高一物理必修二第六章《圆周运动》素养形成性达标训练卷（A3横版，含解析）
文档属性
| 名称 | 高一物理必修二第六章《圆周运动》素养形成性达标训练卷（A3横版，含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-03-21 08:55:35 | ||
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文档简介
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第六章 圆周运动--素养形成性达标训练卷
(考试时间：75分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．（23-24高一下·广东广州·期中）家住公路转弯处外侧的李先生家连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示，以下判断正确的是（ ）
A．公路在设计上一定是内侧高外侧低
B．公路在设计上一定是外侧高内侧低
C．拐弯时汽车一定受到了离心力
D．拐弯时汽车一定做了离心运动
2．（23-24高一下·广东江门·阶段练习）如图是某电力机车雨刮器的示意图，雨刮器由刮水片和雨刮臂连接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨刮臂的连接点，若雨刮臂绕O轴在竖直平面内120°范围内转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是（ ）
A．P点的线速度始终不变
B．同一时刻，M、N两点的线速度不相同
C．同一时刻，M、N两点的角速度大小不相等
D．若增大OP的长度，则刮水片刮水时覆盖面积增大
3．（23-24高一下·福建福州·期末）如图所示，福清水文化公园的转椅深受儿童的喜爱，当转椅匀速转动时，小朋友随转椅一起做匀速圆周运动，小朋友相对座椅无滑动，在这种情况下小朋友的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．仅受重力和座椅的支持力
B．受重力、座椅的支持力和向心力
C．若仅转椅的角速度增大为原来的2倍，向心力增大为原来的4倍
D．若仅转椅的角速度增大为原来的2倍，向心力增大为原来的2倍
4．（23-24高一下·浙江温州·期末）如图所示为某皮带轮传动装置，图中A、B、C点为轮边缘上的点，到各自转轴的距离之比为，皮带与各轮间均不打滑。下列关于A、B、C点的线速度v、角速度、周期T、向心加速度a的关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
5．（23-24高一下·天津·期中）陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，如图（a）所示。将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。对应的简化模型如图（b）所示，粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时，关于粗坯上P、Q两质点，下列说法正确的是（ ）
A．P的周期比Q的大
B．相同时间内，P通过的路程比Q的大
C．任意相等时间内P通过的位移大小比Q的大
D．同一时刻P的向心加速度的方向与Q的相同
6．（23-24高一下·陕西咸阳·阶段练习）如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，正确的是（ ）
A．图甲，汽车通过拱桥的最高点时速度越大，对拱桥的压力越大
B．图乙，是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变
C．图丙，山崖边的公路被称为最险公路，若汽车以恒定的速率转弯，选择内圈较为安全
D．图丁，甩桶脱水的原理是水滴受到的离心力大于向心力，从而沿切线方向甩出
7．（23-24高一下·安徽亳州·期末）如图所示，平台固定在转轴的顶端，可随转轴一起转动，A、B两个小朋友坐在平台两侧，A的质量为m，B的质量为2m。A到转轴的距离是3l，B到转轴的距离是l。两小朋友腰间系一轻绳，轻绳通过转轴中心，处于刚好伸直且无张力的状态，小朋友与平台接触面间的最大静摩擦力均为其重力的k倍，重力加速度大小为g。若使小朋友与平台保持相对静止，则平台转动的角速度不能超过（ ）
A． B． C． D．
8．（23-24高一下·天津·期中）“水流星”是中国传统民间杂技艺术，如图所示，杂技演员手拿绳子的中点让两水桶在竖直平面内做圆周运动，绳子长度为，水桶可看作质点，则下列说法正确的是（ ）
A．水桶通过最高点时的速度可以为0
B．水桶刚好通过最高点时的速度是
C．水桶通过最高点时，水对桶底的压力可以为0
D．水桶通过最低点时，绳子对水桶的拉力可以与水和桶所受总重力相等
9．（23-24高一下·山东潍坊·期中）如图甲所示，小球在竖直放置的光滑圆形细管道内做圆周运动。当小球运动到圆形管道的最高点时，管道对小球的弹力与在最高点时的速度平方的关系如图乙所示（取竖直向上为正方向），重力加速度为。则下列说法正确的是（ ）
A．小球的质量为0.8kg B．小球的质量为0.4kg
C．小球做圆周运动的半径为1.0m D．小球做圆周运动的半径为0.4m
10．（24-25高一下·浙江杭州·阶段练习）如图一内壁光滑的大圆球，一质量为小球可以在大圆球内沿不同轨道绕其光滑内壁做圆周运动，其中轨道与轨道是水平的，轨道是竖直的，下列有关说法正确的是（ ）
A．小球沿轨道做匀速圆周运动
B．小球沿轨道运动的最小速度为0
C．小球沿轨道运动的速度比沿轨道运动的速度大
D．小球沿轨道运动的周期比沿轨道运动的周期大
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11．（6分）（23-24高一下·天津·期中）用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。
(1)在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是___________
A．微元法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．理想化模型法
(2)在一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在、位置，、到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。匀速转动手柄，标尺上的等分格显示左、右两个小球所受向心力的比值为，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为
12．（9分）（23-24高一下·广东佛山·阶段练习）某实验小组为探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与物体质量、轨道半径及转速的关系，采用了如图甲所示的实验装置。带孔的滑块套在水平细杆上。通过细杆与固定在转轴上的拉力传感器相连。滑块上固定有转速传感器。细杆可绕转轴做匀速圆周运动。
(1)下列实验用到的物理方法与本实验相同的是___________。
A．伽利略对自由落体的研究
B．探究加速度与力、质量的关系
C．探究两个互成角度的力的合成规律
(2)若拉力传感器的示数为F，转速传感器的示数为n，保证小滑块的质量、圆周运动的半径不变，实验小组通过改变转速测量出多组数据，作出了图乙所示的图像，该图像是一条直线，则图像横坐标x代表的可能是___________。
A．n B． C． D．
(3)经检查分析，实验仪器、操作和读数均没有问题，实验作出的图线不过原点的主要原因可能是 。
13．（10分）（23-24高一下·天津·阶段练习）在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h。
（1）汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力指向圆心的分量等于车重的0.6倍。如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道果是水平圆周的一部分，其弯道的最小半径是多少？
（2）如果高速公路上设计了圀弧拱形立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱形立交桥的半径至少是多少？（取）
14．（13分）（23-24高一下·广西河池·阶段练习）用手掌平托质量为的苹果，保持这样的姿势在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，苹果在运动过程中始终没有脱离手掌，圆周的半径为，运动一周所用时间为。重力加速度为。
（1）求苹果做匀速圆周运动的角速度大小；
（2）求手掌在点所受压力；
（3）求手掌在点对苹果施加的力的大小。
15.（16分）（23-24高一下·湖南郴州·期末）图1所示是一种叫“旋转飞椅”的游乐项目，将其结构简化为图2所示的模型。长 的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径r=3m的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。转盘静止时，钢绳沿竖直方向自由下垂；转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角 将游客和座椅看作一个质点，质量 不计钢绳重力和空气阻力，重力加速度 ，（取 求游客和座椅随转盘做匀速圆周运动时：
（1）钢绳的拉力大小T；
（2）向心力的大小
（3）线速度的大小v。
答案和解析
《2025年3月18日高中物理作业》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D C D B B A BC BC AD
1．D
【详解】AB．汽车在水平路面上拐弯时，靠静摩擦力提供向心力，现在易发生侧翻可能是路面设计不合理，公路的设计上可能内侧高外侧低，重力沿斜面方向的分力背离圆心，导致合力不够提供向心力而致。公路的设计上也可能内侧低外侧高，但汽车车速过快，重力和摩擦力不足以提供向心力，故AB错误；
CD．汽车发生侧翻是因为提供的力不够做圆周运动所需的向心力，发生离心运动，并不是受到离心力的作用，故C错误，D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．P点的轨迹为圆周，线速度方向改变，故A错误；
B．根据线速度的公式
可知t趋于0时，同一时刻，M、N两点的线速度大小相等，方向也相同，故B错误；
C．M、N两点的线速度相同，圆周运动半径也相同，由可知，角速度大小相等，故C错误；
D．若增大OP的长度，则刮水片刮水时覆盖面积将会增大，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】AB．对小朋友受力分析，小朋友受到重力，座椅的支持力和座椅的静摩擦力，静摩擦力提供向心力，故AB错误；
CD．根据可知若仅转椅的角速度增大为原来的2倍，向心力增大为原来的4倍，故C正确，D错误。
故选C。
4．D
【详解】A和C与皮带接触，故可知A、B、C三点的线速度相等；因为，根据可知
同理因为，根据得
根据，结合公式得
故选D。
5．B
【详解】A．由题意可知，粗坯上P、Q两质点属于同轴转动，故P、Q两质点的角速度相等，P、Q两质点的周期相等，故A错误；
B．根据，由于P质点的半径大于Q质点的半径，则P质点的线速度大于Q质点的线速度，所以相同时间内，P通过的路程比Q的大，故B正确；
C．由于P、Q两质点的周期相等，在一个周期内P、Q两质点通过的位移均为0，故C错误；
D．向心加速度的方向指向圆心，所以同一时刻P的向心加速度的方向与Q的相反，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】A．图甲，汽车通过拱桥的最高点时，根据
可知，速度越大，对拱桥的压力越小，选项A错误；
B．图乙，是一圆锥摆，根据
可得
即增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，选项B正确；
C．图丙，山崖边的公路被称为最险公路，若汽车以恒定的速率转弯，根据
则r越大，则所需的静摩擦力越小，转弯越安全，即选择外圈安全，选项C错误；
D．图丁，甩桶脱水的原理是水滴受到的附着力小于所需的向心力时将做离心运动，从而沿切线方向甩出，选项D错误。
故选B。
7．A
【详解】两小朋友与平台相对静止，具有共同角速度，刚开始由摩擦力提供向心力，根据
分析可得，小朋友A先达到临界态，随着角速度的增大，轻绳上开始产生张力。A小朋友转动过程中需要的向心力
B小朋友转动过程中需要的向心力
A需要的向心力由摩擦力和轻绳张力共同提供，设即将发生相对滑动对应的最大角速度，对A
对B
联立解得
故选A。
8．BC
【详解】ABC．水桶刚好通过最高点时的速度具有最小值，此时水对桶底的压力为0，重力刚好提供向心力，则有
解得
故A错误，BC正确；
D．水桶通过最低点时，加速度方向向上，则绳子对水桶的拉力一定大于水和桶所受总重力，故D错误。
故选BC。
9．BC
【详解】AB．当速度的平方为零时，小球在最高点时处于平衡状态，此时
可得
故B正确，A错误；
CD．当在最高点，管道对小球速度为零时，速度平方为10，此时重力提供向心力，有
代入数据可得
故C正确，D错误。
故选BC。
10．AD
【详解】
AC．设弹力与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律得
根据几何关系
联立解得
沿b轨道一定做匀速圆周运动，θ越小，v越小，沿a轨道运动的速度比沿b轨道的速度小，A正确，C错误；
B．在最高点，最小的向心力为重力提供，对应最小速度，根据牛顿第二定律得
解得
沿c轨道运动，在最高点的最小速度为，B错误；
D．根据牛顿第二定律得
结合
解得
θ越小，周期越大，沿a轨道运动的周期比沿b轨运动的周期大，D正确。
故选AD。
11．(1)C
(2)
【详解】（1）在探究向心力大小与半径,、质量、角速度的关系时，需要先控制某些量不变，探究其中的两个物理量的关系，即用控制变量法。
故选C。
（2）根据公式可知，由于两球的质量相等，转动半径相同，则有转动的角速度之比为
因用皮带连接的左、右塔轮，轮缘的线速度大小相等，由可知，左、右塔轮半径之比为3:1。
12．(1)B
(2)D
(3)滑块受到摩擦力
【详解】（1）实验探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系的实验方法是控制变量法。
A．伽利略对自由落体的研究的实验方法是实验推理法，故A错误；
B．探究加速度与力、质量的关系的实验方法是控制变量法，故B正确；
C．探究两个互成角度的力的合成规律的实验方法是等效替代法，故C错误。
故选B。
（2）根据向心力与转速的关系有
又
联立解得
可知小明选取的横坐标可能是，故选D。
（3）图像是一条不过原点的直线，图线不过坐标原点的原因是滑块受到摩擦力提供向心力，当转速达到一定时，细杆才出现拉力。
13．（1）150m；（2）90m
【详解】（1）根据题意可得，汽车转弯时所需要的向心力由摩擦力提供，则
解得
（2）为了保证安全通过，车与路面间的弹力FN必须大于等于零，则
解得
所以圆弧拱形立交桥的半径至少为90m。
14．（1）；（2），方向竖直向下；（3）
【详解】（1）匀速圆周运动的角速度大小
（2）苹果过点时重力、支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得
得
由牛顿第三定律，手掌在点受到的压力
手掌在点受到的压力方向竖直向下。
（3）手在点对苹果施加两个力，一个是竖直方向的支持力
一个是水平方向指向圆心的静摩擦力（向心力）
手在点对苹果施加的力为
得
15．（1）T=750N；（2）Fn=450N；（3）v=6m/s
【详解】（1）如图所示，根据受力分析知：
代入得
T=750N
（2）由图知，绳子拉力与重力提供做圆周运动向心力，由受力分析可得
代入得
（3）如图所示，由几何关系知，做圆周运动半径为
R=r+Lsinθ
由牛顿第二定律得
代入得
v=6m/s
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第六章 圆周运动--素养形成性达标训练卷
(考试时间：75分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
第Ⅰ卷 选择题
一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．（23-24高一下·广东广州·期中）家住公路转弯处外侧的李先生家连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示，以下判断正确的是（ ）
A．公路在设计上一定是内侧高外侧低
B．公路在设计上一定是外侧高内侧低
C．拐弯时汽车一定受到了离心力
D．拐弯时汽车一定做了离心运动
2．（23-24高一下·广东江门·阶段练习）如图是某电力机车雨刮器的示意图，雨刮器由刮水片和雨刮臂连接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨刮臂的连接点，若雨刮臂绕O轴在竖直平面内120°范围内转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是（ ）
A．P点的线速度始终不变
B．同一时刻，M、N两点的线速度不相同
C．同一时刻，M、N两点的角速度大小不相等
D．若增大OP的长度，则刮水片刮水时覆盖面积增大
3．（23-24高一下·福建福州·期末）如图所示，福清水文化公园的转椅深受儿童的喜爱，当转椅匀速转动时，小朋友随转椅一起做匀速圆周运动，小朋友相对座椅无滑动，在这种情况下小朋友的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．仅受重力和座椅的支持力
B．受重力、座椅的支持力和向心力
C．若仅转椅的角速度增大为原来的2倍，向心力增大为原来的4倍
D．若仅转椅的角速度增大为原来的2倍，向心力增大为原来的2倍
4．（23-24高一下·浙江温州·期末）如图所示为某皮带轮传动装置，图中A、B、C点为轮边缘上的点，到各自转轴的距离之比为，皮带与各轮间均不打滑。下列关于A、B、C点的线速度v、角速度、周期T、向心加速度a的关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
5．（23-24高一下·天津·期中）陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，如图（a）所示。将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。对应的简化模型如图（b）所示，粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时，关于粗坯上P、Q两质点，下列说法正确的是（ ）
A．P的周期比Q的大
B．相同时间内，P通过的路程比Q的大
C．任意相等时间内P通过的位移大小比Q的大
D．同一时刻P的向心加速度的方向与Q的相同
6．（23-24高一下·陕西咸阳·阶段练习）如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，正确的是（ ）
A．图甲，汽车通过拱桥的最高点时速度越大，对拱桥的压力越大
B．图乙，是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变
C．图丙，山崖边的公路被称为最险公路，若汽车以恒定的速率转弯，选择内圈较为安全
D．图丁，甩桶脱水的原理是水滴受到的离心力大于向心力，从而沿切线方向甩出
7．（23-24高一下·安徽亳州·期末）如图所示，平台固定在转轴的顶端，可随转轴一起转动，A、B两个小朋友坐在平台两侧，A的质量为m，B的质量为2m。A到转轴的距离是3l，B到转轴的距离是l。两小朋友腰间系一轻绳，轻绳通过转轴中心，处于刚好伸直且无张力的状态，小朋友与平台接触面间的最大静摩擦力均为其重力的k倍，重力加速度大小为g。若使小朋友与平台保持相对静止，则平台转动的角速度不能超过（ ）
A． B． C． D．
8．（23-24高一下·天津·期中）“水流星”是中国传统民间杂技艺术，如图所示，杂技演员手拿绳子的中点让两水桶在竖直平面内做圆周运动，绳子长度为，水桶可看作质点，则下列说法正确的是（ ）
A．水桶通过最高点时的速度可以为0
B．水桶刚好通过最高点时的速度是
C．水桶通过最高点时，水对桶底的压力可以为0
D．水桶通过最低点时，绳子对水桶的拉力可以与水和桶所受总重力相等
9．（23-24高一下·山东潍坊·期中）如图甲所示，小球在竖直放置的光滑圆形细管道内做圆周运动。当小球运动到圆形管道的最高点时，管道对小球的弹力与在最高点时的速度平方的关系如图乙所示（取竖直向上为正方向），重力加速度为。则下列说法正确的是（ ）
A．小球的质量为0.8kg B．小球的质量为0.4kg
C．小球做圆周运动的半径为1.0m D．小球做圆周运动的半径为0.4m
10．（24-25高一下·浙江杭州·阶段练习）如图一内壁光滑的大圆球，一质量为小球可以在大圆球内沿不同轨道绕其光滑内壁做圆周运动，其中轨道与轨道是水平的，轨道是竖直的，下列有关说法正确的是（ ）
A．小球沿轨道做匀速圆周运动
B．小球沿轨道运动的最小速度为0
C．小球沿轨道运动的速度比沿轨道运动的速度大
D．小球沿轨道运动的周期比沿轨道运动的周期大
第Ⅱ卷 非选择题
二、非选择题
11．（6分）（23-24高一下·天津·期中）用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。
(1)在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是___________
A．微元法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．理想化模型法
(2)在一次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在、位置，、到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。匀速转动手柄，标尺上的等分格显示左、右两个小球所受向心力的比值为，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为
12．（9分）（23-24高一下·广东佛山·阶段练习）某实验小组为探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与物体质量、轨道半径及转速的关系，采用了如图甲所示的实验装置。带孔的滑块套在水平细杆上。通过细杆与固定在转轴上的拉力传感器相连。滑块上固定有转速传感器。细杆可绕转轴做匀速圆周运动。
(1)下列实验用到的物理方法与本实验相同的是___________。
A．伽利略对自由落体的研究
B．探究加速度与力、质量的关系
C．探究两个互成角度的力的合成规律
(2)若拉力传感器的示数为F，转速传感器的示数为n，保证小滑块的质量、圆周运动的半径不变，实验小组通过改变转速测量出多组数据，作出了图乙所示的图像，该图像是一条直线，则图像横坐标x代表的可能是___________。
A．n B． C． D．
(3)经检查分析，实验仪器、操作和读数均没有问题，实验作出的图线不过原点的主要原因可能是 。
13．（10分）（23-24高一下·天津·阶段练习）在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h。
（1）汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力指向圆心的分量等于车重的0.6倍。如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道果是水平圆周的一部分，其弯道的最小半径是多少？
（2）如果高速公路上设计了圀弧拱形立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱形立交桥的半径至少是多少？（取）
14．（13分）（23-24高一下·广西河池·阶段练习）用手掌平托质量为的苹果，保持这样的姿势在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，苹果在运动过程中始终没有脱离手掌，圆周的半径为，运动一周所用时间为。重力加速度为。
（1）求苹果做匀速圆周运动的角速度大小；
（2）求手掌在点所受压力；
（3）求手掌在点对苹果施加的力的大小。
15.（16分）（23-24高一下·湖南郴州·期末）图1所示是一种叫“旋转飞椅”的游乐项目，将其结构简化为图2所示的模型。长 的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径r=3m的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。转盘静止时，钢绳沿竖直方向自由下垂；转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角 将游客和座椅看作一个质点，质量 不计钢绳重力和空气阻力，重力加速度 ，（取 求游客和座椅随转盘做匀速圆周运动时：
（1）钢绳的拉力大小T；
（2）向心力的大小
（3）线速度的大小v。
答案和解析
《2025年3月18日高中物理作业》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D C D B B A BC BC AD
1．D
【详解】AB．汽车在水平路面上拐弯时，靠静摩擦力提供向心力，现在易发生侧翻可能是路面设计不合理，公路的设计上可能内侧高外侧低，重力沿斜面方向的分力背离圆心，导致合力不够提供向心力而致。公路的设计上也可能内侧低外侧高，但汽车车速过快，重力和摩擦力不足以提供向心力，故AB错误；
CD．汽车发生侧翻是因为提供的力不够做圆周运动所需的向心力，发生离心运动，并不是受到离心力的作用，故C错误，D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．P点的轨迹为圆周，线速度方向改变，故A错误；
B．根据线速度的公式
可知t趋于0时，同一时刻，M、N两点的线速度大小相等，方向也相同，故B错误；
C．M、N两点的线速度相同，圆周运动半径也相同，由可知，角速度大小相等，故C错误；
D．若增大OP的长度，则刮水片刮水时覆盖面积将会增大，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】AB．对小朋友受力分析，小朋友受到重力，座椅的支持力和座椅的静摩擦力，静摩擦力提供向心力，故AB错误；
CD．根据可知若仅转椅的角速度增大为原来的2倍，向心力增大为原来的4倍，故C正确，D错误。
故选C。
4．D
【详解】A和C与皮带接触，故可知A、B、C三点的线速度相等；因为，根据可知
同理因为，根据得
根据，结合公式得
故选D。
5．B
【详解】A．由题意可知，粗坯上P、Q两质点属于同轴转动，故P、Q两质点的角速度相等，P、Q两质点的周期相等，故A错误；
B．根据，由于P质点的半径大于Q质点的半径，则P质点的线速度大于Q质点的线速度，所以相同时间内，P通过的路程比Q的大，故B正确；
C．由于P、Q两质点的周期相等，在一个周期内P、Q两质点通过的位移均为0，故C错误；
D．向心加速度的方向指向圆心，所以同一时刻P的向心加速度的方向与Q的相反，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】A．图甲，汽车通过拱桥的最高点时，根据
可知，速度越大，对拱桥的压力越小，选项A错误；
B．图乙，是一圆锥摆，根据
可得
即增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，选项B正确；
C．图丙，山崖边的公路被称为最险公路，若汽车以恒定的速率转弯，根据
则r越大，则所需的静摩擦力越小，转弯越安全，即选择外圈安全，选项C错误；
D．图丁，甩桶脱水的原理是水滴受到的附着力小于所需的向心力时将做离心运动，从而沿切线方向甩出，选项D错误。
故选B。
7．A
【详解】两小朋友与平台相对静止，具有共同角速度，刚开始由摩擦力提供向心力，根据
分析可得，小朋友A先达到临界态，随着角速度的增大，轻绳上开始产生张力。A小朋友转动过程中需要的向心力
B小朋友转动过程中需要的向心力
A需要的向心力由摩擦力和轻绳张力共同提供，设即将发生相对滑动对应的最大角速度，对A
对B
联立解得
故选A。
8．BC
【详解】ABC．水桶刚好通过最高点时的速度具有最小值，此时水对桶底的压力为0，重力刚好提供向心力，则有
解得
故A错误，BC正确；
D．水桶通过最低点时，加速度方向向上，则绳子对水桶的拉力一定大于水和桶所受总重力，故D错误。
故选BC。
9．BC
【详解】AB．当速度的平方为零时，小球在最高点时处于平衡状态，此时
可得
故B正确，A错误；
CD．当在最高点，管道对小球速度为零时，速度平方为10，此时重力提供向心力，有
代入数据可得
故C正确，D错误。
故选BC。
10．AD
【详解】
AC．设弹力与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿第二定律得
根据几何关系
联立解得
沿b轨道一定做匀速圆周运动，θ越小，v越小，沿a轨道运动的速度比沿b轨道的速度小，A正确，C错误；
B．在最高点，最小的向心力为重力提供，对应最小速度，根据牛顿第二定律得
解得
沿c轨道运动，在最高点的最小速度为，B错误；
D．根据牛顿第二定律得
结合
解得
θ越小，周期越大，沿a轨道运动的周期比沿b轨运动的周期大，D正确。
故选AD。
11．(1)C
(2)
【详解】（1）在探究向心力大小与半径,、质量、角速度的关系时，需要先控制某些量不变，探究其中的两个物理量的关系，即用控制变量法。
故选C。
（2）根据公式可知，由于两球的质量相等，转动半径相同，则有转动的角速度之比为
因用皮带连接的左、右塔轮，轮缘的线速度大小相等，由可知，左、右塔轮半径之比为3:1。
12．(1)B
(2)D
(3)滑块受到摩擦力
【详解】（1）实验探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系的实验方法是控制变量法。
A．伽利略对自由落体的研究的实验方法是实验推理法，故A错误；
B．探究加速度与力、质量的关系的实验方法是控制变量法，故B正确；
C．探究两个互成角度的力的合成规律的实验方法是等效替代法，故C错误。
故选B。
（2）根据向心力与转速的关系有
又
联立解得
可知小明选取的横坐标可能是，故选D。
（3）图像是一条不过原点的直线，图线不过坐标原点的原因是滑块受到摩擦力提供向心力，当转速达到一定时，细杆才出现拉力。
13．（1）150m；（2）90m
【详解】（1）根据题意可得，汽车转弯时所需要的向心力由摩擦力提供，则
解得
（2）为了保证安全通过，车与路面间的弹力FN必须大于等于零，则
解得
所以圆弧拱形立交桥的半径至少为90m。
14．（1）；（2），方向竖直向下；（3）
【详解】（1）匀速圆周运动的角速度大小
（2）苹果过点时重力、支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得
得
由牛顿第三定律，手掌在点受到的压力
手掌在点受到的压力方向竖直向下。
（3）手在点对苹果施加两个力，一个是竖直方向的支持力
一个是水平方向指向圆心的静摩擦力（向心力）
手在点对苹果施加的力为
得
15．（1）T=750N；（2）Fn=450N；（3）v=6m/s
【详解】（1）如图所示，根据受力分析知：
代入得
T=750N
（2）由图知，绳子拉力与重力提供做圆周运动向心力，由受力分析可得
代入得
（3）如图所示，由几何关系知，做圆周运动半径为
R=r+Lsinθ
由牛顿第二定律得
代入得
v=6m/s
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