2026届高三物理二轮复习专项训练：力学专题 竖直平面内的圆周运动问题

2026届高三物理二轮复习专项训练：力学专题 竖直平面内的圆周运动问题

 

一、单选题

1．如图所示，荡秋千小孩和凳子总质量30kg，当秋千摆到最低点时，速度大小为3m/s，小孩重心与水平固定横梁间的距离为2m，横梁受到绳子的拉力约为（　　）

A．135N B．165N C．300N D．435N

2．北京环球影城霸天虎过山车被誉为北京最刺激的过山车，在项目中，过山车弹射起步，4.5 s即可到达104 km/h的时速，轨道全长1124 m，共7个翻滚轨道，令无数人望而却步。游客游玩前必须要固定好座椅上的保险装置（安全压杠和安全带）。某次运行时，游客随车在其中一个竖直平面内沿半径为22.5 m的圆轨道运动，重力加速度g = 10 m/s2，下列说法中正确的是（　　）

A．游客乘坐过山车经过圆轨道最低点时，处于失重状态

B．若某次过山车经过该圆轨道最高点时的速度为15 m/s，则游客在最高点时对座椅压力为零

C．游客乘坐过山车经过最高点时，保险装置对游客一定有向上的作用力

D．游客乘坐过山车经过与圆心等高处时，游客所受力的合力一定指向圆轨道圆心

3．图甲为贵州某景区的波浪公路，图乙为波浪公路的简化示意图，P、Q位置的路面圆弧半径相同。小车在波浪路面上匀速率前进，设汽车经过P、Q两点时，加速度大小分别为、，受地面支持力的大小分别为、。则（    ）

  

A．< B．> C．> D．<

4．快递员通过传送带和一段光滑圆弧轨道把包裹从低处送到高处的车厢，传送带倾角为，传送带ab端距离，始终以速度匀速顺时针转动，传送带上端与圆弧轨道bc相切于b点，bc段圆心为O，最高点为c。时刻，把第一个包裹轻放在传送带底端a，后面每隔0.5s放一个包裹，若包裹与传送带间的动摩擦因数为，每个包裹沿圆弧轨道恰好能达到c点。重力加速度g取。下列说法正确的是（    ）

A．包裹在最高点c时，对圆弧轨道的压力为零

B．第一个包裹在传送带上运动的时间为3.55s

C．圆弧轨道半径为

D．传送带上最多有5个包裹

5．如图所示，质量为m的汽车通过半径为R的凹形圆弧路面的最低位置时，速度大小为v，此时，它对路面的压力大小为（    ）

  

A． B． C． D．

6．圆周运动是生活中常见的一种运动。如图1所示，一个小朋友坐在圆盘上随圆盘一起在水平面内做匀速圆周运动；如图2所示，将小球拴在细绳一端，用手握住绳的另一端，使小球以点为圆心在竖直面内做完整的圆周运动。已知小球的质量为，细绳的长度为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A．图1小朋友所受摩擦力的方向沿轨迹的切线方向

B．图1中，当小朋友的位置离圆心较近时，小朋友容易相对圆盘滑动

C．图2小球可能在竖直面内做匀速圆周运动

D．图2小球在最低点和最高点时，细绳对小球的拉力大小之差恒定

7．一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定在O点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点在竖直面内做半径为r的圆周运动，测得绳的拉力F大小随时间t的变化规律如图乙所示．设R、m、r、引力常量G以及F1和F2为已知量，忽略各种阻力．以下说法正确的是（　　）

A．该星球表面的重力加速度为

B．小球在最高点的最小速度为

C．该星球的密度为

D．卫星绕该星球的第一宇宙速度为

8．如图甲、乙所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图丙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，当车轮转动时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路，使气嘴灯发光，则（　　）