第六章 圆周运动 单元测试-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

**基本信息** 高中物理必修二第六章圆周运动单元测试卷，涵盖单选、多选、实验及解答题，聚焦向心力、离心现象等核心知识，结合生活情境与实验探究，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|11|离心现象、传动问题、飞椅模型|结合洗衣机脱水等生活情境，辨析基础概念| |多选题|3|圆盘物块运动、绳拉力变化|考查临界条件分析，体现科学推理| |实验题|2|验证向心力表达式、探究影响因素|设计控制变量法实验，培养科学探究能力| |解答题|4|圆周运动与平抛综合、杆绳模型|综合斜面、圆轨道等复杂情境，强化模型建构|

高中物理必修二第六章圆周运动单元测试题 一、单选题 1．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 2．一轿车正在通过交通标志如图所示的路段，关于该轿车在转弯的过程中，正确的是（　　） A．轿车处于平衡状态 B．轿车的速度大小不一定变化 C．轿车加速度的方向一定沿运动路线的切线方向 D．轿车加速度的方向一定垂直于运动路线的切线方向 3．如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮P和Q水平放置，两轮之间不打滑，两轮半径，。当主动轮P匀速转动时，在P轮边缘上放置的小物块恰能相对P轮静止，若将小物块放在Q轮上，欲使物块相对Q轮也静止，则物块距Q轮转轴的最大距离为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，游乐园的游戏项目——旋转飞椅，飞椅从静止开始缓慢转动，经过一小段时间，坐在飞椅上的游客的运动可以看作匀速圆周运动．整个装置可以简化为如图所示的模型．忽略转动中的空气阻力．设细绳与竖直方向的夹角为，则 A．飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用 B．角越大，小球的向心加速度就越大 C．只要线速度足够大，角可以达到 D．飞椅运动的周期随着角的增大而增大 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，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球A运动到最高点时，杆对球A恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为g，则球A在最高点时（　　） A．球A的速度为零 B．水平转轴对杆的作用力大小为4mg，方向竖直向上 C．水平转轴对杆的作用力大小为3mg，方向竖直向上 D．水平转轴对杆的作用力大小为6mg，方向竖直向上 6．如图所示，底面半径为R的平底漏斗水平放置，质量为m的小球置于底面边缘紧靠侧壁，漏斗内表面光滑，侧壁的倾角为θ，重力加速度为g。现给小球一垂直于半径向里的某一初速度v0，使之在漏斗底面内做圆周运动，则（　　） A．小球一定受到两个力的作用 B．小球可能受到三个力的作用 C．当v0<时，小球对底面的压力为零 D．当v0＝时，小球对侧壁的压力为零 7．如图所示，一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是(　 　) A．小球过最高点时，杆所受的弹力不能等于零 B．小球过最高点时，速度至少为 C．小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大 D．若把题中的轻杆换为轻绳，其他条件不变，小球过最高点时，速度至少为 8．用如图a所示的圆弧一斜面装置研究平抛运动，每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧形轨道不同位置静止释放，并在弧形轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F．已知斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，实验时获得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如图b所示的F﹣x图象，g取10m/s2，则由图可求得圆弧轨道的半径R为（ ） A．0.125m B．0.25m C．0.50m D．1.0m 9．图甲所示的“太极球”是较流行的健身器材。现将太极球拍和球简化成如图乙所示的平板和球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的四个位置时球与板间无相对运动趋势。为圆周的最高点，为最低点，、与圆心等高。设球的质量为，不计球拍的质量和球与球拍间的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．球运动到最高点时的最小速度为零 B．球在处对板的作用力比在处对板的作用力大 C．增大球的运动速度，当球运动到点时板与水平面的夹角变小 D．球运动到点，时，板对球的作用力大小 10．一辆汽车在轨道半径为的弯道路面做圆周运动，弯道与水平面的夹角为，如图所示。汽车轮胎与路面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列表述不正确的是（　　） A．