6.3 向心加速度 同步练习 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

6.3 向心加速度 一、单选题 1．如图所示为某游乐场的摩天轮，乘客坐在座舱里随着摩天轮一起在竖直平面内做匀速圆周运动，关于不同座舱里的乘客，下列说法不正确的是（　　） A．线速度不相同 B．周期不相同 C．向心加速度不相同 D．向心力不相同 2．北京时间2025年4月24日17时17分，神舟二十号成功发射。下列说法不正确的是（　　） A．神舟二十号一定在做变速运动 B．神舟二十号一定不可看作质点 C．神舟二十号的加速度很大，速度不一定很大 D．“17时17分”指的是时刻 3．如图所示，餐桌上的水平玻璃转盘匀速转动时，其上的物品相对于转盘静止，则转盘上与转轴距离不相等的两个物品。下列不正确的是（　　） A．角速度相同 B．线速度大小不相同 C．向心加速度大小不相同 D．向心力大小相同 4．如图所示为某机器人转手绢表演的情景，A点靠近手绢中心，B点靠近手绢边缘。若手绢的运动视为绕其中心的匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A．线速度 B．周期TA>TB C．向心加速度 D．角速度 5．如图所示为修正带里的两个齿轮，A、B分别为大、小齿轮边缘的两点，、分别为两齿轮的圆心。当大齿轮顺时针匀速转动时（　　） A．小齿轮顺时针转动 B．A、两点的线速度相等 C．A点的转动周期小于B点的转动周期 D．A点的向心加速度大于B点的向心加速度 6．中国新能源汽车引领全球。某款新能源汽车具备四轮独立控制能力，可实现以O点为中心的原地旋转。如图所示，A、B是车上的两点，且O、A、B三点在同一水平直线上。在以O点为中心的原地匀速旋转过程中，下列说法不正确的是（　 　） A．A点的线速度的大小小于B点的线速度的大小 B．A、B两点的角速度相同 C．A点的向心加速度的大小小于B点的向心加速度的大小 D．B点的加速度大小不变，方向始终指向圆心，因此转动过程中B点的加速度保持不变 7．图甲为古代战争中使用的一种投石机，图乙为投石机的简化模型。在投石过程中，将石块A放在长臂末端，短臂末端的重物B在其重力作用下向下快速转动，长臂及石块向上转动，当长臂转到高处某一位置时，石块被抛出。石块和重物均可视为质点，在转动过程中，下列说法不正确的是（　　） A．线速度大小vA=vB B．角速度大小 C．向心加速度大小 D．向心加速度大小 二、多选题 8．如图所示为等腰直角三角形三角板，将三角板挂在竖直墙面上的钉子上，让三角板绕钉子在竖直面内摆动起来，在摆动过程中的某一时刻，下列判断正确的是（　　） A．A点角速度等于B点角速度 B．B、C两点向心加速度不相同 C．C点线速度比D点线速度大 D．A、C两点的线速度大小之比与A、C两点向心加速度大小之比不相等 9．“指尖篮球”是篮球爱好者喜欢的一种运动。如图所示，将篮球放在指尖上，轻轻一拨，篮球就在指尖上稳定旋转。关于图示中、两点的运动，下列说法正确的有（　　） A．点的角速度比点的大 B．点的线速度比点的小 C．点的周期等于点周期 D．点的向心加速度比点的小 10．风力发电是清洁能源利用的重要形式，某并网发电风车的叶片绕中心轴O做匀速转动。如图所示，叶片上有A、B两质点，，风车在匀速转动的过程中，则有（　　） A．A、B角速度之比为1：1 B．A、B线速度之比为 C．A、B向心加速度之比为 D．A质点所受合外力不总是指向O 三、实验题 11．某同学采用手机物理工坊APP探究向心加速度大小与角速度大小的关系。装置示意图如图（a）所示，用支架将手机竖直固定在旋转平台上，打开手机物理工坊APP测试界面，启动电源，平台在电动机的作用下开始旋转，实验过程中手机与旋转平台始终保持相对静止。该同学保持手机与转轴之间的距离一定，调整平台的旋转角速度大小，通过多次测量，得到向心加速度大小和角速度大小的关系图像，如图（b）所示。 (1)在研究向心加速度大小与角速度大小之间的关系时，主要用到了物理学中的_____方法； A．微元法 B．控制变量法 C．放大法 (2)保持手机与转轴之间的距离一定时，为了研究向心加速度大小和角速度大小的定量关系，利用手机物理工坊APP生成了图（c）所示的图像，则横坐标应为 （选填“”或“”）。 12．利用如图装置做“探究向心力大小和半径、角速度、质量的关系”实验，装置包含不同质量的小球、可调节角速度的变速塔轮，以及与之相连的长槽和短槽。转动手柄，长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的小球做匀速圆周运动。可观察标尺露出的格数得到向心力大小关系。 (1)本实验在研究向心力大小和不同物理量的关系时，用到的主要物理方法是 （选填“理想实验法”“控制变量法”“演绎推理法”）。 (2)某同学在进行实验时，将两个相同的小球分别放置在与中心等距的A位置和C位置。然后把皮带安装在左右不同半径的变速塔轮上。转动手柄，观察左右标尺露出的刻度。以上操作是为了研究向心力的大小和 的关系。 四、解答题 13．空中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱，如图所示。一名游客坐在游乐场的飞椅上稳定后在某水平面内做半径为R的匀速圆周运动，时间t内运动了n圈。