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高中物理2025高考二模三模冲刺分项解析
专题6 圆周运动
1. （江西省重点中学盟校2024—2025年高三第二次联考）波轮洗衣机中的脱水筒（如图所示）在脱水时，衣服紧贴在筒壁上在水平面内做匀速圆周运动。某洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时，有一质量的硬币被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动，g取。则桶壁对它的弹力的大小约为（ ）
型号 XX
额定电压、频率 ~220V、50Hz
额定脱水功率 225W
质量 31kg
脱水转速 600r/min
脱水筒尺寸 直径300mm，高370mm
外形尺寸 长555mm，宽510mm，高870mm
A. 90N B. 3.6N C. 0.09N D. 0.06N
2. （深圳市高级中学高中园2025届高三下学期第三次模拟考试）如图所示，千架无人机排列成多个圆圈做匀速圆周运动。无人机携带的烟花被点燃释放，似流星坠落人间。下列说法正确的是（ ）
A. 点燃后的烟花下落做自由落体运动
B. 观察无人机的飞行姿态时，可将无人机视为质点
C. 点燃烟花前做匀速圆周运动无人机所受的合外力不变
D. 点燃烟花前做匀速圆周运动的无人机运动一周，其所受合外力的冲量为零
3. （2024~2025学年度苏锡常镇四市高三教学情况调研（二）） 竖直平面内有一L型光滑细杆，杆上套有相同的小球A、B。现让杆绕过底部O点所在的竖直轴匀速转动，两小球A、B在杆上稳定时，其相对位置关系可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
4. (浙江诸暨市2025年5月高三适应性考试试题)如图所示，两根长均为L的轻绳a和b固定在质量为m的小球上，轻绳a的另一端固定在天花板上的A点，AB为竖直线，轻绳b的另一端系有轻质小环c，小环c套在竖直光滑杆CD上。情境一：竖直杆CD缓慢右移，使轻绳a与竖直方向夹角为37°；情境二：竖直杆CD绕竖直线AB做匀速圆周运动，使轻绳a与竖直方向夹角为37°。已知小球可看作质点，sin37°=0.6。下列说法正确的是（ ）
A. 在情境一中，轻绳a对小球的拉力大小为mg
B. 在情境一中，轻绳b对小球的拉力大小为
C. 在情境二中，转动转速越大，轻绳a对小球的拉力越大
D. 在情境二中，转动角速度为，轻绳b对小球的拉力为0
5. （海淀区2024-2025学年第二学期期末练习）某同学用如图所示的实验装置测量当地的重力加速度。不可伸长的轻绳一端固定于A点，另一端系一小球，使其在水平面内绕O点做匀速圆周运动，已测出小球转过n圈所用的时间t。下列说法正确的是（ ）
A. 为达成实验目的，仅需再测量小球做圆周运动的半径
B. 为达成实验目的，仅需再测量轻绳的绳长
C. 为达成实验目的，仅需再测量A点到O点的竖直高度
D. 若误将圈记作n圈，则重力加速度的测量值偏小
6. （海淀区2024-2025学年第二学期期末练习）如图1所示，“冰坑挑战”需要挑战者先进入一个坡面与水平面夹角为、半径为R的倒圆锥型冰坑，然后尝试从其中离开。方式甲——挑战者沿着如图2甲所示坡面向上走或爬的方式，很难离开冰坑，通常还是会滑回坑底。方式乙——挑战者沿着如图2乙所示的螺旋线方式跑动多圈后，最终可以成功离开冰坑。已知挑战者的质量为m，其与冰面的动摩擦因数为，重力加速度为g。为了讨论方便，假定滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等；方式乙中人的跑动半径r缓慢增大，每一圈的轨迹都可近似为与水平地面平行的圆。下列说法正确的是（ ）
A. 在方式甲中，一定满足关系式
B. 在方式甲和方式乙中，挑战者受到的最大静摩擦力大小不同
C. 在方式乙中，可利用求得每圈的最小速度
D. 在方式乙中，挑战者离开冰坑做的功至少为
7. （2025年4月山东济南联考）如图所示，轻杆OA、轻杆AB与小球、小环通过铰链连接，O端用铰链固定在竖直转轴上，小环套在转轴上。开始时小环静止在转轴底部，转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升。已知小球和小环的质量均为m，轻杆长度均为L，转轴上O端与水平面之间的距离为，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 开始时小环对水平面的压力大小为
B. 开始时小环对水平面的压力大小为
C. 小环上升到与O端之间的距离为L时，小球的动能为
D. 小环上升到与O端之间的距离为L时，小球的动能为
8.（2025年4月深圳名校联考）自行车脚踏板上有a、b、c三点，b在踏板转轴上，a、c分别位于踏板左右边缘，如图所示。现自行车曲柄绕着牙盘转轴匀速旋转，脚踏板始终保持水平。以自行车为参照物，关于a、b、c三点圆周运动的半径r、线速度大小v、角速度、向心加速度大小a，下列说法正确的是
A. B. C. D.
9．（11分）（2025年4月浙江名校联考）如图示“雪地转转”是北方小朋友在冬季经常玩的一种游戏，乘坐雪圈绕轴在水平雪地上匀速转动，如图所示。“南方小土豆”小张寒假去东北旅游时乘坐了“雪地转转”，他发现当转速为时，绳子与水平杆垂直，绳子张力为150N，已知他和雪圈总质量为60kg，水平杆长为3m，离地高为3m，绳长为5m，取求
（1）小张绕转轴转动的角速度大小；
（2）小张和雪圈对地面的压力大小；
（3）绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功大小。
10. （湖北省部分高中协作体2025届三统联考） 很多青少年在山地自行车上安装了气门嘴灯，夜间骑车时犹如踏着风火轮，格外亮眼。如图甲是某种自行车气门嘴灯，气门嘴灯内部开关结构如图乙所示：弹簧一端固定，另一端与质量为m的小滑块（含触点a）连接，当触点a、b接触，电路接通使气门嘴灯发光，触点b位于车轮边缘。车轮静止且气门嘴灯在最低点时触点a、b距离为L，弹簧劲度系数为，重力加速度大小为g，自行车轮胎半径为R，不计开关中的一切摩擦，滑块和触点a、b均可视为质点。
（1）若自行车匀速行驶过程中气门嘴灯可以一直亮，求自行车行驶的最小速度；
（2）若自行车以的速度匀速行驶，求车轮每转一圈，气门嘴灯的发光时间。
11．（11分）（2025年4月四川宜宾联考）如图所示，质量分别为m和的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为，杆上距球P为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球可在竖直面内转动，当球P运动到最低点时速度大小为（忽略空气阻力，重力加速度为g），求此时：
（1）杆对球P的作用力的大小；
（2）固定轴O受到杆作用力的大小和方向。
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高中物理2025高考二模三模冲刺分项解析
专题6 圆周运动
1. （江西省重点中学盟校2024—2025年高三第二次联考）波轮洗衣机中的脱水筒（如图所示）在脱水时，衣服紧贴在筒壁上在水平面内做匀速圆周运动。某洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时，有一质量的硬币被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动，g取。则桶壁对它的弹力的大小约为（ ）
型号 XX
额定电压、频率 ~220V、50Hz
额定脱水功率 225W
质量 31kg
脱水转速 600r/min
脱水筒尺寸 直径300mm，高370mm
外形尺寸 长555mm，宽510mm，高870mm
A. 90N B. 3.6N C. 0.09N D. 0.06N
【答案】B
【解析】脱水筒的转速
则角速度
由题意知，脱水筒的直径d=300mm，半径r=150mm=0.15m，筒壁对硬币的弹力提供硬币做圆周运动的向心力，则有
故选B。
2. （深圳市高级中学高中园2025届高三下学期第三次模拟考试）如图所示，千架无人机排列成多个圆圈做匀速圆周运动。无人机携带的烟花被点燃释放，似流星坠落人间。下列说法正确的是（ ）
A. 点燃后的烟花下落做自由落体运动
B. 观察无人机的飞行姿态时，可将无人机视为质点
C. 点燃烟花前做匀速圆周运动无人机所受的合外力不变
D. 点燃烟花前做匀速圆周运动的无人机运动一周，其所受合外力的冲量为零
【答案】D
【解析】．烟花被释放后由于仍具有无人机的水平速度，其运动应当是抛体运动而非严格的自由落体运动，A错误；
若要研究无人机的飞行姿态，则其形状与转动对研究的问题有着重要影响，不能把它简化为质点，B错误；
物体做匀速圆周运动时，合外力的大小虽保持不变，但其方向随时在变，因此“所受的合外力不变”不成立，C错误；
匀速圆周运动中，速度的方向不断变化但最终会回到起始方向，故一周运动后动量的变化量为零，因此合外力的冲量也为零，D正确。
3. （2024~2025学年度苏锡常镇四市高三教学情况调研（二）） 竖直平面内有一L型光滑细杆，杆上套有相同的小球A、B。现让杆绕过底部O点所在的竖直轴匀速转动，两小球A、B在杆上稳定时，其相对位置关系可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】．设杆与竖直方向的夹角为α，小球距离O点的高度为h，根据牛顿第二定律得
解得
两个小球的角速度ω相同，α越小h越大， AB错误；
根据牛顿第二定律得
解得
两个小球的角速度ω相同，α越小运动半径r越大，所以A球的运动半径比B球的运动半径大， C错误，D正确。
4. (浙江诸暨市2025年5月高三适应性考试试题)如图所示，两根长均为L的轻绳a和b固定在质量为m的小球上，轻绳a的另一端固定在天花板上的A点，AB为竖直线，轻绳b的另一端系有轻质小环c，小环c套在竖直光滑杆CD上。情境一：竖直杆CD缓慢右移，使轻绳a与竖直方向夹角为37°；情境二：竖直杆CD绕竖直线AB做匀速圆周运动，使轻绳a与竖直方向夹角为37°。已知小球可看作质点，sin37°=0.6。下列说法正确的是（ ）
A. 在情境一中，轻绳a对小球的拉力大小为mg
B. 在情境一中，轻绳b对小球的拉力大小为
C. 在情境二中，转动转速越大，轻绳a对小球的拉力越大
D. 在情境二中，转动角速度为，轻绳b对小球的拉力为0
【答案】D
【解析】．对小球受力分析，根据平衡条件可得，
解得，, AB错误；在情境二中，当绳b中无拉力，小球受到绳a的拉力及小球的重力，二者的合力为其圆周运动提供向心力，竖直方向上受力平衡，结合上述分析可知，, 解得.
