第三章 圆周运动 单元练习 -2025-2026学年高一下学期物理鲁科版必修第二册

第3章 圆周运动 练习-2025-2026学年物理鲁科版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、某物体保持不变的角速度做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A．若轨道半径越大，则线速度越大 B．若轨道半径越大，则线速度越小 C．若轨道半径越大，则周期越小 D．若轨道半径越大，则周期越大 2、如图所示,在风力发电机的叶片上有、、三点,其中、在叶片的端点, 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 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。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种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比值。现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度大小的关系，下列做法正确的是(　　) A.在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的钢球做实验 B.在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的钢球做实验 C.在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的钢球做实验 D.在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的钢球做实验 4、甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相同的时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们的向心力大小之比为(　　) A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16 5、如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A.小球受到重力、漏斗壁的支持力和向心力 B.小球受到的重力大于漏斗壁的支持力 C.小球受到的重力小于漏斗壁的支持力 D.小球所受的合力的大小等于0 6、A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动(如图)，在相同时间内，它们通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们(　　) A．线速度大小之比为4∶3 B．角速度大小之比为3∶4 C．圆周运动的半径之比为2∶1 D．向心加速度大小之比为1∶2 7、如图所示，一质量为m的汽车，以某一速度通过凸形路面的最高处时对路面的压力为F1，通过凹形路面最低处时对路面的压力为F2，则(　　) A.F1＝mg B.F1＜mg C.F2＝mg D.F2＜mg 8、（双选）如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　乙 丙　　　　　　　　　　丁 A．甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力 B．乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力 C．丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力 D．丁图中，轨道车过最高点的最小速度为 9、在某次文艺演出中，芭蕾舞演员保持如图所示姿势原地旋转，此时手臂上A、B两点角速度大小分别为ωA、ωB，线速度大小分别为vA、vB，则(　　) A．ωA＜ωB B．ωA＞ωB C．vA＜vB D．vA＞vB 10、如图所示,将完全相同的两小球用长为L =0.8 m的细绳悬于以速度v = 4 m/s向右运动的小车顶部,两小球分别与小车前、后竖直壁接触,由于某种原因,小车突然停止,此时悬线所受拉力之比为()（ ） A.1:1 B.1:2 C. 1:3 D.1:4 11、如图所示，A、B为啮合传动的两齿轮，rA＝2rB，则A、B两轮边缘上两点的(　　) A．角速度之比为2∶1 B．向心加速度之比为1∶2 C．周期之比为1∶2 D．转速之比为2∶1 12、一辆运输西瓜的小汽车(可视为质点)，以大小为v的速度经过一座半径为R的拱形桥。在桥的最高点，其中一个质量为m的西瓜A(位置如图所示)受到周围的西瓜对它的作用力的大小为(　　) A.mg B. C.mg－ D.mg＋ 二、填空与实验题。 13、如图所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素。同学们用细绳系一纸杯(杯中有30 mL的水)在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动，来感受向心力。 (1)则下列说法中正确的是________。 A.保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变 B.保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大 C.保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变 D.保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大 (2)如图甲，绳离杯心40 cm处打一结点A，80 cm处打一结点B，学习小组中一位同学用手表计时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据： 操作一：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。 操作二：手握绳结B，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。 操作三：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动二周，体会向心力的大小。 操作四：手握绳结A，再向杯中添加30 mL的水，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。 则：①操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关； 操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度大小有关； 操作四与一相比较：________相同，向心力大小与________有关； ②物理学中此种实验方法叫________法。 ③小组总结阶段，在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动的同学谈感受时说：“感觉手腕发酸，感觉力的方向不是指向圆心的向心力而是背离圆心的离心力，跟书上说的不一样。”你认为该同学的说法是否正确，为什么？ _____________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 14、我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。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，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球所受向心力的比值。 (1)当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的________相等(选填“线速度”或“角速度”)； (2)探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板________和挡板________处(选填“A”或“B”或“C”)。 三、计算题。 15、如图所示，质量为1 kg的小球用细绳悬挂于O点，将小球拉离竖直位置释放后，到达最低点时的速度为2 m/s，已知球心到悬点的距离为1 m，重力加速度g取10 m/s2，求小球在最低点时对绳的拉力大小． 16、质量m＝1 000 kg的汽车通过圆弧形拱形桥时的速率恒定，拱形桥的半径R＝10 m．(重力加速度g取10 m/s2)试求： (1)汽车在最高点对拱形桥的压力为车重的一半时汽车的速度大小； (2)汽车在最高点对拱形桥的压力为零时汽车的速度大小． 17、如图所示，两绳系一质量为m＝0.1 kg的小球，上面绳长L＝2 m，两端都拉直时与轴的夹角分别为30°与45°，问球的角速度在什么范围内，两绳始终伸直？ 第3章 圆周运动 练习-2025-2026学年物理鲁科版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、某物体保持不变的角速度做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A．若轨道半径越大，则线速度越大 B．若轨道半径越大，则线速度越小 C．若轨道半径越大，则周期越小 D．若轨道半径越大，则周期越大 【答案】A　 2、如图所示,在风力发电机的叶片上有、、三点,其中、在叶片的端点, 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 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。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种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比值。现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度大小的关系，下列做法正确的是(　　) A.在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的钢球做实验 B.在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的钢球做实验 C.在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的钢球做实验 D.在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的钢球做实验 【答案】A 4、甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相同的时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们的向心力大小之比为(　　) A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16 【答案】C 5、如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A.小球受到重力、漏斗壁的支持力和向心力 B.小球受到的重力大于漏斗壁的支持力 C.小球受到的重力小于漏斗壁的支持力 D.小球所受的合力的大小等于0 【答案】C 6、A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动(如图)，在相同时间内，它们通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们(　　) A．线速度大小之比为4∶3 B．角速度大小之比为3∶4 C．圆周运动的半径之比为2∶1 D．向心加速度大小之比为1∶2 【答案】A　 7、如图所示，一质量为m的汽车，以某一速度通过凸形路面的最高处时对路面的压力为F1，通过凹形路面最低处时对路面的压力为F2，则(　　) A.F1＝mg B.F1＜mg C.F2＝mg D.F2＜mg 【答案】B 8、（双选）如图所示甲、乙、丙、丁是游乐场中比较常见的过山车，甲、乙两图的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁(由上、下、侧三个轮子组成)把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　乙 丙　　　　　　　　　　丁 A．甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给人向上的力 B．乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给人向上的力 C．丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅一定给人向上的力 D．丁图中，轨道车过最高点的最小速度为 【答案】BC　 9、在某次文艺演出中，芭蕾舞演员保持如图所示姿势原地旋转，此时手臂上A、B两点角速度大小分别为ωA、ωB，线速度大小分别为vA、vB，则(　　) A．ωA＜ωB B．ωA＞ωB C．vA＜vB D．