寒假作业06 圆周运动 巩固分层练习 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

寒假作业06 圆周运动 巩固分层练习 分层一：夯实基础练 一、单选题 1．某教室内墙壁上挂有一只走时准确的石英钟，盘有时针、分针和秒针，如图所示。关于它们的转动情况描述正确的是（　　） A．时针与分针转动的角速度之比为1∶60 B．时针与秒针转动的角速度之比为1∶3600 C．分针与秒针转动的角速度之比为1∶60 D．分针与秒针转动的周期之比为1∶12 2．在探索自然规律的进程中科学家总结了许多方法，其中探究向心力与m、、r的关系中采用的方法是（　　） A．控制变量法 B．比值定义法 C．极限法 D．推理法 3．A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动，A球的轨道半径是B球的轨道半径的2倍，A的转速为30r/min，B的转速为，则两球的向心加速度之比为（   ） A．1：1 B．6：1 C．4：1 D．2：1 4．如图所示，旋转雨伞时，水珠会从伞的边缘沿切线方向飞出，这属于(  ) A．失重现象 B．超重现象 C．离心现象 D．蒸发现象 5．如图所示，是门的转轴，当门转动时，门上a、b两点的角速度分别为ωa和ωb，线速度的大小分别为va和vb，下列关系正确的是（　　） A．ωa=ωb，va< vb B．ωa=ωb，va> vb C．ωa<ωb，va= vb D．ωa>ωb，va= vb 6．如图所示，小物块A与水平圆盘保持相对静止，随圆盘一起在水平面内做匀速圆周运动。关于小物块A的受力情况，下列说法正确的是（    ） A．受重力、支持力 B．受重力、支持力和摩擦力 C．受重力、支持力、摩擦力和向心力 D．受到的合外力为零 7．关于向心力和向心加速度，下列说法正确的是（    ） A．向心力既改变物体做圆周运动的速度方向，也改变速度大小 B．向心力总是沿半径指向圆心，大小不变，所以是恒力 C．向心加速度越大，物体做圆周运动的速度方向改变越快 D．物体做非匀速圆周运动时，加速度的方向也时刻指向圆心 8．洗衣机的甩干筒在匀速旋转时有衣服附在筒壁上，则此时（ ） A．衣服受重力，筒壁的弹力和摩擦力，及离心力作用 B．筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大 C．衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供 D．筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少而保持不变 分层二：能力提升练 二、多选题 9．如图所示，自行车的传动是通过连接前、后齿轮的金属链条来实现的。下列关于自行车在转动过程中有关物理量的说法正确的是（　　） A．前齿轮的角速度较后齿轮的小 B．前齿轮的向心加速度较后齿轮的大 C．前齿轮边缘的线速度比后齿轮边缘的线速度大 D．前齿轮边缘的线速度与后齿轮边缘的线速度大小相等 10．我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。则关于这个实验，下列说法正确的是（　　） A．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不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处 B．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不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处 C．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处 D．探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板B处 11．如图所示，一小物块以大小为a＝4m/s2的向心加速度做匀速圆周运动，半径r＝1m，则下列说法正确的是(　 　) A．小球运动的角速度为2rad/s B．小球做圆周运动的周期为πs C．小球做圆周运动的转速为30r/min D．小球在πs内通过的路程为零 12．如图所示，杂技表演“飞车走壁”的演员骑着摩托车飞驶在光滑的圆锥形筒壁上，筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，演员和摩托车的总质量为m，先后在A、B两处紧贴着内壁分别在图中虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A．A处的线速度大于B处的线速度 B．A处的角速度小于B处的角速度 C．A处对筒的压力大于B处对筒的压力 D．A处的向心力大于B处的向心力 三、填空题 13．有一款自行车前后轮不一样大，前轮半径为0.35m，后轮半径为0.28m，A、B分别为前轮和后轮边缘上的一点，正常运行中，A、B两点的角速度之比为 ，线速度之比为 。 14．飞行员从俯冲状态往上拉时，会发生黑视，第一是因为血压降低，导致视网膜缺血；第二是因为脑缺血．飞行员要适应这种情况，必须进行严格的训练，故飞行员的选拔是非常严格的。