第六章《圆周运动》单元素养训练-2025-2026学年高一物理下册人教版必修第二册

第六章圆周运动单元素养训练

建议用时：75分钟满分：100分

注意事项：1.本试题分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分;

2,请在答题纸的指定位置上填写班级、姓名、学号，并粘贴条形码；

3.第I卷（选择题）答案和第H卷（非选择题）答案均写在答题纸上。

第I卷选择题（选择题，共46分）

一、单选题：本题共7小题，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要

求，每小题4分

1.如图所示，门上有两个点。和〃（可视为质点），某同学在开门时，关于门上〃、〃两点

的线速度和角速度的大小关系是（）

C.匕＜%D.匕二匕，

2.明代出版的《天工开物》这部占代科技巨著记载了我国占人利用纺车纺纱（棉）的过程

（如图甲）。图乙为纺车（轮）的简化图，同一纺车（轮）上有A、8、C三点，在纺车（轮）

绕中轴转动过程中，下列说法不正确的是（）

A.A点的角速度不比4点的小

B.A点的向心加速度大小比8点的大

C.八点与。点的线速度相同

D.〃点与C'点在相同时间内平均速度大小可能相等

3.如图所示，内壁光滑的竖直圆桶内，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆

心处。物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（

3

A,物块可能受3个力作用B.物块一定仅受4个力作用

C.物块一定仅受2个力作用D.物块可能受4个力作用

4.如图，一个圆盘在水平面内匀速转动，线速度是lOnXs。盘面上距圆盘中心1m的位置有

一个质量为2kg的物块在随圆盘一起做匀速圆周运动。下列说法不正确的是（）

A.物块受重力、支持力、摩擦力和向心力

B.摩擦力的方向与运动方向垂直

C.摩擦力的方向指向圆心

D.摩擦力的大小是200N

5.在2025年都灵大冬会雨道速滑男子500（）米接力A组决赛中，中国队夺得冠军。运动员

过弯时的运动可视为匀速圆周运动。下列关于匀速圆周运动的说法正确的是（）

A.匀速圆周运动是匀变速曲线运动

B.物体做匀速圆周运动时，其线速度是不变的

C.物体做匀速圆周运动时，其加速度是恒定不变的

D.向心加速度公式在非匀速圆周运动中也适用

试卷第2页，共8页

6.如图所示，一个倾角为37。的圆盘正绕其圆心。点匀速转动，A8为圆盘的直径。当B点、

在最高点时，圆盘最低点八点的正上方有一个小球（视为质点）向8点以6m/s的速度水平

抛出，小球垂直打在圆盘的边缘上且不反弹，取g=10m/s2,不计空气阻力，则下列说法

正确的是（

A.小球在空中的运动时间为0.9sB.小球在空中的运动时间为1.2s

C.要使得小球正好落在3点，圆盘转动的角速度可能是5mad/s

D.要使得小球正好落在B点，圆盘转动的角速度可能是3.57rrad/s

7.如图为两种洗衣机脱水示意图，图甲脱水筒绕竖直轴匀速转动，图乙滚筒绕水平轴

匀速转动。下列说法正确的是（）

A.图甲中，静摩擦力提供衣服做圆周运动的向心力

B.图甲中，衣服受到的摩擦力不变

C.图乙中，衣服受到的向心力不变

D.图乙中，衣服运动到3处时脱水效果最差

二、多选题：本题共3小题，共18分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错或不答的得。分。

8.如图所示摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动，某时刻甲乘客所在的吊舱正好处在最高

点，乙乘客所在吊舱处在最低点，若两乘客质量相等，则此时（）

A.吊舱对甲、乙的作用力方向相反B.吊舱对甲的作用力小于对乙的作用力

C.吊舱对乙的作用力大于对甲的作用力D.甲乘客处于失重状态，乙乘客处于超重状

态

9.根据公开资料，“南天门计划”的核心作战平台包括：排水量达10万吨级别的“鸾鸟”空天

母舰、配备粒子加速炮的“玄女”无人作战飞行器，以及具备全频段隐身能力、可在有人与无

人模式间自由切换的“白帝”战斗机。在空天母舰中，科研人员长期处于失重状态。为缓解这

种状态带来的不适，科学家设想在空天母舰中建造一种环形空间站，如图所示。圆环绕中心

匀速旋转，科研人员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持

力。己知旋转舱绕其轴线匀速转动的角速度s=0.707rad/s,科研人员可视为质点。地球表

面的重力加速度为g=10m/s2o下列说法不正确的是（）

A.“南天门计划”不仅仅是一个简单的科幻故事，它已经是我国现实装备发展的前瞻视野

与强劲实力的展不

B.“圆环绕中心匀速旋转”模型中科研人员所受的重力提供了向心力

C.“圆环绕中心匀速旋转”模型中科研人员所受的支持力提供了向心力

D.为达到目的，圆环的半径为r应设计为10m（计算精度不要求太高）

10.如图所示，用一根长为/=lm的细线，一端系一质量为m=lkg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。=37。，当小球在水平面内绕锥体

的轴做匀速圆周运动的角速度为3时，细线的张力为♦重力加速度g=10m/s2。则下列说

法不正确的是（）

A.当。=2rad/s时，小球和圆锥体间有弹力

B.当①=2rad/s时，小球和圆锥体间无弹力

C.当。=4rad/s时，小球和圆锥体间有弹力

D.当/=4rad/s时，小球和圆锥体间无弹力

试卷第4页，共8页

第n卷非选择题(选择题，共54分)

三、实验题：本大题共2小题，共16.0分。第一小题8分，第二小题8分

II.某同学用向心力演示仪探究向心力与质量、角速度、半径的关系，其中各球的大小均相

等。

甲乙丙

在探究向心力大小与质量的关系时：

(1)需要先将传动皮带调至变速塔轮的第层。

A.-B.二C.三

⑵再选择图_________进行实验。

A.甲B.乙C.内

12.某同学设计了一种探究向心力与角速度关系的实验装置，如图甲所示，在水平圆盘上固

定一个长的凹槽，在槽内固定一个力传感器，将小球放在凹槽内，在力传感器外侧安装了一

个沿圆盘径向的遮光片，小球紧靠力传感器。

(I)使圆盘绕过圆盘中心的竖直轴匀速转动，与光电门连接的光强记录仪记录接收到的光强

随时间变化的规律如图乙所示，根据图乙可知，圆盘转动的角速度为&=；

(2)多次调整圆盘的转速进行实验，测得多组小球转动的角速度3及对应力传感器示数F,

作出尸-序图像如图丙所示，由图像得到的结论是；若小球的质量为0.3kg,则小

球做圆周运动的半径==111o

四、解答题：本大题共3小题，共38分。第一小题12分，第二小题12分，第三小题14

分

13.如图所示，长为L=2.0m的细线，一端拴一质量为切=2.0kg的小球(视为质点)，另一

端固定于。点，让小球在水平面内做匀速圆周运动。重力加速度#取lOm/s?,sin37°=0.6,

cos37°=0.8o当细线与竖直方向的夹角是a=37。时，求:

⑴细线的拉力尸的大小；

(2)小球运动的线速度的大小;

试卷第6页，共8页

14.如图，轻杆长2/,中点装在水平轴。上，两端分别固定着小球A和4(均可视为质点),

入球质量为〃bB球质量为2m，重力加速度为g,两者一起在竖直平面内绕。轴做匀速圆周

运动。若A球在最高点时，杆对4球的作用力恰好为零，求:

A

（；＞

(1)此时8球的速度大小;

(2)此时。轴所受的弹力。

15.光滑半圆形轨道48竖直固定，半径为R,与地面相切于8点。一质量为加的小球冲上

轨道，从轨道最高点A水平飞出，落地点与8点距离x=4R,重力加速度为求：

(1)小球从A点飞出到落地时经历的时间，；

(2)小球经过A点时轨道对小球作用力的大小F。

试卷第8页，共8页

第六章圆周运动单元素养训练参考答案

1.B

【详解】由题意，。、》两点同轴转动，则角速度相等，即4=4

由公式

而4>4

则线速度匕

故选B。

2.C

【详解】A.由于纺车（轮）绕同一中轴旋转，其上4、B、。三点的角速度均相同，A正确；

B.A点与8点的角速度相等，向心加速度凡

由于故A点的向心加速度大小比3点的大，B正确；.

