6.4生活中的圆周运动 同步练习（1）-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

**基本信息** 聚焦水平面圆周运动，通过基础辨析、综合应用、拓展迁移三层设计，构建从物理观念到科学思维的巩固路径，适配新授课分层教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础|向心力来源、受力分析|单选题1-2题考查摩擦力提供向心力，强化运动与相互作用观念| |中档|临界条件、多体比较|多选题7-11题涉及圆锥摆、汽车转弯等模型，培养科学推理能力| |提升|实际应用、综合计算|计算题15-16题结合圆锥摆临界状态与赛道转弯问题，深化模型建构与科学论证|

水平面圆周运动 一、单选题： 1.如图所示，小物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是    (    ) A. 重力、支持力 B. 重力、向心力 C. 重力、支持力、指向圆心的摩擦力 D. 重力、支持力、向心力、摩擦力 2.如图所示，一质量为的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为，当汽车经过半径为80 m的弯道时，下列判断正确的是(    ) A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B. 汽车转弯的速度为时所需的向心力为 C. 汽车转弯的速度为时汽车会发生侧滑 D. 汽车能安全转弯的加速度不超过 3.如图所示，小木块a、b和可视为质点放在水平圆盘上，a、b的质量均为m，c的质量为，a与转轴的距离为l，b、c与转轴的距离为2l且均处于水平圆盘的边缘.木块与圆盘间的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为若圆盘从开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法中正确的是(    ) A. b、c所受的摩擦力始终相等，故同时从水平圆盘上滑落 B. 当a、b和c均未滑落时，a、c所受摩擦力的大小相等 C. b和c均未滑落时线速度一定相等 D. b开始滑动时的角速度是 4.如图所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则(    ) A. 绳的张力可能为零 B. 桶对物块的弹力不可能为零 C. 随着转动的角速度增大，绳的张力保持不变 D. 随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大 5.如图所示，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度匀速转动.质量不同的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止，A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为和，，则(    ) A. A的质量一定小于B的质量 B. A、B受到的摩擦力可能同时为零 C. 若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向上的摩擦力 D. 若增大，A、B受到的摩擦力可能都增大 6.如图所示，一根细线下端拴一个金属小球Q，细线穿过小孔小孔光滑另一端连接在金属块P上，P始终静止在水平桌面上，若不计空气阻力，小球在某一水平面内做匀速圆周运动圆锥摆实际上，小球在运动过程中不可避免地受到空气阻力作用.设因阻力作用，小球Q的运动轨道发生缓慢的变化可视为一系列半径不同的圆周运动下列判断正确的是(    ) A. 小球Q的位置越来越高 B. 细线的拉力变小 C. 小球Q运动的角速度变大 D. P受到桌面的静摩擦力变大 二、多选题：本大题共8小题，共34分。 7.如图所示，一轻绳穿过水平桌面上的小圆孔，上端拴物体M，下端拴物体若物体M在桌面上做半径为r的匀速圆周运动时，角速度为，线速度大小为v，物体N处于静止状态，则不计摩擦(    ) A. M所需向心力大小等于N所受重力的大小 B. M所需向心力大小大于N所受重力的大小 C. 与r成正比 D. 与r成正比 8.如图所示，漏斗的中轴线是竖直的，内壁光滑。两个质量相等的小球A和B紧贴内壁在图中所示的水平面内做匀速圆周运动。比较A、B两球(    ) A. A球的线速度较大 B. B球的角速度较大 C. B球的周期较大 D. A球对漏斗壁的压力较大 9.公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势.则在该弯道处(    ) A. 路面外侧高内侧低 B. 车速只要低于，车辆便会向内侧滑动 C. 车速虽然高于，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动 D. 当路面结冰时，与未结冰时相比，的值变小 10.飞机飞行时除受到发动机的推力和空气阻力外，还受到重力和机翼的升力，机翼的升力垂直于机翼所在平面向上，当飞机在空中盘旋时机翼倾斜如图所示，以保证重力和机翼升力的合力提供向心力.设飞机以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时机翼与水平面成角，飞行周期为则下列说法正确的是(    ) A. 若飞行速率v不变，增大，则半径R增大 B. 若飞行速率v不变，增大，则周期T增大 C. 若不变，飞行速率v增大，则半径R增大 D. 若飞行速率v增大，增大，则周期T可能不变 11.在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨.如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为，则(    ) A. 该弯道的半径 B. 当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变 C. 当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压 D. 当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压 12.如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为和，有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是(    ) A. A、B球受到的支持力之比为 B. A、B球的向心力之比为 C. A、B球运动的角速度之比为 D. A、B球运动的线速度之比为 13.如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的水平细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是重力加速度为(    ) A. 当时，A、B相对于转盘会滑动 B. 当，绳子一定有弹力 C. 在范围内增大时，B所受摩擦力变大 D. 在范围内增大时，A所受摩擦力一直变大 14.宇航员要适应在高速旋转下的生活。某次训练时，训练宇航员的运动可以简化为如图所示的模型，在高速旋转的竖直圆筒上，竖直侧壁有一质量为m的物体，该物体随圆筒一起做半径为R的匀速圆周运动，已知物体和竖直侧壁的动摩擦因数为，物体和侧壁最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，重力加速度为g，则(    ) A. 物体一定受重力、弹力和静摩擦力的作用 B. 物体转动角速度越大，静摩擦力越大 C. 物体转动的角速度至少为 D. 物体转动的最大周期为 三、计算题：本大题共2小题，共20分。 15.如图，用一根长的细线，一端系一质量的小球可视为质点，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角。小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动。取重力加速度，结果可用根式表示，求：若要小球离开锥面，则小球的角速度至少为多大；若小球的角速度，则细线对小球的拉力及锥面对小球的弹力分别为多少；若小球的角速度，求细线对小球的拉力的大小； 16.图是场地自行车比赛的圆形赛道。路面与水平面的夹角为，，，不考虑空气阻力，g取。计算结果可以带根号某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动，圆周的半径为60m，要使自行车不受摩擦力作用，其速度应等于多少？若该运动员骑自行车以的速度仍沿该赛道做匀速圆周运动，自行车和运动员的质量一共是100kg，此时自行车所受摩擦力的大小又是多少？方向如何？ 答案和解析 1.【答案】C  【解析】略 2.【答案】D  【解析】汽车转弯时受到重力、地面的支持力以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可知，解得 ，所以汽车转弯的速度为时，所需的向心力小于，汽车不会发生侧滑，B、C错误；汽车能安全转弯的向心加速度 ，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过，D正确。 3.【答案】B  【解析】略 4.【答案】C  【解析】提示：对物块受力分析如图，当物块随圆桶做圆周运动时，竖直方向：，因此绳的张力T保持不变，且不可能为零，故AD错误，C正确；水平方向：，当减小，N减小，当N减小到零时有，则桶对物块的弹力可能为零，故B错误． 5.【答案】D  【解析】略 6.【答案】B  【解析】略 7.【答案】AC  【解析】略 8.【答案】AB  【解析】略 9.【答案】AC  【解析】略 10.【答案】CD  【解析】略 11.【答案】ABD  【解析】火车拐弯时不侧向挤压轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得，解得，故A正确；由，可得，可知火车规定的行驶速度大小与质量无关，故B正确；当火车速率大于v时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，此时外轨对火车轮缘有侧压力，轮缘挤压外轨，故C错误，D正确。 12.【答案】CD  【解析】如图所示，设小球受到的支持力为，向心力为F，则有，则，选项A错误; 向心力，，选项B错误; 小球运动轨道高度相同，则半径，，由得，选项C正确; 由得，选项D正确。 13.【答案】ABD  【解析】略 14.【答案】AD  【解析】A.物体受重力、弹力、静摩擦力，三力的合力指向圆心，故A正确； B.物体所受的静摩擦力一直和重力相等，故B错误； 竖直方向有 ，水平方向有 ，解得物体转动的角速度至少为 ，最大周期为  ，故C错误，D正确。 故选AD。 15.【答案】小球刚要离开锥面时的速度，此时支持力为零，根据向心力公式得：02 解得： 由于，所以小球压紧锥面 设锥面对球的支持力为FN1，细线拉力为FT1，则根据向心力公式及平衡条件得： 解得：FN1，FT1 由于，所以小球离开锥面 设细线与竖直方向夹角为，则由向心力公式得： 解得： 细线的张力为：  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 16.【答案】解：设人和自行车的总质量为m，若不受摩擦力作用则由重力和支持力的合力提供向心力， 根据牛顿第二定律可得：，解得：； 当自行车速为，此时重力和支持力的合力不足以提供向心力， 斜面对人和自行车施加沿斜面向下的静摩擦力，其受力分析如图所示， 根据牛顿第二定律可得： 在y轴方向， 在x轴方向， 联立解得：。  【解析】根据重力和支持力的合力提供向心力求解运动员的速度； 根据牛顿第二定律结合向心力的计算公式求解。 本题主要是考查圆周运动的知识，解答此类问题的关键是能够对物体进行受力分析，确定哪些力的合力或哪个力的分力提供了向心力，根据向心力的计算公式进行解答。 第3页，共4页 学科网（北京）股份有限公司 $