6.2 向心力同步测试卷（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 6.2 向心力同步测试卷（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 560.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-10-24 09:47:07 | ||
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文档简介
2向心力同步测试卷
一、单选题
1．向心力演示器如图所示。把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们做圆周运动的半径相同。依次调整塔轮上的皮带的位置，匀速转动手柄，可以探究（ ）
A．向心力的大小与质量的关系
B．向心力的大小与半径的关系
C．向心力的大小与角速度的关系
D．角速度与周期的关系
2．如图所示，利用向心力演示仪，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，若皮带套在两个半径相等的塔轮上，且做匀速圆周运动，两侧分别放置铝球和钢球，则此时正在研究哪两个物理量之间的关系（ ）
A．研究向心力与质量之间的关系
B．研究向心力与角速度之间的关系
C．研究向心力与半径之间的关系
D．研究向心力与线速度之间的关系
3．“S路”曲线行驶是我国驾驶证考试中的一个项目。某次考试过程中，有两名学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上，并且始终与汽车保持相对静止，汽车在弯道上行驶时可视作圆周运动，行驶过程中未发生打滑。如图所示，当汽车在水平“S路”图示位置处减速行驶时（ ）
A．两名学员具有相同的线速度
B．两名学员具有相同的角速度
C．汽车受到的摩擦力与速度方向相反
D．在副驾驶上的学员受到汽车的作用力较大
4．如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使得摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，则关于摆球的受力情况，（不计空气阻力）下列说法中正确的是（ ）
A．摆球受重力、拉力和向心力的作用 B．摆球受拉力和向心力的作用
C．摆球受重力和拉力的作用 D．摆球受重力和向心力的作用
5．如图所示，在“神舟十一号”沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐增大。在此过程中“神舟十一号”所受合力F的方向可能是（ ）
A． B．C．D．
6．如图，小物体A与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况是（ ）
A．受重力、支持力和向心力 B．受重力、支持力
C．重力和支持力是一对作用力和反作用力 D．摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力
7．如图所示,两根等长的轻绳,一端共同系住质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,已知两根轻绳和AB构成一等腰直角三角形,重力加速度大小为g．今使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动,若小球在最高点的速度大小为v时,两根绳的拉力恰好均为零,则小球在最高点的速度大小为2v时,每根绳的拉力大小为
A．mg B．mg C．mg D．mg
8．在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江，若把这滑铁索过江简化成如图所示的模型，铁索的两个固定点A、B在同一水平面内，A、B间的距离为L＝80 m，铁索的最低点离A、B连线的垂直距离为H＝8 m，若把铁索看做是圆弧，已知一质量m＝52 kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点时的速度为10 m/s，那么( )
A．人在整个铁索上的运动可看成是匀速圆周运动
B．可求得铁索的圆弧半径为100 m
C．人在滑到最低点时，滑轮对铁索的压力为570 N
D．人在滑到最低点时，滑轮对铁索的压力为50 N
9．2020年5月23消息，巴西滑板少年圭·库里，在半管上完成了空中转体的壮举，创下新的世界纪录，滑板运动可以简化为如图所示的模型，半球形碗固定在水平面上，物块（可看做质点）以某一竖直向下的初速度从碗口左边缘向下滑，物块与碗壁间的动摩擦因数是变化的，因摩擦作用，物块下滑过程中速率不变，则（ ）
A．物块下滑的过程中加速度不变
B．物块下滑的过程所受摩擦力大小不变
C．物块下滑过程中所受合外力方向始终指向圆心
D．物块滑到最低点时对碗壁的压力等于物块的重力
10．在探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验中下列说法正确的是（ ）
A．本实验采用的实验方法是放大法
B．在探究向心力的大小F与角速度ω的关系时，要保持ω和r相同
C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
D．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
二、多选题
11．我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。则关于这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处
B．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处
C．探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处
D．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处
12．关于向心力的说法中，正确的是（ ）
A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
B．向心力只改变做圆周运动物体的线速度方向，不改变线速度的大小
C．做匀速圆周运动物体的向心力，一定等于其所受的合力
D．做匀速圆周运动物体的向心力是恒力
三、解答题
13．A、B两球质量分别为m1与m2，用一劲度系数为k 的弹簧相连，一长为l1的细线与A球相连，置于水平光滑桌面上，细线的另一端栓在竖直轴上，如图所示．当球A、B均以角速度ω绕OO'做匀速圆周运动时，弹簧长度为l2．
(1)此时弹簧伸长量多大？细线拉力多大？
(2)将细线突然烧断瞬间两球加速度各多大？
2向心力同步测试卷参考答案
1．C
【详解】
ABC．质量相同，半径相同，故只能探究向心力的大小与角速度的关系。故AB错误，C正确；
D．该装置是用来探究向心力大小关系，故不能探究角速度与周期的关系，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
铝球与钢球质量不同，转动的半径相等，线速度大小相等，本实验研究向心力与质量之间的关系，不是研究向心力与角速度、半径、线速度的关系．故A正确，BCD错误．故选A．
3．B
【详解】
AB．两名学员绕同一点做圆周运动，则他们的角速度相等，两名学员离圆心的距离不相等，据v=rω，所以他们的线速度大小不相同，故A错误，B正确；
C．摩擦力的一部分分力提供汽车圆周运动所需向心力，摩擦力的另一部分分力与速度方向反向，所以摩擦力方向不与速度方向相反，故C错误；
D．学员质量未知，无法比较他们的受到汽车的作用力大小，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】
摆球在水平面内做匀速圆周运动，小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，故C正确，ABD错误。
故选C。
5．B
【详解】
AD．做曲线运动的物体所受合力的方向总是指向曲线凹侧，故AD错误；
BC．由于速度逐渐增大，故合力F的方向沿切线方向的分力与速度方向相同，故B正确，C错误。
故选B。
6．D
【详解】
ABD．因为物体随盘一起做匀速圆周运动，做圆周运动的物体需要向心力，这个向心力是由静摩擦力提供，物体还受重力和竖直向上的支持力，故A错误，B错误，D正确.
C．重力和支持力作用在同一个物体上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，故C错误.
7．A
【详解】
小球在最高点速度为v时，两根绳子的拉力恰好为零，可知：
当小球在最高点速度为2v时，根据牛顿第二定律得：
解得：
．
A．mg，与结论相符，选项A正确；
B．mg，与结论不相符，选项B错误；
C．mg，与结论不相符，选项C错误；
D．mg，与结论不相符，选项D错误；
8．C
【详解】
A、人借助滑轮下滑过程中重力做功，速度大小是变化的，所以人在整个绳索上运动不能看成匀速圆周运动，故A错误．
B、设绳索的圆弧半径为r，则由几何知识得：，代入解得，，故B错误；
C、对人研究：根据牛顿第二定律得：，得到，代入解得人在滑到最低点时绳索对人支持力，根据牛顿第三定律得知，人在滑到最低点时对绳索的压力为，故C正确，D错误．
点睛：人借助滑轮下滑过程中，根据速度是否变化，判断人是否做匀速圆周运动，由几何知识求出圆弧的半径，人在滑到最低点时由重力和绳索的合力提供向心力，根据牛顿运动定律求出人在滑到最低点时对绳索的压力，并分析人处于超重还是失重状态．
9．C
【详解】
A.物块在下滑过程中速率不变，可看做匀速圆周运动，可知加速度大小不变，方向时刻指向圆心，故A错误；
B.物块在下滑过程中可看做匀速圆周运动，设支持力FN与竖直方向的夹角为，则摩擦力f=mgsin，在下滑过程中，由于角度变小，sin变小，则f变小，故B错误；
C.物块做匀速圆周运动的合外力完全提供向心力，合外力方向始终指向圆心，故C正确；
D.在最低点时，根据牛顿第二定律，有
FN-mg=m
依题意，物块滑到最低点时速度大小不变，则支持力不等于重力，根据牛顿第三定律知，压力大小等于支持力大小，所以压力不等于物块的重力，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．本实验采用的是控制变量法，故A错误；
B．在探究向心力的大小F与角速度ω的关系时，要保持r相同，故B错误；
C．根据可知，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，故C错误；
D．根据可知，在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故D正确。
故选D。
11．AD
【详解】
向心力与角速度、半径的关系为
AB．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处，A正确B错误；
C．探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处，C错误；
D．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，D正确。
故选AD。
12．BC
【详解】
物体是因为受向心力而做圆周运动，不是因为做圆周运动而受向心力，A错误；向心力方向与速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小，B正确；匀速圆周运动的向心力等于合力，C正确；匀速圆周运动物体的向心力大小不变，方向始终指向圆心，但不同位置指向圆心的方向是不一样的，所以向心力不是恒力，D错误．
13．（1）（2）；
【详解】
(1)B球只受弹簧弹力，设弹伸长，满足
则弹簧伸长量
A球受细线拉力和弹簧弹力F，做匀速圆周运动，满足
细线拉力
(2)细线烧断瞬间，
A球加速度
B球加速度
．
【名师点睛】B球绕OO′做匀速圆周运动，靠弹簧的弹力提供向心力，求出弹簧的弹力，根据胡克定律即可得出弹簧的伸长量．A球在水平方向上受绳子的拉力和弹簧的弹力，两个力合力提供A球做圆周运动的向心力，从而求出绳子的拉力．绳子突然烧断的瞬间，绳子拉力立即消失，弹簧的弹力来不及发生变化，根据牛顿第二定律分别求出两球的合力，从而得出两球的加速度
试卷第1页，共3页
一、单选题
1．向心力演示器如图所示。把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们做圆周运动的半径相同。依次调整塔轮上的皮带的位置，匀速转动手柄，可以探究（ ）
A．向心力的大小与质量的关系
B．向心力的大小与半径的关系
C．向心力的大小与角速度的关系
D．角速度与周期的关系
2．如图所示，利用向心力演示仪，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，若皮带套在两个半径相等的塔轮上，且做匀速圆周运动，两侧分别放置铝球和钢球，则此时正在研究哪两个物理量之间的关系（ ）
A．研究向心力与质量之间的关系
B．研究向心力与角速度之间的关系
C．研究向心力与半径之间的关系
D．研究向心力与线速度之间的关系
3．“S路”曲线行驶是我国驾驶证考试中的一个项目。某次考试过程中，有两名学员分别坐在驾驶座和副驾驶座上，并且始终与汽车保持相对静止，汽车在弯道上行驶时可视作圆周运动，行驶过程中未发生打滑。如图所示，当汽车在水平“S路”图示位置处减速行驶时（ ）
A．两名学员具有相同的线速度
B．两名学员具有相同的角速度
C．汽车受到的摩擦力与速度方向相反
D．在副驾驶上的学员受到汽车的作用力较大
4．如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使得摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，则关于摆球的受力情况，（不计空气阻力）下列说法中正确的是（ ）
A．摆球受重力、拉力和向心力的作用 B．摆球受拉力和向心力的作用
C．摆球受重力和拉力的作用 D．摆球受重力和向心力的作用
5．如图所示，在“神舟十一号”沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐增大。在此过程中“神舟十一号”所受合力F的方向可能是（ ）
A． B．C．D．
6．如图，小物体A与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况是（ ）
A．受重力、支持力和向心力 B．受重力、支持力
C．重力和支持力是一对作用力和反作用力 D．摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力
7．如图所示,两根等长的轻绳,一端共同系住质量为m的小球,另一端分别固定在等高的A、B两点,已知两根轻绳和AB构成一等腰直角三角形,重力加速度大小为g．今使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动,若小球在最高点的速度大小为v时,两根绳的拉力恰好均为零,则小球在最高点的速度大小为2v时,每根绳的拉力大小为
A．mg B．mg C．mg D．mg
8．在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江，若把这滑铁索过江简化成如图所示的模型，铁索的两个固定点A、B在同一水平面内，A、B间的距离为L＝80 m，铁索的最低点离A、B连线的垂直距离为H＝8 m，若把铁索看做是圆弧，已知一质量m＝52 kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点时的速度为10 m/s，那么( )
A．人在整个铁索上的运动可看成是匀速圆周运动
B．可求得铁索的圆弧半径为100 m
C．人在滑到最低点时，滑轮对铁索的压力为570 N
D．人在滑到最低点时，滑轮对铁索的压力为50 N
9．2020年5月23消息，巴西滑板少年圭·库里，在半管上完成了空中转体的壮举，创下新的世界纪录，滑板运动可以简化为如图所示的模型，半球形碗固定在水平面上，物块（可看做质点）以某一竖直向下的初速度从碗口左边缘向下滑，物块与碗壁间的动摩擦因数是变化的，因摩擦作用，物块下滑过程中速率不变，则（ ）
A．物块下滑的过程中加速度不变
B．物块下滑的过程所受摩擦力大小不变
C．物块下滑过程中所受合外力方向始终指向圆心
D．物块滑到最低点时对碗壁的压力等于物块的重力
10．在探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验中下列说法正确的是（ ）
A．本实验采用的实验方法是放大法
B．在探究向心力的大小F与角速度ω的关系时，要保持ω和r相同
C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
D．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
二、多选题
11．我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。则关于这个实验，下列说法正确的是（ ）
A．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处
B．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处
C．探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处
D．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处
12．关于向心力的说法中，正确的是（ ）
A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
B．向心力只改变做圆周运动物体的线速度方向，不改变线速度的大小
C．做匀速圆周运动物体的向心力，一定等于其所受的合力
D．做匀速圆周运动物体的向心力是恒力
三、解答题
13．A、B两球质量分别为m1与m2，用一劲度系数为k 的弹簧相连，一长为l1的细线与A球相连，置于水平光滑桌面上，细线的另一端栓在竖直轴上，如图所示．当球A、B均以角速度ω绕OO'做匀速圆周运动时，弹簧长度为l2．
(1)此时弹簧伸长量多大？细线拉力多大？
(2)将细线突然烧断瞬间两球加速度各多大？
2向心力同步测试卷参考答案
1．C
【详解】
ABC．质量相同，半径相同，故只能探究向心力的大小与角速度的关系。故AB错误，C正确；
D．该装置是用来探究向心力大小关系，故不能探究角速度与周期的关系，故D错误。
故选C。
2．A
【详解】
铝球与钢球质量不同，转动的半径相等，线速度大小相等，本实验研究向心力与质量之间的关系，不是研究向心力与角速度、半径、线速度的关系．故A正确，BCD错误．故选A．
3．B
【详解】
AB．两名学员绕同一点做圆周运动，则他们的角速度相等，两名学员离圆心的距离不相等，据v=rω，所以他们的线速度大小不相同，故A错误，B正确；
C．摩擦力的一部分分力提供汽车圆周运动所需向心力，摩擦力的另一部分分力与速度方向反向，所以摩擦力方向不与速度方向相反，故C错误；
D．学员质量未知，无法比较他们的受到汽车的作用力大小，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】
摆球在水平面内做匀速圆周运动，小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，故C正确，ABD错误。
故选C。
5．B
【详解】
AD．做曲线运动的物体所受合力的方向总是指向曲线凹侧，故AD错误；
BC．由于速度逐渐增大，故合力F的方向沿切线方向的分力与速度方向相同，故B正确，C错误。
故选B。
6．D
【详解】
ABD．因为物体随盘一起做匀速圆周运动，做圆周运动的物体需要向心力，这个向心力是由静摩擦力提供，物体还受重力和竖直向上的支持力，故A错误，B错误，D正确.