为了使飞行员适应飞行要求，要用如图所示的仪器对飞行员进行训练，飞行员坐在一个在竖直平面内做匀速圆周运动的舱内边缘，要使飞行员的加速度a＝6g，则角速度ω＝ rad/s。（R＝20 m，g取10 m/s2） 15．如图所示为“探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系”的实验装置，在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上，转动手柄，观察左右标尺的刻度，此时可研究向心力的大小与 （选填“质量m”、“角速度ω”或“半径r”）的关系，匀速转动手柄，左边标尺露出4个格，右边标尺露出1个格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为 ；保持其他条件不变仅增大手柄匀速转动的速度，则左右两标尺示数的比值将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 四、解答题 16．A、B两物体都做匀速圆周运动，A的质量是B的质量的一半，A的轨道半径是B轨道半径的一半，当A转过60°角时时间内，B转过了45°角，则 (1)A物体的向心加速度与B的向心加速度之比为多少？ (2)A物体的向心力与B的向心力之比为多少？ 17．某计算机上的硬磁盘的磁道和扇区如图所示。这块硬磁盘共有9216个磁道（即9216个不同半径的同心圆），每个磁道分成8192个扇区（每扇区为圆周），每个扇区可以记录512个字节。电动机使盘面以7200r/min的转速匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的，盘面每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。 （1）一个扇区通过磁头所用的时间是多少？ （2）不计磁头转移磁道的时间，计算机1s内最多可以从一个盘面上读取多少个字节？ 18．如图所示，质量为m=1.0kg的小球绕O点在竖直平面内沿半径r=0.2m的圆弧运动。小球运动到最低点时，细线刚好达到所能承受的最大拉力被拉断，小球水平飞出。已知细线能承受的最大拉力为小球重力的3倍，O点离水平地面的高度h=1.0m，取重力加速度g=10m/s2。 (1)求小球在地面上的落点离O点的水平距离； (2)若细线断裂的瞬间，小球同时受到水平向左的恒力F的作用，最终小球恰好落在地面上的A点（A点在O点的正下方），求恒力F的大小。 19．如图所示，质量为60kg的跳台滑雪运动员经过一段半径为40m的圆弧加速滑行后，从O点水平飞出（O点正好在圆弧对应圆心的正下方），经3.0s落到斜坡上的A点已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ＝37°，不计空气阻力（取sin37°＝0.60，cos37°＝0.80；g取10m/s2求 （1）A点与O点的高度差h和AO距离L； （2）运动员刚要离开0点时的速度大小及对O点的压力。 （3）运动员落到A点时速度的大小和方向。 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 《寒假作业06 圆周运动 巩固分层练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A B C A B C C AD BC 题号 11 12 答案 AB AB 1．C 【详解】时针的周期T1=12h，分针的周期T2=1h，秒针的周期T3=，由角速度公式 角速度之比为周期的反比，因此时针与分针转动的角速度之比为1∶12，时针与秒针转动的角速度之比为1∶720，分针与秒针转动的角速度之比1∶60，分针与秒针转动的周期之比为60∶1，故选C。 2．A 【详解】在探究向心力与、、的关系时，需分别控制其他变量不变，逐一研究单个变量对向心力的影响，这正是控制变量法的核心思想。 故选A。 3．B 【详解】A的转速为30r/min=0.5r/s，则A的加速度ωA=2πnA=π，A球的轨道半径是B球的轨道半径的2倍，故A的向心加速度为 B的转速为 则B的加速度 故B的向心加速度为 故向心加速度之比为6：1，B正确； 故选B。 4．C 【详解】当旋转雨伞时，由向心力可知，所需要的向心力增加，由于提供向心力不足以所需要的向心力，从而远离圆心运动，故C正确，ABD错误。 5．A 【详解】同轴转动，角速度相同，而根据 可知参考点与转轴越远，即r越大，速度越大。所以 故选A。 6．B 【详解】小物块在竖直方向上受重力和支持力，由于小物块在水平面内做匀速圆周运动，则还一定受到摩擦力从而提供其向心力，所以小物块受到的合力不为零。向心力是效果力，受力分析时不能将其与其他性质力并列分析，故ACD错误，B正确。 故选B。 7．C 【详解】A．向心力方向与速度方向垂直，不改变速度大小，只改变速度方向，故A错误； B．向心力的方向时刻变化，因此不是恒力，故B错误； C．向心加速度是表示物体速度方向变化快慢的物理量，向心加速度越大，做圆周运动的物体速度方向改变越快，故C正确； D．物体做非匀速圆周运动时不仅有指向圆心的向心加速度，还有沿物体运动方向上的加速度，所以加速度的方向并不时刻指向圆心，故D错误。 故选C。 8．C 【详解】A．衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力作用．故A错误；   B．衣物附在筒壁上随筒一起做匀速圆周运动，衣物的重力与静摩擦力平衡，筒壁的弹力F提供衣物的向心力，得到 F=mω2R=m（2πn）2R 可见．转速n增大时，弹力F也增大，而摩擦力不变．故B错误； C．衣服随筒壁做圆周运动的向心力是筒壁的弹力．故C正确； D．如转速不变，筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少，则所需要的向心力减小，所以筒壁对衣服的弹力也减小．故D错误． 故选C． 9．AD 【详解】CD．同缘传动边缘点线速度相等，故C错误，D正确； A．根据，v一定时，r越大，角速度越小，故前轮的角速度小于后轮的角速度，故A正确； B．根据，v一定时，r越大，加速度越小，故前轮的加速度小于后轮的加速度，故B错误。 故选AD。 【点睛】本题关键是明确同缘传动边缘点的线速度相等，同轴传动角速度相等，然后根据公式判断角速度大小。 10．BC 【详解】AB．探究向心力和角速度的关系时，应将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处，则两小球做圆周运动的半径相同，传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，则角速度不同，故A错误、B正确； C．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，则小球做圆周运动的角速度相同，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，则两球做圆周运动的半径不同，故C正确； D．探究向心力和质量的关系时，要保持半径和角速度相同，质量不同；应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处，故D错误。 故选BC。 11．AB 【详解】A．依据a=ω2r，物块运动的角速度 故A正确； B．周期 故B正确； C．质点运动的周期为πs，所以在t=1min内小球转过的圈数 C错误； D．小球在πs转动一周，所以小球在πs内通过的路程为 s=2πr=2πm 故D错误． 故选AB． 12．AB 【详解】对物体受力分析可知，物体的重力不变，支持力方向相同，根据力的合成，知在A、B两处两支持力大小、合力大小相等，向心力大小相等。根据 得 ， 知半径越大，线速度越大，角速度越小。所以A处的线速度大于B处的线速度，A处的角速度小于B处的角速度。 故选AB。 13． 4:5 1:1 【详解】[1][2] A、B两点线速度之比为 vA:vB=1:1 根据 得 14． 【详解】根据 a＝ω2R 可得 15． 角速度ω 1:2 不变 【详解】[1]两球质量相等，半径相等，根据 可得，此次实验研究的是向心力大小与角速度ω的关系； [2]匀速转动手柄时，左边标尺露出4个格，右边标尺露出1个格，此时两球所受向心力大小之比为4:1，根据 可得，此时两球的角速度之比为 与传送带连接的两塔轮边缘的线速度大小相等，根据 可得，皮带连接的左、右塔轮半径之比为1:2； [3]设塔轮半径为R，小球的转动半径为r，根据 可得 两小球质量m相等，转动半径r相等，与传送带连接的两塔轮边缘的线速度大小v相等，因此两小球所受的向心力与两塔轮的半径R有关，因此其他条件不变若增大手柄转动的速度，两小球所受的向心力之比不变，即两标尺示数的比值不变。 16．(1)8:9   (2)4:9 【分析】根据相同时间内转过的角度之比求出角速度之比，结合向心加速度公式求出向心加速度之比，根据向心力的公式求出向心力之比． 【详解】（1）角速度ω＝，因为相同时间内转过的角度之比为4：3，则A、B的角速度之比为4：3，根据a=rω2知，转动的半径之比为1：2，可知向心加速度之比为8：9． （2）向心力F=mrω2=ma，因为质量之比为1：2，向心加速度之比为8：9，则向心力之比为4：9． 【点睛】解决本题的关键掌握向心加速度与向心力的公式，知道它们与线速度、角速度的关系，并能灵活运用． 17．（1）1×10-6s；（2）5.0×108个 【详解】 （1）电动机使磁盘以7200r/min=120r/s的转速匀速转动，角速度为 经过一个扇区转过的圆心角为 经过一个扇区用时为 （2）转速为 则计算机在1s内从磁盘面上读取的字节数 个 18．(1)0.8m；(2)10N 【详解】(1)设在细线刚好被拉断时，小球受到的拉力为Fm，速度大小为v0，对小球，由圆周运动的规律有 解得 细线拉断后，小球做平抛运动，设平抛运动的时间为t，落点距离O点的水平距离为x，有 水平方向上 竖直方向上 可得 (2)若细线断裂的同时，小球同时受到水平向左的恒力F的作用，则小球在水平方向作匀减速运动，设加速度大小为a，有 水平方向上 解得 19．（1）h=45m， L=75m；（2）运动员刚要离开O点时的速度大小为20m/s，对O点的压力为1200N；（3）运动员落到A点时速度的大小为m/s，与水平方向夹角为α，其中tanα＝1.5。 【详解】解：（1）当落到A位置时， 根据几何关系可知， （2）平抛运动的水平位移 刚离开O点的速度 在O点时，根据向心力公式可知， 代入数据解得N＝1200N，根据牛顿第三定律可知，运动员对O点的压力大小为1200N，方向竖直向下。 （3）运动员运动到A点的竖直速度 A点速度 设速度与水平方向的夹角为α，则 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $