高一物理必修第7章力学测试题

高一物理必修第7章力学测试题一、单选题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在水平面上做匀速圆周运动的物体，其受力情况是（）A.只受到重力，因为重力和支持力平衡B.只受到向心力，因为这是维持圆周运动的必要条件C.受到重力、支持力和向心力，其中重力和支持力平衡，合力提供向心力D.受到重力、支持力和静摩擦力，其中重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力解析：匀速圆周运动是加速度变化的运动，根据牛顿第二定律，必须有合外力提供向心力。选项A错误，因为匀速圆周运动需要向心力，仅重力无法维持圆周运动。选项B错误，向心力是效果力，实际由其他力提供，不能作为独立受力存在。选项C正确，重力与支持力平衡，静摩擦力或弹力提供向心力。选项D部分正确但表述不完整，静摩擦力可以是提供向心力的力，但并非唯一可能，弹力也可能提供。正确答案为C。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，则小球所受的向心力大小为（）A.mg•sinθB.mg•cosθC.mg•tanθD.mg•cotθ解析：对小球进行受力分析，重力mg沿竖直方向，拉力T沿细线方向，将拉力分解为水平方向的T•sinθ和竖直方向的T•cosθ。水平方向的T•sinθ提供向心力，根据几何关系，tanθ=水平分力/竖直分力，即T•sinθ=T•cosθ•tanθ，所以向心力F=mgtanθ。正确答案为C。3.汽车过拱形桥最高点时，对桥面的压力大小为（）A.等于汽车重力B.小于汽车重力C.大于汽车重力D.无法确定解析：汽车过拱形桥最高点时做圆周运动，重力mg提供向心力的一部分，支持力N与重力mg的合力提供向心力，即mg-N=mv²/R。解得N=mg-mv²/R，因为mv²/R>0，所以N<mg，即对桥面的压力小于汽车重力。正确答案为B。4.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，速率不变，半径减小，则向心加速度的变化情况是（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定解析：向心加速度a=v²/R，速率v不变，半径R减小，所以向心加速度a增大。正确答案为A。5.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，角速度为ω，则小球所受的向心力大小为（）A.mω²LB.mω²LcosθC.mω²LsinθD.mω²Ltanθ解析：向心力由细线的水平分力提供，水平分力为T•sinθ，根据几何关系，sinθ=R/L，R为圆周半径，所以向心力F=T•sinθ=T•R/L。根据牛顿第二定律，T•sinθ=mω²R，即F=mω²R。又因为R=Lsinθ，所以F=mω²Lsinθ。正确答案为C。6.如图所示，质量为m的小球在水平面上做匀速圆周运动，速率不变，半径减小，则向心加速度的变化情况是（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定解析：向心加速度a=v²/R，速率v不变，半径R减小，所以向心加速度a增大。正确答案为A。7.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，角速度为ω，则小球所受的向心力大小为（）A.mω²LB.mω²LcosθC.mω²LsinθD.mω²Ltanθ解析：向心力由细线的水平分力提供，水平分力为T•sinθ，根据几何关系，sinθ=R/L，R为圆周半径，所以向心力F=T•sinθ=T•R/L。根据牛顿第二定律，T•sinθ=mω²R，即F=mω²R。又因为R=Lsinθ，所以F=mω²Lsinθ。正确答案为C。8.如图所示，质量为m的小球在水平面上做匀速圆周运动，速率不变，半径减小，则向心加速度的变化情况是（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定解析：向心加速度a=v²/R，速率v不变，半径R减小，所以向心加速度a增大。正确答案为A。9.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，角速度为ω，则小球所受的向心力大小为（）A.mω²LB.mω²LcosθC.mω²LsinθD.mω²Ltanθ解析：向心力由细线的水平分力提供，水平分力为T•sinθ，根据几何关系，sinθ=R/L，R为圆周半径，所以向心力F=T•sinθ=T•R/L。根据牛顿第二定律，T•sinθ=mω²R，即F=mω²R。又因为R=Lsinθ，所以F=mω²Lsinθ。正确答案为C。10.如图所示，质量为m的小球在水平面上做匀速圆周运动，速率不变，半径减小，则向心加速度的变化情况是（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定解析：向心加速度a=v²/R，速率v不变，半径R减小，所以向心加速度a增大。正确答案为A。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.做匀速圆周运动的物体，其加速度大小不变，方向始终指向圆心，这种加速度称为______。参考答案：向心加速度解析：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，大小a=v²/R不变，方向始终指向圆心。2.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，角速度为ω，则小球所受的向心力大小为______。参考答案：mω²Lsinθ解析：向心力由细线的水平分力提供，水平分力为T•sinθ，根据几何关系，sinθ=R/L，R为圆周半径，所以向心力F=T•sinθ=T•R/L。根据牛顿第二定律，T•sinθ=mω²R，即F=mω²R。又因为R=Lsinθ，所以F=mω²Lsinθ。3.汽车过拱形桥最高点时，对桥面的压力大小为______。参考答案：小于汽车重力解析：汽车过拱形桥最高点时做圆周运动，重力mg提供向心力的一部分，支持力N与重力mg的合力提供向心力，即mg-N=mv²/R。解得N=mg-mv²/R，因为mv²/R>0，所以N<mg，即对桥面的压力小于汽车重力。4.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，速率不变，半径减小，则向心加速度的变化情况是______。参考答案：增大解析：向心加速度a=v²/R，速率v不变，半径R减小，所以向心加速度a增大。5.做匀速圆周运动的物体，其加速度大小不变，方向始终指向圆心，这种加速度称为______。参考答案：向心加速度解析：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，大小a=v²/R不变，方向始终指向圆心。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，角速度为ω，则小球所受的向心力大小为______。参考答案：mω²Lsinθ解析：向心力由细线的水平分力提供，水平分力为T•sinθ，根据几何关系，sinθ=R/L，R为圆周半径，所以向心力F=T•sinθ=T•R/L。根据牛顿第二定律，T•sinθ=mω²R，即F=mω²R。又因为R=Lsinθ，所以F=mω²Lsinθ。7.汽车过拱形桥最高点时，对桥面的压力大小为______。参考答案：小于汽车重力解析：汽车过拱形桥最高点时做圆周运动，重力mg提供向心力的一部分，支持力N与重力mg的合力提供向心力，即mg-N=mv²/R。解得N=mg-mv²/R，因为mv²/R>0，所以N<mg，即对桥面的压力小于汽车重力。8.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，速率不变，半径减小，则向心加速度的变化情况是______。参考答案：增大解析：向心加速度a=v²/R，速率v不变，半径R减小，所以向心加速度a增大。9.做匀速圆周运动的物体，其加速度大小不变，方向始终指向圆心，这种加速度称为______。参考答案：向心加速度解析：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，大小a=v²/R不变，方向始终指向圆心。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，角速度为ω，则小球所受的向心力大小为______。参考答案：mω²Lsinθ解析：向心力由细线的水平分力提供，水平分力为T•sinθ，根据几何关系，sinθ=R/L，R为圆周半径，所以向心力F=T•sinθ=T•R/L。根据牛顿第二定律，T•sinθ=mω²R，即F=mω²R。又因为R=Lsinθ，所以F=mω²Lsinθ。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.做匀速圆周运动的物体，其加速度大小不变，方向始终指向圆心。（）参考答案：正确解析：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，大小a=v²/R不变，方向始终指向圆心。2.汽车过拱形桥最高点时，对桥面的压力大小等于汽车重力。（）参考答案：错误解析：汽车过拱形桥最高点时做圆周运动，重力mg提供向心力的一部分，支持力N与重力mg的合力提供向心力，即mg-N=mv²/R。解得N=mg-mv²/R，因为mv²/R>0，所以N<mg，即对桥面的压力小于汽车重力。3.如图所示，质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动，速率不变，半径减小，则向心加速度的变化情况是增大。（）参考答案：正确解析：向心加速度a=v²/R，速率v不变，半径R减小，所以向心加速度a增大。4.做匀速圆周运动的物体，其加速度大小不变，方向始终指向圆心，这种加速度称为向心加速度。（）参考答案：正确解析：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，大小a=v²/R不变，方向始终指向圆心。5.汽车过拱形桥最高点时，对桥面的压力大小小于汽车重力。（）参考答案：正确解析：汽车过拱形桥最高点时做圆周运动，重力mg提供向心力的一部分，支持力N与重力mg的合力提供向心力，即mg-N=mv²/R。解得N=mg-mv²/R，因为mv²/R>0，所以N<mg，即对桥面的压力小于汽车重力。6.如图所示，质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动，速率不变，半径减小，则向心加速度的变化情况是增大。（）参考答案：正确解析：向心加速度a=v²/R，速率v不变，半径R减小，所以向心加速度a增大。7.做匀速圆周运动的物体，其加速度大小不变，方向始终指向圆心，这种加速度称为向心加速度。（）参考答案：正确解析：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，大小a=v²/R不变，方向始终指向圆心。8.汽车过拱形桥最高点时，对桥面的压力大小等于汽车重力。（）参考答案：错误解析：汽车过拱形桥最高点时做圆周运动，重力mg提供向心力的一部分，支持力N与重力mg的合力提供向心力，即mg-N=mv²/R。解得N=mg-mv²/R，因为mv²/R>0，所以N<mg，即对桥面的压力小于汽车重力。9.如图所示，质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动，速率不变，半径减小，则向心加速度的变化情况是增大。（）参考答案：正确解析：向心加速度a=v²/R，速率v不变，半径R减小，所以向心加速度a增大。10.做匀速圆周运动的物体，其加速度大小不变，方向始终指向圆心，这种加速度称为向心加速度。（）参考答案：正确解析：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，大小a=v²/R不变，方向始终指向圆心。四、简答题（本大题共4小题，每小题4分，共16分）1.简述匀速圆周运动的特点。参考答案：（1）速率不变，但速度方向时刻改变；（2）加速度大小不变，方向始终指向圆心；（3）是变加速运动；（4）向心力大小不变，方向始终指向圆心。解析：匀速圆周运动是指物体沿圆周运动，速率保持不变，但速度方向不断变化，因此是变速运动。加速度大小不变，方向始终指向圆心，称为向心加速度。向心力大小不变，方向始终指向圆心，由其他力提供。2.简述汽车过拱形桥最高点时的受力情况。参考答案：（1）汽车受到重力mg和支持力N；（2）重力mg与支持力N的合力提供向心力；（3）支持力N小于重力mg；（4）向心力大小为mv²/R。解析：汽车过拱形桥最高点时做圆周运动，重力mg与支持力N的合力提供向心力，即mg-N=mv²/R。解得N=mg-mv²/R，因为mv²/R>0，所以N<mg，即对桥面的压力小于汽车重力。3.简述向心力的特点。参考答案：（1）向心力是效果力，不是实际存在的力；（2）向心力大小不变，方向始终指向圆心；（3）向心力由其他力提供，如重力、弹力、摩擦力等；（4）向心力是维持物体做圆周运动的必要条件。解析：向心力是维持物体做圆周运动的必要条件，是效果力，不是实际存在的力。向心力大小不变，方向始终指向圆心，由其他力提供，如重力、弹力、摩擦力等。4.简述匀速圆周运动的加速度特点。参考答案：（1）加速度大小不变，方向始终指向圆心；（2）加速度是变加速运动；（3）加速度大小为a=v²/R；（4）加速度方向始终指向圆心，与速度方向垂直。解析：匀速圆周运动的加速度是向心加速度，大小a=v²/R不变，方向始终指向圆心，与速度方向垂直。因此，匀速圆周运动是变加速运动。五、应用题（本大题共4小题，每小题6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，角速度为ω，求小球所受的向心力大小。参考答案：向心力由细线的水平分力提供，水平分力为T•sinθ，根据几何关系，sinθ=R/L，R为圆周半径，所以向心力F=T•sinθ=T•R/L。根据牛顿第二定律，T•sinθ=mω²R，即F=mω²R。又因为R=Lsinθ，所以F=mω²Lsinθ。解析：向心力由细线的水平分力提供，水平分力为T•sinθ，根据几何关系，sinθ=R/L，R为圆周半径，所以向心力F=T•sinθ=T•R/L。根据牛顿第二定律，T•sinθ=mω²R，即F=mω²R。又因为R=Lsinθ，所以F=mω²Lsinθ。2.如图所示，质量为m的小球在水平面上做匀速圆周运动，速率不变，半径减小，求向心加速度的变化情况。参考答案：向心加速度a=v²/R，速率v不变，半径R减小，所以向心加速度a增大。解析：向心加速度a=v²/R，速率v不变，半径R减小，所以向心加速度a增大。3.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，角速度为ω，求小球所受的向心力大小。参考答案：向心力由细线的水平分力提供，水平分力为T•sinθ，根据几何关系，sinθ=R/L，R为圆周半径，所以向心力F=T•sinθ=T•R/L。根据牛顿第二定律，T•sinθ=mω²R，即F=mω²R。又因为R=Lsinθ，所以F=mω²Lsinθ。解析：向心力由细线的水平分力提供，水平分力为T•sinθ，根据几何关系，sinθ=R/L，R为圆周半径，所以向心力F=T•sinθ=T•R/L。根据牛顿第二定律，T•sinθ=mω²R，即F=mω²R。又因为R=Lsinθ，所以F=mω²Lsinθ。4.如图所示，质量为m的小球在水平面上做匀速圆周运动，速率不变，半径减小，求向心加速度的变化情况。参考答案：向心加速度a=v²/R，速率v不变，半径R减小，所以向心加速度a增大。解析：向心加速度a=v²/R，速率v不变，半径R减小，所以向心加速度a增大。【标准答案及解析】一、单选题1.C2.C3.B4.A5.C6.A7.C8.A9.C10.A二、填空题1.向心加速度2.mω²Lsinθ3.小于汽车重力4.增大5.向心加速度6.mω²Lsinθ7.小于汽车重力8.增大9.