第二章 圆周运动 单元专题训练（提升卷）-2025-2026学年高一下学期粤教版物理必修第二册

第二章圆周运动单元专题训练-2025-2026学年高一下学期粤教版物理必修二（提升卷） 一、选择题（1~7题单选题，每小题4分，8-10题多选题，每小题6分，共46分） 1．一般的曲线各个位置的弯曲程度不一样，但在研究时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。如图所示，竖直平面上有一段固定曲线轨道abcd，轨道最低点b处和最高点c处的曲率半径分别为1m和2m。一质量为1kg的物体（可视为质点）从a处上侧进入轨道，运动至b处时速率为v，对轨道的压力为46N，重力加速度；若物体从d处下侧进入轨道，运动至c处时速率仍为v，则物体在c处时对轨道的压力为（　　） A．2N B．4N C．6N D．8N 2．在2025年春晚的《秧BOT》节目中，机器人拿着手绢在舞台上扭秧歌，如图所示。若机器人转动手绢恰使其在竖直面内绕中心点做匀速圆周运动，手绢的转速n＝30r/s，手绢边缘处P点到手绢中心点的距离R＝0.2m，则（　　） A．P点的角速度为 B．P点的线速度大小为 C．P点的向心加速度为 D．若转速n变为原来的2倍，则P点运动周期也变为原来的2倍 3．如图所示为离心机的原理简图，试管倾斜固定在高速转动的离心机上，经过一段时间，试管中的溶液即可完成分层。稳定后，关于上下两层中的、两液滴，下列说法正确的是（　　） A．溶液相对于地面受到离心力的作用而分层 B．受到的向心力小于受到的向心力 C．两液滴的角速度相同 D．所在层的溶液密度大于所在层的溶液密度 4．如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A．图甲中秋千摆至最低点时，图中女孩处于失重状态 B．图乙中杂技演员表演“水流星”，当水桶通过最高点时水对桶底的压力可能为零 C．火车转弯超过规定速度行驶时，火车轮缘对内轨有侧向挤压 D．图丁为滚筒洗衣机转速越快脱水效果越好，是受到离心力的原因 5．如图为两种洗衣机脱水示意图，图甲脱水筒绕竖直轴匀速转动，图乙滚筒绕水平轴匀速转动。下列说法正确的是（    ） A．图甲中，静摩擦力提供衣服做圆周运动的向心力 B．图甲中，衣服受到的摩擦力随角速度的增大而增大 C．图乙中，衣服受到的向心力不变 D．图乙中，衣服运动到处时脱水效果最好 6．一孩童在内壁是圆柱形光滑水泥管的最低点以水平初速度踢出小球，水泥管的内径为，小球沿管壁向上运动到离最低点高度为时，脱离管壁落入背篓，重力加速度，忽略一切阻力和滚动，小球始终在同一竖直面内运动，则水平初速度为（　　） A．2.3m/s B．3m/s C．5m/s D．7m/s 7．如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一套轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。已知c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中皮带不打滑，则以下判断正确的是（　　） A．a点与b点的线速度大小相等 B．a点与b点的角速度大小相等 C．a点与c点的线速度大小相等 D．a点的向心加速度是d点的4倍 8．如图所示为自行车气嘴灯及其结构图。弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，触点A固定在P上，当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点B与车轮圆心距离为R，车轮静止且气嘴灯在最低点时触点A、B距离为d，已知P与触点A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，不计接触式开关中的一切摩擦，小物块P和触点A、B均视为质点，下列说法正确的是（　　） A．要使气嘴灯在最低点能发光，车轮匀速转动的最小角速度为 B．要使气嘴灯在最低点能发光，车轮匀速转动的最小角速度为 C．要使气嘴灯在最高点能发光，车轮匀速转动的最小角速度为 D．要使气嘴灯在最高点能发光，车轮匀速转动的最小角速度为 9．图甲为一种小型打夯机，利用冲击和冲击振动作用分层夯实回填土，图乙为这种打夯机的结构示意图。质量为m的摆锤通过轻杆与总质量为M的底座（含电动机）上的转轴相连，轻杆质量忽略不计。电动机带动摆锤绕转轴O在竖直面内以角速度匀速转动，转动半径为l，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．摆锤转到最低点时，底座对地面的压力不可能为零 B．若摆锤转到最高点时，底座对地面的压力刚好为零，则角速度 C．若摆锤转到最高点时，轻杆对摆锤的弹力为0，则角速度 D．摆锤转到轻杆水平时，轻杆对摆锤的作用力大小为 10．如图所示，把一个可视为质点的小球放在光滑的球形容器中，使小球沿容器壁在某一水平面内做匀速圆周运动。已知圆周运动的轨道半径，小球所在位置切面与水平面夹角。小球质量为，重力加速度取。关于小球的下列说法正确的是（   ） A．角速度大小为 B．线速度大小为 C．向心加速度大小为 D．所受支持力大小为 二、非选择题（11题8分，12题8分，13题11分，14题13分，15题14分，共54分） 11．某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为）。 完成下列填空： （1）将凹形桥模拟器固定在托盘秤上，如图所示，托盘秤的示数为1.00kg。 （2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数为1.50kg。 （3）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为1.75kg。 （4）根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力大小为______N；小车通过最低点时的速度大小为______m/s（重力加速度大小g取，结果均保留2位有效数字）。 12．如图所示是“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系”的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左、右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。 (1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的______。 A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．演绎法 (2)皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的______不同。 A．转动半径r B．质量m C．角速度ω D．线速度v (3)为了能探究向心力大小的各种影响因素，左右两侧塔轮________（选填“需要”或“不需要”）设置半径相同的轮盘。 (4)利用传感器升级实验装置，用力传感器测小球对挡板的压力，用光电计时器测小球运动的周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请分析图像横坐标x表示的物理量是______。 A．T B． C． D． 13．如图所示，游乐场里有一个半径、盘面与水平面的夹角的倾斜匀质圆盘，圆盘可绕过圆盘圆心O且垂直于盘面的固定对称轴以一定的角速度匀速转动。一个质量为20kg的小孩（可视为质点）坐在盘面上距O点距离处。已知小孩与盘面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。 (1)要保证小孩与圆盘始终保持相对静止，则角速度的最大值为多少？ (2)当圆盘角速度为0.8rad/s时，求小孩在其轨迹最高点（如图所示小孩所处位置）对盘面的摩擦力的大小和方向。 14．如图所示，由半圆形ABC和直线形CD细圆管组成的轨道固定在水平桌面上（圆）半径比细圆管内径大得多），轨道内壁光滑。已知ABC的半径，CD段为水平直管。弹射装置将一质量的小球（可视为质点）以某一水平速度从A端弹入轨道，经一段时间，从D端离开轨道后做平抛运动，落地点F离D端的水平距离，D端距地面高度不计空气阻力，重力加速度g取。求小球 (1)离开D端时速度大小； (2)在ABC轨道内运动时向心加速度大小； (3)在ABC轨道内运动过程中受到轨道的作用力大小。 15．一游戏装置由四分之一光滑圆弧轨道，水平粗糙轨道，目标区域组成。如图所示，一可视为质点的滑块从上距某一高度处由静止释放，经后从点水平抛出，落入区域为游戏成功。已知圆弧半径之间的距离分别为间的高度，滑块质量，与间的动摩擦因数，滑块释放高度与滑块滑至点时的速度之间满足，轨道间平滑连接，滑块落到任一位置后不再弹起。 (1)若，求滑块经过轨道的最低点时，对轨道的压力大小； (2)要求滑块能够落入目标区域，求的范围： (3)为调节滑块的落点位置，在轨道上安装一位置可调节宽度不计的减速装置（图中未画出），滑块经过减速装置前后瞬间的速度大小之比为滑块从某一高度范围内释放时，通过调节减速装置的位置（设减速装置距点的位置为，滑块总能打到目标区域的所有位置，已知，求和的范围分别为多大。 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 参考答案 1．D【详解】根据牛顿第二定律，物体运动至b处时，有解得 物体以同等大小速率运动至c处时，有解得故选D。 2．B【详解】ABC．P点的角速度 线速度大小 向心加速度分别为，故AC错误，B正确； D．由可知，若转速n变为原来的2倍，则P点运动周期变为原来的，故D错误。故选B。 3．C【详解】A．溶液不会受到离心力的作用，A错误； B．M、N两液滴质量未知，故向心力大小无法比较，B错误； C．M、N两液滴同轴转动，角速度相等，C正确； D．在高速转动的离心机上，稳定后，下层溶液密度大，所以N所在层的溶液密度大于M所在层的溶液密度，D错误。故选C。 4．B【详解】A．图甲中秋千摆至最低点时，加速度向上，图中女孩处于超重状态，故A错误； B．图乙中“水流星”匀速转动过程中，若在最高处速度等于临界速度 桶底对水的压力为0，则由牛顿第三定律得，在最高处水对桶底的压力大小为0，故B正确； C．火车转弯超过规定速度行驶时，火车要做离心运动，火车轮缘对外轨有侧向挤压，故C错误； D．离心力是效果力，不是“受到”的力，故D错误。故选B。 5．D【详解】A．在图甲中，衣物做水平面内的匀速圆周运动，对衣服受力分析可知，筒壁对衣服的支持力提供衣服圆周运动的向心力，故A错误； B．对衣服受力分析可知，在竖直方向上，衣服受到的摩擦力和衣服的重力平衡，脱水桶转动的角速度增大，衣服的重力不变，因此衣服受到的摩擦力不变，故B错误； C．向心力方向时刻在变，故C错误； D．当衣物做匀速圆周运动时，衣物上的水由于所受合外力不足以提供向心力而做离心运动，在最高点时解得同理在最低点时则有 脱水效果取决于衣物被筒壁挤压的程度，弹力越大，挤压越紧，脱水效果越好。因此，衣物运动到B处时脱水效果最好。故D正确。故选D。 6．C【详解】在球即将脱离水泥管的瞬间，设此时速度方向与水平方向夹角为，如图所示 则在脱离瞬间水泥管道对小球的支持力为零，重力在指向圆心方向的分力提供向心力，则有 小球从踢出瞬间到脱离水泥管根据动能定理可知 代入题中数据解得故选C。 7．C【详解】AC．由于、两点是皮带传动两轮子边缘上的两点，则a点与c点的线速度大小相等，、两点为共轴的轮子上两点，则b点与c点的角速度相等，根据可得（因为），因此，故A错误，C正确； B．以上分析可知，则有又因为联立解得，故B错误； D．由于、两点是共轴轮子上的两点，则b点与d点的角速度相等，因为，则有，而，根据公式可得，故D错误。故选C。 8．AC【详解】AB. 当气嘴灯运动到最低点时发光，此时车轮匀速转动的角速度最小，则有 解得，故A正确，B错误； CD. 当气嘴灯运动到最高点时能发光，则解得，故C正确，D错误；故选AC。 9．AB【详解】A．摆锤转到最低点时，轻杆对摆锤有向上的拉力作用，根据向心力公式有 此时轻杆对底座有向下的拉力作用，所以底座对地面的压力不可能为0，故A正确； B．若摆锤转到最高点时，底座对地面的压力刚好为零，则轻杆对底座有向上的作用力，大小为Mg，所以对摆锤分析，有可解得，故B正确； C．若摆锤转到最高点时，轻杆对摆锤的弹力为0，则对摆锤分析，有 此时，故C错误； D．摆锤转到轻杆水平时，轻杆对摆锤的作用力的水平分量提供向心力，大小为 所以轻杆对摆锤的作用力为，故D错误。故选AB。 10．AD【详解】A．小球在水平面内做匀速圆周运动，由合力提供向心力，对小球受力分析，由牛顿第二定律可得mgtan45° = mω2R解得ω = 4rad/s，故A正确； B．线速度大小为v = ωR = 4×0.625m/s = 2.5m/s，故B错误； C．向心加速度大小为an = ωv = 4×2.5m/s2 = 10m/s2，故C错误； D．所受支持力大小为，故D正确。故选AD。 11． 7.5 1.0 【详解】[1]小车经过最低点，秤的示数最大，则对秤的压力为 以桥为研究对象，则有解得小车经过凹形桥最低点时对桥的压力大小为 [2]小车质量 根据牛顿第三定律和圆周运动知识，有代入数据解得 12．(1)B(2)C(3)需要(4)D 【详解】（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，实验时需控制其中一个物理量改变，其他两个物理量不变，采用了控制变量法；故选B。 （2）皮带与不同半径的塔轮相连，可知塔轮的线速度相同，根据，可知两小球的角速度不同；故选C。 （3）为了能探究向心力大小的各种影响因素，需研究角速度一定时，向心力与质量或半径的关系，故左右两侧塔轮需要设置半径相同的轮盘。 （4）根据 可知纵坐标表示的物理量是向心力，图像的横坐标x表示的物理量是；故选D。 13．(1)(2)68N，方向沿斜面向下 【详解】（1）当小孩转到圆盘的最低点刚要滑动时，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大，此时角速度最大为，则 又解得 （2）因为，所以小孩受到的摩擦力沿斜面向上 由牛顿第二定律得 由牛顿第三定律小孩对盘面的摩擦力  方向沿斜面向下。 14．(1)(2)(3) 【详解】（1）小球离开轨道后做平抛运动，竖直方向 水平方向 代入数据得 （2）小球在半圆形轨道内做匀速圆周运动，由， 代入数据得 （3）细圆管对小球水平方向作用力提供向心力，大小为 细圆管对小球竖直方向作用力与重力平衡，大小为 故细圆管对小球的作用力大小为代入数据得 15．(1)(2)(3) 【详解】（1）当时， 在点，由牛顿第二定律得得 （2）从点平抛， 速度 落到，由得， 同理， 落到点，由得， 综上，释放的高度 （3）设滑块经过减速装置前后速度，平抛初速度为，则有 解得 ①打到点时 由释放 ，故无法打到点 当时，，此时 由释放， 此时 即 相应的 ②打到点时 由释放 ， 由释放，，此时，故打不到点 当，， 即 相应的 综上，， 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 $