汽车的速率可能为 B．汽车在路面上不做侧向滑动的最小速率为 C．汽车在路面上不做侧向滑动的最大速率为 D．汽车在路面上不做侧向滑动的最小速率为 11．如图所示，两个完全相同的小球A、B被两根长度不同的细绳拴着，在同一水平面内做匀速圆周运动．已知拴A球的细绳与竖直方向之间的夹角是拴B球的细绳与竖直方向之间的夹角的2倍，则（　　） A．A球转动的线速度大小比B球大 B．A球转动的角速度大小比B球小 C．两根细绳的拉力大小相同 D．A球的向心加速度大小是B球的2倍 二、多选题 12．如图所示，在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块（可视为质点）。A和B距轴心O的距离分别为rA＝R，rB＝2R，且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是fm，两物块A和B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止。则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中，下列说法正确的是（　　） A．B所受合力一直等于A所受合力 B．A受到的摩擦力一直指向圆心 C．B受到的摩擦力先增大后不变 D．A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度ωm＝ 13．如图（a）所示，A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉，质量为0.6kg的小球C（小球可视为质点）用细绳拴在铁钉B上，A、B、C在同一直线上，t＝0时，给小球一垂直于绳、大小为2m/s的速度，使小球在水平面上做圆周运动．在0≤t≤t2时间内，细绳的拉力随时间变化的规律如图（b）所示，若细绳能承受的最大拉力为6.4N，则下列说法正确的是（　　） A．两钉子间的距离为0.2m B．t＝3.3s时细绳的拉力为3N C．t1＝0.6πs D．小球从开始运动到绳被拉断历时3πs 14．如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点P，飞镖抛出时与P在同一竖直面内等高，且距离P点为当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度g，若飞镖恰好击中P点，则（　　） A．飞镖击中P点所需的时间为 B．圆盘的半径为 C．圆盘转动角速度的最小值为 D．P点随圆盘转动的线速度可能为 三、实验题 15．现用圆锥摆粗略验证向心力表达式的实验，并在悬挂点0处安装一力的传感器可以测出细绳拉力的大小，已知当地的重力加速度为，请在下面验证实验步骤的横线处填空。 （1） 测出小钢球的质量； （2） 如图所示，细线上端固定在0点，并在此处安装一力的传感器可以测出细绳拉力的大小； （3）将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使小钢球静止时刚好位于圆心。用手带动小钢球，设法使它刚好沿纸上某个半径为r的匀速圆周运动，若此时力的传感器测出细绳拉力的大小为F，则小球做匀速圆周运动所受到的向心力为____________； （4）用秒表记录运动n圈的总时间为t，那么小球做圆周运动中需要的向心加速度为___________； （5）要略验证向心力表达式，则需要验证的等式是___________________________。 16．“探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示。小球放在挡板A、B或C处做圆周运动的轨道半径之比为1:2:1，小球与挡板挤压，弹簧测力筒内的标尺可显示力的大小关系。 （1）本实验利用的物理方法为______； A．理想实验法　　B．控制变量法　　C．等效替代法 （2）为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，现将一铁球放在C处，对另一小球，以下做法正确的是______； A．选用相同的铁球放在A处 B．选用相同的铁球放在B处 C．选用相同大小的铝球放在A处 D．选用相同大小的铝球放在B处 （3）通过本实验可以得到的结果有______； A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比 C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 （4）当用两个质量相等的小球分别放在B、C处，匀速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，左边塔轮与右边塔轮之间的角速度之比为______。 四、解答题 17．如图所示，斜面AB与竖直半圆轨道在B点圆滑相连，斜面倾角为=45°，半圆轨道的半径为2m，一小球从斜面下滑，进入半圆轨道，最后落到斜面上，当小球通过C点时，小球对轨道的压力为66N,小球的质量为3kg，g取10 m/s2试求： （1）小球通过C 点的速度为多大？ （2）小球从离开轨道到落到斜面所用的时间 18．如图所示，装置BOO′可绕竖直轴OO′转动，可视为质点的小球与两细线AB、AC连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ＝37°。已知小球的质量为m，细线AC长为l，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度为g。求： (1)当装置处于静止状态时，细线AB的拉力和AC的拉力的大小； (2)当细线AB拉力的大小等于小球重力的一半时，该装置绕OO′轴转动的角速度的大小； (3)当细线AB的拉力为零时，该装置绕OO′轴转动的角速度的最小值。 19．如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从点脱离后做平抛运动，经过时间1s后又恰好垂直于倾角为的斜面相碰。已知半圆形管道的半径为R=5m，小球可看做质点且其质量为m=5kg，重力加速度为。求： （1）小球在斜面上的相碰点与点的水平距离； （2）小球经过管道的点时，受到管道的作用力的大小和方向。 20．如图所示，相互垂直的两光滑杆OM、ON，其中OM杆水平放置，两杆上分别套着环P和Q，环P的质量m1=2m，Q的质量m2=m，用轻绳连接，一根弹簧左端固定于O点，右端与环P栓接，并且已知弹簧的原长为l，劲度系数，两环静止时，轻绳与竖直方向的夹角θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。 （1）水平杆对P的支持力，弹簧形变量分别是多少； （2）现在该装置以竖直杆ON为轴转动，弹簧长度恰好为原长，求转动的角速度ω。    试卷第6页，共6页 试卷第1页，共6页 学科网（北京）股份有限公司 高中物理必修二第六章圆周运动单元测试题解析 1．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。 2．B 【详解】AB．由图可知汽车要绕转盘做圆周运动，受力不平衡，可以是匀速圆周运动，也可以是非匀速圆周运动，速度的大小不一定变化，故A错误，B正确； CD．若是匀速圆周运动，则加速度方向指向圆心，不可能沿运动路线的切线方向；若不是匀速圆周运动，则加速度方向不指向圆心，也不垂直于运动路线的切线方向，故CD错误。 故选B。 3．B 【详解】相同材料制成的靠摩擦传动的轮P和Q，则边缘线速度相同，则 解得 对于在P边缘的木块，最大静摩擦力恰为向心力，即 当在Q轮上恰要滑动时，设此时半径为R 解得 故选B。 4．B 【分析】飞椅做匀速圆周运动时，由重力和绳子的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律进行分析即可； 【详解】A、飞椅受到重力和绳子的拉力作用，二者的合力提供向心力，故选项A错误； B、根据牛顿第二定律可知：，则向心加速度为大小为：，可知角越大，小球的向心加速度就越大，故选项B正确； C、若角可以达到，则在水平方向绳子的拉力提供向心力，竖直方向合力为零，但是竖直方向只有重力作用，合力不可能为零，故选项C错误； D、设绳长为L，则根据牛顿第二定律可知：， 整理可以得到：，当增大则减小，导致周期T减小，故选项D错误． 【点睛】飞椅做匀速圆周运动时，由重力和绳子的拉力的合力提供向心力，因此受力分析时不能将向心力作为单独的力而分析出来，这是部分同学易错的地方． 5．D 【详解】A．球A运动到最高点时，球A对杆恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，则有： 解得 故A错误； BCD．A球到最高点时，对杆无弹力，此时B球受重力和拉力的合力提供向心力，有： 由于A、B两球的角速度相等，由v=ωr得：球B的速度大小为 解得： 方向竖直向上，故D正确BC错误； 故选D。 6．B 【详解】ABD．对小球，由牛顿第二定律，有 可知侧壁对小球的支持力N2不能为零，底面对小球的支持力N1可能为零。所以小球可能受到三个力的作用，也可能受到两个力的作用。由牛顿第三定律可知，小球对侧壁的压力不能为零。所以AD错误，B正确； C．当v0<时 由牛顿第三定律可知，当v0<时，小球对底面的压力不为零，故C错误。 故选B。 7．D 【详解】A. 当小球在最高点所需向心力恰好等于重力时，此时球对杆没有作用力，故A错误； B. 轻杆固定的小球做圆周运动，由于杆能支撑小球，只要小球能够到达最高点就可以了，所以在最高点的速度可以为零，故B错误； C. 小球在最高点时，如果速度恰好为，则此时恰好只有重力作为它的向心力，杆和球之间没有作用力；如果速度小于，重力大于所需要的向心力，杆对球有向上的支持力，方向与重力的方向相反．速度越大，向心力越大，杆对球的作用力一定随速度增大而减小，故C错误； D. 若把轻杆换为轻绳，其他条件不变，小球过最高点时，向心力最小为mg，根据，速度至少为，故D正确． 故选D 8．B 【详解】在圆轨道上运动时，小球受到重力以及轨道的支持力作用，合力充当向心力，所以有 小球做平抛运动时时的水平射程 小球的竖直位移： 根据几何关系可得 联立即得 x 图像的纵截距表示重力，即 mg=5N 所以有 解得： R=0.25m 故选B； 【名师点睛】知道平抛运动水平方向和竖直方向上运动的规律，抓住竖直位移和水平位移的关系，尤其是掌握平抛运动的位移与水平方向夹角的正切值的表达式进行求解．注意公式和图象的结合，重点是斜率和截距 9．B 【详解】A．当球恰好能做圆周运动时，在最高点A处有 可得球的最小速度 故A错误； B．设球做匀速圆周运动的速度为，根据牛顿第二定律可知在A处时有 在处时有 得 故B正确； C．当球运动到点时，受力分析如图所示 有 增大球的运动速度，板与水平面的夹角应变大，故C错误； D．球运动到点，时，板对球的作用力大小为 故D错误。 故选B。 10．B 【详解】A．车与路面间无摩擦力时，支持力的水平分力提供向心力，如图所示，根据向心力公式得 解得 故A正确，不符合题意； C．汽车在路面上不做侧向滑动，最大静摩擦力沿斜面向下时，有 解得最大速度 故C正确，不符合题意； BD．汽车在路面上不做侧向滑动，最大静摩擦力沿斜面向上时，有 解得最小速度 故B错误，符合题意，D正确，不符合题意。 故选B． 11．A 【详解】AB．设圆周运动平面到O点的高度为h，根据 mgtanα＝mω2htanα＝m 得 ， A球的细绳与竖直方向之间的夹角比B大，可知A球转动的线速度大小比B球大，A、B两球转动的角速度大小相同，选项A正确，B错误； C．细线的拉力 则细绳对A的拉力较大，选项C错误； D．根据 可知 A球与B球的向心加速度大小之比是：tan2θ:tanθ，选项D错误。 故选A。 12．CD 【详解】当圆盘角速度比较小时，由静摩擦力提供向心力。两个物块的角速度相等，由可知半径大的物块B所受的合力大，需要的向心力增加快，最先达到最大静摩擦力，之后保持不变。当B的摩擦力达到最大静摩擦力之后，细线开始提供拉力，根据        可知随着角速度增大，细线的拉力T增大，A的摩擦力将减小到零然后反向增大，当A的摩擦力反向增大到最大，即时，解得 角速度再继续增大，整体会发生滑动。 由以上分析，可知AB错误，CD正确。 故选CD。 13．AC 【详解】A．小球在水平方向只受垂直于速度方向的细绳的拉力作用，小球速度大小不变，由牛顿第二定律可得 当F＝2N时 r1＝1.2m 当F＝2.4N时 r2＝1m 两钉子间的距离d为小球做圆周运动减小的半径，即 d＝r1－r2＝0.2m 故A正确； BC．由周期 可得，当r1＝1.2m时 T1＝1.2πs 当r2＝1m时 T2＝πs 而小球每经半个周期与另一钉子接触，小球从开始运动经过时间 ＝0.6πs 细绳与铁钉A接触，小球做圆周运动的半径减小，细绳受到的拉力增大，所以 t1＝0.6πs 小球从开始运动经时间 t2＝＝1.1πs≈3.45s>3.3s 细绳再次与铁钉B接触，所以t＝3.3s时细绳拉力仍为2.4N，故B错误，C正确； D．当细绳受到的拉力为6.4N时 r＝0.375m<0.4m 即当r＝0.4m时，绳子还不会断，小球从开始运动到细绳被拉断历时 t＝（0.6π＋0.5π＋0.4π＋0.3π＋0.2π）s＝2πs 故D错误。 故选AC。 14．AD 【详解】A．飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此 故A正确； B．飞镖击中P点时，P恰好在最下方，则 解得圆盘的半径 故B错误； C．飞镖击中P点，则P点转过的角度满足 故 则圆盘转动角速度的最小值为，故C错误； D．P点随圆盘转动的线速度为 当时 故D正确。 故选AD。 15． 【详解】（3）[1]小钢球受两个力的作用，其合力充当向心力，由矢量三角形定则或平行四边形定则，所得到的向心力为 （4）[2]由匀速圆周运动向心力加速度为 （5）[3]因做匀速圆周运动的物体所受到的向心力等于所需要的向心力，所以有 16． B A A 1:2 【详解】（1）[1]在实验中，利用了控制变量法来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系，即研究向心力与质量关系时，应保持半径和角速度不变。 故选B。 （2）[2]为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，则必须要保持质量和半径相同，因其中一球放在了C处，则应该选用相同的铁球放在A处。 故选A。 （3）[3]A．在半径和角速度一定的情况下，，向心力的大小与质量成正比，故A正确； B．在质量和半径一定的情况下，，向心力的大小与角速度平方成正比，故B错误； C．在质量和半径一定的情况下，，向心力的大小与角速度平方成正比，故C错误； D．在质量和角速度一定的情况下，，向心力的大小与半径成正比，故D错误。 故选A。 （4）[4]右边的向心力的大小是左边的2倍，有 左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，即 根据向心力与角速度的关系 可得 所以 17．（1）8m/s；（2）0.4s 【详解】（1）在C点，根据牛顿第二定律可得 解得 vC=8m/s （2）小球做平抛运动，则 联立解得 t=0.4s 18．(1)0.75mg  1.25mg；(2)；(3) 【详解】(1)对小球进行受力分析如图，由平衡条件得 T＝mgtan37°＝0.75mg T＝＝1.25mg (2)根据牛顿第二定律得 其中 ＝mg 解得 (3)由题意，当 最小时，绳AC与竖直方向的夹角仍为37°，对小球受力分析，则有 解得 19．(1)10m(2)50N，方向竖直向下 【详解】(1) 小球从B到C做平抛运动，根据平抛运动的规律：小球在C点的竖直分速度 水平分速度 则B点与C点的水平距离为 (2)在B点，设管道对小球的作用力方向向下，根据牛顿第二定律，有 解得 管道对小球的作用力方向竖直向下。 20．（1）3mg，；（2） 【详解】（1）对P、Q的受力分析 对Q，由平衡条件，竖直方向上有 对P，由平衡条件，竖直方向上有 水平方向上有 解得 （2）当弹簧在原长时，则由 解得 对Q环 对P环 解得 答案第12页，共13页 答案第13页，共13页 学科网（北京）股份有限公司 $