vA＞vB 【答案】D　 10、如图所示,将完全相同的两小球用长为L =0.8 m的细绳悬于以速度v = 4 m/s向右运动的小车顶部,两小球分别与小车前、后竖直壁接触,由于某种原因,小车突然停止,此时悬线所受拉力之比为()（ ） A.1:1 B.1:2 C. 1:3 D.1:4 【答案】C 11、如图所示，A、B为啮合传动的两齿轮，rA＝2rB，则A、B两轮边缘上两点的(　　) A．角速度之比为2∶1 B．向心加速度之比为1∶2 C．周期之比为1∶2 D．转速之比为2∶1 【答案】B　 12、一辆运输西瓜的小汽车(可视为质点)，以大小为v的速度经过一座半径为R的拱形桥。在桥的最高点，其中一个质量为m的西瓜A(位置如图所示)受到周围的西瓜对它的作用力的大小为(　　) A.mg B. C.mg－ D.mg＋ 【答案】C 二、填空与实验题。 13、如图所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素。同学们用细绳系一纸杯(杯中有30 mL的水)在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动，来感受向心力。 (1)则下列说法中正确的是________。 A.保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变 B.保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大 C.保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变 D.保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大 (2)如图甲，绳离杯心40 cm处打一结点A，80 cm处打一结点B，学习小组中一位同学用手表计时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据： 操作一：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。 操作二：手握绳结B，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。 操作三：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动二周，体会向心力的大小。 操作四：手握绳结A，再向杯中添加30 mL的水，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。 则：①操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关； 操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度大小有关； 操作四与一相比较：________相同，向心力大小与________有关； ②物理学中此种实验方法叫________法。 ③小组总结阶段，在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动的同学谈感受时说：“感觉手腕发酸，感觉力的方向不是指向圆心的向心力而是背离圆心的离心力，跟书上说的不一样。”你认为该同学的说法是否正确，为什么？ _____________________________________________________________________ ______________________________________________________________。 【答案】(1)BD　(2)①角速度、半径　质量　②控制变量 ③说法不对，该同学受力分析的对象是自己的手，我们实验受力分析的对象是水杯，细线的拉力提供水杯做圆周运动的向心力指向圆心。细线对手的拉力与向心力大小相等，方向相反，背离圆心。 14、我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。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，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球所受向心力的比值。 (1)当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的________相等(选填“线速度”或“角速度”)； (2)探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板________和挡板________处(选填“A”或“B”或“C”)。 【答案】(1)线速度　 (2)A　C 三、计算题。 15、如图所示，质量为1 kg的小球用细绳悬挂于O点，将小球拉离竖直位置释放后，到达最低点时的速度为2 m/s，已知球心到悬点的距离为1 m，重力加速度g取10 m/s2，求小球在最低点时对绳的拉力大小． 【答案】14 N。 【解析】小球在最低点时做圆周运动的向心力由重力mg和绳的拉力FT提供(如图所示)， 即FT－mg＝m 所以FT＝mg＋m ＝N＝14 N 由牛顿第三定律得，小球在最低点时对绳的拉力大小为14 N。 16、质量m＝1 000 kg的汽车通过圆弧形拱形桥时的速率恒定，拱形桥的半径R＝10 m．(重力加速度g取10 m/s2)试求： (1)汽车在最高点对拱形桥的压力为车重的一半时汽车的速度大小； (2)汽车在最高点对拱形桥的压力为零时汽车的速度大小． 【答案】(1)5 m/s　 (2)10 m/s 【解析】(1)汽车在最高点的受力如图所示： 有mg－FN＝m 当FN＝mg时，汽车速度 v＝＝ m/s＝5 m/s. (2)汽车在最高点对拱形桥的压力为零时，有 mg＝m解得v＝＝ m/s＝10 m/s。 17、如图所示，两绳系一质量为m＝0.1 kg的小球，上面绳长L＝2 m，两端都拉直时与轴的夹角分别为30°与45°，问球的角速度在什么范围内，两绳始终伸直？ 【答案】2.40 rad/s≤ω≤3.16 rad/s 【解析】两绳都张紧时，小球受力如图所示，当ω由0逐渐增大时，ω可能出现两个临界值。 (1)BC恰好拉直，但T2仍然为零，设此时的角速度为ω1，则有 Fx＝T1sin 30°＝mωLsin 30° Fy＝T1cos 30°－mg＝0 联立解得ω1≈2.40 rad/s。 (2)AC由拉紧转为恰好拉直，则T1已为零，设此时的角速度为ω2，则有 Fx＝T2sin 45°＝mωLsin 30° Fy＝T2cos 45°－mg＝0 联立解得ω2≈3.16 rad/s 可见，要使两绳始终张紧，ω必须满足 2．40 rad/s≤ω≤3.16 rad/s。 学科网（北京）股份有限公司 $