即当角速度时，绳子a的拉力不变；当绳子b 有拉力时，根据牛顿第二定律则有
随着转动的角速度增大，绳子a的拉力随之增大，综上所述，当时，绳a的拉力随角速度的增大而保持不变，当时，绳a的拉力随角速度的增大而增大，C错误，D正确。
5. （海淀区2024-2025学年第二学期期末练习）某同学用如图所示的实验装置测量当地的重力加速度。不可伸长的轻绳一端固定于A点，另一端系一小球，使其在水平面内绕O点做匀速圆周运动，已测出小球转过n圈所用的时间t。下列说法正确的是（ ）
A. 为达成实验目的，仅需再测量小球做圆周运动的半径
B. 为达成实验目的，仅需再测量轻绳的绳长
C. 为达成实验目的，仅需再测量A点到O点的竖直高度
D. 若误将圈记作n圈，则重力加速度的测量值偏小
【答案】C
【解析】．测出小球转过n圈所用的时间t，则小球运动的周期为
设小球做圆周运动的半径为，轻绳的绳长为，A点到O点的竖直高度为，轻绳与竖直方向的夹角为，根据牛顿第二定律可得
可得重力加速度为
可知为达成实验目的，仅需再测量A点到O点的竖直高度，故AB错误，C正确；
．若误将圈记作n圈，则周期测量值偏小，根据
可知重力加速度的测量值偏大，故D错误。
6. （海淀区2024-2025学年第二学期期末练习）如图1所示，“冰坑挑战”需要挑战者先进入一个坡面与水平面夹角为、半径为R的倒圆锥型冰坑，然后尝试从其中离开。方式甲——挑战者沿着如图2甲所示坡面向上走或爬的方式，很难离开冰坑，通常还是会滑回坑底。方式乙——挑战者沿着如图2乙所示的螺旋线方式跑动多圈后，最终可以成功离开冰坑。已知挑战者的质量为m，其与冰面的动摩擦因数为，重力加速度为g。为了讨论方便，假定滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等；方式乙中人的跑动半径r缓慢增大，每一圈的轨迹都可近似为与水平地面平行的圆。下列说法正确的是（ ）
A. 在方式甲中，一定满足关系式
B. 在方式甲和方式乙中，挑战者受到的最大静摩擦力大小不同
C. 在方式乙中，可利用求得每圈的最小速度
D. 在方式乙中，挑战者离开冰坑做的功至少为
【答案】B
【解析】．由于在方式甲中，挑战者很难离开冰坑，通常还是会滑回坑底。说明挑战者受到的摩擦力小于重力的下滑分力，即有，A错误；
在甲图方式在，其最大摩擦力
在乙图方式中，对挑战者受力分析如下
在水平方向上，根据牛顿第二定律则有
其中为挑战者圆周运动的线速度，为挑战者在该平面圆周运动的半径；
在竖直方向上，根据平衡条件可得
联立解得
显然，B正确；
在乙方式中，由上述分析可知，支持力与摩擦力在水平方向的合力提供挑战者圆周运动的向心力，因此不能利用求每圈的最小速度，C错误；
由题可知，冰坑的深度为
整个过程中，挑战者克服重力做的功
除此之外，挑战者还有克服摩擦力做一部分功，故在方式乙中，挑战者离开冰坑做的功至少大于，D错误。
7. （2025年4月山东济南联考）如图所示，轻杆OA、轻杆AB与小球、小环通过铰链连接，O端用铰链固定在竖直转轴上，小环套在转轴上。开始时小环静止在转轴底部，转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升。已知小球和小环的质量均为m，轻杆长度均为L，转轴上O端与水平面之间的距离为，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 开始时小环对水平面的压力大小为
B. 开始时小环对水平面的压力大小为
C. 小环上升到与O端之间的距离为L时，小球的动能为
D. 小环上升到与O端之间的距离为L时，小球的动能为
【答案】AD
【解析】．小球的受力分析如图所示，则
小环的受力分析如图
根据牛顿第三定律，与为一对相互作用力，等大反向，则小环所受支持力为，即小环对地面的压力为，故A正确，B错误；
CD．对小环进行受力分析，如图
解得
对小球进行受力分析，如图，与为相互作用力，竖直方向受力平衡
水平方向
合外力提供向心力
小球做圆周运动的半径为
小球的动能为
联立解得
故C错误，D正确。
8.（2025年4月深圳名校联考）自行车脚踏板上有a、b、c三点，b在踏板转轴上，a、c分别位于踏板左右边缘，如图所示。现自行车曲柄绕着牙盘转轴匀速旋转，脚踏板始终保持水平。以自行车为参照物，关于a、b、c三点圆周运动的半径r、线速度大小v、角速度、向心加速度大小a，下列说法正确的是