C.纺车（轮）上A点与C点的线速度大小相等，方向不同，C错误；

D.纺车（轮）在旋转整数圈的情况下，由于B点与。点的位移均为零，则该两点在相同时

间内平均速度大小相等（均为零），D正确。

故选C。

3.A

【详解】由于桶的内壁光滑，桶不能提供给物体竖直向上的摩擦力去平衡重力，所以绳子的

拉力一定不能等于0,绳子沿竖直向上的方向的分力与重力的大小相等，若绳子沿水平方向

的分力恰好提供向心力，则桶对物块的弹力可能为零,故物块可能受2个力或3个力的作用。

故选Ao

4.A

【详解】A.物块受重力、支持力、摩擦力作用，其中摩擦力提供物块做圆周运动的向心力，

A错误；

BC.摩擦力的方向指向圆心，与运动方向垂直，BC正确；

D.摩擦力的大小是/=/»E=2XW1N=200N,D正确。

r1

故选Ao

5.D

【详解】ABC.做匀速圆周运动的物体，具加速度大小不变，方向时刻指向圆心，则加速度

答案第9页，共5页

变化，为非匀变速曲线运动，其线速度大小不变，方向改变，则线速度改变，故ABC错误;

D.向心加速度公式既适合匀速圆周运动也适合非匀速圆周运动，故D正确。

故选D。

6.C

【详解】AB.小球垂直打在倾斜圆盘上tan37o=幺

vy

竖直方向Vy=/

解得小球在空中的运动时诃为/=0.8s,AB错误；

CD.要使得小球正好落在4点，圆盘转动的角速度满足〃•红=/(〃=1,2,3…)

(0

当〃=2时，圆盘转动角速度是C正确，D错误。

故选C。

7.B

【详解】A.在图甲中，衣物做水平面内的匀速圆周运动，时衣服受力分析可知，筒壁对衣

服的支持力提供衣服圆周运动的向心力，故A错误；

B.对衣服受力分析可知，在竖直方向上，衣服受到的摩擦力和衣服的重力平衡，脱水桶转

动的角速度增大，衣服的重力不变，因此衣服受到的摩擦力不变，故B正确:

C.向心力方向时刻在变，故C错误;

D.当衣物做匀速圆周运动时，衣物上的水由于所受合外力不足以提供向心力而做离心运动,

在最高点时+nig=m—

R

解得&=箸-醒

同理在最低点时则有FN2=萼+"*

R

脱水效果取决于衣物被筒壁挤压的程度，弹力越大，挤压越紧，脱水效果越好。因此，衣物

运动到6处时脱水效果最好。故D错误。

故选B。

8.BCD

【详解】A.此时吊舱对甲、乙的作用力方向都竖直向上，方向相同，A错误；

BC.依题意，甲、乙都做匀速圆周运动，甲、乙质量相等，设均为，〃，甲、乙做圆周运动

的轨道半径为「，速度大小为Y

答案第10页，共5页

对甲受力分析有〃田-F支甲二---

对乙受力分析有F支乙-—

解得五支乙〉五支甲，BC正确；

D.由前面分析知，甲乘客的加速度竖直向卜，处于失重状态，乙乘客的加速度竖直向上,

处于超重状态，D正确。

故选BCDo

9.BD

【详解】A.“南天门计划”不仅仅是一个简单的科幻故事，它已经是我国现实装备发展的前

瞻视野与强劲实力的展示，A正确。

BC.“圆环绕中心匀速旋转”模型中旋转舱内的侧壁的支持力提供了向心力,B错误,C正确；

D.根据/•=mg

Q10

可得厂=冬=,m=20m

G0.7072

为达到目的，圆环的半径为「应设计为20m,D错误。

故选BDo

10.BC

【详解】当小球对圆锥面恰好没有压力时，设角速度为4,则有TcosO;〃?g,

Tsine=加利；/sin6

解得倜="|&rad/s

AB.当“=2rad/s<q,小球紧贴圆锥面，小球和圆锥体间有弹力，故A正确，B错误；

CD.当0=4rad/s>4,小球离开锥面，小球和圆锥体间无弹力，故C错误，D正确。

故选BCo

11.(1)A

(2)C

【详解】(1)由£=/做/r可知，探究向心力大小与质量的关系时.，需要保证角速度和转动

半径相等，因此需要先将传动皮带调至变速塔轮的第一层，以保证角速度相等。

故选Ao

答案第11页，共5页

(2)由尺二”02r可知，探究向心力大小与质量的关系时，需要保证角速度和转动半径相等，

小球质量不同，因此应该选择转动半径相同，不同材质的小球。

故选C。

2乃

12.(1)—

’0

(2)在质量和半径一定的情况下，小球做圆周运动的向心力与角速度的平方成正比

0.3

【详解】(1)根据图乙可知，小球做圆周运动周期为7=%

XT=—

co

2尤

联立可得圆盘转动的角速度为

(