在匀速圆周运动过程中，求： (1)游客位移的最大值xm； (2)游客向心加速度的大小a。 14．地球可看作半径为R的球体，位于赤道处的物体随地球自转做匀速圆周运动，截面如图所示，已知自转周期为T，求： (1)物体随地球自转的线速度v； (2)物体随地球自转的向心加速度a。 15．如图所示，压路机的大轮半径是小轮半径的2倍。压路机匀速行驶时，大轮边缘上A点的向心加速度是，求： (1)小轮边缘上点的向心加速度是多大？ (2)若小轮半径，则压路机行驶的速度是多少。 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 6.3 向心加速度参考答案 1．B 【详解】不同座舱里乘客的线速度、向心加速度、向心力的大小相同，但方向不同，周期相同。 故选B。 2．B 【详解】A．变速运动的本质是速度变化（大小或方向），神舟二十号发射后，无论处于加速上升阶段或入轨后的圆周运动，均存在加速度（前者因推力，后者因向心加速度），速度方向持续变化，故一定做变速运动，故A正确； B．质点模型的适用性取决于研究问题，例如计算轨道参数时，可忽略飞船尺寸，视为质点，故“一定不可看作质点”错误，故B错误； C．加速度与速度无必然联系，例如火箭点火瞬间加速度极大但速度较小，故C正确； D．“17时17分”是发射完成的时刻，属于时刻而非时间间隔，故D正确。 故选B。 3．D 【详解】A．同轴转动物体上各质点角速度相等，可知，两个物品的角速度相同，故A正确； B．根据 由于两物品与转轴距离不相等，则线速度大小不相同，故B正确； C．根据 由于两物品与转轴距离不相等，则向心加速度大小不相同，故C正确； D．根据 由于两物品与转轴距离不相等，质量关系不确定，则向心力大小关系也不确定，故D错误。 故选D。 4．A 【详解】AD．手绢的A、B两点属于同轴转动，满足角速度相等，即 因为A点靠近手绢中心，B点靠近手绢边缘，所以 由线速度与角速度、半径的关系 可判断，故A正确，D错误； B．根据周期与角速度的关系 可判断因为，所以，故B不正确； C．向心加速度与角速度、半径的关系为 可判断因为，，所以，故C错误。 故选A。 5．B 【详解】A．由题意，可知小齿轮逆时针转动，故A错误； B．A、B两点的线速度大小相等，半径不同，则角速度不相等，故B正确； C．由，而，则，故C错误； D．由，而，则，故D不正确。 故选B。 6．D 【详解】依题意可知，汽车在以O点为中心的原地匀速旋转过程中，有， A．由得，A正确； B．依题意可知，汽车在以O点为中心的原地匀速旋转过程中，有，B正确； C．由得，C正确； D．B点的加速度大小不变，方向始终指向圆心，即方向一直在变化，故转动过程中B点的加速度变化，D错误。 故选D。 7．B 【详解】AB．石块A和重物B的转动角速度大小相同，有，石块A和重物B的转动半径不同，根据可得线速度大小不同，故A不正确，B正确； CD．石块A的转动半径大于重物B的转动半径，根据可得二者的向心加速度大小不相等，有，故CD错误。 故选B。 8．ABC 【详解】A．A、B两点角速度相等，故A正确； B．B、C两点向心加速度方向不同，故B正确； C．C、D两点角速度相等，C点圆周运动的半径比D点大，由v=rω可知，C点线速度比D点线速度大，故C正确； D．A、C两点角速度相等，由a=ωv可知， 故D不正确。 故选ABC。 9．CD 【详解】A．篮球就在指尖上稳定旋转，P、Q两点相同时间转过相同的角度，角速度相同，A错误； B．由，，可知，B不正确； C．由，可知P、Q周期相同，C正确； D．由，，可知，D正确。 故选CD。 10．AB 【详解】A．A、B两点做同轴转动，角速度相等，故A正确； B．根据可知A、B线速度之比为，故B正确； C．根据可知A、B向心加速度之比为，故C错误； D．风车在匀速转动的过程中，A质点也做匀速转动，做匀速转动的物体合外力提供向心力，且始终指向圆心，即A质点所受合外力总是指向O，故D不正确。 故选AB。 11．(1)B (2) 【详解】（1）在研究向心加速度大小与角速度大小之间的关系时,我们主要用到了物理学中的控制变量法，故选B。 （2）向心加速度大小与角速度大小之间的关系为 可知图像为线性关系，所以横坐标应为。 12．(1)控制变量法 (2)角速度 【详解】（1）本实验在研究向心力大小和不同物理量的关系时，用到的主要物理方法是控制变量法。 （2）某同学在进行实验时，将两个相同的小球分别放置在与中心等距的A位置和C位置，即保持质量和转动半径相同。把皮带安装在左右不同半径的变速塔轮上，则角速度不同。即以上操作是为了研究向心力的大小和角速度的关系。 13．(1)2R (2) 【详解】（1）游客做半径为R的匀速圆周运动，可知其位移的最大值 （2）时间t内运动了n圈，可得其周期 可得角速度为 游客向心加速度的大小 14．(1) (2)·R 【详解】（1）物体随地球自转做匀速圆周运动，由线速度与周期的关系可知 （2）根据牛顿第二定律可知，物体随地球自转的向心加速度大小为 15．(1) (2) 【详解】（1）根据题意可知，两轮边缘上的点线速度相等，在匀速圆周运动中，圆周上的点的向心加速度 可得 解得 （2）根据向心加速度 可得 代入数据解得 2 学科网（北京）股份有限公司 $