2025-2026学年高一下学期物理练习卷（圆周运动＋万有引力前两节）

2025-2026学年高一下物理练习卷（圆周运动＋万有引力前两节） 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．如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使水平木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径。在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则（　　） A．物块在c点受到三个力作用 B．只有在a、b、c、d四点，物块受到合外力才指向圆心 C．物块在a点受到的摩擦力方向水平向右 D．从b到a，物块处于超重状态 2．神舟十七号载人飞船在我国酒泉卫星发射中心点火发射成功。若“神舟十七号”在地面时受地球的万有引力为F，则当其上升到离地距离等于两倍地球半径时所受地球的万有引力为（　　） A． B． C． D． 3．如图为道闸及其内部控制横杆起落的减速器结构图，a、b、c是三组相同的轮，用皮带传动，每组轮都由两个共轴轮叠合而成，大轮半径是小轮半径的2倍。在电动机的带动下，a轮转动的角速度为，则横杆随c轮共轴转动的角速度为（　　） A． B． C． D． 4．某机器的齿轮系统如图所示，中间的轮叫作太阳轮，它是主动轮。从动轮称为行星轮，太阳轮、行星轮与最外面的大轮彼此密切啮合在一起，如果太阳轮一周的齿数为，行星轮一周的齿数为，当太阳轮转动的角速度为时，最外面的大轮转动的角速度为（　　） A．所有齿轮的角速度大小相等 B．所有齿轮边缘的线速度大小相等 C．太阳轮角速度与大轮的角速度之比为 D．太阳轮与大轮的线速度大小之比为 5．如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量为m的球A和质量为2m的球B，水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，在转轴带动下轻杆在竖直平面内绕O点匀速转动。某时刻轻杆处于竖直方向且转轴在竖直方向上恰好不受杆的作用力，重力加速度为g，转轴转动的角速度大小为（　　） A． B． C． D． 6．如图甲所示为某离心分离装置示意图，水平转台可在电机的带动下绕过圆心的竖直轴转动。开始时将质量为1kg的物块静置于转台上，物块到转台圆心O的距离为1m，时刻启动电机，转台由静止开始加速转动，其角速度与时间关系图像如图乙所示，物块与转台间的动摩擦因数，重力加速度，则物块能随转台一起转动（相对转台静止）的时间为（　　） A． B．1s C． D． 7．如图所示，有关生活中圆周运动的实例分析，下列说法正确的是（　　） A．火车转弯的速度超过规定速度时，火车轮缘会挤压内轨 B．飞机在水平面内做匀速圆周运动时，空气对飞机的作用力大于重力 C．汽车减速通过凹形桥面最低点时，汽车受到的合外力竖直向上 D．衣服随着洗衣机滚筒一起匀速转动时，在最高点的向心加速度最小 8．如图甲，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为，小球在最高点的速度大小为v，图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．小球的质量为 B．当地的重力加速度大小为 C．时，杆对小球弹力方向向下 D．若，则杆对小球弹力大小为a 9．2025年，天文学家发现了一颗来自太阳系边缘奥尔特云的彗星C/2025D1．观测分析表明，其轨道是一个极其扁长的椭圆。已知其近日点距离太阳为，速度大小为；远日点距离为，速度大小为。若将彗星的运动近似认为仅受太阳引力的椭圆轨道运动，则下列关于其运动的判断中，正确的是（    ） A．彗星从近日点运动到远日点的过程中，太阳对它的万有引力做负功 B．彗星从近日点运动到远日点的过程中，太阳对它的万有引力做正功 C．彗星在近日点与远日点的速度大小之比为 D．彗星在近日点与远日点的速度大小之比为 10．一款“转转杯”玩具可简化如图，水平大圆盘绕竖直轴OO′顺时针转动，其上均匀分布五个相同的小圆盘，绕各自圆心逆时针转动，大小圆盘转动的角速度大小均为ω。取图示时刻为计时起点，此时小圆盘边缘两点A、B的位置如图所示，不考虑小圆盘的厚度，下列说法正确的是（   ） A．t = 0时刻A点对地速度大小为(L－r)ω B．t = 0时刻B点对地速度大小为 C．时A点到大圆盘圆心的距离最远 D．时B点到大圆盘圆心的距离最远 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．用如题图所示的装置演示“影响向心力大小的因素”实验。