人教版高一下学期物理期末复习模拟试卷——圆周运动

高一下学期期末复习模拟试卷——圆周运动 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．市场上出售的苍蝇拍，把手长50 cm的明显比30 cm的使用效果好，这是因为使用把手长的拍子打苍蝇时(　　) A．苍蝇看不见苍蝇拍子而易被打 B．由于拍子转动角速度大而易打到苍蝇 C．由于拍子转动线速度大而易打到苍蝇 D．无法确定 2．游乐场中有一种叫“旋转木马”的设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞，若将人和座椅看成质点，简化为如图所示的模型，不计空气阻力，当人做匀速圆周运动时，图中l和d不变，下列说法中正确的是（　　） A．绳的拉力对座椅做正功 B．θ角越大，人和座椅的角速度越大 C．θ角越大，绳子拉力越小 D．θ角越大，人和座椅的线速度越小 3．如图是游乐场中摩天轮的示意图。一质量为60kg的游客（可视为质点）乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一周所用的时间是628s，游客到摩天轮中心的距离是50m。（取），下列正确的是（　　） A．游客在运动过程中的加速度不变 B．游客做圆周运动的角速度为 C．游客每秒钟通过的路程为0.5m D．游客运动到最高点时所受向心力大小为3N 4．质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，对该时刻，下列说法正确的是（　　） A．小明在垂直绳方向的加速度为零 B．小明在沿绳方向上的加速度为零 C．小明的速度为零，所受合力为零 D．小明的加速度为零，所受合力为零 5．如图甲所示，一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑圆锥顶端，当小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线拉力大小为T，T与ω2的变化关系图像如图乙所示。已知圆锥面母线与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g，则当ω = ω2时，细线拉力的大小为（　　） A． B． C． D． 6．“S 路”曲线行驶是我国驾驶证考试中的一项科目，某次考试过程中，有两名学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上，并且始终与汽车保持相对静止，汽车在弯道上行驶时可视作圆周运动，行驶过程中未发生打滑。如图所示，当汽车在水平“S 路”上减速行驶时 A．两名学员具有相同的线速度 B．汽车受到的摩擦力与速度方向相反 C．坐在副驾驶座上的学员受到汽车的作用力较大 D．汽车对学员的作用力大于学员所受的重力 7．设计师设计了一个非常有创意的募捐箱，如图甲所示，把硬币从投币口放入，接着在募捐箱上类似于漏斗形的部位（如图丙所示，O点为漏斗形口的圆心）滑动很多圈之后从中间的小孔掉入募捐箱。如果硬币在不同位置的运动都可以看成匀速圆周运动，摩擦阻力忽略不计，则关于某一枚硬币通过a、b两处时运动和受力情况的说法正确的是（　　） A．在a、b两处做圆周运动的圆心都为O点 B．向心力的大小 C．角速度的大小> D．向心力速度的大小 二、多选题 8．如图所示，有一长为L的绝缘细绳，一端悬挂在A点，另一端拴一质量为m、电量为q的带有负电荷的小球；悬点A处固定一正电荷，电量也为q。如果要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，如图所示。若已知重力加速度为g，则（　　） A．小球到达最高点D点速度的最小值为 B．小球到达与A点等高的C点时受到绳子拉力的最小值为为 C．小球到达最低点B点时速度的最小值为 D．小球到达最低点B点时受到绳子拉力的最小值为 9．如图所示，相同材料的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，B的质量是A的质量的2倍，A与转动轴的距离等于B与转动轴的距离的2倍，两物块相对于圆盘静止，则两物块（  ） A．角速度相同 B．线速度相同 C．向心加速度相同 D．若转动的角速度增大，A先滑动 10．火车以半径转弯，火车质量为，轨道宽为，外轨比内轨高，则下列说法中正确的是（　　）（θ角度很小时，可以认为） A．若火车在该弯道实际运行速度为25m/s，仅内轨对车轮有侧压力 B．若火车在该弯道实际运行速度为40m/s，仅外轨对车轮有侧压力 C．若火车在该弯道实际运行速度为30m/s，内、外轨对车轮都有侧压力 D．若火车在该弯道实际运行速度为30m/s，内、外轨对车轮均无侧压力 三、实验题 11．如图所示，是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的向心力演示实验装置图，长糟上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中 的方法； A．理想实验法    B．等效替代法    C．控制变量法    D．演绎法 （2）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径 （填“相同”或“不同”）的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板 处（选填“A”或“B”）。转动时发现左边的标尺上露出的红白相间的等分格数为右边标尺的4倍，那么，左边塔轮的半径与右边塔轮的半径之比为 。 12．一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小F滑块上固定一遮光片，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v。该同学先保持滑块质量和半径不变，来探究向心力大小与线速度大小的关系。 (1)该同学采用的实验方法主要是______；（填正确答案标号） A．理想模型法 B．控制变量法 C．等效替代法 (2)该同学通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F，算出对应的线速度v及的数值，以为横轴，F为纵轴，作出图线，如图丙所示，由图可知，F与成 关系，若滑块运动半径，由图线可得滑块的质量 kg（保留2位有效数字）。 四、解答题 13．一个3kg的物体在半径为2m的圆周上以4m/s的速度运动，向心加速度是多大？所需向心力是多大？ 14．某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量m为的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。已知握绳的手离地面高度d为，手与球之间绳长为，绳能承受的最大拉力F为，重力加速度。忽略手的运动半径和空气阻力。 （1）要使球能在竖直平面内完成整个圆周运动，它在最高点的速度至少多大？ （2）当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，求绳断时球的速度大小？ 15．一条不可伸长、长度L=0.90m的轻绳，穿过一根竖直放置、高度d=0.40m的硬质光滑细管，绳的两端分别连接可视为质点的小球A和B，其中A的质量为m=0.04kg。某同学手持该细管，保持其下端不动、且距地面高h=0.20m，轻微摇动上端。稳定时，B恰静止于细管口下端处、且与管口无相互作用，A绕B做匀速圆周运动，情景如图所示。取g=10m/s2，各量单位采用SI制，计算结果均保留两位小数，求： (1)B的质量M多大？ (2)A做匀速圆周运动的周期T多大？ (3)若绳在图示情景时断开，则A落地时距B多远。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年6月10日高中物理作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B C B B D D BD AD ABD 1．C 【详解】要想打到苍蝇，必须要提高线速度；由于苍蝇拍质量很小，故可以认为人使用时角速度一定，根据公式v=rω，提高拍头的转动半径后，会提高线速度，故C正确，ABD错误． 2．B 【详解】A．绳的拉力与速度方向垂直，则拉力对座椅不做功，选项A错误； B．对人和座椅，由牛顿定律 则 则θ角越大，人和座椅的角速度越大，选项B正确； C．绳子的拉力 则 θ角越大，绳子拉力越大，选项C错误； D．对人和座椅，由牛顿定律 则 则θ角越大，人和座椅的线速度越大，选项D错误。 故选B。 3．C 【详解】A．游客做匀速圆周运动，在运动过程中的加速度大小不变，方向时刻发生变化，故A错误； B．游客做圆周运动的角速度为 故B错误； C．游客的线速度大小为 游客每秒钟通过的路程为 故C正确； D．游客运动到最高点时所受向心力大小为 故D错误。 故选C。 4．B 【详解】在最高点，小明的速度为0，设秋千的摆长为l，摆到最高点时摆绳与竖直方向的夹角为 ，秋千对小明的作用力为F，则对人，沿摆绳方向受力分析有 由于小明的速度为0，则有 即沿绳方向上的加速度为零，而垂直摆绳方向有 解得小明在最高点的加速度为 即在最高点，速度为零，加速度不为零。 故选B。 5．B 【详解】根据题意，当角速度为0时，小球受重力、支持力和绳的拉力，且有 当角速度等于ω1时，小球受恰好只受重力和绳的拉力，则 当角速度等于ω2时，小球受只受重力和绳的拉力，且绳与竖直方向的夹角变大，则 联立可得 故选B。 6．D 【详解】A.两名学员的线速度大小和方向均不相同； B.汽车所需向心力由摩擦力提供，不与速度方向相反； C.学员质量未知，无法比较受到汽车的作用力大小; D.汽车对学员的作用力竖直分力等于学员所受的重力，水平分力提供合力，故大于重力. 故选D。 7．D 【详解】A．在运动过程中，硬币做圆周运动的圆心应该在该轨迹平面内且在漏斗口O点所在的竖直轴上，故A错误； B．设在a、b所在弧的切线与水平方向的夹角为α、β，根据力的合成可得a处的向心力 b处的向心力 而α<β，故向心力的大小，故B错误； C．由 可得 因为、，所以，故C错误； D．根据 可知a、b两处的向心加速度分别为 而α<β，故向心加速度的大小，故D正确。 故选D。 8．BD 【详解】如果要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动，当小球到达最高点D点速度为最小值时，绳子的拉力为0，重力和库仑力的合力提供向心力，由向心力公式可知 解得，小球到达最高点D点速度的最小值为 小球在竖直面做圆周运动只有重力做功，机械能守恒，从最高点D点到与A点等高的C点过程中，由机械能守恒定律可知 解得小球到达与A点等高的C点的最小速度为 在C点时，绳子的拉力和库仑力提供向心力，由向心力公式可知 解得，小球到达与Ａ点等高的C点受到绳子拉力的最小值为 从最高点D点到最低点B点的过程中，由机械能守恒定律可知 解得，小球到达最低点B点速度的最小值为 在最低点B时，绳子的拉力、重力和库仑力提供向心力，由向心力公式可知 解得，小球到达最低点B点时受到绳子拉力的最小值为 故选BD。 9．AD 【详解】A．A、B两物块随圆盘一起做圆周运动，角速度相同，A正确； B．根据知，A的转动半径大，则A的线速度较大，B错误； C．A、B的角速度相等，根据知，A的转动半径大，则A的向心加速度较大，C错误； D．根据 得 由于A的半径较大，则A发生相对滑动的临界角速度较小，可知A先滑动，D正确。 故选AD。 10．ABD 【详解】火车拐弯时不受轮缘的挤压时，靠重力和支持力的合力提供向心力，其受力如图 根据牛顿第二定律得 因θ很小，则有 联立得 A．实际速度25m/s小于v0时，重力和支持力的合力大于向心力，此时内轨对车轮轮缘施加压力，故A正确； B．实际速度40m/s大于v0时，重力和支持力的合力不够提供向心力，此时外轨对车轮轮缘施加压力，故B正确； CD．实际速度30m/s等于v0时，靠重力和支持力的合力刚好提供向心力，方向水平指向圆心，则内外两侧铁轨所受轮缘对它们的压力均恰好为零，故C错误，D正确。 故选ABD。 11． C 不同 A 1：2 【详解】（1）[1] 在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法。 故选C。 （2）[2][3][4] 探究向心力和角速度的关系时，应保持质量和半径不变，角速度改变，因为皮带传动边缘线速度相等，所以应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，来保证角速度不同；将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板A处，左边的标尺上露出的红白相间的等分格数为右边标尺的4倍 左边塔轮的角速度与右边塔轮的角速度之比为2：1，根据 皮带传动边缘线速度相等，可知，左边塔轮的半径与右边塔轮的半径之比为1：2。 12．(1)B (2) 正比 0.20 【详解】（1）该同学采用的实验方法主要是控制变量法，故选Ｂ。 （2）[1]如图丙所示，图像为过原点的直线，可知F与成正比关系； [2]根据 可得 解得滑块的质量 13．， 【详解】向心加速度 向心力 14．（1）；（2） 【详解】（1）要使球能在竖直平面内完成整个圆周运动，设它在最高点的速度至少为，则 得 （2）当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，此时绳子拉力大小为 F= 则 F- 代入数据解得，绳断时球的速度大小 15．(1)0.05kg；(2)1.26s；(3)0.42m 【详解】(1)对A受力如图 有 据几何关系得 对B，依题意，有 解得 (2)对A有 式中 解得 代入数据得 (3)A的线速度 绳断后，B自由落体、A平抛，根据得 A的水平位移 A落地时，B也落地，二者相距 $$