第六章 圆周运动 单元检测 -安徽省阜阳市颍州区2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

**基本信息** 本单元卷聚焦圆周运动，通过原创生活科技情境（如甩手动作、变速轮积木）考查物理观念与科学思维，适配高中物理圆周运动单元复习。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10题/42分|线速度、向心加速度、超失重|原创题1以甩手动作建模，考查运动合成与受力分析| |实验题|2题/16分|向心力实验探究|题12通过光电门与力传感器结合，培养科学探究能力| |解答题|3题/42分|竖直面圆周运动、综合应用|题15结合坐标系，综合考查能量与圆周运动规律，体现科学推理|

第六章 圆周运动单元检测 一、选择题:本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 原创1．日常生活中，很多人洗完手后会习惯性的用甩手的动作把水滴甩离手指。现把人的上肢按上臂、前臂、手掌的结构简化如图。在甩手过程中，肘关节O2以肩关节O1为圆心做圆周运动，半径为r1；腕关节O3以O2为圆心、r2为半径做圆周运动；手指上的水滴P以腕关节O3为圆心做半径为r3的圆周运动。则水滴P绕O3做圆周运动的同时还叠加了O3相对O2的运动和O2相对O1的运动，具有较大的线速度。以下说法正确的是（ ） A．甩手过程中，水滴P随指尖运动，一直处于超重状态 B．水滴P在最低点最容易被甩离手指 C．若水滴P在最低点被甩离手指，甩离手指瞬时水滴的速度方向斜向右下方 D．若水滴P在最低点被甩离手指，手指对水滴的作用力方向一定沿手指竖直向上 2．中国积木原创品牌“布鲁可”有一种变速轮积木，通过齿轮传动变速，如图所示。当驱动轮做大小不变的匀速转动时，可以改变从动轮半径的大小来实现变速。下列能正确表示从动轮边缘某质点的向心加速度a的大小随从动轮半径r变化的图像（其中C图为反比例图线、D图为抛物线）的是（　　） A． B． C． D． 原创3．物理兴趣小组利用脸盆、卷尺、秒表、小纸片进行“探究旋涡的力学模型”的课题研究。在圆形脸盆中放入清水，把卷尺固定在盆的直径上用于读取小纸片随旋涡圆周运动的半径。用手搅动水，使水面形成稳定的旋涡后放入小纸片，观察并记录小纸片圆周运动的半径并用秒表记录周期。原始实验数据和处理后的相关物理量数据如下表所示： 半径r/cm 周期T/s 角速度ω/(rad · s⁻¹) 线速度v/(cm · s⁻¹) 向心加速度a/(cm · s⁻²) 5 1.79 3.51 17.55 61.6 10 2.54 2.47 24.70 61.1 通过对实验数据分析得到的下列结论不正确的是（ ） A．实验中可以明显观察到靠近旋涡中心的纸片转动的角速度大、线速度小 B．经过计算可以发现不同转动半径的纸片的向心加速度几乎相等 C．由实验数据可以判断漩涡的表面形状近似为倒立的圆锥面 D．由实验数据可以判断漩涡表面对两个纸片的作用力相等 4．如图所示，质量为m的物块A叠放在质量为2m的物块B上，物块B放在水平圆盘上，水平细线连接物块A与圆盘的竖直转轴，细线初始伸直且无拉力，细线长为L，A和B间、B和圆盘间动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，不计物块大小，整个装置绕竖直转轴做圆周运动，角速度从零开始缓慢增大，直至细线上刚要产生拉力时，下列说法正确的是（　　） A．圆盘的角速度为 B．物块A、B间摩擦力为零 C．B所受的圆盘的摩擦力大小为2μmg D．B所受的摩擦力的合力大小为4μmg 5．如图，不可伸长的柔软轻绳穿过光滑的竖直细管，两端分别拴着质量为M和m的重物和小球，轻绳足够长，重物和小球不会触碰管口。，，此时小球绕细管做周期为T1的匀速圆周运动，轻绳与细管的夹角为α，小球加速度为a1，向心力为F1，若将M缓慢增加至6m0，此时m绕细管做周期为T2的匀速圆周运动，轻绳与细管的夹角为β，小球加速度为a2，向心力为F2，则下列比较正确的是（　　） A． B．α>β C． D． 6．如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动。圆半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨。则其通过最高点时（　　） A．小球对圆环的压力大小等于 mg B．小球受到的向心力大于 mg C．小球的线速度大小等于 D．小球的向心加速度小于g 7．城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上，一辆质量为m的小汽车，从A端以不变的速率驶过该立交桥，则（　　） A．小汽车通过桥顶时处于超重状态 B．小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为 C．小汽车到达桥顶时的速度越大，在桥上最高点受到桥面的支持力大小越大 D．为了更有利于控制小汽车的运动以便安全过桥，小汽车到达桥顶时的速度应该尽量小一些 8．三个质量均为m的小物块，用三根长度为L、最大张力为的轻绳连接，置于动摩擦因数为的粗糙水平圆盘上面，初始时刻轻绳恰好绷直，构成正三角形，正三角形的中心与圆盘的圆心重合．让圆盘绕过O点垂直于圆盘的轴缓慢转动起来，随着角速度的缓慢增加，在轻绳断裂的瞬间，圆盘的角速度大小为（    ） A． B． C． D． 二、选择题:本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合要求的，全部选对的得5分，选不全得3分，不选、错选得0分。 9．如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让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FN，小球在最高点的速度大小为v，其FN-v2图像如图乙所示。则（　　） A．小球的质量为 B．当地的重力加速度大小为 C．v2=c时，在最高点杆对小球的弹力方向向下 D．v2=2b时，在最高点杆对小球的弹力大小为2a 10．如图所示，离心液体分离器是一种利用离心现象将液体混合物中不同密度的成分进行分离的设备。某次运行检测，注入密度为ρ的某种液体，当其达到稳态时，可将其简化如下：密度为ρ的液体在中心转鼓的作用下以恒定角速度ω绕中心轴在一个竖直放置的圆柱形容器内匀速旋转；液体在旋转过程中形成一个稳定的旋转环，可将其近似看作围绕中心轴在水平方向做匀速圆周运动的薄层液体。设薄层液体距离中心轴的半径为r，水平厚度d (d远小于r)、竖直深度h在运动过程中均保持不变。（r、ρ、d、h，ω、Δt均为已知量）求： A．在（极短的时间）Δt内，该薄层液体通过任意纵截面的质量为 B．该薄层液体在（极短的时间）Δt时间内速度的变化量的大小为 Δt C．该薄层液体对容器外侧壁产生的压强为 D．若注入两种密度混合的液体，分离器稳定工作时，密度较大的液体层更靠近容器壁 三、实验题（11题每空2分，计8分；12题每空2分，计8分；总计16分） 11．如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的实验装置。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的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。 (1)下列实验的实验方法与本实验相同的是______。 A．验证力的平行四边形定则 B．伽利略对自由落体的研究 C．探究加速度与力、质量的关系 (2)探究向心力和角速度的关系时，将传动皮带套在两个变速塔轮上，将质量 （选填“相等”或“不相等”）的两个小球分别放在挡板 处（选填“A、C”或“B、C”），转动时发现左边标尺上露出的格数为右边标尺的4倍，那么左边塔轮的半径与右边塔轮的半径之比为 。 11．如图甲所示是某兴趣小组设计的验证向心力大小表达式的实验装置。在O处固定一力传感器，其下方用细线悬挂一重力为的小球，在小球静止的最低点A处固定一光电门。（含有数据采集器及配套设施的光电门和力传感器均未画出）实验时，首先用刻度尺测出小球静止时悬点O到球心的距离L，然后将小球从最低点A处拉升到一定高度后（保持细线绷紧）由静止释放，释放后。小球做（部分）圆周运动，当小球运动到A处时采集一组数据：力传感器的示数F和小球通过光电门的遮光时间。之后每隔采集一组F、的数据，共采集6~10组。改变小球做圆周运动的半径L，重复上述步骤。根据采集的数据，作出的图像如图乙所示。 （1）图乙是以 为纵坐标作出的（用已知量和测量量的字母表示）。 （2）根据图乙中的任意一条图线均可得到：做圆周运动的物体，当质量和 一定时，向心力的大小与线速度或角速度的平方成正比。 （3）若在图乙中横坐标上取某一值，图乙中的每一条图线对应的纵坐标的值与相应的半径的 （选填“乘积”或“比值”）相等，则可得：做圆周运动的物体，当质量和线速度的大小一定时，向心力的大小与半径成反比。 （4）实验中，每次改变小球做圆周运动的半径L后，小球由静止释放的位置距最低点的高度 。 A．必须相同     B．必须不同     C．可以相同，也可以不同 四、解答题（13题10分，14题12分，15题18分，总计42分） 13．如图甲是某冰雪游乐场中的雪地转椅项目。“十”字支架的四个端点通过轻绳各连接一个转椅，支架端点到转轴的距离为，轻绳长度为。当整个装置稳定转动时转椅离开地面，轻绳与竖直方向的夹角为，如图乙所示。已知每个转椅和坐着的人的总质量为，重力加速度为。不计空气阻力，转椅和人可视为质点。求： (1)转椅对轻绳拉力的大小； (2)转椅转动角速度的大小。 14．如图所示，质量、半径的光滑细圆管，上端用竖直轻杆固定在竖直平面内，小球A和B（均可视为质点）的直径略小于细圆管的内径（内径远小于细圆管半径）。它们的质量、。某时刻小球A、B分别位于圆管最低点和最高点，且AB的速度大小为，（取）求： (1)A小球对圆管的压力； (2)B小球对圆管的压力； (3)竖直轻杆对圆管的弹力。 15．在竖直面内有一个半径为R的四分之三圆轨道，如图以圆轨道圆心为坐标原点，建立xoy坐标系。将一质量为m的小球从点静止释放，小球从B点进入圆轨道，经过最低点C，最后从D点恰好脱离圆轨道，已知在该过程中小球的速度大小与其所在纵坐标值y满足关系式。求： （1）小球经过圆轨道最低点C时，对轨道的压力大小； （2）脱离圆轨道D点的坐标； （3）脱离圆轨道D点后，求小球能到达最高点E点的坐标。 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 $ 第六章 圆周运动单元检测解析版 一、单选题 1.B 2.C 3.D 4.A 5.D 6.C 7.D 8.A 1．【答案】B【详解】实际情况中，水滴P到达B点过程中做加速运动，考虑到水滴的实际加速度（切向加速度和向心加速度的合成），水滴在运动过程中应该先失重后超重，A错误；到达B点时，水滴速度最大，所需要的向心力最大，根据牛顿第二定律：，且=0，可以判断此时需要手指对水滴的作用力最大，最容易达到水滴被甩离手指的条件，B正确；水滴离开手指的瞬时速度与离开前的瞬间相同，应该水平向右，C错误；手指可以看作一个杆，指尖对水滴的作用力方向具体向哪儿，要看水滴此时的实际运动加速度，根据牛顿第二定律进行判断，沿着手指方向是可能的，但不一定，所以D错误。 2．【答案】C【详解】驱动轮做大小不变的匀速转动时，驱动轮与从动轮边缘点的线速度大小相等，向心加速度a的大小，可得从动轮边缘某质点的向心加速度a的大小与r成反比；故选C。 3．【答案】D【详解】由表格中的数据可以直接得到AB两个选项的答案说法是正确的；纸片随着漩涡运动可以看作匀速圆周运动，向心力由水面对纸片的作用力和纸片的重力的合力提供，根据力的合成可以和牛顿第二定律有，可以得到向心加速度为，由实验数据可以得到两个纸片的加速度等大，说明两个纸片所在位置的水面的切平面的倾斜角相等，能够判断漩涡表面是同一圆锥面，C的说法正确；由于不明确纸片的质量，所以无法判断两个纸片受到的水面作用力的大小关系，D的说法不正确，所以本题应该选答案D选项。 4．【答案】A【详解】AB．设细线上刚要产生拉力时，物块B没有滑动，此时A与B间的摩擦力刚好为，转动的角速度设为，则，解得，故A正确，B错误；CD．设此时物块B受到圆盘的摩擦力大小为f，对B研究，有，解得，即物块B与圆盘间刚好达到最大静摩擦力，B所受的摩擦力的合力大小为。 5．【答案】D【详解】设轻绳与细管的夹角为θ，对小球受力分析可得，，可得，对重物，由平衡条件可得，联立解得，将、分别代入解得，，，，，，故ABC错误； D．由题意知，代入，可得，故D正确。故选D。 6【答案】C【详解】A．小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨，可知，通过最高点时，小球对圆环的压力大小等于0，故A错误；B．结合上述可知，通过最高点时，小球受到的向心力等于 mg，故B错误； C．结合上述有解得，故C正确；D．结合上述，根据牛顿第二定律可知，通过最高点时，小球的向心加速度等于g，故D错误。 7．【答案】D【详解】小汽车通过桥顶时，加速度方向向下，处于失重状态，故A错误；小汽车在桥上最高点，，小汽车受到桥面的支持力大小为 ，B错误，同时也可以得到，随着速度增大，支持力减小，C错误；车到桥顶的速度越小，支持力越大，路面对车的最大静摩擦力越大，对于车辆的控制越有利，安全性越高，D正确． 8．【答案】A【详解】当绳断裂瞬间，拉力为mg，对任意一个小球，根据力的合成结合牛顿第二定律有 ，解得。 二、多选题 9. AC 10. ACD 9．【答案】AC【详解】B．当v2=b时，杆子的弹力为零，有：解得，故B错误；A．当小球的速度为零时，F=a，则有：F=mg，解得，故A正确；C．由图象可知，v2=b时，杆子的作用力为零，当v2=c＞b时，轻杆表现为拉力，即轻杆对小球的弹力方向向下，故C正确；D．当v2=2b时，根据牛顿第二定律得，则F+mg=2mg，可知F=mg=a，故D错误。 10．【答案】ACD 【详解】Δt时间内对应质量，对应液体体积，联立可知,A正确； 由加速度定义式，向心加速度，在极短时间内，可以认为加速度不变，联立可知，B错误；由压强定义式，，器壁对液体薄层的弹力提供向心力，向心力 ，联立可知，C正确；密度大的液体，同样运动参数条件下所需要的向心力更大，离心趋势更明显，更远离运动圆心，靠近容器壁，D正确。 三、实验题 11．【答案】(1)C(2) 相等 A、C 【详解】（1）A．验证力的平行四边形定则的实验方法是等效替代，与本实验不同，故A错误； B．伽利略对自由落体的研究主要是利用理想化物理模型来进行思想实验，与本实验不同，故B错误； C．探究加速度与力、质量的关系的实验方法是控制变量法，与本实验相同，故C正确。故选C。 （2）[1][2]探究向心力和角速度的关系时，要保持小球质量相同，转动半径相同，小球分别放挡板A、C处。 [3]由公式，可知左边塔轮转动的角速度与右边塔轮的角速度之比为，而两个塔轮通过皮带传动，边缘点的线速度大小相等，则角速度与塔轮半径成反比，则左边塔轮的半径与右边塔轮的半径之比为。 12．【答案】 半径 乘积 C 【详解】（1）[1]根据向心力公式有，可见图乙是以为纵坐标作出。 （2）[2]根据图乙中的任意一条图线的斜率，所以可得到做圆周运动的物体，当质量和半径一定时，向心力的大小与线速度或角速度的平方成正比。 （3）[3]由上分析，变形得，所以若在图乙中横坐标上取某一值，图乙中的每一条图线对应的纵坐标的值与相应的半径的乘积相等，则可得：做圆周运动的物体，当质量和线速度的大小一定时，向心力的大小与半径成反比。 （4）[4]实验中，小球到最低点的速度不需要保持定值，所以每次改变小球做圆周运动的半径L后，小球由静止释放的位置距最低点的高度可以相同，也可以不同。故选C。 四、解答题 13【答案】(1) (2) 【详解】（1）对座椅和人构成的系统受力分析，根据牛顿第二定律有 2分 解得 1分 根据牛顿第三定律，转椅对轻绳的拉力大小为 2分 （2）设对座椅和人构成的系统圆周运动的半径为， 1分 对座椅和人构成的系统受力分析，根据牛顿第二定律有 ， 2分 解得 2分 14．【答案】(1)，方向竖直向下 (2)，方向竖直向下 (3)，方向竖直向上 【详解】 （1）对A球在最低点时，根据牛顿第二定律，解得 2分 根据牛顿第三定律A球对圆管压力为，方向竖直向下。 2分 （2）设圆管对球的弹力向上  根据牛顿第二定律 ， 2分 假设正确，根据牛顿第三定律B球对圆管压力为，方向竖直向下。 2分 （3）根据圆管受力平衡轻杆拉力， 2分 方向竖直向上。 2分 15．【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据题意，由小球的速度大小与其所在纵坐标值y关系式可得，小球在点的速度大小为 ， 1分 在点，由牛顿第二定律有，解得 2分 由牛顿第三定律可得，小球经过圆轨道最低点C时，对轨道的压力的大小为 2分 （2）根据题意，设脱离圆轨道D点的坐标为，则有 1分 在点，由牛顿第二定律有， 2分 又有，联立解得， 1分 则 1分 即脱离圆轨道D点的坐标。 1分 （3）结合（2）分析可知，小球在D点的速度为， 1分 小球从D点离开后做斜抛运动， 竖直方向上有 ，， 1分 水平方向上有， 1分 联立解得，， 1分 则小球能到达最高点E点的横坐标为， 1分 纵坐标为， 1分 E点的坐标为。 1分 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 $Sheet1 安徽 高一物理下学期阶段测试（人教版必修二第六章）（细目表） 题号 试题形式 题型 分值 知识模块 考察知识点 认知水平 考察能力 核心素养 预估难度 1 客观题 单项选择题 4 必修二第六章 超重失重、离心运动 了解 理解能力 物理观念、科学思维、科学态度与责任 0.8 2 客观题 单项选择题 4 必修二第六章 角速度、线速度、向心加速度关系 应用 理解、推理能力 物理观念、科学思维 0.7 3 客观题 单项选择题 4 必修二第六章 水平圆周运动 掌握 理解能力 物理观念、科学思维 0.7 4 客观题 单项选择题 4 必修二第六章 摩擦力提供向心力、临界问题 掌握 理解能力 物理观念、科学思维 0.6 5 客观题 单项选择题 4 必修二第六章 水平面圆周运动、圆锥摆 掌握 理解能力 物理观念、科学思维 0.6 6 客观题 单项选择题 4 必修二第六章 竖直平面圆周运动、临界问题 掌握 理解、推理能力 物理观念、科学思维 0.7 7 客观题 单项选择题 4 必修二第六章 竖直平面圆周运动、汽车过拱形桥问题 应用 理解能力 物理观念、科学思维 0.7 8 客观题 单项选择题 4 必修二第六章 摩擦力提供向心力问题、临界问题 应用 综合分析能力 科学思维 0.5 9 客观题 多项选择题 5 必修二第六章 竖直平面圆周运动、杆球模型 掌握 理解、推理能力 科学探究、科学思维 0.6 10 客观题 多项选择题 5 必修二第六章 水平方向圆周运动、连续流体、弹力提供向心力 掌握 理解、推理能力 科学探究、科学思维、科学态度与责任 0.5 11 主观题 实验填空题 8 必修二第六章 利用向心力演示仪探究向心力表达式 掌握 综合分析、实验能力 科学探究、科学思维 0.7 12 主观题 实验填空题 8 必修二第六章 利用传感器探究向心力得影响因素创新实验 应用 综合分析、实验能力 科学探究、科学思维 0.5 13 主观题 计算论述题 10 必修二第六章 水平面圆周运动、圆锥摆 掌握 理解能力 物理观念、科学思维 0.8 14 主观题 计算论述题 14 必修二第六章 水平面的圆周运动 掌握 理解、推理论证能力 物理观念、科学思维 0.7 15 主观题 计算论述题 18 必修二第六章 多过程动力学、运动学规律综合 应用 理解、推理能力、质疑论证 科学思维 0.5 100 0.64 $