第二章 圆周运动 章末练习-2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册

第2章 圆周运动 章末练习-2025-2026学年物理粤教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、如图所示，汽车在公路上行驶一般不打滑，轮子转一周，汽车向前行驶的距离等于车轮的周长。某国产汽车的车轮半径约为30 cm，当该型号的汽车在高速公路上行驶时，驾驶员面前速率计的指针指在“120 km/h”上，可估算出该车轮的转速约为(　　) A.1 000 r/s B.1 000 r/min C.1 000 r/h D.2 000 r/s 2、如图所示是一个玩具陀螺,a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是（ ） A.a、b和c三点的线速度大小相等 B.a、b和c三点的角速度相等 C.a、b的角速度比c的大 D.c的线速度比a、b的大 3、向心力演示器如图所示。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可改变两个塔轮的转速比，以探究物体做圆周运动的向心力大小跟哪些因素有关、具体关系怎样。现将小球A和B分别放在两边的槽内，小球A和B的质量分别为mA和mB，做圆周运动的半径分别为rA和rB。皮带套在两塔轮半径相同的两个轮子上，实验现象显示标尺8上左边露出的等分格子多于右边，则下列说法正确的是(　　) A.若rA＞rB，mA＝mB，说明物体的质量和角速度相同时，半径越大向心力越大 B.若rA＞rB，mA＝mB，说明物体的质量和线速度相同时，半径越大向心力越大 C.若rA＝rB，mA≠mB，说明物体运动的半径和线速度相同时，质量越大向心力越小 D.若rA＝rB，mA≠mB，说明物体运动的半径和角速度相同时，质量越大向心力越小 4、在水平路面上转弯的汽车，向心力是(　　) A.重力和支持力的合力 B.静摩擦力 C.滑动摩擦力 D.牵引力 5、如图所示，光滑固定的水平圆盘中心有一个光滑的小孔，用一细绳穿过小孔连接质量分别为m1、m2的小球A和B，让B球悬挂，A球在光滑的圆盘面上绕圆盘中心做匀速圆周运动，角速度为ω，半径为r，则关于r和ω关系的图像正确的是(　　) 6、如图所示，在风力发电机的叶片上有A、B、C三点，其中A、C在叶片的端点，B在叶片的中点。当叶片转动时，这三点(　　) A．线速度大小都相等 B．线速度方向都相同 C．角速度大小都相等 D．向心加速度大小都相等 7、（双选）火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动，当火车以规定速度通过时，内、外轨道均不受侧向挤压，如图。现要降低火车转弯时的规定速度，需对铁路进行改造，从理论上讲以下措施可行的是(　　) 火车以规定速度通过弯道时，火车的重力和支持力的合力提供向心力。 A.减小内、外轨的高度差 B.增加内、外轨的高度差 C.减小弯道半径 D.增大弯道半径 8、如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上．不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是(　　) A．A的速度比B的大 B．A与B的向心加速度大小相等 C．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等 D．悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小 9、下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是(　　) A．是线速度不变的运动 B．是角速度不变的运动 C．是角速度不断变化的运动 D．是相对圆心位移不变的运动 10、狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速行驶,下列给出的四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力f的示意图（图中O为圆心）正确的是（ ） A. B. C. D. 11、一质量为2.0×103 kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104 N，当汽车经过半径为80 m的弯道时，下列判断正确的是(　　) A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B．汽车转弯的速度为20 m/s时所需的向心力为1.4×104 N C．汽车转弯的速度为20 m/s时汽车会发生侧滑 D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2 12、关于铁路转弯处内轨和外轨间的高度关系，下列说法中正确的是(　　) A.内轨和外轨一样高，以防列车倾倒 B.因为列车在转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车倾倒 C.外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的挤压 D.以上说法都不对 二、填空与实验题。 13、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图，转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10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。那么： (1)在该实验中应用了________(选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 (2)当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为________。 14、某学习小组做探究向心力与向心加速度关系实验。