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板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。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力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算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、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的 。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法 (2)皮带套左右两个塔轮的半径分别为，。某次实验使，则A、C两处小球的向心力大小之比为_________。 12．某实验小组用图示装置探究圆周运动的规律。细线一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球。获得初速度后，可在水平面内做圆周运动，记录运动过程中拉力传感器的示数及运动的周期。改变小钢球的初始释放位置及初速度大小，重复上述实验过程，根据测量数据绘制图像如图乙。 回答下列问题： (1)若图乙中的图像为一条直线，其斜率为，已知小钢球的直径为，细线长为，则小钢球的质量可表示为________（用、、表示）； (2)若测得某次圆周运动的周期为，悬点与轨迹圆心的高度为，则当地的重力加速度可表示为________（用、表示）。 13．如图是一弹珠游戏机的简化示意图。长2.5R、宽2R的矩形面板ABCD竖直放置，圆心为O、半径为R的四分之一圆弧轨道分别与AB、BC相切于P、Q两点。圆心O和Q的连线与面板下边缘交点为M。质量为m的小球被弹射进入轨道后恰好通过Q点。已知重力加速度为g，小球可视为质点，不计空气阻力。 (1)求小球在Q点的速度大小； (2)小球运动到面板边缘CD上某点，求该点到C的距离d； (3)CD边实际为垂直于面板的挡板，重新压缩弹簧，再次释放小球，小球沿圆弧轨道经过Q点后与挡板碰撞，碰后直接击中M点。已知碰撞前后小球沿挡板方向速度不变，垂直挡板方向速度反向、大小不变。求小球经Q点时的速度大小v。 14．游乐场中的圆锥体形“魔盘”，正视纵截面可简化为图乙的等腰三角形。质量的小孩（可视为质点）坐在魔盘斜面上的某一位置，当魔盘绕其中心竖直轴转动时，随着角速度的缓慢增大，小孩受到的静摩擦力f与的关系如图丙所示，取重力加速度。求： (1)魔盘斜面与水平面间的夹角； (2)小孩做圆周运动的半径R； (3)已知小孩与魔盘问的动摩擦因数，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小孩能随魔盘一起转动而不相对滑动的最大角速度。 15．同一水平面内的圆柱体、半径，绕各自中心轴以的角速度逆时针转动，两中心轴互相平行且固定，间距。将质量均匀分布的长木板由静止水平轻放在两圆柱体上，其重心恰好在的正上方，如图所示。此后当圆柱体转动两周时木板开始匀速运动。当重心运动到正上方时，立即在点右侧由静止轻放与木板质量相同的一铁块，同时圆柱体、瞬间停止转动。此后木板保持水平做减速运动，最终水平静止且恰好对没有压力。已知、、铁块与木板间的动摩擦因数相同，取，，求： (1)木板在圆柱体上加速运动过程中的加速度大小； (2)木板重心从正上方运动到正上方的时间； (3)铁块释放时其与木板重心之间的距离（不计木板厚度，铁块视为质点）。 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】AB．物块做匀速圆周运动，合外力始终指向圆心，在c点物块只受到重力和支持力的作用，故AB错误； C．因做匀速圆周运动的物体合外力始终指向圆心，在a点物块受到的合外力向左，可知摩擦力方向水平向左，故C错误； D．物块逆时针从b运动到a，向心加速度有向上的分量，所以物块处于超重状态，故D正确。故选D。 2．C【详解】根据万有引力定律，飞船在地面时，到地心的距离等于地球半径，此时受万有引力为 其中为地球质量，为飞船质量，当飞船上升到离地距离等于两倍地球半径时，到地心的距离，此时所受万有引力为故选C。 3．B 【详解】假设大轮半径是，小轮半径，，根据 同理故所以故选B 。 4．B【详解】太阳轮、行星轮与大轮分别用A、B、C表示 BD．由题图可知，A与B为齿轮传动，所以线速度大小相等，B与C也是齿轮传动，线速度大小也相等，所以A与B、C的线速度大小相等，B正确，D错误； AC．由齿数与周长关系可得由题图可知 A与B、C的线速度大小相等，得联立可得，AC错误。