第二章 圆周运动 章末达标培优训练 -2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册

第一章《圆周运动》章末达标培优训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（24-25高二下·江苏南京·期末）在“探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系”的实验中，如图所示，将质量相同的两个钢球分别置于A、B位置，A到变速塔轮1轴线的距离与B到变速塔轮2轴线的距离相等，则该操作是为了研究（    ）    A．向心力与质量的关系 B．向心力与半径的关系 C．向心力与角速度的关系 D．两球角速度与周期的关系 2．（25-26高一下·贵州贵阳·阶段练习）数学运算是学习物理的基础和保障，下列物理量相加时不遵循平行四边形定则的是（　　） A．线速度 B．角速度 C．向心加速度 D．周期 3．（2026高二上·江苏徐州·学业考试）如图所示，一辆小汽车匀速驶上圆弧拱桥。下列说法正确的是（　　） A．车对桥的压力大于桥对车的支持力 B．车对桥的压力小于桥对车的支持力 C．车对桥的压力大于车的重力 D．车对桥的压力小于车的重力 4．（24-25高一下·上海长宁·期末）如图所示，荡秋千的人连同座椅可看作质点，仅在竖直面内运动，不计阻力，A、C为左右两侧的最高点。人在A处（    ） A．处于平衡状态 B．向心力沿d的方向 C．合力沿切线b的方向 D．合力沿水平c的方向 5．（24-25高一下·广西南宁·期中）如图1所示，轻杆的一端固定一小球（视为质点）另一端套在光滑的水平轴O上，O轴的正上方有一速度传感器，可以测量小球通过最高点时的速度大小v；O轴处有力传感器，可以测量小球通过最高点时O轴受到杆的作用力F，若竖直向下为力的正方向，小球在最低点时给不同的初速度，得到F-图像如图2所示，取，则（　　） A．O轴到球心间的距离为5m B．小球的质量为3kg C．小球恰好通过最高点时的速度大小为m/s D．小球在最高点的速度大小为m/s时杆受到球的作用力竖直向上 6．（24-25高一下·甘肃天水·期中）2024年3月2日，我国神舟十七号航天员在空间站机械臂的支持下，完成约8h的出舱活动任务，在轨道上利用轻质机械臂操控质量为m的货物。已知货物、空间站和地球的位置如图所示，它们在同一直线上，货物与空间站同步绕地球以角速度ω做匀速圆周运动，空间站轨道半径为r，货物与空间站中心的距离为d，忽略空间站对货物的引力，货物受到地球的引力大小为F1，受到机械臂的作用力大小为F2。则（    ） A．F1比F2小 B．F1比F2大 C．F1比F2小 D．F1比F2大 7．（25-26高二上·浙江杭州·期中）摩天轮主体钢结构，挂有12个太空舱，每个太空舱载客数可达6-8人，可同时容纳72-96人左右进行参观游览，旋转一周约需30分钟。如图所示，此摩天轮挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，座舱到中心距离为50m，最低点a处转动到最高点c处的过程中，则（　　） A．在水平方向受到的摩擦力先变小后变大 B．座舱的角速度约为0.21rad/s C．座舱的速度的大小约为0.17m/s D．a点与c点速度相同，座舱c里的游客受座舱的作用力小于他自身的重力 8．（25-26高三上·河南郑州·阶段练习）如图（俯视图），用自然长度为 l0，劲度系数为 k 的轻质弹簧，将质量都是 m 的两个小物块 P、Q 连接在一起，放置在能绕O 点在水平面内转动的圆盘上，物体P、Q 和O点恰好组成一个边长为 2l0的正三角形。已知小物块P、Q 和圆盘间的最大静摩擦力均为 kl0，现使圆盘带动两个物体以不同的角速度做匀速圆周运动，则（　　）    A．当圆盘的角速度为ω=时，P、Q 两物块受到的摩擦力最小 B．当圆盘的角速度为ω=时， P、Q 两物块受到的摩擦力都等于弹簧弹力的大小 C．当圆盘的角速度为ω=时， P、Q 两物块受到的合力大小均为 k D．当物体 P、Q 两物块刚要滑动时，圆盘的角速度为 ω= 二、多选题 9．（24-25高一下·山东聊城·期中）如图所示，一半径为r的圆形转盘放在水平放置的圆形餐桌上，转盘中心为O，在离转盘中心处放置一质量为m的碟子（可视为质点）。现使转盘绕中心点O由静止开始转动，缓慢增加转盘转动的角速度，当转盘的角速度达到时，碟子开始相对转盘滑动。认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。则（　　） A．碟子随转盘一起转动时，碟子受到的摩擦力方向与速度方向相反 B．