高中物理：圓周運(yùn)動(dòng)提升試題及詳解、答案

高中物理：圓周運(yùn)動(dòng)提升試題及解析、答案

一、單選題（本大題共12小題，共36.0分）

1.當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，以下說(shuō)法正確的是

A.物體速度保持不變B.物體加速度保持不變

C.物體所受合外力大小保持不變D.物體所受合外力為恒力

2.關(guān)于向心力的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是

A.向心力總是沿半徑指向圓心，且大小不變，向心力是一個(gè)恒力

B.向心力是沿著半徑指向圓心方向的合力，是根據(jù)力的作用效果命名的

C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力的合力，也可以是其中某個(gè)力的分

力

D.向心力只改變物體線速度的方向，不可能改變物體線速度的大小

3.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，以下正確的是

A.因?yàn)?，所以向心加速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成反比

B.因?yàn)椋韵蛐募铀俣扰c轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成正比

C.因?yàn)?，所以角速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成反比

D.因?yàn)闉檗D(zhuǎn)速，所以角速度與轉(zhuǎn)速成正比

4.關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)正確的是

A.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的物體合力都恒定

B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)都是變加速曲線運(yùn)動(dòng)

D.平拋運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

5.如圖所示。小物塊A與圓盤保持相對(duì)靜止，跟著圓盤一

起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于A的受力情況說(shuō)法正確的

是

A.受重力、支持力

B.受重力、支持力和指向圓心的摩擦力

C.受重力、支持力、與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力和向心力

D.受重力、支持力和與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力

6.如圖所示，一個(gè)球繞中心軸線以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，則<430

A.A、8兩點(diǎn)的角速度相等

B.A、8兩點(diǎn)的線速度相等

C.若,則：：1

B

D.若,則：：

7.如圖所示，A、8兩點(diǎn)分別位于大、小輪的邊緣上，大輪半徑是小輪半徑的2倍,

它們之間靠摩擦傳動(dòng)，接觸面不打滑，則A,B兩點(diǎn)的角速度之比：為

A.1：2B.1：4C.2：1D.1：1

8.公路在通過(guò)小型水庫(kù)的泄洪閘的下游時(shí)，常常要修建凹形橋，也叫“過(guò)水路面”

如圖所示，汽車通過(guò)凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)

A.車的加速度為零，受力平衡

B.車對(duì)橋的壓力比汽車的重力大

C.車對(duì)橋的壓力比汽車的重力小

D.車的速度越大，車對(duì)橋面的壓力越小

9.如圖所示，質(zhì)量相同的A,B兩小球用輕質(zhì)細(xì)線

懸掛在同一點(diǎn)O,在同一水平面上做勻速圓周運(yùn)

動(dòng).則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.A的角速度一定比B的角速度大

B.A的線速度一定比B的線速度大

C.A的加速度一定比B的加速度大

D.A所受細(xì)線的拉力一定比B所受的細(xì)線的拉力大

10.所示，質(zhì)量相等的A、8兩物體可視為質(zhì)點(diǎn)放在圓盤上，到圓心的

距離之比是3：2,圓盤繞圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩物體相對(duì)圓盤

靜止.則A、8兩物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力之比為

A.1：1B.3：2C.2：3D.4：9

11.如圖所示是一個(gè)玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三個(gè)點(diǎn)。當(dāng)陀螺繞垂直于地面的

軸線以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)，下列表述正確的是

A.a、b、c三點(diǎn)的線速度大小相等

B.八b、c三點(diǎn)的角速度相等

C.4、%的角速度比C的角速度大

D.c的線速度比°、b的線速度大

12.如圖所示是自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖，其中I是半

徑為的牙盤大齒輪，n是半徑為的飛輪小齒輪，n

第2頁(yè)，共2頁(yè)

m

是半徑為的后輪，假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為，則自行車前進(jìn)的速度為

二、多選題（本大題共5小題，共20.0分）

球細(xì)線跟豎直方向的夾角為，下列說(shuō)法正確的是

A.細(xì)線和細(xì)線所受的拉力大小之比為：1

B.小球A和B的向心力大小之比為1：3

C.小球A和8的角速度大小之比為1：1

D.小球A和8的線速度大小之比為1：

14.一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直水平面，圓錐筒固定，_

有質(zhì)量相等的小球A和8沿著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓.一,

周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則

A.球A的角速度等于球8的角速度

B.球A的線速度大于球B的線速度

C.球A的運(yùn)動(dòng)周期小于球B的運(yùn)動(dòng)周期

D.球A與球B對(duì)筒壁的壓力相等

15.如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置，主動(dòng)輪上兩輪的半徑分別為3廠和廠，從動(dòng)輪的半徑為

2r,A、8、C分別為輪緣上的三點(diǎn)，設(shè)皮帶不打滑，則下比例正確的是

A.A、B、C三點(diǎn)的加速度之比：；：2：1

B.A、B、C三點(diǎn)的線速度大小之比：：：2：2

C.A、B、C三點(diǎn)的角速度之比：：：2：1

D.A、B、C三點(diǎn)的加速度之比：：：2：1

16.如圖所示，A,B,C三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上，它們與圓臺(tái)之AIB

間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，A的質(zhì)量為2m，B、C質(zhì)量均為加，

A、8離軸心距離為R,C離軸心2R,則當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)設(shè)A、

B、C都沒有滑動(dòng)

A.物體C的向心加速度最大

B.物體8受到的靜摩擦力最大

C.是C開始滑動(dòng)的臨界角速度

D.當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，8比A先滑動(dòng)

17.小球質(zhì)量為機(jī)，用長(zhǎng)為乙的輕質(zhì)細(xì)線懸掛在。點(diǎn)，在。點(diǎn)的正下方有一釘子尸，

把細(xì)線沿水平方向拉直，如圖所示，無(wú)初速度地釋放小球，當(dāng)細(xì)線碰到釘子的瞬

間，設(shè)線沒有斷裂，則下列說(shuō)法正確的是

A.小球的角速度突然增大B.小球的瞬時(shí)速度突然增大

C.小球的向心加速度突然增大D.小球?qū)揖€的拉力保持不變

三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共1小題，共6.0分）

18.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究小球作圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小廠與質(zhì)量相、角

速度和半徑廠之間的關(guān)系，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使長(zhǎng)槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽

內(nèi)的球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。橫臂的擋板對(duì)球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆?/p>

作用力通過(guò)橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相

間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值。某次實(shí)驗(yàn)圖片如下，請(qǐng)回答相關(guān)

問(wèn)題：

在研究向心力的大小產(chǎn)與質(zhì)量相、角速度和半徑r之間的關(guān)系時(shí)我們主要用到了

物理學(xué)中的方法；

A理想實(shí)驗(yàn)法等效替代法控制變量法演繹法

圖中是在研究向心力的大小尸與的關(guān)系。

A.質(zhì)量m角速度半徑r

若圖中標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為1：9,運(yùn)用

圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可以判斷與皮帶連接的變速輪塔對(duì)應(yīng)的半徑之比為

A.1：9：1：3：1

四、計(jì)算題（本大題共3小題，共38.0分）

19.如圖，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線與豎直方向夾角為，線長(zhǎng)為L(zhǎng)小球質(zhì)量為

m,重力加速度為求：

繩子對(duì)小球的拉力的大小

小球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小

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小球運(yùn)動(dòng)的角速度.

20.如圖，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值

時(shí)，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開始做平拋運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑，離水平地面的高度,

物塊平拋落地過(guò)程水平位移的大小。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦

力，取重力加速度求：

物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大??；

物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

21.如圖所示，有一可繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤，上面放置勁度系數(shù)的彈簧，彈

簧的一端固定于軸。上，另一端連接質(zhì)量的小物塊4物塊與盤間的動(dòng)摩擦因

數(shù)，開始時(shí)彈簧未發(fā)生形變，長(zhǎng)度，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取則

當(dāng)圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)周期時(shí)，物塊在初始位置與圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，求物塊受到的向心力大

小F；

圓盤的角速度多大時(shí)，物塊A將開始滑動(dòng)？

當(dāng)角速度緩慢地增加到時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量是多少？彈簧始終在彈性限度內(nèi)且物塊

未脫離圓盤

答案和解析

1.【答案】C【解析】解：A、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變，方向變化，是變速運(yùn)

動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向始終指向圓心，加速度是變化的，是變加速運(yùn)動(dòng)，故B

錯(cuò)誤；

C、物體所受合外力提供向心力，大小不變，但方向時(shí)刻指向圓心，是個(gè)變力，故C

正確，D錯(cuò)誤.