C．重力和支持力作用在同一个物体上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，故C错误.
7．A
【详解】
小球在最高点速度为v时，两根绳子的拉力恰好为零，可知：
当小球在最高点速度为2v时，根据牛顿第二定律得：
解得：
．
A．mg，与结论相符，选项A正确；
B．mg，与结论不相符，选项B错误；
C．mg，与结论不相符，选项C错误；
D．mg，与结论不相符，选项D错误；
8．C
【详解】
A、人借助滑轮下滑过程中重力做功，速度大小是变化的，所以人在整个绳索上运动不能看成匀速圆周运动，故A错误．
B、设绳索的圆弧半径为r，则由几何知识得：，代入解得，，故B错误；
C、对人研究：根据牛顿第二定律得：，得到，代入解得人在滑到最低点时绳索对人支持力，根据牛顿第三定律得知，人在滑到最低点时对绳索的压力为，故C正确，D错误．
点睛：人借助滑轮下滑过程中，根据速度是否变化，判断人是否做匀速圆周运动，由几何知识求出圆弧的半径，人在滑到最低点时由重力和绳索的合力提供向心力，根据牛顿运动定律求出人在滑到最低点时对绳索的压力，并分析人处于超重还是失重状态．
9．C
【详解】
A.物块在下滑过程中速率不变，可看做匀速圆周运动，可知加速度大小不变，方向时刻指向圆心，故A错误；
B.物块在下滑过程中可看做匀速圆周运动，设支持力FN与竖直方向的夹角为，则摩擦力f=mgsin，在下滑过程中，由于角度变小，sin变小，则f变小，故B错误；
C.物块做匀速圆周运动的合外力完全提供向心力，合外力方向始终指向圆心，故C正确；
D.在最低点时，根据牛顿第二定律，有
FN-mg=m
依题意，物块滑到最低点时速度大小不变，则支持力不等于重力，根据牛顿第三定律知，压力大小等于支持力大小，所以压力不等于物块的重力，故D错误。
故选C。
10．D
【详解】
A．本实验采用的是控制变量法，故A错误；
B．在探究向心力的大小F与角速度ω的关系时，要保持r相同，故B错误；
C．根据可知，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，故C错误；
D．根据可知，在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故D正确。
故选D。
11．AD
【详解】
向心力与角速度、半径的关系为
AB．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处，A正确B错误；
C．探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处，C错误；
D．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，D正确。
故选AD。
12．BC
【详解】
物体是因为受向心力而做圆周运动，不是因为做圆周运动而受向心力，A错误；向心力方向与速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小，B正确；匀速圆周运动的向心力等于合力，C正确；匀速圆周运动物体的向心力大小不变，方向始终指向圆心，但不同位置指向圆心的方向是不一样的，所以向心力不是恒力，D错误．
13．（1）（2）；
【详解】
(1)B球只受弹簧弹力，设弹伸长，满足
则弹簧伸长量
A球受细线拉力和弹簧弹力F，做匀速圆周运动，满足
细线拉力
(2)细线烧断瞬间，
A球加速度
B球加速度
．
【名师点睛】B球绕OO′做匀速圆周运动，靠弹簧的弹力提供向心力，求出弹簧的弹力，根据胡克定律即可得出弹簧的伸长量．A球在水平方向上受绳子的拉力和弹簧的弹力，两个力合力提供A球做圆周运动的向心力，从而求出绳子的拉力．绳子突然烧断的瞬间，绳子拉力立即消失，弹簧的弹力来不及发生变化，根据牛顿第二定律分别求出两球的合力，从而得出两球的加速度
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