(3)圆周运动、向心力-【衡水金卷·先享题】2025-2026学年高一物理必修第二册同步周测卷（教科版）

高一周测卷 ·物理（教科版）必修第二册· 高一同步周测卷/物理必修第二册（三） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ.分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ② ③ ④ 档次 系数 周期、角速度、转速与线速度之 1单项洗择颗6 易 0.90 间的关系 2 单项选择题 6 锥形圆筒内的圆周运动 0.85 3 单项选择题 6 a-r图像 中 0.75 4 单项选择题 6 向心力的来源 中 0.65 5 单项选择题 6 自行车模型 中 0.75 6 单项选择题 6 圆锥摆模型 难 0.58 7 多项选择题 8 杆球类模型与图像结合 中 0.70 8 多项选择题 8 圆周运动的突变问题 难 0.58 9 非选择题 15 探究向心力的影响因素 易 0.80 10 非选择题 15 圆锥摆在水平转盘上的运动 中 0.65 11 非选择题 18 斜面上的平抛运动 难 0.55 香考答案及解析 一、单项选择题 2n 1.B【解析】磁头在内圈磁道与外圈磁道为同轴传动， 转动的角速度@=只=。-2，D项错误。 ab 角速度ω相等，由于外轨道的转动半径大于内轨道的 2 转动半径，根据v=w可知，线速度不相等，A项错 2.A【解析】圆筒内壁光滑，小球做匀速圆周运动，合 误；每秒可以从一个硬盘面上读取n个字节，每个扇 力完全提供向心力，因此由小球所受自身重力和锥形 区可以记录b个字节，则一个扇区通过磁头所用的时 圆筒对小球支持力的合力来提供向心力，A项正确。 间为舟，计算机读完整个硬盘的时间为，B项正 3.B【解析】曲线A中a与r成反比，则由向心加速度 确，C项错误：每一个扇区所占的圆心角为红，则磁盘 公式a=v」 ,可知物体A运动的线速度大小不变，由 7 v=rw,可知角速度是逐渐减小的，A、C项错误；曲线 B中a与r成正比，则由向心加速度公式a=rw,可 知物体B运动的角速度保持不变，由v=rw,可知线 9 ·物理（教科版）必修第二册· 参考答案及解析 速度增大，B项正确，D项错误。 ,A项正确，B项错误：当心=>6时，在最高点对 4.C【解析】物体所受弹力提供向心力，当圆筒的转速 减小以后，物体所需向心力减小，则弹力减小，但在竖 小球由牛顿第二定律有mg十F=m尺，解得F= 直方向上物体的合力为零，所受摩擦力与重力大小始 终相等，所以摩擦力不变，C项正确。 一mg一装(c一b)>0,可知杆对小球的弹力方向 5.B【解析】由于链轮和飞轮之间通过链条传动，所以 向下，则小球对杆的弹力方向向上，C项错误；当= A、B两点的线速度大小相等，又因为后轮和飞轮同 2b时，在最高点对小球由牛顿第二定律有mg十F 轴转动，所以B、C两点的角速度大小相等，根据U= 尺=m装2mg,解得F=mg,D项正确 ω，可知A、B两点的角速度大小的比值4=色= 8.BC【解析】悬线与钉子碰撞前后，悬线的拉力始终 合B.C两点的线速度大小比值整-子=合综上 与小球的运动方向垂直，不改变小球的线速度大小， 所述可知链轮、飞轮和后轮的角速度大小之比为1： 故小球的线速度大小不变，A项错误：由=号可知， 2:2,A、B、C三点的线速度大小之比为1：1：6，B项正 确，D项错误；根据向心加速度公式a=wr=w,可知 半径减小为原来的号，角速度。变为原来的2倍，B A、B、C三点的向心加速度大小之比为1：2：12，A项 项正确：由下，=m可知，半径减小为原来的2，向 错误：由题可知A点的线速度大小vA=ω=六， 心力F。变为原来的2倍，C项正确；在最低点时有F =2×3.14×10×102m/s=0.628m/s,根据前面分 mg=m 一，碰到钉子后合力变为原来的2倍，悬线 析可知C点的线速度大小vc=6u=6X0.628m/s 拉力F变大，但不是原来的2倍，D项错误。 ≈3.8m/s,即自行车前进的速度大小约为3.8m/s, 三、非选择题 C项错误。 9.(1)不同(1分)A(1分)一(1分) 6.A【解析】小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球 (2)1:2(3分)1：3(3分)w(3分) 受力分析，如图所示： (3)1:2(3分)》 【解析】(1)为了探究向心力大小与质量的关系，应该 保持两小球做圆周运动的半径相同，角速度相同，两 小球的质量不同，因此应将两小球分别放在长槽上的 挡板A处与短槽上的挡板C处；塔轮之间是通过皮 带传动，根据公式v=R仙可知，两塔轮半径应该相 同，因此调节皮带至第一层塔轮进行实验。 可知Fsn9=m祭1sin0,Fcos0=mg,l1os9=A:联 (2)标尺露出的格子数表示向心力的大小，在第二层 立解得T=2x√任，则周期T只与商度么有关，周 的向心力之此异-8=士根器公式。=R可知， 期T不变，A项正确，B项错误；由上述公式可得F= ,可知轻绳的拉力大小F增大，C,D项错误。 角速度之比心= RL-R:-1 2 U R ，在第三层的向心力 h R2 二、多项选择题 7.AD【解析】由图乙可知，当F=0时，在最高点对小 ,根据公式=Rw可知，角速度之 b U 球由牛顿第二定律有mg=m尺=m尺，解得当地的 比 R R21 R ，在实验误差允许范围内，质量 重力加速度g=尺，当=0时，在最高点对小球由牛 R2 和半径相同时，可以得到向心力和角速度的关系是F 顿第二定律有mg=F=a,解得小球的质量m= 正比于w2。 ·10 高一周测卷 ·物理（教科版）必修第二册· (3)将两个质量相等的小钢球分别放在挡板B和挡 动规律，在竖直方向有 板C处，调节皮带至第二层塔轮，根据向心力公式F h-1-78 (1分) =mraw2,v=Rw,可知挡板B处小球和挡板C处小球 (1分) 所受的向心为之北异-是·器-是×（合= U,=gt 在水平方向有 10.【解析】(1)当水平转盘以角速度w匀速转动时，细 x=vt (1分) 绳上恰好没有张力，此时物块受到的静摩擦力达到 小球落地时的速度大小2=√十 (1分) 最大，由牛顿第二定律有 解得1=2√6m/s,=√30m/s (2分) umg=moir-moi lsin 0 (2分) (2)在最低点，根据牛顿第二定律有 解得，-√受 (2分) vi F-mg=m (2分) (2)当水平转盘以角速度=√务匀速转动时，由 解得F=11N (2分) 根据牛顿第三定律可得轻绳能承受的最大拉力为 于2<1，由静摩擦力提供向心力，则有 11N f=nw号r=nolsin日 (2分) (3)设绳长为'时小球抛出的水平距离最大，绳断时 解得了=子mg (2分) 小球的速度大小为4，轻绳承受的最大拉力不变， (3)当支持力恰好为零时，物块所需的向心力由重力 小球受到轻绳的拉力不变，则有 和细绳拉力的合力提供，由牛顿第二定律有 (2分) mgtan 0=ma lsin 0 (2分) 绳断后小球做平抛运动，竖直位移为h一(，水平位 解得a (2分) 移为x',飞行时间为t,则有 1 (1分) 当水平转盘以角速度=√侄匀速转动时，由于 h-1-78 I=uat' (1分) w>w,物块已经离开转台在空中做匀速圆周运动， T(1.2-1) 设细绳与竖直方向的夹角为α，则有 解得x'=4Λ (2分) 3 Fsin a=moilsin a (2分) 解得细绳上的拉力大小F=2ng (1分) 当1=0.6m时x有极大值，解得x'=5m 5 11.【解析】(1)设绳断后小球飞行的时间为t,由平抛运 11高一同步周测卷/物理必修第二册 (三)圆周运动、匀速圆周运动的向心力和向心加速度 （考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的) 1.某计算机上的机械式硬盘的磁道和扇区如图所示，这块硬盘共有m个磁道（即m个 不同半径的同心圆)，每个磁道分成个扇区（每个扇区为一圆周），每个扇区可以记 录b个字节。电动机使盘面匀速转动，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。已知磁头转移磁道的时间不计，计算机每秒最多可 以从一个盘面上读取个字节，则下列说法正确的是 A.磁头在内圈磁道与外圈磁道上相对磁道运动的线速度相等 磁道 B,计算机读完整个硬盘的时间为mab 扇区 C,一个扇区通过磁头所用的时间为心 D.磁盘转动的角速度为乃 2.如图所示，内壁光滑的锥形圆筒固定在水平地面上，小球沿内壁在某一水平面内做匀 速圆周运动，该小球的向心力 A.由自身重力和锥形圆筒对小球的支持力的合力提供 B.由自身重力、锥形圆筒对小球的支持力和摩擦力的合力提供 -----●0 C.只由自身重力提供 D.只由锥形圆筒对小球的支持力提供 3.如图所示为A、B两物体分别做匀速圆周运动的向心加速度α的大小随半径r变化 的关系图像，其中A为反比例函数图像，由图可知当圆周运动的半径增大时 A.物体A的线速度增大 B.物体B的线速度增大 C.物体A的角速度增大 D.物体B的角速度增大 4.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动，圆筒 的转速缓慢减小，物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动，下列说法正确的是 A.物体所受弹力增大，摩擦力增大 B.物体所受弹力不变，摩擦力减小 C.物体所受弹力减小，摩擦力不变 D.物体所受弹力增大，摩擦力不变 物理（教科版）必修第二册第1页（共4页) 衡水金卷·先享题 5.如图所示，自行车链轮的半径r1=10cm,飞轮的半径r2=5cm,后轮的半径r3= 30Cm,A、B、C三点（图中未画出）分别为链轮、飞轮和后轮边缘上的点。已知脚蹬匀 速转动一圈所需的时间为1$，则在自行车匀速前进的过 后轮 链轮 程中，下列说法正确的是 脚蹬 A.A、B、C三点的向心加速度大小之比为1：2：6 B.A、B、C三点的线速度大小之比为1：1：6 链条 C.自行车前进的速度大小约为1.2m/s 飞轮 D.链轮、飞轮和后轮的角速度大小之比为1：1：2 6.如图所示，质量为的小球在水平面内做匀速圆周运动。若保持轨迹所在水平面到 悬点P的高度h不变，增大轻绳的长度1，则关于小球做圆周运动的周期T与轻绳的 拉力大小F,下列说法正确的是 A.T不变 B.T增大 h C.F减小 Q D.F不变 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有 多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7.如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一个小球，现让小球以不同速度在竖 直面内做半径为R的匀速圆周运动，当小球运动到最高点时，杆与小球间的弹力大 小F与其速度大小的平方2的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是 A小球的质最为罗 B.当地的重力加速度为 C.当=c时，小球对杆的弹力方向向下 D.当2=2b时，小球受到杆的弹力与重力大小相等 8.如图所示，长为L的悬线周定在0点，在O点正下方有一钉子C,OC的距离为？，把 悬线另一端的小球拉到与悬点等高处无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线 碰到钉子，则小球的 A.线速度突然增大为原来的2倍 B.角速度突然增大为原来的2倍 C.向心力突然增大为原来的2倍 D.悬线拉力突然增大为原来的2倍 高一同步周测卷三 物理（教科版）必修第二册第2页（共4页) 班级 姓名 分数 题号 3 5 6 8 答案 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(15分)某实验小组利用如图甲所示的仪器探究向心力大小的表达式。长槽上的挡 板A、B和短槽上的挡板C分别到各自转轴的距离之比为1：2：1，变速塔轮有三层， 每层的左右塔轮半径之比自上而下分别为1：1、2：1、3：1，如图乙所示。匀速转动手 柄使左右塔轮转动，小球对挡板的作用力通过杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露 出标尺，根据标尺上红白相间的格子数可以粗略得到两小球所受的向心力之比。 标尺 弹簧 测力筒 左 小球 挡板B 球 挡花 变速塔轮长槽 短槽 变速塔轮 传动皮带 手柄 分 (1)为了探究向心力大小与质量的关系，应选取质量 (填“相同”或“不同”)的 小球，分别放在长槽上的挡板 (填“A”或“B”)处与短槽上的挡板C处，调节 皮带至第 层塔轮进行实验。 (2)在探究向心力大小与角速度的关系时，某同学将两个质量相等的小钢球分别放在 挡板A和挡板C处，将皮带调至塔轮不同层，记录实验数据如表： 标尺露出的格子数 塔轮 A处小球和C处小球的角速度大小之比 左标尺 右标尺 第一层 1:1 4.0 4.0 第二层 ① 2.0 8.0 第三层 ② 1.0 9.0 将表格中①、②处的数据补充完整；根据表中记录的数据，可以得到向心力F和角速 度w的关系为F正比于 (填ww”或2。 (3)在探究得出向心力表达式后，某同学将两个质量相等的小钢球分别放在挡板B 和挡板C处，调节皮带至第二层塔轮，该同学猜想挡板B处的小球和挡板C处的小 球所受的向心力之比应为 ,随后进行实验检验，结果表明该同学的猜想是正 确的。 物理（教科版）必修第二册第3页（共4页) 衡水金卷·先享题 10.(15分)如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为1的轻质细绳将物块 连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角0一30°，此时细绳伸直但无张力，物块与转台 间的动摩擦因数=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓 慢加速转动，重力加速度为g。 (1)当水平转盘以角速度ω1匀速转动时，细绳上恰好没有张力，求ω1的值； (2)当水平转盘以角速度2= √景匀速转动时，求物块所受摩擦力的大小： (3)当水平转盘以角速度=√ 2g匀速转动时，求细绳上的拉力大小。 11.(18分)如图所示，小华站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳的一端，轻绳的另 端系有质量=0.3kg的小球（可视为质点），甩动手腕，使小球在竖直面内做圆周 运动。当小球某次运动到最低点时，轻绳恰好受到所能承受的最大拉力而被拉断， 小球以绳断时的速度水平飞出，飞行水平距离x=1.2后落地。已知握绳的手距 离地面的高度h=1.2m,手与小球之间的绳长l=0.9m,重力加速度g=10m/s2, 忽略手的运动半径和空气阻力。 (1)求绳断时小球的速度大小和小球落地时的速度大小； (2)求轻绳能承受的最大拉力大小； (3)若改变绳长，使小球重复上述运动，使轻绳仍在小球运动到 最低点时断掉，要使小球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？ 7777777777777777777 最大水平距离为多少？ 高一同步周测卷三 物理（教科版）必修第二册第4页（共4页）