6.1 圆周运动 同步练习 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

6.1 圆周运动 一、单选题 1．一个篮球被斜投向空中，不计空气阻力，下列说法不正确的是（　　） A．篮球不一定做曲线运动 B．篮球的惯性不改变 C．篮球处于失重状态 D．篮球不可能做圆周运动 2．下列有关描述不正确的是（　　） A．物体向着某个方向运动时，其所受合力可能不沿该方向 B．只要物体受到力的作用，其运动状态一定改变 C．做平抛运动的物体，相同时间内速度改变量一定相同 D．做匀速圆周运动的物体，所受合力一定不为零 3．如图所示，A、B分别为地球人造卫星，绕行方向相同，周期分别为3h和2h，某时刻A、B两卫星相距最近（O、B、A在同一直线上），O为地球中心，则从此时开始到A、B两卫星第一次相距最远需要经过的时间为（　　） A．1h B．3h C．2h D．4h 4．如图为自行车传动装置的简化图，大齿轮、小齿轮、后轮三个轮的半径之比为3∶1∶10，小齿轮半径为4cm。若取π＝3，当自行车前进速度为3m/s时，大齿轮的转速为（　　） A．15r/min B．20r/min C．25r/min D．48r/min 5．如图所示是某闯关游戏中的一个关卡。一绕过其圆心的竖直轴顺时针匀速转动的圆形转盘浮在水面上，转盘表面始终保持水平，为转盘边缘上一点。某时刻，一参赛者从水平跑道边缘点以初速度水平向右跳出，初速度方向平行于方向，且运动轨迹与此时刻在同一竖直平面内，随后参赛者正好落在点，不计空气阻力。下列说法不正确的是（　　） A．若跳出时刻不变，仅增大，参赛者可能不落水 B．若跳出时刻不变，仅减小，参赛者可能落水 C．若跳出时刻和初速度不变，仅增大转盘的角速度，参赛者仍可能落在点 D．若跳出时刻和初速度不变，仅减小转盘的角速度，参赛者不可能落在点 6．如图所示为皮带传动装置，轴O1上两轮的半径分别为4r和r，轴O2上轮的半径为2r，A、B、C分别为轮缘上的三点，皮带不打滑，下列说法不正确的是（　　） A．A、B两点线速度之比是4：1 B．B、C两点角速度之比是2：1 C．A、C两点周期之比是8：1 D．A、C两点向心加速度之比是8：1 7．古代某部科技典籍中有牛力齿轮翻车的插图，如图所示，展现了我国古代劳动人民的智慧。图中、、三个齿轮半径的大小关系为，下列说法不正确的是（　　） A．的角速度比的角速度小 B．与的角速度大小不相等 C．边缘的线速度比边缘的线速度大 D．与边缘的线速度大小相等 二、多选题 8．如图所示，带有一白点的灰色圆盘绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，则下列说法不正确的是（　　） A．白点逆时针旋转 B．白点顺时针旋转 C．白点转动频率为 D．白点转动周期为 9．关于运动和力的关系，下列说法正确的是（　　） A．物体受到的合外力越大，速度变化量越大 B．物体受到的合外力越大，速度变化越快 C．物体做曲线运动时，合外力方向也可能与速度方向相同 D．物体做圆周运动时，合外力方向不一定指向圆心 10．游乐场中乘客在摩天轮里随摩天轮一起匀速圆周运动，下列有关圆周运动的说法中不正确的是（　　） A．匀速圆周运动的物体合力都指向圆心 B．做匀速圆周运动的物体，其线速度不变 C．匀速圆周运动是一种变加速运动 D．匀速圆周运动中，线速度大小和半径成正比 三、实验题 11．如图甲所示是某同学设计的测圆周运动向心力大小的实验装置原理图。一轻质细绳下端悬挂质量为m的小球，上端固定在力传感器上，再在小球的下方连接一轻质的遮光片，让小球先静止，在小球正下方适当位置固定一个光电门，两装置连接到同一数据采集器上，可以采集小球经过光电门的遮光时间和此时细绳拉力的大小，重力加速度为g．实验过程如下： ①用刻度尺测量出悬挂点到球心的距离L； ②将小球拉升到一定高度（细绳始终伸直）后释放，记录小球第一次经过最低点时遮光片的遮光时间和力传感器示数F； ③改变小球拉升的高度，重复步骤②，测6~10组数据； ④根据测量得到的数据在坐标纸上绘制图像； ⑤改变悬挂点到球心的距离L，重复上述步骤，绘制得到的图像如图乙所示。回答下列问题： (1)已知遮光片的宽度为d，遮光时间为，则图乙中图像横坐标表示的物理量为 （填“”“”或“”）； (2)理想情况下，图乙中各图像的延长线是否交于纵轴上的同一点？ （填“是”或“否”）； 12．某同学用图示的装置来探究向心力F与质量m、转动半径r和角速度ω的关系。不计摩擦的水平直杆固定在竖直转轴上，竖直转轴可以随转速可调的电动机一起转动，套在水平直杆上的质量分布均匀的正方形滑块通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连接，并随杆一起做匀速圆周运动，水平直杆的另一端到竖直转轴的距离为R的边缘处安装了宽度为d的遮光片，每经过光电门一次，力传感器和光电门就同时获得一组向心力大小F和遮光时间为Δt的数据(记录数据时，滑块相对于杆处于静止状态)。 (1)为了探究滑块的向心力F与角速度ω的关系，该同学需要采用的实验方法为______。 A．等效替代法 B．控制变量法 C．微元法 D．比值法 (2)某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为Δt，若滑块中心与转轴中心的距离为r，遮光片到转轴中心的距离为R，则水平直杆角速度为 。(用Δt、d、R、r中部分或全部物理量表示) 四、解答题 13．如图所示，质量为的小球做半径为的匀速圆周运动，经时间由点运动到点，弧所对的圆心角为。求小球： (1)做匀速圆周运动的角速度的大小； (2)由点运动到点过程中平均速度的大小。 14．如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形（圆半径比细管的内径大得多）和直线组成的轨道固定在水平桌面上，已知部分的半径，弹射装置将一个质量为0.1kg的小球（可视为质点）以的水平初速度从点射入轨道，小球从点离开轨道随即水平抛出，桌子的高度，不计空气阻力，取。求： (1)小球在半圆轨道上运动时的角速度的大小； (2)小球在空中做平抛运动的时间及落地点到点正下方点的距离； (3)小球落到地面点时的速度大小。 15．一半径为R的雨伞绕柄以角速度匀速旋转，如图所示，伞边缘距地面高h，甩出的水滴在地面上形成一个圆，重力加速度大小为g，求： (1)水滴离开伞边缘时的速度大小； (2)忽略空气阻力，水滴从离开伞边缘到滴在地面上经历的时间； (3)此圆半径r为多少？ 试卷第2页，共6页 试卷第6页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 6.1 圆周运动参考答案 1．A 【详解】A．篮球斜抛后初速度方向与重力加速度方向不共线，轨迹为抛物线，必为曲线运动，故A不正确； B．惯性仅由质量决定，篮球质量未变，惯性不变，故B正确； C．篮球仅受重力，加速度向下，处于失重状态，故C正确； D．圆周运动需向心加速度持续指向圆心，而斜抛运动中加速度恒为竖直向下的g，轨迹为抛物线，故D正确。 故选A。 2．B 【详解】A．根据牛顿第二定律可知物体的加速度方向与合力方向一致，但速度方向可能与合力方向不同，故A正确； B．根据牛顿第一定律，物体受多个力但合力为零时，运动状态不变，故B错误； C．平抛运动中物体仅受重力作用，加速度为，方向竖直向下，根据可知在相同时间内，速度改变量的大小和方向均相同，故C正确； D．匀速圆周运动中，物体的速度大小不变，但方向不断变化，存在向心力提供向心加速度，方向始终指向圆心，不为零，故D正确。 故选B。 3．B 【详解】两卫星相距最近时与地球在同一直线上，B的角速度大于A的角速度，当B比A多转动半圈时，A、B两卫星第一次相距最远，则有 根据题意可知两人造卫星的角速度分别为 联立解得 故B正确，ACD错误。 故选B。 4．C 【详解】大齿轮、小齿轮、后轮三个轮的半径分别为r1=12cm，r2=4cm，r3=40cm；后轮的角速度等于小齿轮的角速度，为 大齿轮边缘的线速度等于小齿轮边缘的线速度，则 可得大齿轮的转速为 故选C。 5．D 【详解】AB．参赛者正好落在点，则点可能出现在图示的两个位置 参赛者在空中所做运动为平抛运动，竖直高度不变，参赛者在空中运动时间不变；仅增大，参赛者的水平位移增大，可能落水，可能在台面上；仅减小，参赛者的水平位移减小，可能落水，可能在台面上，故AB正确； CD．仅增大转盘的角速度，或仅减小转盘的角速度，参赛者的水平位移不变，只要满足仍转到同一位置，参赛者就仍可能落在点，故正确，错误。 故选D。 6．C 【详解】A．A、B两点在同一个轮盘上，是同轴转动角速度相同，根据，故线速度之比是4:1，故A正确； B．皮带传动边缘线速度相同，故B、C两点线速度相等，则，B、C两点角速度之比是2:1，故B正确； C．根据上述分析有，根据，A、C两点周期之比是1：2，故C错误； D．根据 则，故D正确。 故选 C。 7．D 【详解】AB．齿轮A与齿轮B是同缘传动，边缘点线速度大小相等，根据公式 可知，半径比较大的A的角速度小于B的角速度。而B与C是同轴传动，角速度相等，所以齿轮A的角速度比C的小，故A B正确； C．齿轮A、B边缘的线速度大小相等，根据公式 可知，半径大的齿轮B比C边缘的线速度大，所以齿轮A边缘的线速度比C边缘的大，故C正确； D．BC两轮属于同轴转动，故角速度相等，根据公式 可知，半径比较大的齿轮B比C边缘的线速度大。故D错误； 故选D。 8．BC 【详解】由题意灰色圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转20圈，即频率为 在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，即 则 所以观察到白点逆时针旋转，则 所以观察到白点转动频率1Hz，即转动周期为T=1s 故选BC。 9．BD 【详解】AB．根据牛顿第二定律可知，质量一定时，物体的加速度与合外力成正比，因此合外力越大，物体的加速度就越大，而加速度是描述速度变化快慢的物理量，加速度越大，速度变化越快，故A错误，B正确； C．物体做曲线运动时，合外力与速度不在同一直线上，因此合外力方向不可能与速度方向相同，故C不正确； D．物体做匀速圆周运动时所受的合外力是向心力，方向始终指向圆心；若物体做变速圆周运动，它所受的合外力不一定指向圆心， D正确。 故选BD。 10．BD 【详解】A．匀速圆周运动的物体合力提供所需向心力，方向总是指向圆心，故A正确； B．做匀速圆周运动的物体，线速度大小不变，方向时刻发生变化，故B错误； C．匀速圆周运动的加速度大小不变，方向时刻发生变化，所以匀速圆周运动是一种变加速运动，故C正确； D．匀速圆周运动中，根据，只有角速度一定时，线速度大小和半径成正比，故D错误。 故选BD。 11．(1) (2)是 【详解】（1）根据牛顿第二定律有 联立解得 可知图像横坐标表示的物理量为。 （2）由（1）中 可知图像与纵坐标的交点代表mg，则理想情况下，图乙中各图像的延长线交于纵轴上的同一点。 12．(1)B (2) 【详解】（1）为了探究滑块的向心力F与角速度ω的关系，需保持质量和半径不变，该同学需要采用的实验方法为控制变量法。 故选B。 （2）测得遮光片的挡光时间为，则遮光片经过光电门时的线速度大小为 角速度为 13．(1) (2) 【详解】（1）由角速度的定义式可得 （2）由几何关系可得 则由点运动到点过程中平均速度的大小 14．(1) (2)， (3) 【详解】（1）根据线速度和角速度的关系，代入数据可得角速度 （2）小球做平抛运动，竖直方向，解得时间 落地点到点正下方点的距离，解得 （3）小球落到地面点时，竖直速度为 速度 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）水滴飞出的速度大小为 （2）水滴做平抛运动，在竖直方向上有 得 （3）间距关系如图所示（俯视图） 在水平方向上有 由几何关系知，甩出的水滴在地面上所形成圆的半径 联立解得 2 学科网（北京）股份有限公司 $