第六章 章末检测卷（二）圆周运动-（配套课件）【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第二册（人教版）

该高中物理课件聚焦圆周运动章末检测，涵盖匀速圆周运动的速度、加速度等概念，向心力公式、角速度与线速度关系等规律，以及空间站模拟重力、旋转飞椅等实际应用，通过基础题到高考题的梯度设计，搭建从概念理解到综合应用的学习支架。 其亮点在于结合生活情境（如智能呼啦圈、水上过山车）和实验探究（向心力演示器、转台实验），以科学思维中的模型建构（如空间站向心加速度模型）和科学推理（弹簧弹力提供向心力计算）为核心，培养学生运动和相互作用观念。学生能深化物理概念理解，提升实际问题解决能力，教师可借助分层题目与实验案例优化教学效率。

章末检测卷（二）　圆周运动 （满分：100分） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四 个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. （2025·四川省攀枝花市高一期末）下列关于做圆周运动的叙述中正确 的是（　　） A. 匀速圆周运动是速度不变的运动 B. 做匀速圆周运动的物体向心加速度不改变 C. 向心力不改变圆周运动的速度大小 D. 物体做圆周运动的向心力一定等于合外力 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 √ 物理·必修第二册 解析： 　匀速圆周运动是线速度大小不变的圆周运动，故A错误；做匀速 圆周运动的物体向心加速度大小不改变，方向指向圆心时刻改变，故B错 误；向心力与线速度方向垂直，不改变圆周运动的线速度大小，只改变线 速度的方向，故C正确；物体做匀速圆周运动时，其向心力一定等于合外 力，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 2. 两小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动，如图 所示。当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则O点到小球2的距离是 （　　） A. B. C. D. √ 解析： 　由题意知两小球角速度相等，即ω1＝ω2，设球1、2到O点的距离 分别为r1、r2，则＝，又r1＋r2＝L，所以r2＝，故选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 3. （2025·陕西省西安市高一期中）空间站中模拟地球上重力的装置可以 简化为如图所示的环形实验装置，外侧壁相当于“地板”。让环形实验装 置绕O点旋转，能使“地板”上可视为质点的物体与在地球表面处有同样 的“重力”，则旋转角速度应为（地球表面重力加速度为g，装置的外半 径为R）（　　） A. B. C. 2 D. √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 解析： 　“地板”上物体做圆周运动，其向心加速度与重力加速度大小 相等，即g＝ω2R，解得ω＝，故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 4. （2025·江苏省南京市高一期末）在“天宫课堂”上，航天员叶光富用 绳子一端系住装有水油混合液体的瓶子，做如图所示的圆周运动，一段时 间后水和油成功分层，密度较大的水集中于小瓶的底部。在水油分离后做 匀速圆周运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 瓶子整体不受重力 B. 水的角速度大于油的角速度 C. 在最高点水对油有向下的作用力 D. 油的向心加速度比水的向心加速度大 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 解析： 　瓶子所受重力提供了瓶子做圆周运动的向心力，可知瓶子受 重力作用，故A错误；油和水同轴转动，则绕圆心转动的角速度相等， 故B错误；在最高点，油做圆周运动的向心力由水提供，故水对油有指 向圆心的作用力，故C正确；根据a＝ω2r，可知，水集中于小瓶底部， 水做圆周运动的半径大，故水的向心加速度大小大于油的向心加速度 大小，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 5. （2025·辽宁省大连市高一期末）如图所示，长为l的细绳一端固定于O 点，另一端系一个小球（可视为质点），在距O点正下方l的A处钉一个钉 子，小球从一定高度摆下，则在细绳与钉子相碰瞬间，下列说法正确的是 （　　） A. 细绳与钉子相碰前后绳中张力大小不变 B. 细绳与钉子碰后瞬间绳中张力增大为碰前瞬间的2倍 C. 细绳与钉子相碰前后小球的向心加速度大小不变 D. 细绳与钉子碰后瞬间小球的向心加速度增大为碰前瞬间的2倍 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 解析： 　细绳与钉子相碰前后小球的速度大小不变，但小球做圆周运 动的半径变为原来的一半，设绳子的拉力为T，根据牛顿第二定律有T －mg＝，则绳子的拉力大小为T＝mg＋，所以细绳与钉子相碰 前后绳中的张力变大，但不是2倍关系，故A、B错误；细绳与钉子相 碰前后小球的速度大小不变，但小球做圆周运动的半径变为原来的一 半，根据a＝可知，细绳与钉子相碰前后的向心加速度增大为碰前瞬 间的2倍，故C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 6. （2024·广东高考5题）如图所示，在细绳的拉动下，半径为r的卷轴可 绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的 细管，管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧，弹 簧底端固定在管底，顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀 速拉动细绳时，插销做匀速圆周运动。若v过大，插销会卡进固定的隔盖。 使卷轴转动停止。忽略摩擦力，弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停 止，v的最大值为（　　） A. r B. l C. r D. l √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 解析： 　由题意可知当插销刚卡紧固定隔盖时弹簧的伸长量为Δx＝，根 据胡克定律有F＝kΔx＝，插销与卷轴同轴转动，角速度相同，对插销， 由弹簧的弹力提供向心力，有F＝mlω2，对卷轴，有v＝rω，联立解得v＝ r，故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 7. （2025·河北省邯郸市高一期末）图甲是游乐场中的“旋转飞椅”项 目。“旋转飞椅”简化结构装置如图乙，转动轴带动顶部圆盘转动，长为 L的轻质悬绳一端系在圆盘上，另一端系着椅子。悬点分别为A、B的两绳 与竖直方向夹角分别为θ1＝37°、θ2＝53°，椅子与游客总质量分别为 mA、mB，绳子拉力分别为FA、FB，向心加速度分别为aA、aB。忽略空气阻 力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则椅子和游客随圆盘匀速转动的过程 中（　　） A. 由绳子拉力提供向心力 B. FA∶FB＝4mA∶3mB C. aA∶aB＝16∶9 D. 悬绳与竖直方向的夹角与游客质量无关 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 解析： 　对游客与椅子组成的整体受力分析可知，受重力、绳子拉力， 是这两个力的合力提供向心力，故A错误；重力和拉力的合力提供向心 力，由矢量三角形可得＝·＝，向心加速度为＝ ＝，故B、C错误；设游客做匀速圆周运动的半径为r，根据 mgtan θ＝mω2r，可得tan θ＝，由此可知，悬绳与竖直方向的夹角与游客 质量无关，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四 个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3 分，有选错的得0分。 8. （2025·新疆巴音郭楞高一阶段练习）如图所示，竖直固定的锥形漏斗 内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面 内做匀速圆周运动。以下关于A、B两球做圆周运动时的线速度（vA、 vB）、角速度（ωA、ωB）、向心加速度（aA、aB）和对内壁的压力 （FNA、FNB）的说法正确的是（　　） A. vA＞vB B. ωA＞ωB C. aA＝aB D. FNA＞FNB √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 解析： 　小球受重力和支持力，二者的合力提供其做圆 周运动的向心力，如图所示，由于两个小球的质量相同， 并且都是在水平面内做匀速圆周运动，所以两个小球的受 力情况相同，它们的向心力大小相等，向心加速度大小相 等，受到的支持力大小也相等，则根据牛顿第三定律可知，它们对内壁的压力大小也相等，即aA＝aB，FNA＝FNB，故C正确，D错误；由于它们的向心加速度大小相等，根据a＝＝ω2r，由于A的轨道半径大于B的轨道半 径，则有vA＞vB，ωA＜ωB，故A正确，B错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 9. （2025·福建省福州市高一期末）如图甲为自动计数的智能呼啦圈，水 平固定的圆形腰带外侧有轨道，配重通过轻绳与轨道上的滑轮P连接。锻 炼中，配重的运动简化为绕腰带的中心轴在水平面内匀速转动，其模型如 图乙所示。已知配重的质量为m，轻绳长为l，与竖直方向的夹角为θ，圆 形腰带的半径为r，重力加速度为g，配重可视为质点，则配重（　　） A. 受到的拉力大小为T＝ B. 受到的拉力大小为T＝mgtan θ C. 转动的角速度为ω＝ D. 转动的角速度为ω＝ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 解析： 　竖直方向上受力平衡可得Tcos θ＝mg，可得T＝，故A正 确，B错误；水平方向根据牛顿第二定律可得mgtan θ＝mω2（lsin θ＋r）， 解得ω＝，故C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 10. 某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳的一端，绳的另一端系有 质量为m＝0.55 kg的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。