第二章 匀速圆周运动 单元练习-2025-2026学年高一下学期物理教科版必修第二册

**基本信息** 本单元卷聚焦匀速圆周运动，覆盖基础概念、公式应用及实验探究，适配高中物理必修第二册单元复习，强化运动和相互作用观念与科学推理能力。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|12题|速度、向心力、临界问题等，如第1题考查速率不变，第3题双选分析向心力影响因素|注重基础辨析与模型建构，结合生活情境（如洗衣机脱水筒）| |填空与实验题|2题|控制变量法、F-v²关系，如13题探究向心力与线速度关系|突出科学探究，培养数据处理与证据分析能力| |计算题|3题|周期、角速度计算及综合应用，如17题结合圆周运动与平抛运动|强调科学论证，提升综合解题与创新应用能力|

第2章 匀速圆周运动 练习-2025-2026学年物理教科版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、质点做匀速圆周运动，不变的物理量是（ ） A．速度 B．速率 C．相对圆心的位移 D．加速度 2、如图所示，M能在水平光滑杆上自由滑动，滑杆连架装在转盘上。M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连。当转盘以角速度ω转动时，M离轴距离为r，且恰能保持稳定转动。当转盘转速增至原来的2倍，调整r使之达到新的稳定转动状态，则滑块M(　　) A.所需要的向心力变为原来的4倍 B.线速度变为原来的 C.半径r变为原来的 D.M的角速度变为原来的 3、（双选）在光滑的水平面上，用长为l的细线拴一质量为m的小球，以角速度ω做匀速圆周运动，下列说法中正确的是(　　) A．l、ω不变，m越大线越易被拉断 B．m、ω不变，l越小线越易被拉断 C．m、l不变，ω越大线越易被拉断 D．m不变，l减半且角速度加倍时，线的拉力不变 4、下列说法正确的是（　　） A．物体在恒力作用下一定做直线运动 B．物体在变力作用下一定做曲线运动 C．曲线运动一定是变速运动 D、物体做圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心 5、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 6、（双选）如图所示，A、B两个小球质量相等，用一根轻绳相连，另有一根轻绳的两端分别连接O点和小球B，让两个小球绕O点在光滑水平桌面上以相同的角速度做匀速圆周运动，若OB绳上的拉力大小为F1，AB绳上的拉力大小为F2，OB＝AB，则(　　) A．A球的向心力为F1，B球的向心力为F2 B．A球的向心力为F2，B球的向心力为F1 C．A球的向心力为F2，B球的向心力为F1－F2 D．F1∶F2＝3∶2 7、一物体做匀速圆周运动，其线速度大小为2m/s，则物体在0.5s内通过的弧长为（　　） A．4m B．3m C．2m D．1m 8、如图所示，某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点的过程中，物体的速率逐渐增大，则(　　) A．物体的合力为零 B．物体的合力大小不变，方向始终指向圆心O C．物体的合力就是向心力 D．物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外) 9、如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘上有三个点A、B、C，关于它们的线速度、角速度、周期、向心加速度大小，下列关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 10、如图所示为洗衣机脱水筒．在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上有一件湿衣服与圆筒一起运动，衣服相对于圆筒壁静止，则(　　) A．衣服受重力、弹力、压力、摩擦力、向心力五个力作用 B．洗衣机脱水筒转动得越快，衣服与筒壁间的弹力就越小 C．衣服上的水滴与衣服间的附着力不足以提供所需要的向心力时，水滴做离心运动 D．衣服上的水滴与衣服间的附着力大于所需的向心力时，水滴做离心运动 11、（双选）如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是(　　) A．b一定比a先开始滑动 B．a、b所受的摩擦力始终相等 C．ω＝ 是b开始滑动的临界角速度 D．当ω＝ 时，a所受摩擦力的大小为kmg 12、如图所示，用一连接体一端与一小球相连，绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动，设轨道半径为r，图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点，则以下说法正确的是(　　) A．若连接体是轻质细绳时，小球到达P点的速度可以为零 B．若连接体是轻质细杆时，小球到达P点的速度可以为零 C．若连接体是轻质细绳时，小球在P点受到细绳的拉力不可能为零 D．若连接体是轻质细杆时，小球在P点受到细杆的作用力为拉力，在Q点受到细杆的作用力为推力 二、填空与实验题。 13、如图甲所示： 是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，做匀速圆周运动的圆柱体放置在水平光滑圆盘上，力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系： (1)该同学采用的实验方法为________。 A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想化模型法 D．比值法 （2）改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如表所示： v/(m·s－1) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 F/N 0.88 2.00 3.50 5.50 7.90 该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。 ①作出F­v2图线； ②若圆柱体运动半径r＝0.2 m，由作出的F­v2图线可得圆柱体的质量m＝________ kg(保留两位有效数字)。 14、如图甲所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上，圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，表格中是所得数据，图乙为F­v图象、F­v2图象、F­v3图象， 甲 　　　　A　　　　　　　B　　　　　　　C 乙 v/(m·s－1) 1 1.5 2 2.5 3 F/N 0.88 2 3.5 5.5 7.9 (1)数据表格和图乙中的三个图象是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时，保持圆柱体质量不变、半径r＝0.1 m的条件下得到的．研究图象后，可得出向心力F和圆柱体线速度v的关系式 ． (2)为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持物理量 不变． (3)若已知向心力公式为F＝m，根据上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量为 ． 三、计算题。 15、一汽车发动机的曲轴每分钟转2 400周，求： (1)曲轴转动的周期与角速度。 (2)距转轴r＝0.2 m点的线速度。 16、小球在半径为R的光滑半球容器内做水平面内的匀速圆周运动，试分析图中的θ(小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角，且0<θ<)与线速度大小v、周期T的关系。(小球的半径远小于R，重力加速度为g) 17、如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg.求A、B两球落地点间的距离． 第2章 匀速圆周运动 练习-2025-2026学年物理教科版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、质点做匀速圆周运动，不变的物理量是（ ） A．速度 B．速率 C．相对圆心的位移 D．加速度 【答案】B 2、如图所示，M能在水平光滑杆上自由滑动，滑杆连架装在转盘上。M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连。当转盘以角速度ω转动时，M离轴距离为r，且恰能保持稳定转动。当转盘转速增至原来的2倍，调整r使之达到新的稳定转动状态，则滑块M(　　) A.所需要的向心力变为原来的4倍 B.线速度变为原来的 C.半径r变为原来的 D.M的角速度变为原来的 【答案】B 3、（双选）在光滑的水平面上，用长为l的细线拴一质量为m的小球，以角速度ω做匀速圆周运动，下列说法中正确的是(　　) A．l、ω不变，m越大线越易被拉断 B．m、ω不变，l越小线越易被拉断 C．m、l不变，ω越大线越易被拉断 D．m不变，l减半且角速度加倍时，线的拉力不变 【答案】AC 　 4、下列说法正确的是（　　） A．物体在恒力作用下一定做直线运动 B．物体在变力作用下一定做曲线运动 C．曲线运动一定是变速运动 D、物体做圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心 【答案】C 5、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 【答案】B　 6、（双选）如图所示，A、B两个小球质量相等，用一根轻绳相连，另有一根轻绳的两端分别连接O点和小球B，让两个小球绕O点在光滑水平桌面上以相同的角速度做匀速圆周运动，若OB绳上的拉力大小为F1，AB绳上的拉力大小为F2，OB＝AB，则(　　) A．A球的向心力为F1，B球的向心力为F2 B．A球的向心力为F2，B球的向心力为F1 C．A球的向心力为F2，B球的向心力为F1－F2 D．F1∶F2＝3∶2 【答案】CD　 7、一物体做匀速圆周运动，其线速度大小为2m/s，则物体在0.5s内通过的弧长为（　　） A．4m B．3m C．2m D．1m 【答案】D 8、如图所示，某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点的过程中，物体的速率逐渐增大，则(　　) A．物体的合力为零 B．物体的合力大小不变，方向始终指向圆心O C．物体的合力就是向心力 D．物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外) 【答案】D　 9、如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘上有三个点A、B、C，关于它们的线速度、角速度、周期、向心加速度大小，下列关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 10、如图所示为洗衣机脱水筒．在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上有一件湿衣服与圆筒一起运动，衣服相对于圆筒壁静止，则(　　) A．衣服受重力、弹力、压力、摩擦力、向心力五个力作用 B．洗衣机脱水筒转动得越快，衣服与筒壁间的弹力就越小 C．衣服上的水滴与衣服间的附着力不足以提供所需要的向心力时，水滴做离心运动 D．衣服上的水滴与衣服间的附着力大于所需的向心力时，水滴做离心运动 【答案】C 　 11、（双选）如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是(　　) A．b一定比a先开始滑动 B．a、b所受的摩擦力始终相等 C．ω＝ 是b开始滑动的临界角速度 D．当ω＝ 时，a所受摩擦力的大小为kmg 【答案】AC　 12、如图所示，用一连接体一端与一小球相连，绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动，设轨道半径为r，图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点，则以下说法正确的是(　　) A．若连接体是轻质细绳时，小球到达P点的速度可以为零 B．若连接体是轻质细杆时，小球到达P点的速度可以为零 C．若连接体是轻质细绳时，小球在P点受到细绳的拉力不可能为零 D．若连接体是轻质细杆时，小球在P点受到细杆的作用力为拉力，在Q点受到细杆的作用力为推力 【答案】B 二、填空与实验题。 13、如图甲所示： 是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，做匀速圆周运动的圆柱体放置在水平光滑圆盘上，力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系： (1)该同学采用的实验方法为________。 A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想化模型法 D．比值法 （2）改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如表所示： v/(m·s－1) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 F/N 0.88 2.00 3.50 5.50 7.90 该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。 ①作出F­v2图线； ②若圆柱体运动半径r＝0.2 m，由作出的F­v2图线可得圆柱体的质量m＝________ kg(保留两位有效数字)。 【答案】(1)B　 (2)如图所示： 　 ②0.18 14、如图甲所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上，圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，表格中是所得数据，图乙为F­v图象、F­v2图象、F­v3图象， 甲 　　　　A　　　　　　　B　　　　　　　C 乙 v/(m·s－1) 1 1.5 2 2.5 3 F/N 0.88 2 3.5 5.5 7.9 (1)数据表格和图乙中的三个图象是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时，保持圆柱体质量不变、半径r＝0.1 m的条件下得到的．研究图象后，可得出向心力F和圆柱体线速度v的关系式 ． (2)为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持物理量 不变． (3)若已知向心力公式为F＝m，根据上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量为 ． 【答案】(1)F＝0.88v2 　(2)线速度v　 (3)0.088 kg 三、计算题。 15、一汽车发动机的曲轴每分钟转2 400周，求： (1)曲轴转动的周期与角速度。 (2)距转轴r＝0.2 m点的线速度。 【答案】(1) s　80π rad/s　 (2)16π m/s 【解析】(1)由于曲轴每秒钟转＝40周 则周期T＝ s 曲轴转动的角速度 ω＝＝ rad/s＝80π rad/s。 (2)已知r＝0.2 m，因此这一点的线速度v＝ωr＝80π×0.2 m/s＝16π m/s。 16、小球在半径为R的光滑半球容器内做水平面内的匀速圆周运动，试分析图中的θ(小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角，且0<θ<)与线速度大小v、周期T的关系。(小球的半径远小于R，重力加速度为g) 【答案】v＝，T＝2π，θ越大，v越大，T越小 【解析】　小球做匀速圆周运动的圆心在和小球等高的水平面内(不在半球的球心)，向心力F是重力mg和支持力FN的合力，所以重力和支持力的合力方向必然水平。 如图所示，有mgtan θ＝＝mRsin θ 可得 v＝，T＝2π 可见，θ越大(即小球所在平面越高)，v越大，T越小。 17、如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg.求A、B两球落地点间的距离． 【答案】3R 【解析】两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差． 对A球：3mg＋mg＝m　解得vA＝ 对B球：mg－0.75mg＝m　解得vB＝ xA＝vAt＝vA＝4R　xB＝vBt＝vB＝R 所以xA－xB＝3R。 学科网（北京）股份有限公司 $