故选B。 5．B【详解】根据圆周运动的杆模型和牛顿第二定律由向心力公式Fn=mrω2可知，质量为2m的小球所需的向心力更大，转轴恰好不受杆的作用力，则质量为m的小球在最低点，质量为2m的小球在最高点，设杆的弹力大小为F，在最低点处，根据牛顿第二定律得F-mg=mω2L 在最高点处，根据牛顿第二定律得F+2mg=2mω2•2L解得故选B。 6．C【详解】由图乙结合可知，物块随转台加速转动时的线速度大小变化情况为 则物块沿切向方向的加速度大小为 根据牛顿第二定律可得，物块沿切向方向的静摩擦力大小为 则物块指向圆心的最大静摩擦力大小为 当物块受的摩擦力为最大静摩擦力时，物块能随转台一起转动达到最大的角速度，此时根据牛顿第二定律可得解得 由乙图可知，此时物块能随转台一起转动（相对转台静止）的时间为。故选C。 7．B【详解】A．火车转弯若超过规定速度行驶时，火车将做离心运动，则外轨将会对火车轮缘会有挤压作用，即火车轮缘会挤压外轨，故A错误； B．飞机在水平面内做匀速圆周运动时，空气对飞机的作用力竖直向上的分力等于重力，所以空气对飞机的作用力大于重力，故B正确； C．汽车减速通过凹形桥最低点，则汽车除受竖直方向的重力和支持力外，还受与运动方向相反（最低点切线方向）的阻力，合外力不是竖直向上，故C错误； D．根据可知，衣服随着洗衣机滚筒一起匀速转动时，在任意位置的向心加速度大小均相等，故D错误。 故选B。 8．ACD【详解】B．由图像可知当时，杆的弹力为0，则 得当地的重力加速度，所以B选项错误； A．当时，杆对小球的弹力向上，则 当时，杆的弹力得 得，所以A选项正确； C．当时，所需的向心力大于重力，所以杆对小球的弹力向下，所以C选项正确； D．当时，得，所以D选项正确。故选ACD 9．AD【详解】AB．彗星从近日点运动到远日点时，位移方向远离太阳，万有引力方向指向太阳，力与位移的夹角大于90°，因此万有引力做负功，故A正确，B错误； C D．根据开普勒第二定律，彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。取极短时间， 可得，故C错误，D正确。故选AD。 10．B【详解】AB．以地面为参照系记有A、B点的小圆盘的圆心为C，则C相对于地面的速度为ωL方向顺时针，t = 0时水平向右，而A点相对于C点的速度为ωr在t = 0时方向水平向右，则A点在t = 0时相对地面的速度大小为(L＋r)ω，同理B点相对于C点的速度为ωr在t = 0时方向竖直向上，则A点在t = 0时相对地面的速度大小为，故A错误、B正确； CD．以大圆盘为参照系，小圆盘以2ω的角速度逆时针转动，则在时，A点转动了2π此时A点到大圆盘圆心的距离最近，在时，B点转动了π，此时B点到大圆盘圆心的距离为，非最远距离，故CD错误。 故选B。 11．(1)C(2) 【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，我们主要用到了物理学中的控制变量法。故选C。 （2）皮带套左右两个塔轮的传动方式属于皮带传动，所以 根据， 故 又由于， 所以根据向心力 A、C两处小球的向心力大小之比为 12．(1)(2) 【详解】（1）根据可得则解得 （2）根据，其中 可得 13．(1)(2)(3) 【详解】（1）恰好通过Q点，小球不受圆弧轨道作用力 由牛顿第二定律得： （2）小球从Q点开始到CD边，水平方向的位移得： 竖直方向的位移得： （3）根据对称性，小球碰前后的运动可等效为一个完整的平抛运动竖直方向的位移 得 水平方向的位移得 14．(1)30°(2)(3) 【详解】（1）由图丙可知：魔盘不转时，小孩受到的静摩擦力大小为根据 解得 （2）小孩做圆周运动的半径为R，出图丙可知，魔盘转动时，小孩受到的摩擦力大小为，则， 解得 （3）小孩刚好不相对魔盘滑动时，则，， 解得 15．(1)(2)3s(3)1.5m 【详解】（1）木板在圆柱体上加速运动的时间 木板末速度与圆柱体边沿的线速度大小相等，则 则加速度 （2）木板重心匀加速运动的过程有 解得木板匀加速运动过程的位移 之后木板重心匀速运动到正上方，有 则木板重心从正上方运动到正上方所用的时间 代入数据解得 （3）由牛顿第二定律，木板单独在圆柱体上运动时受到的摩擦力 在木板减速至与铁块速度相同的过程中，对木板和铁块根据牛顿第二定律分别有， 其中 根据匀变速直线运动的速度－时间关系 木板做匀减速直线运动有 在两者共速后一起匀减速运动直至静止的过程中，根据牛顿第二定律有 根据匀变速直线运动的速度－位移关系有 根据铁块运动的对称性可知，铁块的位移 最终两者整体的重心恰好在的正上方，有位移关系 代入数据解得 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 $