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，球以绳 断时的速度水平飞出，通过水平距离x＝1.2 m后落地。已知握绳的手离地 面高度为d＝1.0 m，手与球之间的绳长为r＝0.55 m，重力加速度g＝10 m/s2，忽略空气阻力。则（　　） A. 从绳断到小球落地的时间为0.3 s B. 小球落地时的速度大小为4 m/s C. 绳子能承受的最大拉力为16 N D. 绳子能承受的最大拉力为21.5 N √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 解析： 　小球在竖直方向上做自由落体运动，有d－r＝gt2，故从绳断 到小球落地的时间t＝＝0.3 s，选项A正确；小球抛出时的水平 速度v0＝＝ m/s＝4 m/s，则落地时的速度大小为v＝＝5 m/s，选项B错误；小球做圆周运动，运动到最低点时有FT－mg＝m，又 由牛顿第三定律，可得绳子能承受的最大拉力为FT'＝FT＝mg＋m＝21.5 N，选项C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. （6分）（2025·浙江温州高二上期中）某同学利用如图所示的向心力 演示器探究小球做圆周运动所需向心力大小F与小球质量m、运动半径r和 角速度ω之间的关系。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 本实验采用的主要实验方法为 （选填“等效替代法”或 “控制变量法”）。在探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与运动半 径r的关系时，把两个 （选填“相同”或“不同”）质量的小球放 到半径r不等的长槽和短槽上，保证两变速塔轮的半径 （选填“相 同”或“不同”），根据标尺上露出的红白相间等分标记，粗略计算出两 个球所需向心力的比值。 控制变量法　 相同　 相同　 解析：本实验要探究小球做圆周运动所需向心力大小F与小球质量m、运动 半径r和角速度ω之间的关系，即采用的主要实验方法为控制变量法。 向心力表达式为F＝mrω2，在探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与运 动半径r的关系时，应控制质量和角速度相同，所以应把两个相同质量的小 球放到半径r不等的长槽和短槽上，同时保证两变速塔轮的半径相同。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 12. （8分）（2025·河北衡水期末）如图甲为探究向心力跟质量、半径、 角速度关系的实验装置，金属块放置在转台上，电动机带动转台做圆周运 动，改变电动机的电压，可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台 每转一圈的时间，金属块被约束在转台的凹槽中，只能沿半径方向移动， 且跟转台之间的摩擦力很小，可以忽略。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 （1）某同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制 和 ⁠ 两个物理量不变。改变转台的转速，由 ⁠读出对应每个转 速金属块受到的拉力，由光电计时器读出转动的周期T，计算出转动的角 速度ω＝ ⁠。 解析： 为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制金属块转动半径 和金属块质量两个物理量不变；金属块受的拉力可由力传感器直接测量。 根据题意知转动的角速度ω＝。 半径　 质 量　 力传感器　 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 （2）上述实验中，该同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期中的 数据，他用图像法来处理数据，作出了如图乙所示的图像，图线是一条过 原点的直线，请你分析图像横坐标表示的物理量是 （用题中所给字 母表示），单位是 ⁠。 解析： 由向心力公式F＝mω2r，可得当保持m和r不变，力F与ω2成正比，F-ω2图线为过原点的一条倾斜直线，所以横坐标表示的物理量是ω2，单位是rad2/s2。 ω2　 rad2/s2　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 （3）为了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到的实验器材 有 和 ⁠。 解析： 为了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到刻度尺测 量不同转速下金属块转动的半径，天平测量金属块的质量。 刻度尺　 天平　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 13. （10分）如图所示，有一水平放置的圆盘，上面放有一劲度系数为k的 轻质弹簧，弹簧的一端固定于圆心O点，另一端拴一质量为m的物体，物体 与盘面间的最大静摩擦力为其重力的μ倍，开始时弹簧处于自然长度，长 为R。重力加速度为g。 （1）物体开始滑动时圆盘的转速n0为多大？ 答案： 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 解析： 当圆盘开始转动时，物体随圆盘一起转动，物体未滑动时， 由静摩擦力提供向心力，设最大静摩擦力对应的角速度为ω0，则μmg＝ mR 又ω0＝2πn0，所以物体开始滑动时的转速n0＝。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 （2）圆盘转速缓慢增大，当转速达到2n0时，弹簧的伸长量Δx是多大？[结 果用μ、m、R、k（足够大）、g表示] 答案： 解析：转速增大到2n0时，由最大静摩擦力和弹簧弹力的合力提供物体所需 要的向心力，由牛顿第二定律有μmg＋kΔx＝mω2r 此时r＝R＋Δx，ω＝4πn0 由以上各式解得Δx＝。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 14. （14分）（2025·浙江省台州市高一期末）如图所示，MN为水平地 面，左侧为一座半圆形拱形桥，A点是拱形桥的最高点，BD是圆心角为 90°圆弧轨道，DE是长度为R的斜面，EF是一段很细的45°圆弧管道， D、E分别与BD圆弧和EF管道相切。拱形桥、圆弧轨道、管道半径均为 R。小车质量为m，整个运动过程中可视为质点且阻力可以忽略，重力加速 度为g。 （1）小车在A点的速率为多大时， 对拱形桥压力为零？ 答案： 　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 解析： 根据题意，在A点对拱形桥压力为零时，由牛顿第二定律有mg ＝m 解得vA＝。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 （2）当小车在A点以速率离开拱形桥后，恰好在B点无碰撞进入圆弧 轨道，到最低点C（图中未画出）的速率为，则此时对轨 道的压力为多大？ 答案：（7－）mg　 解析：根据题意，在C点由牛顿第二定律有FN－mg＝m 解得FN＝（7－）mg 由牛顿第三定律可知，此时小车对轨道的压力大小为FN'＝FN＝（7－） mg。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 （3）当小车运动到F点的速率为时，此时小车对管道的压力为多 少？ 答案： mg 解析：根据题意，在F点时，由牛顿第二定律有 mg＋F1＝m 解得F1＝mg 由牛顿第三定律可知，此时小车对管道的压力大小为F1'＝F1＝mg。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 15. （16分）（2025·浙江杭州高一下阶段练习）如图为一游乐场水上过山 车模型图，固定在离水面高为h＝0.2 m的水平平台上的圆形轨道半径为R ＝2.5 m，A、B分别为圆形轨道的最低点和最高点。现将一质量为2 kg的 小球通过过山车模型的多个圆形轨道从A点离开，再通过光滑的水平轨道 AC从C点水平飞出落入水中。已知水面宽度为s＝2 m，不计空气阻力，重 力加速度g取10 m/s2，求： （1）小球能通过圆形轨道，在B点的速度至少多大； 答案： 5 m/s　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 解析： 小球能通过圆形轨道，当小球刚好经过B点时，重力提供向心 力，则有mg＝m 解得在B点的速度至少为vmin＝5 m/s。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 （2）小球能不碰壁且安全落入水中，在C点最大速度是多少； 答案： 10 m/s 解析：设小球刚好不碰壁落入水中，根据平抛运动规律可得h＝gt2，s＝vCt 联立解得t＝0.2 s，vC＝10 m/s 则小球能不碰壁且安全落入水中，在C点最大速度为10 m/s。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 （3）第（2）问中的小球在圆轨道最低点A对轨道的压力； 答案： 100 N，方向竖直向下　 解析：在第（2）问中，小球在圆轨道最低点A的速度为vA＝vC＝10 m/s 根据牛顿第二定律可得N－mg＝m 解得N＝100 N 根据牛顿第三定律可知，小球在圆轨道最低点A对轨道的压力大小为100 N，方向竖直向下。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 （4）小球在P点的速度为8 m/s，P处的曲率半径为10 m，过P点的切线与 水平成37°，cos 37°＝0.8，小球在P点处受到的支持力大小。 答案： 28.8 N 解析：小球在P点处，根据牛顿第二定律可得FN－mgcos 37°＝m 代入数据解得小球在P点处受到的支持力大小为FN＝28.8 N。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 （4）小球在P点的速度为8 m/s，P处的曲率半径为10 m，过P点的切线与 水平成37°，cos 37°＝0.8，小球在P点处受到的支持力大小。 答案： 28.8 N 解析：小球在P点处，根据牛顿第二定律可得FN－mgcos 37°＝m 代入数据解得小球在P点处受到的支持力大小为FN＝28.8 N。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 物理·必修第二册 THANKS 演示完毕 感谢观看 $