故選：C

2.【答案】A【解析】解：A、向心力的方向始終指向圓心，是變力，A錯(cuò)誤。

8、向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，可以是某個(gè)力或幾個(gè)力的合力，也可以是某個(gè)

力的分力，B、C正確；

。、向心力跟速度方向垂直，只改變線速度的方向，不可能改變線速度的大小，。正

確；本題選錯(cuò)誤的，故選：

3.【答案】D【解析】解：A、由牛頓第二定律可知，向心加速度是由向心力的大小和

物體的質(zhì)量決定的，與速度和半徑無(wú)關(guān)，所以A錯(cuò)誤。

B、由A的分析可知8錯(cuò)誤。

C、由可知角速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑、線速度都有關(guān)，在線速度不變時(shí)角速度才與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成

反比，所以C錯(cuò)誤。

。、因?yàn)槭呛懔?，所以角速度與轉(zhuǎn)速成正比，所以。正確。

故選：Do

4.【答案】D【解析】勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的方向始終是指向圓心的，方向是不斷變

化的，不是恒力，不是勻變速運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)只受重力作用，合力為恒力，是勻變速

曲線運(yùn)動(dòng)，故ABC錯(cuò)誤，

￡?正確。

故選Do

5.【答案】B【解析】物塊A隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受重力、支持力和指向圓心

的靜摩擦力，重力和支持力平衡，靠靜摩擦力提供向心力，故B正確，ACO錯(cuò)誤。

故選Bo

6.【答案】A【解析】解：AB.共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的各點(diǎn)角速度相等，故A、8兩點(diǎn)的角速度相

等，但運(yùn)動(dòng)半徑不等，所以線速度不等，故A正確，2錯(cuò)誤；

C、設(shè)球的半徑為R,當(dāng)時(shí)，A的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，8的半徑為R,根據(jù)可知，，故C錯(cuò)誤；

。、共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的各點(diǎn)角速度相等，故A、8兩點(diǎn)的角速度相等，周期也相等，故。錯(cuò)

誤.

故選：A

共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的各點(diǎn)角速度相等，再根據(jù)判斷線速度的大小關(guān)系，根據(jù)判斷周期的關(guān)系.

7.【答案】A【解析】【分析】A、8兩點(diǎn)靠摩擦傳動(dòng)，具有相同的線速度，根據(jù)，半徑

比為2：1,則角速度之比為1：故A正確，B、C、。錯(cuò)誤。

故選Ao

8.【答案】B【解析】解：A、汽車做圓周運(yùn)動(dòng)，速度在改變，加速度一定不為零，受

力一定不平衡.故A錯(cuò)誤.

8、C汽車通過(guò)凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，向心力豎直向上，合力豎直向上，加速度豎直向

上，根據(jù)牛頓第二定律得知，汽車過(guò)于超重狀態(tài)，所以車對(duì)橋的壓力比汽車的重力

大，故B正確，C錯(cuò)誤.

。、對(duì)汽車，根據(jù)牛頓第二定律得：，則得，可見，v越大，路面的支持力越大，據(jù)牛

頓第三定律得知，車對(duì)橋面的壓力越大，故。錯(cuò)誤.

