2026屆高考物理一輪總復習提能訓練（二十一）含答案

提能訓練練案［21］

基礎鞏固練

題組一圓周運動的運動學分析

1.2023年5月28日，我國自主研制的大型客運飛機C919從上海虹橋飛抵

北京首都國際機場，標志著中國造大飛機正式邁入商業運營階段。若客機空中轉

彎時，在，時間內以恒定的速率沿圓弧路徑飛行的路程為心客機相對圓弧圓心

轉過的角度為仇客機的質量為〃?，下列對客機轉彎過程的分析，正確的是（）

A.轉彎半徑為￡

B.轉彎半徑為,

C.客機所受向心力大小為竽

D.客機所受向心力大小為半

［答案］D

［解析］轉彎半徑為〃=），A、B錯誤；客機所受向心力大小為歹一〃蘇小

（7

又因為切=’，解得F="匕C錯誤，D正確。故選D。

tt-

2.自行車用鏈條傳動來驅動后輪前進，如圖是鏈條傳動的示意圖，兩個齒

輪俗稱“牙盤”。/、8、。分別為牙盤邊緣和后輪邊緣上的點，大齒輪半徑為

勺、小齒輪半徑為一2、后輪半徑為-3。下列說法正確的是（）

A.4、B兩點的角速度相等

B.B、。兩點的線速度大小相等

F|

c.大、小齒輪的轉速之比為」

D.在水平路面勻速騎行時，腳踏板轉一圈，自行車前進的距離為」2“3

［答案］D

［解析］48兩點屬于皮帶傳動，線速度大小相等，因為半徑不同，所以

角速度不相等，故A錯誤；從。兩點屬于同軸轉動，角速度相等，因為半徑不

—，故C錯誤；腳踏板轉動一圈，自行車前進的距離為s=J巴X2兀v3=22口3，

n27n?尸2

故D正確。

即組二圓周運動的動力學分析

3.（2024?廣東卷）如圖所示，在細繩的拉動下，半徑為，?的卷軸可繞其固定

的中心點。在水平面內轉動。卷軸上沿半徑方向固定著長度為/的細管，管底在

O點。細管內有一根原長為＜、勁度系數為〃的輕質彈簧，彈簧底端固定在管底,

頂端連接質量為〃?、可視為質點的插銷。當以速度/勻速拉動細繩時，插銷做勻

速圓周運動。若，過大，插銷會卡進固定的端蓋，使卷軸轉動停止。忽略摩擦力,

彈簧在彈性限度內。要使卷軸轉動不停止，，的最大值為（）

高中物理

［答案］A

［解析］由題意可知當插銷剛卡進固定端蓋時彈簧的伸長量Ax=g,根據胡

kl

克定律可得彈力尸=山卜=5,插銷與卷軸同軸轉動，角速度相同，對插銷由彈

力提供向心力有尸=對卷軸有（/=rco＞聯立解得，=尸與,A正確。

2m

4.（多選）一輛小左沿水平面向右做加速度?=0.2m/s2的勻加速直線運動，

車中有甲、乙兩輕繩和輕彈簧共同系著質量〃7=200g的小球，如圖所示，甲輕

繩豎直，乙輕繩和輕彈簧水平。甲輕繩的長度￡=20cm,輕彈簧處于伸長狀態,

彈力大小P=1N。當小車的速度達到《1m/s時，速度突然減為零，在該瞬間

下列說法正確的是（）

甲

UCv。乙-----

OO

A.輕繩甲的張力立即減為零

B.輕繩乙的張力立即減為零

C.小球的加速度大小變為572m/s2

D.小球的加速度大小變為5m/s2

［答案］BC

［解析］在該瞬間，小球要繞甲繩做圓周運動，因此豎直方向的加速度為向

心加速度與=0=5m/s2,繩子甲的拉力和重力的合力充當向心力，因此甲的拉

力不為零，小球由于慣性具有向右運動的趨勢，所以輕繩乙的張力立即減光零，

卜'

根據牛頓第二定律可知此時小球的水平加速度大小變為^=-=5m/s2,因此合

rm

加速度為a=］展+嫉=5，^m/s2。故選BC。

5.（多選）（2025?河北邯鄲高三期中）豎直平面內有一半徑為0.5m的光滑圓

環，質量為0.5kg的小球G見為質點）套在圓環上，當圓環以一定的角速度繞過圓

環的豎直直徑的轉軸0。’勻速轉動時，小球相對圓環靜止，此時小球與圓環圓

心的連線與豎直方向的夾角為37。，取重力加速度大小g=10m/s2,sin37o=0.6,

高中物理

cos37。=0.8,下列說法正確的是（）

A.圓環對小球的彈力大小為5N

B.小球隨圓環旋轉的角速度為5rad/s

C.小球運動的線速度大小為1.5m/s

D.小球的向心加速度大小為10m/s?

借案］BC

［解析］小球做勻速圓周運動，由所受外力的合力提供圓周運動的向心力,

令圓環對小球的彈力為小對小球分析有2導=6.25N,故A錯誤；對

小球進行受力分析有〃?gtan37。=〃?02火sin37。，解得8=5rad/s,故B正確;同

理有陽gtan37°=加Q=什不——T,解得〃=7.5m*,，=1.5m/s,故C正確，D

Rsm37

錯誤。

6.如圖所示，甲汽車在水平路面上轉彎行馭。乙汽車在傾斜路面上轉彎行

駛。關于兩輛汽車的受力情況，以下說法正確的是（）

乙

A.兩車都受到路面豎直向上的支持力作用

B.兩車都一定受平行路面指向彎道內側的摩擦力

C.甲車可能不受平行路面指向彎道內側的摩擦力

D.乙車可能受平行路面指向彎道外側的摩擦力

［答案］D

［解析］題圖甲中路面對汽車的支持力方向豎直向上，題圖乙中路面對汽車

的支持力方向垂直路面斜向上，A錯誤；題圖甲中汽車轉彎所需的向心力由路面

高中物理

對其指向彎道內側的摩擦力提供，C錯誤；題圖乙中，當路面的支持力與汽車重

力的合力提供向心力時，有〃zgtan。解得，=JgRtan仇此時路面對汽車

沒有摩擦力作用，若代&菰癡,則乙車受平行路面指向彎道外側的摩擦力，B

錯誤，D正確。

7.智能呼啦圈輕耍美觀，深受大眾喜愛。如圖甲，將帶有滑輪的短桿一端

穿入腰帶外側軌道，另一端懸掛一根帶有配重的輕繩，將腰帶水平系在腰間，通

過人體扭動，配重會隨輕繩做水平勻速圓周運動。其簡化模型如圖乙所示，懸掛

點尸到腰帶中心點。的距離為0.2m,繩子與豎直方向夾角為仇繩長為0.5m,

可視為質點的配重質量為0.5kg,重力加速度g=10m/s2。下列說法正確的是()

A.增大轉速，腰帶受到的合力變大

B.增大轉速，則身體對腰帶的摩擦力增大

C.當。變大時，配重的運動周期變小

D.當使用者掌握好鍛煉節奏后，能夠使。穩定在37。，此時配重的角速度

為5rad/s

［答案］C

［解析］運動過程中腰帶可認為不動，所以腰帶受到的合力始終為零，保持

不變，A錯誤；配重的合力提供向心力，〃?gtan4=〃zX4兀％2(/sin0+尸)，若增大

轉速，繩與豎直方向的夾角。將增大，豎直方向Mg=TcosO,則拉力7變大，

對腰帶分析可得，豎直方向/=Mg+TcosO=Mg+〃?g,故身體對腰帶的摩擦力不

變，B錯誤；對配重，由牛頓第二定律得〃zgtan。=〃心2(/sin〃+廠)，解得口=

7^——，當。穩定在37。時，角速度①=JT?rad/s,7=—=2兀.....-,由

J/sin0+r/、gtan0

數學知識可知，當。變大時，配重的運動周期變小，C正確，D錯誤。

能力提升練

高中物理

8.（多選）如圖，矩形金屬框M/V0P螺直放置，其中。。足夠長，且

P。桿光滑，一根輕彈簧一端固定在M點，另一端連接一個質量為根的小球，

小球穿過。0桿，金屬框繞A/N軸分別以角速度3和3,勻速轉動時，小球均相

對P。桿靜止，若①，>cu,則與以外勻速轉動時相比，以啰'勻速轉動時（）

A.小球的高度一定降低

B.彈簧彈力的大小一定不變

C.小球對桿壓力的大小一定變大

D.小球所受合外力的大小一定變大

［答案］BD

［解析］對小球受力分析，設彈簧彈力為吊，彈簧與水平方向的夾角為仇

（MP\

則對小球豎直方向有尸Tsin〃=〃?g,而戶r=%—^-/o可知。為定值，尸r不變，

則當轉速增大后，小球的高度不變，彈簧的彈力不變，A錯誤，B正確；水平方

向當轉速較小，桿對小球的彈力背離轉軸時，有2即

FTCOS-FN=m（i）r,FN=FTcos

0-mco2r,當轉速較大，桿對小球的彈力指向轉軸時，有Acos夕+A/=

mcor2r,即A/=nia）'~r-Fycos0^因a/>M根據牛頓第三定律可知，小球

對桿的壓力不一定變大，C錯誤；根據/合=〃?①2r可知，因角速度變大，則小球

所受合外力變大，D正確。

9.（多選）如圖所示，直徑為"的豎直圓筒繞中心軸線以恒定的轉速勻速轉

動。一子彈以水平速度沿圓筒直徑方向從左側射入圓筒，從右側射穿圓筒后發現

兩彈孔在同一豎直線上且相距為力，重力加速度為g,不計空氣阻力，貝女）

高中物理

A.子彈在圓筒中的水平速度為“冬

B.子彈在圓筒中的水平速度為2"導

C.圓筒轉動的角速度可能為兀言

D.圓筒轉動的角速度可能為3兀匡

［答案］ACD

［解析］子彈在圓筒中運動的時間與自由下落高度。的時間相同，即L

則%=4=d唇,故A正確，B錯誤；在此段時間內圓筒轉過的圈數為半

gi、2力

圈的奇數倍，即①1=(2〃+1)兀(〃=0,1,2,…)，所以①=J)兀=(2〃+］)兀恭〃

=0.1,2,…)，故C、D正確。

10.(多選)如圖所示，一個固定在豎直平面內的光滑半圓形管道，管道里有

一個直徑略小于管道內徑的小球，小球在管道內做圓周運動，從8點脫離后做

平拋運動，經過0.3s后又恰好與傾角為45。的斜面垂直相碰。已知半圓形管道的

B.小球在斜面上的相碰點C與B點的水平距離是1.9m

C.小球經過管道的8點時，受到管道的作用力尺3的大小是1N

D.小球經過管道的8點時:受到管道的作用力公8的大小是2N

［答案］AC

［解析］根據平拋運動的規律，小球在。點的豎直分速度%=gz=3m/s,水

高中物理

平分速度《=/tan45G=3m/s,則4點到C點的水平距離x=笈=0.9m,A項

正確，B項錯誤；在8點設管道對小球的作用力方向向下，根據牛頓第二定律有

FNB+"?g=〃=，/=%=3m/s,解得FNB=-1N,負號表示管道對小球的作用

K

力方向向上，C項正確，D項錯誤。

11.(2025?八省聯考山西陜西卷)圖⑶是某小河的航拍照片，河道彎曲的主

要原因之一可解釋為：河道彎曲處的內側與外側河堤均受到流水重力產生的壓

強，外側河堤還受到流水沖擊產生的壓強。小河某彎道處可視為半徑為A的圓

弧的一部分，如圖(b)所示，假設河床水平，河水密度為"，河道在整個彎道處寬

度d和水深〃均保持不變，水的流動速度，大小恒定，d《火，忽略流水內部的

相互作用力。取彎道某處一垂直于流速的觀測截面，求在一極短時間加內：(R、

p、d、力、KAf均為已知量)

圖㈤圖(1,)

(1)通過觀測截面的流水質量Am；

(2)流水速度改變量A,的大小；

(3)外側河堤受到的流水沖擊產生的壓強p。

［答案］(Dpdh/At(3)^y-

|■解析］(1)由題可知，極短時間。水流的距離△/=，加

由于橫截面積為5=M

可得水的質量A〃?=〃?△%=〃?"/?，加。

(2)由于加極短，可以把水的運動簡化為勻速圓周運動，根據勻速圓周運動

的規律可知，其加速度為

高中物理

Cl=~R

又因為=

Ar

聯立解得△，=

K

(3)根據牛頓第二定律可得八△/占

K

聯立上述結論，解得產=7*

A

水流與河堤作用的面積S'?加

故外側河堤受到的流水沖擊產生的壓強

pdhONt

F-6—pdd

Ps'M也R°

12.(2023?福建卷)一種離心測速器的簡化工作原理如圖所示。細桿的一端固

定在豎直轉軸OO'上的。點，并可隨軸一起轉動。桿上套有一輕質彈簧，彈簧

一端固定于。點，另一端與套在桿上的圓環相連。當測速器穩定工作時，圓環

將相對細桿靜止，通過圓環的位置可以確定細桿勻速轉動的角速度。已知細桿長

度￡=0.2m,桿與豎直轉軸的夾角。始終為60。，弛簧原長彈