2023-2025全國高考真題物理匯編

生活中的圓周運(yùn)動

一、單選題

1.（2025山東高考真題）某同學(xué)用不可伸長的細(xì)線系一個質(zhì)量為01kg的發(fā)光小球，讓小球在豎直面內(nèi)繞

一固定點(diǎn)做半徑為0.6m的圓周運(yùn)動。在小球經(jīng)過最低點(diǎn)附近時拍攝了一張照片，曝光時間為《s。由于小

球運(yùn)動，在照片上留下了一條長度約為半徑（的圓弧形徑跡。根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算小球在最低點(diǎn)時細(xì)線的拉

力大小為（）

A.UNB.9NC.7ND.5N

2.（2024江蘇高考真題）如圖所示，輕繩的一端拴一個蜂鳴器，另一端穿過豎直管握在手中。蜂鳴器在水

平面a內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，緩慢下拉繩子，使蜂鳴器升高到水平面6內(nèi)繼續(xù)做勻速圓周運(yùn)動。不計空氣阻

力和摩擦力，與升高前相比，蜂鳴器（）

A.角速度不變B.線速度減小

C.向心加速度增大D.所受拉力大小不變

3.（2024廣東高考真題）如圖所示，在細(xì)繩的拉動下，半徑為r的卷軸可繞其固定的中心點(diǎn)。在水平面內(nèi)

轉(zhuǎn)動。卷軸上沿半徑方向固定著長度為/的細(xì)管，管底在。點(diǎn)。細(xì)管內(nèi)有一根原長為:、勁度系數(shù)為左的

輕質(zhì)彈簧，彈簧底端固定在管底，頂端連接質(zhì)量為相、可視為質(zhì)點(diǎn)的插銷。當(dāng)以速度v勻速拉動細(xì)繩時，

插銷做勻速圓周運(yùn)動。若v過大，插銷會卡進(jìn)固定的端蓋。使卷軸轉(zhuǎn)動停止。忽略摩擦力，彈簧在彈性限

4.（2024江蘇高考真題）制作陶瓷時，在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動的臺面上有一些陶屑。假設(shè)陶屑與臺面間的動

摩擦因數(shù)均相同，最大靜摩擦力等于滑動摩榛力。將陶屑視為質(zhì)點(diǎn)，則（）

A.離轉(zhuǎn)軸越近的陶屑質(zhì)量越大

B.離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)的陶屑質(zhì)量越大

C.陶屑只能分布在臺面的邊緣處

D.陶屑只能分布在一定半徑的圓內(nèi)

二、多選題

5.（2025廣東高考真題）將可視為質(zhì)點(diǎn)的小球沿光滑冰坑內(nèi)壁推出，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,

如圖所示。已知圓周運(yùn)動半徑R為。.4m,小球所在位置處的切面與水平面夾角。為45°,小球質(zhì)量為

0.1kg,重力加速度g取lOm/s?。關(guān)于該小球，下列說法正確的有（）

A.角速度為5rad/sB.線速度大小為4m/s

C.向心加速度大小為lOm/s?D.所受支持力大小為IN

三、實驗題

6.（2024海南高考真題）水平圓盤上緊貼邊緣放置一密度均勻的小圓柱體，如圖（。）所示，圖（6）為俯

視圖，測得圓盤直徑。=42.02cm,圓柱體質(zhì)量機(jī)=30.0g,圓盤繞過盤心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動時小

圓柱體相對圓盤靜止。

為了研究小圓柱體做勻速圓周運(yùn)動時所需要的向心力情況，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗步驟：

⑴用秒表測圓盤轉(zhuǎn)動10周所用的時間f=62.8s,則圓盤轉(zhuǎn)動的角速度。=rad/s（兀取3.14）

（2）用游標(biāo)卡尺測量小圓柱體不同位置的直徑，某次測量的示數(shù)如圖（c）所示，該讀數(shù)d=—mm,多次

測量后，得到平均值恰好與d相等。

（3）寫出小圓柱體所需向心力表達(dá)式尸=（用。、相、。、d表示），其大小為N（保留2位有效數(shù)

字）

四、解答題

7.（2023江蘇高考真題）“轉(zhuǎn)碟”是傳統(tǒng)的雜技項目，如圖所示，質(zhì)量為根的發(fā)光物體放在半徑為r的碟子

邊緣，雜技演員用桿頂住碟子中心，使發(fā)光物體隨碟子一起在水平面內(nèi)繞A點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動。當(dāng)角速度

為g時，碟子邊緣看似一個光環(huán)。求此時發(fā)光物體的速度大?。ズ褪艿降撵o摩擦力大小八

8.（2024江西高考真題）雪地轉(zhuǎn)椅是一種游樂項目，其中心傳動裝置帶動轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動。如圖（a）、

（b）所示，傳動裝置有一高度可調(diào)的水平圓盤，可繞通過中心。點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動。圓盤邊緣A處固

定連接一輕繩，輕繩另一端8連接轉(zhuǎn)椅（視為質(zhì)點(diǎn)）。轉(zhuǎn)椅運(yùn)動穩(wěn)定后，其角速度與圓盤角速度相等。轉(zhuǎn)

椅與雪地之間的動摩擦因數(shù)為〃，重力加速度為g,不計空氣阻力。

（1）在圖（a）中，若圓盤在水平雪地上以角速度電勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)椅運(yùn)動穩(wěn)定后在水平雪地上繞。點(diǎn)做半

徑為弓的勻速圓周運(yùn)動。求與02之間夾角。的正切值。

（2）將圓盤升高，如圖（b）所示。圓盤勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)椅運(yùn)動穩(wěn)定后在水平雪地上繞。?點(diǎn)做半徑為々的勻

速圓周運(yùn)動，繩子與豎直方向的夾角為。，繩子在水平雪地上的投影與的夾角為求此時圓盤

的角速度。2。

圓盤在水平雪地

9.（2023福建高考真題）一種離心測速器的簡化工作原理如圖所示。細(xì)桿的一端固定在豎直轉(zhuǎn)軸OO'上的

。點(diǎn)，并可隨軸一起轉(zhuǎn)動。桿上套有一輕質(zhì)彈簧，彈簧一端固定于。點(diǎn)，另一端與套在桿上的圓環(huán)相連。

當(dāng)測速器穩(wěn)定工作時，圓環(huán)將相對細(xì)桿靜止，通過圓環(huán)的位置可以確定細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度。已知細(xì)桿

長度L=0.2m,桿與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角a始終為60。，彈簧原長尤0=0.1m,彈簧勁度系數(shù)左=100N/m,圓環(huán)

質(zhì)量〃z=lkg；彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小取lOm/s?,摩擦力可忽略不計

（1）若細(xì)桿和圓環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，求圓環(huán)到。點(diǎn)的距離；

（2）求彈簧處于原長時，細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度大?。?/p>

（3）求圓環(huán)處于細(xì)桿末端產(chǎn)時，細(xì)桿勻速轉(zhuǎn)動的角速度大小。

參考答案

1.C

【詳解】根據(jù)題意可知在曝光時間內(nèi)小球運(yùn)動的長度為=|r=|x0.6m=0.12m

=M=0A2

近似認(rèn)為在曝光時間內(nèi)小球做勻速直線運(yùn)動，故有"一五一工

50

在最低點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律有T-mg=m—

r

代入數(shù)據(jù)解得r=7N

故選c。

2.C

【詳解】設(shè)繩子與豎直方向夾角為仇小球做圓周運(yùn)動的半徑為7■，小球質(zhì)量為機(jī)。

CD.對小球分析有

=mgtan0=ma,4二耳-

nCOS0

根據(jù)〃、Z?兩個位置可知，6位置更高，則仇,仇，代入上式，故此

FTbFh,Clnb>Clna

故C正確、D錯誤；

AB.根據(jù)

ma=mcor2

可有

COb>CDa

線速度大小無法判斷，故AB錯誤。

故選C。

3.A

【詳解】有題意可知當(dāng)插銷剛卡緊固定端蓋時彈簧的伸長量為Ax=(,根據(jù)胡克定律有

F=kAx=—

2

插銷與卷軸同軸轉(zhuǎn)動，角速度相同，對插銷有彈力提供向心力

F=mlco2

對卷軸有

v=rco

聯(lián)立解得

故選Ao

4.D

【詳解】與臺面相對靜止的陶屑做勻速圓周運(yùn)動，靜摩擦力提供向心力，當(dāng)靜摩擦力為最大靜摩擦力時，

根據(jù)牛頓第二定律可得

〃機(jī)g=

解得

G/iax一=“Fg

CO

因與臺面相對靜止的這些陶屑的角速度相同，由此可知能與臺面相對靜止的陶屑離轉(zhuǎn)軸的距離與陶屑質(zhì)量

無關(guān)，只要在臺面上不發(fā)生相對滑動的位置都有陶屑?！ㄅc。均一定，故小x為定值，即陶屑離轉(zhuǎn)軸最遠(yuǎn)

的陶屑距離不超過轡，即陶屑只能分布在半徑為空的圓內(nèi)。故ABC錯誤，故D正確。

coco

故選D。

5.AC

【詳解】A.對小球受力分析可知品=mgtan45o=7W?R

解得co=5rad/s

故A正確；

B.線速度大小為v=0R=2m/s

故B錯誤；

C.向心加速度大小為4=序尺=10向$2

故C正確；

D.所受支持力大小為N芯=0N

cos45°

故D錯誤。

故選AC?

6.(1)1

(2)16.2

(3)6.1x10-3

2

【詳解】(1)圓盤轉(zhuǎn)動10周所用的時間f=62.8s,則圓盤轉(zhuǎn)動的周期為

T62.8

T=-----s

10

根據(jù)角速度與周期的關(guān)系有

(2)根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則有

1.6cm+2x0.1mm=16.2mm

(3)[1]小圓柱體做圓周運(yùn)動的半徑為

D-d

則小圓柱體所需向心力表達(dá)式

moj-(D-d)

⑵帶入數(shù)據(jù)有

尸=6.1x10飛

7.%=。(/；f=ma)lr

【詳解】發(fā)光體的速度

%=啊

發(fā)光體做勻速圓周運(yùn)動，則靜摩擦力充當(dāng)做圓周運(yùn)動的向心力，則靜摩擦力大小為

f=

〃gsin0cos0

(sin0sin/3+〃cos弓

【詳解】(1)轉(zhuǎn)椅做勻速圓周運(yùn)動，設(shè)此時輕繩拉力為T,轉(zhuǎn)椅質(zhì)量為相，受力分析可知輕繩拉力沿切線

方向的分量與轉(zhuǎn)椅受到地面的滑動摩擦力平衡，沿徑向方向的分量提供圓周運(yùn)動的向心力，故可得

Tcosa=ma>^rx

pimg=Tsina

聯(lián)立解得

LIS

tana=f

(2)設(shè)此時輕繩拉力為T,沿AB和垂直48豎直向上的分力分別為

T=7'sin。，T2=T'COS0

對轉(zhuǎn)椅根據(jù)牛頓第二定律得

TxcosP=ma>/r2

沿切線方向

小0。=f=血

豎直方向

FN+T2=mg

聯(lián)立解得

〃gsin。cos，

(sin。sin〃+〃cos9)r2

9.(1)0.05m；(2)12^rad/s；

(3)lOrad/s

3

【詳解】(1)當(dāng)細(xì)桿和圓環(huán)處于平衡狀態(tài)，對圓環(huán)受力分析得

To=mgcosa=5N

根據(jù)胡克定律產(chǎn)=上5得

Ax=—=0.05m

0k

彈簧彈力沿桿向上，故彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧此時的長度即為圓環(huán)到。點(diǎn)的距離