第二章 圆周运动 单元测试卷-2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册

圆周运动 单元测试卷 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（每题4分，共28分） 1．转笔深受广大中学生的喜爱，如图所示，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关转笔中涉及到的物理知识的叙述，正确的是（　　） A．笔杆上各点线速度大小相同 B．笔杆上各点周期相同 C．笔杆上的点离O点越远，角速度越小 D．笔杆上的点离O点越远，向心加速度越小 2．如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为2：1：6，它们的边缘有三个点A、B、C。在自行车正常骑行时，下列说法正确的是（　　） A．A、B两点的角速度大小相等1：1 B．B、C两点的线速度大小相等1：1 C．B、C两点的向心加速度大小之比为1：6 D．A、B两点的向心加速度大小之比为2：1 3．如图为车牌自动识别系统的直杆道闸，离地面高为的细直杆可绕在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线处到达直杆处的时间为，自动识别系统的反应时间为；汽车可看成高的长方体，其左侧面底边在直线上，且到汽车左侧面的距离为，要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，某游乐场的大型摩天轮半径为R，匀速旋转一周需要的时间为t。已知质量为m的小华乘坐的车厢此刻处于摩天轮的最底部，则下列说法正确的是（　　） A．摩天轮运动的角速度为 B．摩天轮运动的线速度为 C．摩天轮运动的向心加速度为 D．在最低点时座椅对小华的作用力大小为 5．两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动如图，则它们的（　　） A．运动周期相同 B．运动的线速度相同 C．运动的角速度不同 D．向心加速度相同 6．下列关于离心现象的说法中错误的是（　　） A．当物体所受到的离心力大于向心力时产生离心现象 B．洗衣机脱水时是利用离心运动把附着在衣服上的水分甩掉的 C．做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动 D．做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失后，物体将沿着圆周切线方向运动 7．小明撑一雨伞站在水平地面上，伞面边缘点所围圆形的半径为R，现将雨伞绕竖直伞杆以角速度ω匀速旋转，伞边缘上的水滴落到地面，落点形成一半径为2R的圆形，当地重力加速度大小为g，根据以上数据可推知伞边缘距地面的高度为（　　） A． B． C． D． 二、多选题（每题6分，共30分；漏选得3分，错选不得分） 8．如图，静止在地球上的物体都要随地球一起转动，a是位于赤道上的点，b是位于北纬的点，假设地球是理想球体，下列说法正确的是（   ） A．a、b两点的运动周期相同 B．a、b两点的角速度不相同 C．a、b两点的线速度大小之比为 D．a、b两点的线速度大小之比为 9．火车以60m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°。在此10s时间内，火车（　　） A．运动路程为600m B．加速度为零 C．角速度约为1rad/s D．转弯半径约为3.4km 10．半径为R = 1m的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，A为圆盘边缘上一点，在O点的正上方将一个可视为质点的小球以4m/s的速度水平抛出，半径OA方向恰好与该初速度的方向相同，如图所示。若小球与圆盘只碰一次，且落在A点，则圆盘转动的角速度大小可能是（  ） A．8πrad/s B．12πrad/s C．16πrad/s D．20πrad/s 11．如图所示为洗衣机脱水筒。在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上有一件湿衣服与圆筒一起运动，衣服相对于圆筒壁静止，则（　　） A．衣服受重力、弹力和摩擦力三个力作用 B．衣服受重力、弹力、摩擦力和向心力四个力作用 C．洗衣机脱水筒转动得越快，衣服与筒壁间的摩擦力就越大 D．衣服上的水滴与衣服间的附着力小于所需的向心力时，水滴做离心运动 12．如图所示，一可绕光滑固定轴O转动的轻杆，另一端连接一小球，小球在竖直平面内做半径为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，图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．小球的质量为 B．时，小球处于完全失重状态 C．时，杆对小球的弹力方向竖直向上 D．时，杆对小球的弹力大小为3b 三、实验题（每小题4分，共12分） 13．用如图所示的实验装置来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，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，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小球所受向心力的比值．某次实验图片如下，请回答相关问题： (1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中______的方法； A．理想实验法        B．等效替代法        C．控制变量法 D．演绎法 (2)图中是在研究向心力的大小F与______的关系． A．质量m            B．角速度ω C．半径r (3)若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：9，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为______ A．1：9        B．3：1        C．1：3        D．1：1 四、解答题（14题12分，15题18分；共30分） 14．如图所示，质量m＝800kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为50 m。当小汽车通过凹形桥面最低点时对桥面的压力为8400N，则：(1)汽车的运行速率是多少？ (2)若以所求速度行驶，汽车对凸形桥面最高点的压力是多少？(g取10 m/s2) 15．如图所示，位于竖直平面上的圆弧轨道，半径为R，OB沿竖直方向，上端A距地面高度为H，质量为m的小球从A点释放，最后落在水平地面上C点处，不计空气阻力。已知小球到达B点时对圆弧轨道的压力为，重力加速度为g。求： （1）小球到达B点时的速度大小； （2）小球在离开B点前、离开B点后瞬间的加速度大小之比； （3）小球落地点C与B点的水平距离s。 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 圆周运动单元测试参考答案： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 B C D B A A A AD AD AC AD ABD 13 （1）  C     （2）B     （3）B 14．(1) 5m/s；(2) 7600N 【详解】(1)汽车在最低点受到的支持力方向竖直向上，根据牛顿第二定律得 代入数据得 (2)当汽车运动到最高点时，受到的支持力方向竖直向上，，根据牛顿第二定律得 代入数据得 15．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）小球在B点时，根据牛顿第二定律得 又 联立解得 （2）小球在离开B点前瞬间的加速度大小为 小球在离开B点后瞬间的加速度大小 则小球在离开B点前、离开B点后瞬间的加速度大小之比为 （3）小球从B点开始做平抛运动，则有 联立解得小球落地点C与B点的水平距离为 答案详解 1．B 【详解】BC．笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，所以笔杆上各点周期相同，角速度相同，故C错误，B正确； A．由知角速度相同时，线速度与半径成正比，笔杆上各点线速度大小不相同，故A错误； D．由知角速度相同时，向心加速度与半径成正比，笔杆上的点离O点越远，向心加速度越大，故D错误。 故选B。 2．C 【详解】A．A、B两点的线速度相等，根据v=ωr可知，角速度大小之比1：2，选项A错误； B．B、C两点的角速度相等，则根据v=ωr可知，线速度大小相等1：6，选项B错误； C．根据a=ωv可知，B、C两点的向心加速度大小之比为1：6，选项C正确； D．根据a=ωv可知，A、B两点的向心加速度大小之比为1：2，选项D错误。 选C。 3．D 【详解】由题意可知，在3.3s-0.3s=3.0s的时间内，横杆的距离O点0.6m的点至少要抬高1.6m-1.0m=0.6m，即横杆至少转过，则角速度 故选D。 4．B 【详解】A．摩天轮运动的角速度为 故A错误； B．摩天轮运动的线速度为 故B正确； C．摩天轮运动的向心加速度为 故C错误； D．设在最低点时座椅对小华的作用力大小为F，根据牛顿第二定律有 解得 故D错误。 故选B。 5．A 【详解】小球做匀速圆周运动，合力提供向心力，对其中一个小球受力分析如图，将重力与拉力合成，合力指向圆心，设小球与悬挂点间的高度差为h，绳子与竖直方向夹角为θ，则 解得 AC．由图知，两小球与悬挂点间的高度差相同，则两小球运动的角速度相同；据知，两小球的运动周期相同，故A项正确，C项错误； B．小球运动的线速度 所以两球运动的线速度大小不同，故B项错误； D．小球运动的向心加速度 所以两球运动的向心加速度大小不同，故D项错误。 故选A。 6．A 【详解】A．离心力是不存在的，因为它没有施力物体。所以物体不会受到离心力，A选项符合题意，故A正确。 B．洗衣机脱水时，附着在衣服上的水份被甩掉，是因为提供的向心力不满足所需要的向心力，做离心运动，B选项不合题意，故B错误； C．做圆周运动的物体，在受到指向圆心的合外力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。C选项不合题意，故C错误； D．当物体不受力或受到的合外力为零时，物体保持静止或匀速直线运动状态。所以做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，由于惯性，物体继续保持该速度沿切线做直线运动。D选项不合题意，故D错误。 故选A。 7．A 【详解】水滴离开伞边缘时的速度 ，此后水滴由于只受重力的作用而做平抛运动；俯视图如图所示： 由图可知，水滴平抛的水平距离为 ，小球平抛运动的时间 则由平抛运动的竖直方向的自由落体可知， ． A．与计算结果相符，A正确． B．与计算结果不符，B错误． C．与计算结果不符，C错误． D．与计算结果不符，D错误． 8．AD 【详解】AB．a、b两点共轴，角速度相同，周期也相同，故A正确，B错误； CD．设地球自转角速度为，地球半径为，根据线速度与角速度关系可得 ， 可得 故C错误，D正确。 故选AD。 9．AD 【详解】A．本题考查匀速圆周的概念，意在考查考生的理解能力，圆周运动的弧长 故选项A正确； B．火车转弯是圆周运动，圆周运动是变速运动，所以合力不为零，加速度不为零，故选项B错误； CD．由于角度与弧度的换算关系 所以由题意得圆周运动的角速度 又 所以 故选项C错误，D正确。 故选AD。 10．AC 【详解】小球做平抛运动的时间 t = = s = 0.25s 小球平抛运动的时间和圆盘转动的时间相等，设圆盘的转动周期为T，则有 t = nT = n·(n = 1，2，3，…) 解得 ω = 8nπrad/s(n = 1，2，3，…) 当n = 1时，ω = 8πrad/s；当n = 2时，ω = 16πrad/s。 故选AC。 11．AD 【详解】AB．衣服受重力、弹力和摩擦力三个力作用，故B错误，A正确； C．由于衣服在圆筒上不掉下来，竖直方向上没有加速度，即重力与摩擦力二力平衡，故衣服与筒壁间的摩擦力不变，故C错误； D．衣服上的水滴与衣服间的附着力提供向心力，当附着力小于提供所需的向心力时，水滴做离心运动，故D正确。 故选AD。 12．ABD 【详解】AB．当时，小球受重力、杆的弹力作用，二力平衡，即 当时，，说明重力恰好提供向心力，小球处于完全失重状态，由 知 得 故AB正确； C．当时，小球在最高点的速度更大，重力不足以提供向心力，此时杆对球有向下的拉力，故C错误。 D．当时，杆对球有向下的拉力，由牛顿第二定律知 同理，当时，杆对球有向下的拉力，由牛顿第二定律知 得 故D正确。 故选ABD。 13．     C     B     B 【分析】该实验采用控制变量法，图中抓住质量不变、半径不变，研究向心力与角速度的关系，根据向心力之比求出两球转动的角速度之比，结合v=rω，根据线速度大小相等求出与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比． 【详解】(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，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法．故选C． (2)图中两球的质量相同，转动的半径相同，则研究的是向心力与角速度的关系．故选B． (3)根据Fn=mrω2，两球的向心力之比为1：9，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：3，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据v=rω，知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为3：1．故选B． 【点睛】本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变．知道靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等． 答案第1页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $