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

**基本信息** 2026年人教版物理必修第二册第六章圆周运动单元卷，以自行车、摩天轮等生活情境为载体，覆盖圆周运动核心概念与规律，通过基础巩固、能力提升、创新应用梯度设计，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/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|10/46|角速度、线速度、向心力、超重失重|结合自行车传动（第1题）、智能呼拉圈（第9题）等真实情境，第6题创新引入非惯性系与角动量守恒对比分析| |实验题|2/14|向心力实验控制变量法|第11、12题通过调整塔轮半径、挡板位置，考查科学探究中的变量控制与数据处理| |解答题|3/40|竖直/水平圆周运动综合应用|第13题西瓜飞椅模型、14题辘轳提水情境，融合受力分析与运动规律，体现模型建构与科学推理|

2026年物理人教版必修第二册第六章圆周运动检测试卷 满分：100 分 考试时间：75 分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．如图所示，是自行车部分结构示意图，下面说法中正确的是（　　） A． B、A两点的角速度相等 B．C、B两点的线速度大小相等 C．B、C两点的角速度相等 D．A、C两点的线速度大小相等 2．对于正在做匀速圆周运动的某物体来说，不变的物理量是（　　） A．周期 B．线速度 C．向心加速度 D．向心力 3．如图所示，把一个长为20cm，劲度系数为360N/m的弹簧一端固定，作为圆心，弹簧的另一端连接一个质量为0.50kg的小球，当小球以 12rad/s的角速度在光滑水平面上做匀速圆周运动时，弹簧的伸长量应为（　　） A．5.0cm B．5.2cm C．5.3cm D．5.4cm 4．如图所示，摩天轮的半径为R，匀速转动的角速度为。质量为m的游客坐在摩天轮的座椅上，重力加速度为g，不考虑摩天轮座舱的大小。下列说法正确的是（    ） A．在转动一周的过程中，游客一直处于失重状态 B．在最低点时，座椅对游客的摩擦力大小为 C．在最高点时，游客对座椅的压力大小为 D．在与圆心等高处，座椅对游客的作用力大小为 5．图示为某景点的峡谷秋千，该项目会让游客体会到超重与失重带来的刺激。以下说法正确的是（      ） A．当秋千摆动到最高点时，速度为零；最低点时，加速度为零 B．游客臀部和座椅之间存在摩擦力，且在最低点摩擦力最大 C．考虑阻力，秋千摆动幅度变小，经过最高点处的绳子拉力依次变大 D．秋千下摆过程中，游客体会到的是失重；上摆过程中，体会到的是超重 6．同一物理现象往往可以用不同方法来解释。例如：在赤道地表上方300m高空相对于地球表面静止释放一物体，不考虑重力加速度的变化，忽略空气阻力，物体将不会落在释放点的正下方，该现象可以用两种不同的方法进行解释。 方法一：地球是一个转动的非惯性系，运用牛顿定律分析物体的运动时，物体除了受到与惯性系相同的力外，还受到一个“假想的惯性力”，该力的方向与物体上下运动的方向有关，当物体向地心运动时，该力的方向指向东方，当竖直运动方向反向时惯性力的方向也反向。 方法二：物体在下落过程中，受到的万有引力是有心力，根据物理学规律角动量守恒（角动量，其中m是物体的质量，r为物体到地心的距离，为物体相对于地球的角速度），物体的角速度会发生变化。下列说法正确的是（   ） A．由方法一可知，若将一物体在赤道竖直向上抛出，上升过程相对抛出点向西运动，下落过程相对抛出点向东运动，落回的地点在抛出点 B．由方法二可知，若将一物体在赤道竖直向上抛出，上升过程物体的角速度越来越大，下落过程物体的角速度越来越小，落回的地点在抛出点 C．若将一物体在北京竖直向上抛出，由两种方法均可知，物体相对于地面将向西偏转 D．若将一物体在北京竖直向上抛出，由两种方法均可知，物体相对于地面将向东偏转 7．如图所示，在轻杆上端B点系上一根长为的细线，细线下端连上一个质量为的小球．以轻杆的A点为顶点，使轻杆旋转起来，其B点在水平面内做匀速圆周运动，轻杆的轨迹为一个母线长为的圆锥，轻杆与中心轴间的夹角为。同时小球在细线的约束下开始做圆周运动，轻杆旋转的角速度为，小球稳定后，细线与轻杆间的夹角。已知重力加速度为，则（    ） A．小球做圆周运动的周期为 B．小球做圆周运动的线速度与角速度的比值为 C．小球做圆周运动的线速度与角速度的乘积为 D．细线对小球的拉力为 8．如图所示，餐桌上的水平玻璃转盘绕竖直转轴匀速转动时，可视为质点，质量为的餐盘相对于转盘静止。已知餐盘到转轴的距离为，餐盘在时间内转过的角度为。重力加速度大小为，餐盘与转盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　） A．餐盘的线速度大小为 B．餐盘的向心加速度大小为 C．转盘对餐盘的作用力大小为 D．餐盘与转盘间的动摩擦因数不小于 9．市面上有一种自动计数的智能呼拉圈，深受女士喜爱．如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿过轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳，其模型简化如图乙所示。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重m做水平匀速圆周运动，若计数器显示在1min内转过的圈数，此时绳子与竖直方向夹角为。配重运动过程中认为腰带没有变形，下列说法正确的是（　　） A．当增大转速，腰受到腰带的摩擦力不变 B．保持匀速转动时，向心力大小为 C．保持匀速转动时，腰给腰带的作用力大小不变 D．当增加配重，保持转速不变，绳子与竖直方向夹角将减小 10．现有一根长的刚性轻绳，其一端固定于点，另一端系着质量为的小球（可视为质点），将小球提至点正上方的点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示。不计空气阻力，，则（　　） A．为保证小球在竖直平面内做完整圆周运动，点至少应该给小球水平速度为 B．小球以的速度水平抛出的瞬间，绳中的张力为 C．小球以的速度水平抛出的瞬间，绳子的张力不为0 D．小球以的速度水平抛出到绳子再次伸直时所经历的时间为 二、实验题 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之间关系的实验装置。 (1)本实验采用的实验方法是______； A．理想实验法 B．控制变量法 (2)当探究向心力的大小F与半径r的关系时需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径______（选填“相同”或“不同”）； (3)当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要把质量相同的小球分别放在挡板______（填“A、C”或者“B、C”） 12．某实验小组用如图所示装置“探究向心力大小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套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。 (1)本实验中用到的物理方法是______。 A．微元法 B．等效替代法 C．理想实验法 D．控制变量法 (2)摇动手柄时，图中长槽上B处挡板的转动半径大于A处挡板的转动半径，短槽上C处挡板的转动半径等于A处挡板的转动半径，要探究向心力与角速度的关系，将质量______（填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板______（填“A、C”或“B、C”）处，将皮带套在左、右半径______（填“相等”或“不相等”）的塔轮上。 (3)小球质量和转动半径相同，皮带套在左、右两个塔轮的半径之比为3∶2，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动，此时左、右两侧露出的标尺格数之比应为______。 三、解答题 13．图甲是一游乐场西瓜飞椅游玩项目，其模型简化为图乙，转轴两侧对称，水平横杆半径，西瓜座椅和游客总质量，等效为大小不计的小球，悬线长，运动过程不计阻力，求： (1)若转轴不转动，小球绕点在竖直面内左右摆动。 ①当小球通过最低点时的速度为时，悬线的拉力大小； ②当悬线与竖直方向的夹角时小球的速度为，此时悬线的拉力大小。 (2)若转轴匀速转动，稳定后悬线与竖直方向的夹角，转轴转动的角速度大小。 14．辘轳是古代民间提水设施，由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成，如图甲为提水设施工作原理简化图，某次从井中汲取m=4kg的水，辘轳绕绳轮轴半径为r=0.2m，水斗的质量为m0=3kg，井足够深且井绳的质量忽略不计，t=0时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动向上提水斗，其角速度随时间变化规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，井绳粗细不计，求： （1）0~10s内水斗上升的高度； （2）井绳所受拉力大小。 15．如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为l的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角，此时细绳伸直但无张力，物块与转台间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，重力加速度为g，则： (1)当水平转盘以角速度匀速转动时，绳上恰好有张力，求的值； (2)当水平转盘以角速度匀速转动时，求细绳拉力大小。 (3)若角速度从零开始缓慢增大，在坐标系中画出绳子的拉力F随的变化关系图像，并标出相应的坐标值。 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A A C C C C AD AC ABD 1．C 【详解】A．A、B两点可看作是皮带传动，B、A两点的线速度大小相等，但半径不相同，根据 知，角速度不相等，故A错误； D．B、A两点的线速度大小相等，设为，B、C两点的角速度，但半径不相同，根据 知，C点的线速度大于B，故C点的线速度大于A，故D错误； BC．B、C两点是共轴转动，故B、C两点的角速度大小相等，由于B、C两点半径大小不相等，根据 知，所以B、C两点的线速度大小不相等，故B错误，C正确。 故选C。 2．A 【详解】对于正在做匀速圆周运动的某物体来说，不变的物理量是周期，而线速度、向心加速度和向心力都是大小不变，方向不断变化。 故选A。 3．A 【详解】设弹簧的伸长量为，由牛顿第二定律得 将、、、代入上式得 故选A。 4．C 【详解】A．游客随摩天轮做匀速圆周运动，游客的加速度始终指向圆心，当游客处于摩天轮圆心等高处上方时，向心加速度的方向向下或者有竖直向下的分量，游客处于失重状态，当游客处于圆心等高处下方时，向心加速度的方向向上或者有竖直向上的分量，游客处于超重状态，故A错误； C．在最高点时，对游客由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律可知，游客对座椅的压力大小为，故C正确； B．在最低点，由于游客做匀速圆周运动，沿切线方向的合力始终为0，则游客所受的摩擦力为0，故B错误； D．在与圆心等高处，在竖直方向上，座椅对游客的作用力大小为 水平方向上的作用力大小为 则座椅对游客的作用力大小为 解得，故D错误。 故选C。 5．C 【详解】A．当秋千摆动到最高点时，速度为零；但当秋千摆动到最低点时，向心加速度不为零，故A错误； B．座椅与人之间的摩擦力提供水平方向的加速度，在上升过程中，游客先超重，后失重，水平方向的加速度先增大，后减小，即摩擦力先变大，后变小，并非在最低点最大，故B错误； C．设秋千绳子与竖直方向夹角为θ，秋千摆动幅度变小，θ变小，在最高点时，要使得绳子能够提供足够的向心加速度，则有 减小，sinθ也减小，要保证足够的向心加速度，则绳子的拉力F要变大，故C正确； D．秋千在下摆过程中，游客先有向下的加速度分量，后有向上的加速度分量，所以先体会失重，后体会超重，故D错误。 故选C。 6．C 【详解】A．由方法一可知，若将一物体在赤道竖直向上抛出，上升过程中物体远离圆心，惯性力方向向西，角速度小于地球自转的角速度，所以相对抛出点向西运动，下落过程中物体向地心运动，惯性力方向向东，角速度小于地球自转的角速度，由于上升和下落过程对称，物体落回地面时角速度等于地球自转的角速度，落回的地点应在抛出点的西方，故A错误； B．由方法二可知，若将一物体在赤道竖直向上抛出，上升过程增大，根据角动量守恒可知，越来越小，下落过程中减小，根据角动量守恒可知，越来越大，落回地面时角速度等于地球自转的角速度，所以落回的地点在抛出点的西侧，故B错误； CD．若将一物体在北京竖直向上抛出，由方法一可知，物体远离地心运动，物体受到指向西方的惯性力，物体向西偏转，由方法二可知，物体到地心的距离r增大，根据角动量守恒可知，角速度减小，由于地球自西向东转动，角速度不变，物体角速度减小，故物体向西偏转，故C正确，D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．对小球，做圆周运动的周期为 故A错误； B．小球做圆周运动的线速度与角速度的关系满足 由几何关系可知 即小球做圆周运动的线速度与角速度的比值为 故B错误； C．小球做圆周运动的线速度与角速度的乘积 由受力分析可知 故小球做圆周运动的线速度与角速度的乘积 故C正确； D．由受力分析可知 故D错误。 故选C。 8．AD 【详解】AB．餐盘的角速度为 则线速度大小 餐盘的向心加速度大小为，故A正确，B错误； C．转盘对餐盘的摩擦力大小 支持力大小 则转盘对餐盘的作用力大小，故C错误； D．餐盘相对转盘静止，则有 解得 可知餐盘与转盘间的动摩擦因数不小于，故D正确。 故选AD。 9．AC 【详解】A．若增大转速，配重做匀速圆周运动的半径变大，绳与竖直方向的夹角将增大，竖直方向有 水平方向 可知配重在竖直方向平衡，拉力T变大，向心力变大，对腰带分析有 竖直方向有 水平方向有 所以腰感受到腰带的摩擦力不变，故A项正确； B．保持匀速转动时，竖直方向有 水平方向 整理有 故B项错误； C．匀速转动时，腰给腰带的作用力是支持力N和摩擦力f的合力，两个力的大小均不变，则其合力大小不变，故C项正确； D．对配重有 整理有 当增加配重，保持转速不变，绳子与竖直方向夹角将不变，故D项错误。 故选AC。 10．ABD 【详解】A．要使小球在竖直平面内做完整圆周运动，在最高点时重力恰好提供向心力，根据牛顿第二定律可得 代入数据计算得出，故A正确； B．当小球以的速度水平抛出的瞬间，设绳的张力为，由牛顿第二定律可知 解得，故B正确； C．当小球以的速度水平抛出的瞬间，因为，故绳子没有张力，故C错误； D．小球以的速度水平抛出，经时间绳拉直，如图所示，在竖直方向有 在水平方向有 由几何知识得 联立并代入数据计算得出，故D正确。 故选ABD。 11．(1)B (2)相同 (3)A、C 【详解】（1）探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系，采用的实验方法是控制变量法。 故选B。 （2）当探究向心力的大小F与半径r的关系时，需要控制质量和角速度一定，则需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径相同。 （3）当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要控制质量和做圆周运动的半径相同，需要把质量相同的小球分别放在挡板A、C。 12．(1)D (2) 相同 A、C 不相等 (3)2∶3 【详解】（1）本实验中用到的物理方法是控制变量法，故选D； （2）[1][2][3]要探究向心力与角速度的关系，要保持质量和半径相同，使角速度不同；则将质量相同的小球，分别放在挡板A、C处，将皮带套在左、右半径不相等的塔轮上。 （3）左，右塔轮线速度大小相等，根据v=ωr，可知左，右两塔轮的角速度之比为2∶3；根据F=mω2r，可知左，右两侧露出的标尺格数之比即向心力大小之比为2∶3。 13．(1)①900N；② (2) 【详解】（1）最低点时根据牛顿第二定律 解得 解得 （2）绕转动的半径 由 解得 14．（1）20m；（2）72.8N 【详解】（1）根据 则图像与时间轴围成的面积与半径的乘积表示上升高度； 根据图像可知，0~10s内水斗上升的高度为 （2）根据 根据牛顿第二定律 解得 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）当水平转盘以角速度匀速转动时，绳上恰好有张力，此时物块受到的静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律得 代入数据解得 （2）当支持力为零时，物块所需要的向心力由重力和细绳拉力的合力提供，由牛顿第二定律得 解得 当水平转盘以角速度匀速转动时，由于，物块已经离开转台在空中做圆周运动；设细绳与竖直方向夹角为，则有 解得绳上的拉力大小为 （3）如图 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $