第3章 圆周运动 期末练习-2025-2026学年高一下学期物理鲁科版必修第二册

**基本信息** 鲁科版（2019）必修第二册第3章“圆周运动”期末单元卷，通过选择、填空实验、计算三种题型，系统考查圆周运动核心概念与应用，注重科学思维与探究能力培养。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|12|匀速圆周运动基本概念（题1、3、7）、生活应用（火车转弯题5、狗拉雪橇题9）、科技情境（风力发电机叶片题6、变速自行车齿轮题12）|双选设计（题2、6、12）考查多角度分析，螺旋线运动（题2）体现模型建构| |填空实验题|2|向心力与线速度关系探究（题13、14），涉及控制变量法（题13(1)）、数据处理（F-v²图线题13(2)）|DIS实验情境（题14）培养科学探究能力，强调实验方法与数据论证| |计算题|3|时钟周期与线速度计算（题15）、汽车转弯最大速度（题16、17）|结合生活实例，综合应用ω、v、T关系及向心力公式，提升问题解决能力|

第3章 圆周运动 期末练习-2025-2026学年物理鲁科版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是(　　) A．是线速度不变的运动 B．是角速度不变的运动 C．是角速度不断变化的运动 D．是相对圆心位移不变的运动 2、（双选）一质点沿螺旋线自外向内运动，如图所示。已知其走过的弧长s与时间t成正比。则关于该质点的运动，下列说法正确的是(　　) 隐含：质点的线速度大小不变 A.质点运动的线速度越来越大 B.质点运动的向心力越来越大 C.质点运动的角速度越来越大 D.质点所受的合外力不变 3、关于做匀速圆周运动物体的向心力,下列说法正确的是（ ） A.向心力不变 B.向心力一定是重力 C.向心力为其所受的合外力 D.向心加速度决定向心力的大小 4、如图所示，一球体绕轴O1O2以角速度ω旋转，A、B为球体上两点．下列说法中正确的是(　　) A．A、B两点具有相同的角速度 B．A、B两点具有相同的线速度 C．A、B两点具有相同的向心加速度 D．A、B两点的向心加速度方向都指向球心 5、铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于，则(　　) A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C.这时铁轨对火车的支持力等于 D.这时铁轨对火车的支持力大于 6、（双选）如图所示，在风力发电机的叶片上有A、B、C三点，其中A、C在叶片的端点，B在叶片的中点。当叶片转动时，这三点(　　) A.线速度大小都相等 B.线速度方向都相同 C.角速度大小都相等 D.周期都相等 7、关于向心力的下列说法正确的是（ ） A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 B.向心力只能改变做圆周运动的物体的速度方向,不能够改变速度的大小 C.做匀速圆周运动的物体其向心力指向圆心,所以是恒力 D.做匀速圆周运动的物体其向心力可以改变线速度的大小 8、某物体保持不变的角速度做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A．若轨道半径越大，则线速度越大 B．若轨道半径越大，则线速度越小 C．若轨道半径越大，则周期越小 D．若轨道半径越大，则周期越大 9、狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速行驶,下列给出的四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力f的示意图（图中O为圆心）正确的是（ ） A. B. C. D. 10、A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们(　　) A．线速度大小之比为4∶3 B．角速度大小之比为3∶4 C．圆周运动的半径之比为2∶1 D．向心加速度大小之比为1∶2 11、实验室模拟拱形桥来研究汽车通过桥的最高点时对桥的压力。在较大的平整木板上相隔一定的距离钉4个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉内，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上，关于电子秤的示数下列说法正确的是(　　) A.玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些 B.玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大 C.玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态 D.玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小 12、（双选）变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度，如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则(　　) A.该车可变换两种不同挡位 B.该车可变换四种不同挡位 C.当A轮与D轮组合时，两轮角速度之比ωA∶ωD＝1∶4 D.当A轮与D轮组合时，两轮角速度之比ωA∶ωD＝4∶1 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、某只走时准确的时钟，分针与时针有转动轴到针尖的长度比为1.2：1，求： (1)分针与时针的角速度之比是多少？ (2)分针与时针的周期之比是多少？ (3)分针针尖与时针针尖的线速度之比是多少？ 16、高速公路转弯处弯道圆半径R＝100 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0.23。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，若路面是水平的，问汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm为多大？当超过vm时，将会出现什么现象？(g取9.8 m/s2) 17、汽车行驶在半径为50 m的圆形水平跑道上，速度为10 m/s.已知汽车的质量为1 000 kg，汽车与地面的最大静摩擦力为车重的0.8倍．求：(g取10 m/s2) (1)汽车的角速度是多少？ (2)汽车受到的向心力是多大？ (3)汽车绕跑道一圈需要的时间是多少？ (4)要使汽车不打滑，则其速度最大不能超过多少？ 第3章 圆周运动 期末练习-2025-2026学年物理鲁科版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是(　　) A．是线速度不变的运动 B．是角速度不变的运动 C．是角速度不断变化的运动 D．是相对圆心位移不变的运动 【答案】B　 2、（双选）一质点沿螺旋线自外向内运动，如图所示。已知其走过的弧长s与时间t成正比。则关于该质点的运动，下列说法正确的是(　　) 隐含：质点的线速度大小不变 A.质点运动的线速度越来越大 B.质点运动的向心力越来越大 C.质点运动的角速度越来越大 D.质点所受的合外力不变 【答案】BC 3、关于做匀速圆周运动物体的向心力,下列说法正确的是（ ） A.向心力不变 B.向心力一定是重力 C.向心力为其所受的合外力 D.向心加速度决定向心力的大小 【答案】C 4、如图所示，一球体绕轴O1O2以角速度ω旋转，A、B为球体上两点．下列说法中正确的是(　　) A．A、B两点具有相同的角速度 B．A、B两点具有相同的线速度 C．A、B两点具有相同的向心加速度 D．A、B两点的向心加速度方向都指向球心 【答案】A　 5、铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于，则(　　) A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C.这时铁轨对火车的支持力等于 D.这时铁轨对火车的支持力大于 【答案】C 6、（双选）如图所示，在风力发电机的叶片上有A、B、C三点，其中A、C在叶片的端点，B在叶片的中点。当叶片转动时，这三点(　　) A.线速度大小都相等 B.线速度方向都相同 C.角速度大小都相等 D.周期都相等 【答案】CD 7、关于向心力的下列说法正确的是（ ） A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 B.向心力只能改变做圆周运动的物体的速度方向,不能够改变速度的大小 C.做匀速圆周运动的物体其向心力指向圆心,所以是恒力 D.做匀速圆周运动的物体其向心力可以改变线速度的大小 【答案】B 8、某物体保持不变的角速度做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A．若轨道半径越大，则线速度越大 B．若轨道半径越大，则线速度越小 C．若轨道半径越大，则周期越小 D．若轨道半径越大，则周期越大 【答案】A　 9、狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速行驶,下列给出的四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力f的示意图（图中O为圆心）正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 10、A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的路程之比是4∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，则它们(　　) A．线速度大小之比为4∶3 B．角速度大小之比为3∶4 C．圆周运动的半径之比为2∶1 D．向心加速度大小之比为1∶2 【答案】A　 11、实验室模拟拱形桥来研究汽车通过桥的最高点时对桥的压力。在较大的平整木板上相隔一定的距离钉4个钉子，将三合板弯曲成拱桥形卡入钉内，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增加摩擦，这样玩具惯性车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上，关于电子秤的示数下列说法正确的是(　　) A.玩具车静止在拱桥顶端时的示数小一些 B.玩具车运动通过拱桥顶端时的示数大 C.玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态 D.玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大(未离开拱桥)，示数越小 【答案】D 12、（双选）变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度，如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则(　　) A.该车可变换两种不同挡位 B.该车可变换四种不同挡位 C.当A轮与D轮组合时，两轮角速度之比ωA∶ωD＝1∶4 D.当A轮与D轮组合时，两轮角速度之比ωA∶ωD＝4∶1 【答案】BC 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、某只走时准确的时钟，分针与时针有转动轴到针尖的长度比为1.2：1，求： (1)分针与时针的角速度之比是多少？ (2)分针与时针的周期之比是多少？ (3)分针针尖与时针针尖的线速度之比是多少？ 【答案】（1）12:1； （2）1:12； （3）14.4:1 16、高速公路转弯处弯道圆半径R＝100 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0.23。最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，若路面是水平的，问汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm为多大？当超过vm时，将会出现什么现象？(g取9.8 m/s2) 【答案】54 km/h　汽车做离心运动或出现翻车事故。 【解析】在水平路面上转弯，向心力只能由静摩擦力提供，设汽车质量为m， 则Ffm＝μmg，则有m＝μmg，vm＝，代入数据可得vm≈15 m/s＝54 km/h。当汽车的速度超过54 km/h时，需要的向心力m大于最大静摩擦力，也就是说提供的合外力不足以维持汽车做圆周运动所需的向心力，汽车将做离心运动，严重的将会出现翻车事故。 17、汽车行驶在半径为50 m的圆形水平跑道上，速度为10 m/s.已知汽车的质量为1 000 kg，汽车与地面的最大静摩擦力为车重的0.8倍．求：(g取10 m/s2) (1)汽车的角速度是多少？ (2)汽车受到的向心力是多大？ (3)汽车绕跑道一圈需要的时间是多少？ (4)要使汽车不打滑，则其速度最大不能超过多少？ 【答案】(1)0.2 rad/s　 (2)2 000 N　 (3)31.4 s (4)20 m/s 【解析】(1)由v＝rω可得，角速度为 ω＝ ＝ rad/s＝0.2 rad/s. (2)向心力的大小为 F向＝m＝1 000× N＝2 000 N. (3)汽车绕一周的时间即是指周期，由v＝＝得 T＝≈ s＝31.4 s. (4)汽车做圆周运动的向心力由车与地面之间的静摩擦力提供．随车速的增加，需要的向心力增大，静摩擦力随着一直增大到最大值为止．由牛顿第二定律得： F向＝fm　①，又F向＝m　②fm＝0.8G　③ 联立①②③式解得，汽车过弯道允许的最大速度为 v＝ m/s＝20 m/s 学科网（北京）股份有限公司 $