碟子与转盘间的摩擦因数为 C．若将碟子放在转盘边缘，当转盘转动的角速度为时，碟子开始相对转盘滑动 D．将两个这种相同的碟子叠在一起放在离转盘中心处，使碟子相对转盘开始滑动的角速度为 10．（25-26高一下·山西大同·阶段练习）质量为的小球在竖直平面内的圆管内运动（小球的直径略小于管的内径），它经过最高点的速度为时刚好对管没有作用力。则当它经过最高点对管作用力的大小为，为重力加速度，此时小球的速度大小可能为（　　）    A． B． C． D． 三、实验题 11．（24-25高一下·四川眉山·期中）用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢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钢球所受向心力的比值。 (1)在该实验中应用了_______（选填“演绎法”、“控制变量法”、“等效替代法”）来探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系； (2)如图是探究过程中某次实验时装置的状态，若皮带连接的两轮半径之比，则这两轮边缘的线速度大小之比为_______，两轮塔的角速度之比为_______，标尺1和标尺2显示的向心力之比应为_______（已知两钢球质量相等，运动半径相等）。 四、解答题 12．（2025·福建漳州·三模）水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。如图为某景观水车模型，从槽口水平流出的水，垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，轮叶在水流不断冲击下转动，稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已知槽口到冲击点A所在的水平面距离，水车轮轴到轮叶边缘的距离为R。忽略空气阻力，重力加速度为g。求： （1）水从槽口落到水轮叶面的时间t； （2）槽口处水流的初速度大小； （3）轮叶边缘上质量为m的钉子，随水车匀速转动时的向心力大小F。 13．（24-25高一下·北京·期中）中式圆餐桌是我国传统家具，有的配有转盘，如图所示。若质量为的小碗（可视为质点）放在水平转盘上随转盘一起匀速转动，小碗做匀速圆周运动的半径为，角速度为。 (1)画出小碗的受力分析； (2)求小碗做圆周运动时所需向心力的大小； (3)为保证小碗不被甩出，根据所学知识，提出一条安全使用转盘的建议。 14．（25-26高一下·江苏扬州·阶段练习）如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速旋转，一质量为的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与之间的夹角为，重力加速度为。 （1）若，小物块受到的摩擦力恰好为0，求； （2）当时，小物块仍与罐壁相对静止，求小物块受到摩擦力f的方向和大小？ （3）若小物块与陶罐的动摩擦因数为，求陶罐转动的角速度的范围？ 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 《第一章《圆周运动》章末达标培优训练—2025-2026学年高一下学期粤教版物理必修第二册》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D D C D B C A BC AD 1．C 【详解】在探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系的实验中，通常使用控制变量法，当两钢球的质量、运动半径都相同时，就是为了研究向心力与角速度的关系。 故选C。 2．D 【详解】A．线速度是矢量，其合成遵循平行四边形定则，故A不符合题意； B．角速度是矢量，其方向由右手定则确定，合成时遵循平行四边形定则，故B不符合题意； C．向心加速度是矢量，方向指向圆心，合成时需用平行四边形定则，故C不符合题意； D．周期是标量，只有大小没有方向，其相加为代数运算，不遵循平行四边形定则，故D符合题意。 故选D。 3．D 【详解】一辆小汽车匀速驶上圆弧拱桥，小车加速度向下，处于失重状态，所以车对桥的压力小于车的重力，而车对桥的压力与桥对车的支持力是相互作用力，大小相等。 故选D。 4．C 【详解】由于A为最高点，则人在A处的速度为0，所以人在A处的向心加速度为0，向心力为0，但人有沿切线方向的加速度，所以人的合力沿切线b的方向。 故选C。 5．D 【详解】AB．小球通过最高点时，O轴受到杆的作用力F与小球受到杆的作用力F＇等值反向，即；小球过最高点时，根据牛顿第二定律 得 则 由图2的斜率绝对值为 又当时，可得 解得， 故AB错误； C．杆带动小球在竖直方向做圆周运动，只要速度大于等于零，小球都能通过最高点，所以当小球通过最高点的速度为零，球恰好通过最高点，故C错误； D．小球过最高点的速度大小为m/s时，根据牛顿第二定律 可得，方向竖直向下，即杆对球的作用力方向向下，所以杆受到球的作用力竖直向上，故D正确。 故选D。 6．B 【详解】对货物，由牛顿第二定律得 故F1比F2大。 故选B。 7．C 【详解】A．在最低点a处转动到最高点c处时，水平方向无摩擦力，中间高度b点和d点处时有摩擦力，并且摩擦力指向圆心，提供向心力。故最低点a处转动到最高点c处的过程中，在水平方向受到的摩擦力先变大后变小。故A错误； B．根据角速度的计算公式 得 故B错误； C．根据 可得 故C正确； D．a点与c点速度大小相等，方向相反，即a点与c点速度不同，故D错误。 故选C。 8．A 【详解】PQ间的距离为2l0，而弹簧的原长为l0，故弹簧的弹力为 A．当ω=时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为 根据合力与分力构成的矢量三角形可知，此时静摩擦力具有最小值为 故A正确； B．当ω=时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为 由力的三角形可知静摩擦力不等于弹簧的弹力，故B错误； CD．当ω=时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为 由力的三角形可知静摩擦力等于＜，此时物体和圆盘还未相对滑动，物体所受的合力亦为也为，故CD错误。 故选A。 9．BC 【详解】A．碟子随转盘一起转动时，碟子受到的摩擦力提供碟子做圆周运动的向心力，故摩擦力方向指向圆心，A错误； B．当转盘的角速度达到时，碟子开始相对转盘滑动，则 解得 B正确； C．若将碟子放在转盘边缘，碟子开始相对转盘滑动时，设转盘角速度为，则 代入得 C正确； D．将两个这种相同的碟子叠在一起放在离转盘中心处，使碟子相对转盘开始滑动的角速度为，则 代入得 D错误； 故选BC。 10．AD 【详解】经过最高点的速度为时刚好对管没有作用力，根据牛顿第二定律有 当它经过最高点对管作用力的大小为，若方向向上，则有 若方向向下，则有 解得 ， 故选AD。 11．(1)控制变量法 (2) 【详解】（1）探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，需控制其中两个物理量相同，一个物理量不同，在该实验中应用了控制变量法。 （2）[1]变速轮塔通过皮带连接，两轮边缘的线速度大小相等，故两轮边缘的线速度大小之比为 [2]根据 两轮塔的角速度之比为 [3]根据 标尺1和标尺2显示的向心力之比应为 12．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由平抛运动规律知，竖直方向 解得 （2）竖直方向的分速度 由平抛运动得 解得水流的初速度大小 （3）由平抛运动得 向心力大小为 解得 13．(1) (2) (3)减小转盘的转动角速度 【详解】（1）小碗受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和指向圆心的静摩擦力，受力如图 （2）根据向心力的公式有 （3）小碗做圆周运动的向心力是由桌面给它的静摩擦提供的，为了不让小碗被甩出，可以采用的方法减小转盘的转动角速度。 14．（1）10rad/s；（2）沿圆弧切线向上，5.4N；（3） 【详解】（1）小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，当物块受到的摩擦力恰好等于零时，物块受到的重力与罐壁的支持力的合力提供向心力，如图所示 则有 解得 （2）当时，小物块有向下运动的趋势，小物块受到的摩擦力方向沿圆弧切线向上，小物块受力情况如图所示 建立如图所示的坐标系，将向心力沿坐标轴进行分解，沿x方向根据牛顿第二定律可得 其中 解得摩擦力大小为 （3）当，重力和支持力的合力不够提供向心力，当物块刚好不上滑时，最大静摩擦力沿切线向下，设此最大角速度为，受力如图 水平方向 竖直方向 又，解得 当，物块刚好不下滑时，最大静摩擦力沿切线向上，水平方向 竖直方向 又，解得 陶罐转动的角速度的范围为 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 $