2026年高中物理高三力学选修3第5章测试卷

2026年高中物理高三力学选修3第5章测试卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在研究质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（）A.向心力是质点所受合外力的一个分力，方向始终指向圆心B.匀速圆周运动是加速度恒定的运动，因为速度大小不变C.匀速圆周运动是惯性运动，不受任何外力作用D.匀速圆周运动中，质点的动能和势能均保持不变参考答案：A解析：向心力是质点做圆周运动所需的指向圆心的合外力，其本质是质点所受合外力的一个分力，方向始终指向圆心，故A正确。匀速圆周运动的加速度是向心加速度，方向时刻变化，大小恒定，故B错误。匀速圆周运动需要向心力维持，因此一定受到外力作用，故C错误。匀速圆周运动中动能保持不变，但若在竖直平面内运动，机械能会转化，故D错误。2.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的角速度ω为（）A.ω=√(g/tanθ)B.ω=√(g/tan²θ)C.ω=√(g•sinθ/L)D.ω=√(g•cosθ/L)参考答案：D解析：对小球进行受力分析，水平方向受细线拉力的水平分力提供向心力，竖直方向受重力和拉力平衡。设小球做圆周运动的半径为r=L•cosθ，则向心力F=mω²r=mLω²cosθ，水平分力Fh=FL•sinθ=mg•tanθ。由Fh=F得：mg•tanθ=mLω²cosθ，解得ω=√(g•cosθ/L)，故D正确。3.如图所示，质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，若小球运动一周的时间为T，则小球所受的向心加速度大小为（）A.a=v²/RB.a=4π²R/T²C.a=v²•T²/4π²RD.a=v²•R/T²参考答案：B解析：向心加速度a=v²/R，也可表示为a=4π²R/T²（周期T=2πR/v），故B正确。4.在水平转台上放置一个质量为m的物体，物体与转台间的动摩擦因数为μ，物体到转轴的距离为r，若转台以角速度ω匀速转动，物体随转台一起运动，则物体所受的最大静摩擦力为（）A.μmgB.mω²rC.μmω²rD.mω²r/μ参考答案：C解析：物体随转台做匀速圆周运动所需的向心力F=mω²r，由静摩擦力提供，最大静摩擦力为Fmax=μmg。当ω增大到使向心力等于最大静摩擦力时，物体开始滑动，此时Fmax=mω²r，解得ω=√(μg/r)，故C正确。5.一质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，若将小球的速度突然增大一倍，其他条件不变，则小球所需的向心力变为原来的（）A.2倍B.3倍C.4倍D.√2倍参考答案：C解析：向心力F=mv²/R，速度变为2v时，向心力F'=m(2v)²/R=4mv²/R=4F，故C正确。6.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的线速度大小为（）A.v=√(gL•sinθ)B.v=√(gL•cosθ)C.v=√(gL/tanθ)D.v=√(g•sinθ/L)参考答案：B解析：由受力分析可得，水平方向Fh=mg•tanθ=mω²r，其中r=L•cosθ，ω=v/r=v/(L•cosθ)，代入Fh=mv²/L•cosθ，解得v=√(gL•cosθ)，故B正确。7.一质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，若将小球的质量减半，其他条件不变，则小球所需的向心力变为原来的（）A.1/2倍B.1/4倍C.2倍D.4倍参考答案：B解析：向心力F=mv²/R，质量减半后，向心力F'=(m/2)v²/R=F/2，故B正确。8.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的周期为（）A.T=2π√(L/g)B.T=2π√(L/g•cosθ)C.T=2π√(L/g•sinθ)D.T=2π√(g•cosθ/L)参考答案：B解析：由受力分析可得，水平方向Fh=mg•tanθ=mω²r，其中r=L•cosθ，ω=2π/T，代入Fh=m(2π/T)²L•cosθ，解得T=2π√(L/g•cosθ)，故B正确。9.一质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，若将小球的速度突然反向，其他条件不变，则小球所需的向心力变为原来的（）A.0倍B.1倍C.-1倍D.2倍参考答案：A解析：向心力F=mv²/R，速度反向后，速度大小不变，但方向改变，向心力方向也反向，但大小仍为mv²/R，故A错误，B正确。10.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的角速度为（）A.ω=√(g•sinθ/L)B.ω=√(g•cosθ/L)C.ω=√(g•tanθ/L)D.ω=√(g/L•sinθ)参考答案：B解析：由受力分析可得，水平方向Fh=mg•tanθ=mω²r，其中r=L•cosθ，ω=2π/T，代入Fh=m(2π/T)²L•cosθ，解得ω=√(g•cosθ/L)，故B正确。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，则小球所受的向心加速度大小为________。参考答案：v²/R解析：向心加速度a=v²/R，是描述质点做圆周运动时速度方向变化快慢的物理量。2.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的线速度大小为________。参考答案：√(gL•cosθ)解析：由受力分析可得，水平方向Fh=mg•tanθ=mω²r，其中r=L•cosθ，ω=v/r=v/(L•cosθ)，代入Fh=mv²/L•cosθ，解得v=√(gL•cosθ)。3.质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，若将小球的速度突然增大一倍，其他条件不变，则小球所需的向心力变为原来的________倍。参考答案：4解析：向心力F=mv²/R，速度变为2v时，向心力F'=m(2v)²/R=4mv²/R=4F，故变为原来的4倍。4.一质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，若将小球的质量减半，其他条件不变，则小球所需的向心力变为原来的________倍。参考答案：1/2解析：向心力F=mv²/R，质量减半后，向心力F'=(m/2)v²/R=F/2，故变为原来的1/2倍。5.一质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，若将小球的速度突然反向，其他条件不变，则小球所需的向心力大小为________。参考答案：mv²/R解析：向心力F=mv²/R，速度反向后，速度大小不变，向心力方向也反向，但大小仍为mv²/R。6.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的周期为________。参考答案：2π√(L/g•cosθ)解析：由受力分析可得，水平方向Fh=mg•tanθ=mω²r，其中r=L•cosθ，ω=2π/T，代入Fh=m(2π/T)²L•cosθ，解得T=2π√(L/g•cosθ)。7.一质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，若将小球的速度突然反向，其他条件不变，则小球所需的向心力方向为________。参考答案：与原方向相反解析：向心力方向始终指向圆心，速度反向后，圆心位置不变，但向心力方向反向。8.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的角速度为________。参考答案：√(g•cosθ/L)解析：由受力分析可得，水平方向Fh=mg•tanθ=mω²r，其中r=L•cosθ，ω=2π/T，代入Fh=m(2π/T)²L•cosθ，解得ω=√(g•cosθ/L)。9.一质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，若将小球的速度突然反向，其他条件不变，则小球所需的向心力大小为________。参考答案：mv²/R解析：向心力F=mv²/R，速度反向后，速度大小不变，向心力方向也反向，但大小仍为mv²/R。10.一质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，则小球做圆周运动的向心加速度大小为________。参考答案：g•tanθ解析：由受力分析可得，水平方向Fh=mg•tanθ=ma，其中a为向心加速度，故a=g•tanθ。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.匀速圆周运动是加速度恒定的运动，因为速度大小不变。参考答案：错误解析：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，方向时刻变化，大小恒定，因此加速度不恒定。2.匀速圆周运动是惯性运动，不受任何外力作用。参考答案：错误解析：匀速圆周运动需要向心力维持，因此一定受到外力作用。3.匀速圆周运动中，质点的动能和势能均保持不变。参考答案：错误解析：匀速圆周运动中动能保持不变，但若在竖直平面内运动，机械能会转化，势能会变化。4.向心力是质点做圆周运动所需的指向圆心的合外力，其本质是质点所受合外力的一个分力。参考答案：正确解析：向心力是质点做圆周运动所需的指向圆心的合外力，其本质是质点所受合外力的一个分力。5.匀速圆周运动是加速度恒定的运动，因为速度大小不变。参考答案：错误解析：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，方向时刻变化，大小恒定，因此加速度不恒定。6.匀速圆周运动是惯性运动，不受任何外力作用。参考答案：错误解析：匀速圆周运动需要向心力维持，因此一定受到外力作用。7.匀速圆周运动中，质点的动能和势能均保持不变。参考答案：错误解析：匀速圆周运动中动能保持不变，但若在竖直平面内运动，机械能会转化，势能会变化。8.向心力是质点做圆周运动所需的指向圆心的合外力，其本质是质点所受合外力的一个分力。参考答案：正确解析：向心力是质点做圆周运动所需的指向圆心的合外力，其本质是质点所受合外力的一个分力。9.匀速圆周运动是加速度恒定的运动，因为速度大小不变。参考答案：错误解析：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，方向时刻变化，大小恒定，因此加速度不恒定。10.匀速圆周运动是惯性运动，不受任何外力作用。参考答案：错误解析：匀速圆周运动需要向心力维持，因此一定受到外力作用。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述向心力的概念及其作用。解答要点：向心力是质点做圆周运动所需的指向圆心的合外力，其作用是使质点速度方向不断改变，维持质点做圆周运动。向心力可以是重力、弹力、摩擦力等力的合力，方向始终指向圆心，大小为F=mv²/R。2.简述匀速圆周运动的特点。解答要点：匀速圆周运动是速度大小不变、方向时刻变化的运动，加速度为向心加速度，方向始终指向圆心，大小恒定。匀速圆周运动需要向心力维持，因此一定受到外力作用。3.简述向心加速度的概念及其作用。解答要点：向心加速度是描述质点做圆周运动时速度方向变化快慢的物理量，方向始终指向圆心，大小为a=v²/R。向心加速度的作用是使质点速度方向不断改变，维持质点做圆周运动。4.简述匀速圆周运动的条件。解答要点：匀速圆周运动的条件是质点所受合外力提供向心力，且速度大小不变。匀速圆周运动需要向心力维持，因此一定受到外力作用。5.简述向心力的来源。解答要点：向心力可以是重力、弹力、摩擦力等力的合力，具体来源取决于质点所处的环境。例如，在水平面上做匀速圆周运动时，向心力由静摩擦力提供；在竖直平面内做匀速圆周运动时，向心力由重力和细线拉力的合力提供。6.简述匀速圆周运动的加速度特点。解答要点：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，方向始终指向圆心，大小恒定。向心加速度的作用是使质点速度方向不断改变，维持质点做圆周运动。7.简述匀速圆周运动的周期公式。解答要点：匀速圆周运动的周期公式为T=2πR/v，其中R为圆周半径，v为线速度。周期是质点做圆周运动一周所需的时间，周期越小，质点做圆周运动的越快。8.简述匀速圆周运动的角速度公式。解答要点：匀速圆周运动的角速度公式为ω=v/R，其中v为线速度，R为圆周半径。角速度是描述质点做圆周运动时速度方向变化快慢的物理量，角速度越大，质点做圆周运动的越快。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，求小球做圆周运动的线速度大小。解题思路：对小球进行受力分析，水平方向受细线拉力的水平分力提供向心力，竖直方向受重力和拉力平衡。设小球做圆周运动的半径为r=L•cosθ，则向心力F=mLω²cosθ，水平分力Fh=FL•sinθ=mg•tanθ。由Fh=F得：mg•tanθ=mLω²cosθ，解得ω=√(g•tanθ/L)，再由ω=v/r得v=ωr=√(g•tanθ/L)•L•cosθ=√(gL•sinθ)。参考答案：v=√(gL•sinθ)解题过程：2.对小球进行受力分析，水平方向受细线拉力的水平分力提供向心力，竖直方向受重力和拉力平衡。3.设小球做圆周运动的半径为r=L•cosθ，则向心力F=mLω²cosθ。4.水平分力Fh=FL•sinθ=mg•tanθ。5.由Fh=F得：mg•tanθ=mLω²cosθ，解得ω=√(g•tanθ/L)。6.由ω=v/r得v=ωr=√(g•tanθ/L)•L•cosθ=√(gL•sinθ)。7.如图所示，质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，求小球所受的向心加速度大小。解题思路：向心加速度a=v²/R，是描述质点做圆周运动时速度方向变化快慢的物理量。参考答案：a=v²/R解题过程：8.向心加速度a是描述质点做圆周运动时速度方向变化快慢的物理量。9.向心加速度a=v²/R，是质点做圆周运动时速度方向变化快慢的物理量。10.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，求小球做圆周运动的周期。解题思路：由受力分析可得，水平方向Fh=mg•tanθ=mω²r，其中r=L•cosθ，ω=2π/T，代入Fh=m(2π/T)²L•cosθ，解得T=2π√(L/g•cosθ)。参考答案：T=2π√(L/g•cosθ)解题过程：11.对小球进行受力分析，水平方向受细线拉力的水平分力提供向心力，竖直方向受重力和拉力平衡。12.设小球做圆周运动的半径为r=L•cosθ，则向心力F=mLω²cosθ。13.水平分力Fh=FL•sinθ=mg•tanθ。14.由Fh=F得：mg•tanθ=mLω²cosθ，解得ω=2π/T。15.代入Fh=m(2π/T)²L•cosθ，解得T=2π√(L/g•cosθ)。16.如图所示，质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，若将小球的速度突然反向，其他条件不变，求小球所需的向心力大小。解题思路：向心力F=mv²/R，速度反向后，速度大小不变，向心力方向也反向，但大小仍为mv²/R。参考答案：mv²/R解题过程：17.向心力F=mv²/R，是质点做圆周运动所需的指向圆心的合外力。18.速度反向后，速度大小不变，向心力方向也反向，但大小仍为mv²/R。19.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，求小球做圆周运动的角速度。解题思路：由受力分析可得，水平方向Fh=mg•tanθ=mω²r，其中r=L•cosθ，ω=2π/T，代入Fh=m(2π/T)²L•cosθ，解得ω=√(g•cosθ/L)。参考答案：ω=√(g•cosθ/L)解题过程：20.对小球进行受力分析，水平方向受细线拉力的水平分力提供向心力，竖直方向受重力和拉力平衡。21.设小球做圆周运动的半径为r=L•cosθ，则向心力F=mLω²cosθ。22.水平分力Fh=FL•sinθ=mg•tanθ。23.由Fh=F得：mg•tanθ=mLω²cosθ，解得ω=2π/T。24.代入Fh=m(2π/T)²L•cosθ，解得ω=√(g•cosθ/L)。25.如图所示，质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，若将小球的质量减半，其他条件不变，求小球所需的向心力变为原来的多少倍。解题思路：向心力F=mv²/R，质量减半后，向心力F'=(m/2)v²/R=F/2，故变为原来的1/2倍。参考答案：1/2解题过程：26.向心力F=mv²/R，是质点做圆周运动所需的指向圆心的合外力。27.质量减半后，向心力F'=(m/2)v²/R=F/2，故变为原来的1/2倍。28.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，求小球做圆周运动的向心加速度大小。解题思路：由受力分析可得，水平方向Fh=mg•tanθ=ma，其中a为向心加速度，故a=g•tanθ。参考答案：g•tanθ解题过程：29.对小球进行受力分析，水平方向受细线拉力的水平分力提供向心力，竖直方向受重力和拉力平衡。30.水平分力Fh=FL•sinθ=mg•tanθ。31.由Fh=F得：mg•tanθ=ma，故a=g•tanθ。32.如图所示，质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，若将小球的速度突然反向，其他条件不变，求小球所需的向心力方向。解题思路：向心力方向始终指向圆心，速度反向后，圆心位置不变，但向心力方向反向。参考答案：与原方向相反解题过程：33.向心力方向始终指向圆心，速度反向后，圆心位置不变，但向心力方向反向。34.如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬挂，在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，求小球做圆周运动的向心加速度方向。解题思路：向心加速度方向始终指向圆心，速度方向沿切线方向，向心加速度方向与速度方向垂直。参考答案：指向圆心解题过程：35.向心加速度方向始终指向圆心，速度方向沿切线方向，向心加速度方向与速度方向垂直。36.如图所示，质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，半径为R，速度为v，若将小球的速度突然反向，其他条件不变，求小球所需的向心力大小。解题思路：向心力F=mv²/R，速度反向后，速度大小不变，向心力方向也反向，但大小仍为mv²/R。参考答案：mv²/R解题过程：37.向心力F=mv²/R，是质点做圆周运动所需的指向圆心的合外力。38.速度反向后，速度大小不变，向心力方向也反向，但大小仍为mv²/R。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.D3.B4.C5.C6.B7.B8.B9.A10.B二、填空题