实验装置如图甲：一轻质细线上端固定在拉力传感器O点，下端悬挂一质量为m的小钢球。小球从A点静止释放后绕O点在竖直面内沿着圆弧ABC摆动。已知重力加速度为g，主要实验步骤如下： (1)用游标卡尺测出小球直径d。 (2)按图甲所示把实验器材安装调节好。当小球静止时，如图乙所示，毫米刻度尺0刻度与悬点O水平对齐(图中未画出)，测得悬点O到球心的距离L＝________ m。 (3)利用拉力传感器和计算机，描绘出小球运动过程中细线拉力大小随时间变化的图线，如图丙所示。 (4)利用光电计时器(图中未画出)测出小球经过B点过程中，其直径的遮光时间为Δt；可得小球经过B点瞬时速度为v＝________(用d、Δt表示)。 (5)若向心力与向心加速度关系遵循牛顿第二定律，则小球通过B点时物理量m、v、L、g、F1(或F2)应满足的关系式为：_________________________________。 三、计算题。 15、如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，可绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动，在圆心O正上方h处有一个正在不断滴水的容器，每当一滴水落在盘面时恰好下一滴水离开滴口。某次一滴水离开滴口时，容器恰好开始水平向右做速度为v的匀速直线运动，将此滴水记作第一滴水。不计空气阻力，重力加速度为g。求： (1)相邻两滴水下落的时间间隔； (2)要使每一滴水在盘面上的落点都在一条直线上，圆盘转动的角速度； (3)第二滴和第三滴水在盘面上落点之间的距离最大可为多少？ 16、如图所示，两根长度相同的轻绳(图中未画出)，连接着相同的两个小球，让它们穿过光滑的杆在水平面内做匀速圆周运动，其中O为圆心，两段细绳在同一直线上，此时，两段绳子受到的拉力之比为多少？ 17、高速公路转弯处弯道圆半径R＝100 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0.23。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，若路面是水平的，问汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm为多大？当超过vm时，将会出现什么现象？(g取9.8 m/s2) 第2章 圆周运动 章末练习-2025-2026学年物理粤教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、如图所示，汽车在公路上行驶一般不打滑，轮子转一周，汽车向前行驶的距离等于车轮的周长。某国产汽车的车轮半径约为30 cm，当该型号的汽车在高速公路上行驶时，驾驶员面前速率计的指针指在“120 km/h”上，可估算出该车轮的转速约为(　　) A.1 000 r/s B.1 000 r/min C.1 000 r/h D.2 000 r/s 【答案】B 2、如图所示是一个玩具陀螺,a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是（ ） A.a、b和c三点的线速度大小相等 B.a、b和c三点的角速度相等 C.a、b的角速度比c的大 D.c的线速度比a、b的大 【答案】B 3、向心力演示器如图所示。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可改变两个塔轮的转速比，以探究物体做圆周运动的向心力大小跟哪些因素有关、具体关系怎样。现将小球A和B分别放在两边的槽内，小球A和B的质量分别为mA和mB，做圆周运动的半径分别为rA和rB。皮带套在两塔轮半径相同的两个轮子上，实验现象显示标尺8上左边露出的等分格子多于右边，则下列说法正确的是(　　) A.若rA＞rB，mA＝mB，说明物体的质量和角速度相同时，半径越大向心力越大 B.若rA＞rB，mA＝mB，说明物体的质量和线速度相同时，半径越大向心力越大 C.若rA＝rB，mA≠mB，说明物体运动的半径和线速度相同时，质量越大向心力越小 D.若rA＝rB，mA≠mB，说明物体运动的半径和角速度相同时，质量越大向心力越小 【答案】A 4、在水平路面上转弯的汽车，向心力是(　　) A.重力和支持力的合力 B.静摩擦力 C.滑动摩擦力 D.牵引力 【答案】B 5、如图所示，光滑固定的水平圆盘中心有一个光滑的小孔，用一细绳穿过小孔连接质量分别为m1、m2的小球A和B，让B球悬挂，A球在光滑的圆盘面上绕圆盘中心做匀速圆周运动，角速度为ω，半径为r，则关于r和ω关系的图像正确的是(　　) 【答案】B　 6、如图所示，在风力发电机的叶片上有A、B、C三点，其中A、C在叶片的端点，B在叶片的中点。当叶片转动时，这三点(　　) A．线速度大小都相等 B．线速度方向都相同 C．角速度大小都相等 D．向心加速度大小都相等 【答案】C　 7、（双选）火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动，当火车以规定速度通过时，内、外轨道均不受侧向挤压，如图。现要降低火车转弯时的规定速度，需对铁路进行改造，从理论上讲以下措施可行的是(　　) 火车以规定速度通过弯道时，火车的重力和支持力的合力提供向心力。 A.减小内、外轨的高度差 B.增加内、外轨的高度差 C.减小弯道半径 D.增大弯道半径 【答案】AC 8、如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上．不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是(　　) A．A的速度比B的大 B．A与B的向心加速度大小相等 C．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等 D．悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小 【答案】D　 9、下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是(　　) A．是线速度不变的运动 B．是角速度不变的运动 C．是角速度不断变化的运动 D．是相对圆心位移不变的运动 【答案】B　 10、狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速行驶,下列给出的四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力f的示意图（图中O为圆心）正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 11、一质量为2.0×103 kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104 N，当汽车经过半径为80 m的弯道时，下列判断正确的是(　　) A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B．汽车转弯的速度为20 m/s时所需的向心力为1.4×104 N C．汽车转弯的速度为20 m/s时汽车会发生侧滑 D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2 【答案】D　 12、关于铁路转弯处内轨和外轨间的高度关系，下列说法中正确的是(　　) A.内轨和外轨一样高，以防列车倾倒 B.因为列车在转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车倾倒 C.外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的挤压 D.以上说法都不对 【答案】C 二、填空与实验题。 13、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图，转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10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。那么： (1)在该实验中应用了________(选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 (2)当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为________。 【答案】(1)控制变量法　 (2)1∶2 14、某学习小组做探究向心力与向心加速度关系实验。实验装置如图甲：一轻质细线上端固定在拉力传感器O点，下端悬挂一质量为m的小钢球。小球从A点静止释放后绕O点在竖直面内沿着圆弧ABC摆动。已知重力加速度为g，主要实验步骤如下： (1)用游标卡尺测出小球直径d。 (2)按图甲所示把实验器材安装调节好。当小球静止时，如图乙所示，毫米刻度尺0刻度与悬点O水平对齐(图中未画出)，测得悬点O到球心的距离L＝________ m。 (3)利用拉力传感器和计算机，描绘出小球运动过程中细线拉力大小随时间变化的图线，如图丙所示。 (4)利用光电计时器(图中未画出)测出小球经过B点过程中，其直径的遮光时间为Δt；可得小球经过B点瞬时速度为v＝________(用d、Δt表示)。 (5)若向心力与向心加速度关系遵循牛顿第二定律，则小球通过B点时物理量m、v、L、g、F1(或F2)应满足的关系式为：_________________________________。 【答案】(2)0.863 0 (0.8625～0.8635均可) 　(4)　 (5)F2－mg＝m 三、计算题。 15、如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，可绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动，在圆心O正上方h处有一个正在不断滴水的容器，每当一滴水落在盘面时恰好下一滴水离开滴口。某次一滴水离开滴口时，容器恰好开始水平向右做速度为v的匀速直线运动，将此滴水记作第一滴水。不计空气阻力，重力加速度为g。求： (1)相邻两滴水下落的时间间隔； (2)要使每一滴水在盘面上的落点都在一条直线上，圆盘转动的角速度； (3)第二滴和第三滴水在盘面上落点之间的距离最大可为多少？ 【答案】(1)　 (2)kπ(k＝1，2，…)　 (3)5v 【解析】(1)相邻两滴水离开滴口的时间间隔就是一滴水下落的时间 由h＝gΔt2， 可得Δt＝。 (2)每一滴水在盘面上的落点都在一条直线上，Δt时间内圆盘转过的弧度为kπ ω＝＝＝kπ(k＝1，2，…)。 (3)第二滴和第三滴水的落点恰能在一条直径上且位于O点两侧时，距离最大 s1＝v·2Δt，s2＝v·3Δt 所以s＝s1＋s2＝5vΔt s＝5v。 16、如图所示，两根长度相同的轻绳(图中未画出)，连接着相同的两个小球，让它们穿过光滑的杆在水平面内做匀速圆周运动，其中O为圆心，两段细绳在同一直线上，此时，两段绳子受到的拉力之比为多少？ 【答案】3∶2 【解析】对两小球受力分析如图所示，设每段绳子长为l，对球2有F2＝2mlω2 对球1有：F1－F2＝mlω2 由以上两式得：F1＝3mlω2 由＝。 17、高速公路转弯处弯道圆半径R＝100 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0.23。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，若路面是水平的，问汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm为多大？当超过vm时，将会出现什么现象？(g取9.8 m/s2) 【答案】54 km/h　汽车做离心运动或出现翻车事故。 【解析】在水平路面上转弯，向心力只能由静摩擦力提供，设汽车质量为m，则Ffm＝μmg，则有m＝μmg，vm＝，代入数据可得vm≈15 m/s＝54 km/h。当汽车的速度超过54 km/h时，需要的向心力m大于最大静摩擦力，也就是说提供的合外力不足以维持汽车做圆周运动所需的向心力，汽车将做离心运动，严重的将会出现翻车事故。 学科网（北京）股份有限公司 $