A. B. C. D.
答案：C
.解析：该题考查建模能力，学生需要正确寻找每个运动的圆心所在才能正确解题。自行车脚踏板一直保持水平，则脚踏板的运动轨迹是属于平动，即脚踏板上三点a、b、c相对静止，b点绕转轴做匀速圆周运动，a、c也是做匀速圆周运动，只是圆心不同，故A、B、D错误。故选C。
9．（11分）（2025年4月浙江名校联考）如图示“雪地转转”是北方小朋友在冬季经常玩的一种游戏，乘坐雪圈绕轴在水平雪地上匀速转动，如图所示。“南方小土豆”小张寒假去东北旅游时乘坐了“雪地转转”，他发现当转速为时，绳子与水平杆垂直，绳子张力为150N，已知他和雪圈总质量为60kg，水平杆长为3m，离地高为3m，绳长为5m，取求
（1）小张绕转轴转动的角速度大小；
（2）小张和雪圈对地面的压力大小；
（3）绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功大小。
【解析】．（11分）
（1）小张绕转轴转动的角速度大小为
（2）设绳子与水平面夹角为，根据几何关系，可得
竖直方向受力平衡，可得
根据牛顿第三定律可知，小张和雪圈对地面的压力大小为
（3）画出俯视图如图
地面对雪圈的摩擦力方向与运动方向相反，即与轨道半径垂直，可得
又
联立，解得
绕转轴旋转一周，绳子拉力对小张和雪圈做功满足
10. （湖北省部分高中协作体2025届三统联考） 很多青少年在山地自行车上安装了气门嘴灯，夜间骑车时犹如踏着风火轮，格外亮眼。如图甲是某种自行车气门嘴灯，气门嘴灯内部开关结构如图乙所示：弹簧一端固定，另一端与质量为m的小滑块（含触点a）连接，当触点a、b接触，电路接通使气门嘴灯发光，触点b位于车轮边缘。车轮静止且气门嘴灯在最低点时触点a、b距离为L，弹簧劲度系数为，重力加速度大小为g，自行车轮胎半径为R，不计开关中的一切摩擦，滑块和触点a、b均可视为质点。
（1）若自行车匀速行驶过程中气门嘴灯可以一直亮，求自行车行驶的最小速度；
（2）若自行车以的速度匀速行驶，求车轮每转一圈，气门嘴灯的发光时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）只要气嘴灯位于最高点时ab接触即可保证全程灯亮，弹簧原长时ab的距离为
气嘴灯位于最高点时向心力为
可解得满足要求的最小速度为
（2）速度为时轮子滚动的周期为
此速度下气嘴灯所需的向心力为
此力恰好等于ab接触时弹簧的弹力，即无重力参与向心力，对应与圆心等高的点，故当气嘴灯位于下半圆周时灯亮，即
11．（11分）（2025年4月四川宜宾联考）如图所示，质量分别为m和的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为，杆上距球P为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球可在竖直面内转动，当球P运动到最低点时速度大小为（忽略空气阻力，重力加速度为g），求此时：
（1）杆对球P的作用力的大小；
（2）固定轴O受到杆作用力的大小和方向。
【解析】．（11分）
（1）当P球运动至最低点时，由牛顿第二定律可得： （2分）
解得： （1分）
（2）P、Q同轴转动，相同可得： （2分）
设此时杆对O的作用力为F。以竖直向下为正方向，对Q由牛顿第二定律可得：
（2分）
解得： （1分）
所以轻杆对球Q的作用力大小为，方向竖直向上 （1分）
固定轴O受到杆的作用力大小为：，方向竖直向上。 （2分）
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