故選：B

第2頁(yè)，共2頁(yè)

9.【答案】A【解析】根據(jù)得，加速度”1■小uW,線速度，角速度，A球細(xì)線與豎直

方向的夾角較大，則A的加速度比8球的加速度大，兩球Ai、。相等，則兩球的角速

度相等，A球的軌道半徑較大，細(xì)線與豎直方向的夾角較大，則線速度較大，即A的

線速度比2的線速度大，故BC正確，A錯(cuò)誤；

D根據(jù)豎直方向上平衡有：〃”，A球與豎直方向的夾角較大，則A所受細(xì)線

的拉力較大，故。正確。

本題選錯(cuò)誤的，故選A。

10.【答案】8【解析】A、B兩物體的角速度相等，根據(jù)知，質(zhì)量相等，半徑之比為

3：2,則向心力之比為3：2,故B正確，A、C、D錯(cuò)誤.

故選：B.

11.【答案】B【解析】【分析】因?yàn)閍、b、c三點(diǎn)共軸，所以，故8正確，C錯(cuò)誤；

由于三點(diǎn)半徑不等，所以三點(diǎn)的線速度大小不等，。、b兩點(diǎn)半徑比c點(diǎn)大，所以°、b

兩點(diǎn)的線速度比c點(diǎn)大，故錯(cuò)誤。

故選Bo

12.【答案】C【解析】解：轉(zhuǎn)速為單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)

一圈，對(duì)圓心轉(zhuǎn)的角度為，所以，因?yàn)橐獪y(cè)量自行車前進(jìn)的速度，即

車輪/〃邊緣上的線速度的大小，根據(jù)題意知：輪/和輪〃邊緣上的線

速度的大小相等，據(jù)可知：，己知，則輪〃的角速度因?yàn)檩啞ê洼啞?

共軸，所以轉(zhuǎn)動(dòng)的相等即，根據(jù)可知，

故選C

13.【答案】BC【解析】A兩球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上的合力為零，

由：，，貝必，所以，故A錯(cuò)誤。

區(qū)小球A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，小球B做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，可知小球A、8的向心力

之比為1：3,故B正確。

根據(jù)得，角速度，線速度，可知角速度之比為1：1,線速度大小之比為1：3,故C正

確，。錯(cuò)誤。

故選BCo

14.【答案】8。【解析】由，解得，，，半徑大的線速度大，角速度小，周期大，與質(zhì)

量無(wú)關(guān)，故AC錯(cuò)誤，B正確；

。.物體受力如圖：將沿水平和豎直方向分解得：所以有：兩球質(zhì)量相等，則兩球?qū)ν?/p>

壁的壓力相等，故。正確。

故選3。

15.【答案】AC【解析】解：C、2點(diǎn)和C點(diǎn)具有相同大小的線速度，根據(jù)，知8、C

兩點(diǎn)的角速度之比等于半徑之反比，所以：：：而A點(diǎn)和B點(diǎn)具有相同的角速度，則

得：

：：：2：選項(xiàng)C正確

8、根據(jù)，知A、8的線速度之比等于半徑之比，所以：：：、C線速度相等，所以：：：

1：選項(xiàng)B錯(cuò)誤

A。、根據(jù)得：：：：：：：2：選項(xiàng)A正確，D錯(cuò)誤

故選：ACo

16.【答案】AC【解析】解：A、物體繞軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度相等，有，由于C

物體的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑最大，故向心加速度最大，故A正確；

8、物體繞軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度相等，靜摩擦力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律

可得,，故8的摩擦力最小，故B錯(cuò)誤；

C、對(duì)C分析可知，當(dāng)C物體恰好滑動(dòng)時(shí)，靜摩擦力達(dá)到最大，有解得：

,故臨界角速度為，故c正確；

。、由C的分析可知，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑越大的臨界角速度越小，越容易滑動(dòng)，與物體的質(zhì)量

無(wú)關(guān),故物體C先滑動(dòng)，物體A、B將一起后滑動(dòng)，故D錯(cuò)誤。

故選：ACo

17.【答案】AC【解析】把懸線沿水平方向拉直后無(wú)初速度釋放，當(dāng)懸線碰到釘子的

前后瞬間，由于繩子拉力與重力都與速度垂直，所以不改變速度大小，即線速度大小

不變，而半徑變?yōu)樵瓉?lái)的一半，根據(jù)，則角速度增大到原來(lái)的2