向作用 力最大，而洗衣机是静止的，可知地面 对其的摩擦力最大，根据牛顿第三定 律可知，衣物运动到C点或D点时洗 衣机对地面的摩擦力最大，故C正确。 2.D过山车在最高，点时人处于倒坐状 态，当过山车速度较大时，人做圆周运 动所需的向心力由重力与座椅的支持 力的合力提供，速度越大支持力越大， 所以没有保险带，人也不会掉下来， A错误；人在最高点时，由牛顿第二定 律可得mg十N=m,当地度为U √2gr时，支持力为mg,由牛顿第三定 律可得，人在最高点时对座位可以产 生大小为mg的压力，B错误；人在最 低，点时，由牛顿第二定律可得V g=m,,则人在最低点时对座位的 压力大于mg,C错误，D正确。 3.D甲、乙两个物体随旋转圆台转动 时，角速度相同，根据a。=wr得。： 2R2 R=了，A错误，根据牛顿第二定律 得Fp=1w2·2R,F比=mw2·R,甲 受到的静摩擦力大，B错误：对甲物体， 最大静摩擦力提供向心力时，角速度 达到临界值，有mg=w·2R,解 得“甲三√R,C错误：对乙物体，最 大静摩擦力提供向心力时，角速度达 到临界值，有g=mw2·R,解得 @2=人紧，因为wp<w,所以当圆 台转速增大时，甲物体先滑动，D正确。 4.D汽车通过此圆孤形弯道时做匀速 圆周运动，轨道半径为R=120m,运 动的速率v=72km/h=20m/s,向心