高中物理会考水平合格考备考知识清单《第六章圆周运动》含解析答案

这是一份高中物理会考水平合格考备考知识清单《第六章圆周运动》含解析答案，共17页。学案主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4m/s，转动周期为2s，则下列判断错误的是（ ）
A．角速度为0.5 rad/sB．转速为0.5 r/s
C．轨迹半径为D．加速度大小为4π m/s2
2．小明同学乘坐高铁分别以不同速率v1、v2通过同一水平圆弧形弯道，且v1>v2。若小明所需向心力的大小分别为F1、F2，则（ ）
A．F1F2D．F1、F2的大小关系无法确定
3．质量为的小球在竖直面内做半径为的圆周运动，当它到达最高点时速度为，此时小球的向心力为（ ）
A．B．C．D．
4．物体做匀速圆周运动时，保持不变的量是（ ）
A．向心力B．角速度C．线速度D．加速度
5．关于洗衣机脱水桶的有关问题，下列说法不正确的是（ ）
A．如果脱水桶的角速度太小，脱水桶就不能进行脱水
B．脱水桶工作时衣服上的水做离心运动，贴在桶壁上的衣服没有做离心运动
C．脱水桶工作时桶内的衣服也会做离心运动，所以脱水桶停止工作时衣服紧贴在桶壁上
D．只要脱水桶开始旋转，衣服上的水就做离心运动
6．关于向心加速度，下列说法正确的是（ ）
A．向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量
B．向心加速度是描述线速度大小变化快慢的物理量
C．向心加速度是描述角速度变化快慢的物理量
D．向心加速度的方向始终保持不变
7．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（ ）

A．物体所受弹力增大，摩擦力不变
B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了
C．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了
D．物体所受弹力和摩擦力都减小了
8．如图所示，为列车经过某一转弯处的照片，有两名乘客分别坐在列车上a、b位置，下列说法正确的是（ ）
A．线速度相同
B．向心力大小相等
C．列车转弯的向心力可能只由了重力、支持力提供
D．转弯时，列车速度超过设计速度时会受到离心力的作用
9．下列关于向心力的说法中错误的是（ ）
A．向心力是使物体做圆周运动的原因
B．向心力是指向弧形轨道圆心方向的力，是根据力的作用效果命名的
C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某一种力或某一种力的分力
D．向心力不但可以改变物体运动的方向，也可以改变物体运动的快慢
10．如图所示，地球表面不同纬度有质量相等的P、Q两物体随地球一起自转，P、Q两物体的下列哪些物理量大小相等（ ）

A．线速度B．角速度
C．向心加速度D．合外力
11．关于离心运动，下列说法中正确的是（ ）
A．物体突然受到离心力的作用，将做离心运动
B．做匀速圆周运动的物体，当提供的向心力突然变大时将做离心运动
C．做匀速圆周运动的物体，只要提供的向心力的数值发生变化，就将做离心运动
D．做匀速圆周运动的物体，当提供的向心力突然消失或变小时将做离心运动
12．如图所示，质量相等的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对于圆盘静止，且A到轴的距离是B到轴的距离的2倍，则两物块所受摩擦力大小之比为（ ）

A．1∶1B．1∶2
C．1∶3D．1∶4
13．在匀速圆周运动中，向心加速度是描述（ ）
A．线速度变化快慢的物理量B．线速度方向变化快慢的物理量
C．线速度大小变化快慢的物理量D．角速度变化快慢的物理量
14．有关洗衣机脱水筒的问题，下列说法中正确的是（ ）
A．如果衣服上的水太多，脱水筒就不能进行脱水
B．脱水筒工作时衣服上的水做离心运动，衣服并不做离心运动
C．脱水筒工作时筒内的衣服也会做离心运动，所以脱水筒停止工作时衣服紧贴在筒壁上
D．脱水筒停止工作后，衣服缠绕在一起是因为离心运动
15．如图所示为质点P、Q做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的图线，表示质点P的图线是双曲线，表示质点Q的图线是过原点的一条直线。由图线可知（ ）

A．质点P的线速度不变B．质点P的角速度不变
C．质点Q的角速度不变D．质点Q的线速度不变
16．如图是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面通常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动。对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是（ ）

A．摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用
B．摩托车所受外力的合力小于所需的向心力
C．摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去
D．摩托车将沿其半径方向沿直线滑去
17．小红推门进入教室如图所示，在门转动时，门上A、B两点的角速度分别为ωA、ωB，线速度大小分别为vA、vB，则（ ）
A． ωA＞ωBB．ωA＜ωBC．vA＞vBD．vA＜vB
18．迫使做匀速圆周运动物体的运动方向不断改变的原因是（ ）
A．向心力B．向心加速度C．线速度D．角速度
19．一中学生沿400米圆形跑道，跑了全长的四分之三，用时一分钟。中学生运动的角速度大小为（ ）
A．5rad/sB．rad/s
C．rad/sD．rad/s
二、多选题
20．如图是一种叫“指尖陀螺”的玩具。当将陀螺绕位于中心的转轴旋转时，陀螺上、两点的周期、角速度及线速度的关系正确的是（ ）
A．，B．，
C．，D．，
三、实验题
21．图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同。当a、b两轮在皮带的带动下匀速转动时
（1）两槽转动的角速度 （填“>”“=”或“v2
可知
F1>F2
故选C。
3．B
【详解】由题意，根据合力提供小球所需向心力，由牛顿第二定律有
故选B。
4．B
【详解】AD．物体做匀速圆周运动时，向心力和向心加速度大小不变，方向指向圆心不断变化，AD不符合题意；
B．做匀速圆周运动的物体，角速度不变，是恒量，B符合题意；
C．做匀速圆周运动时，线速度大小不变，方向沿圆周的切线方向不断变化，C不符合题意。
故选B。
5．D
【详解】A．根据
可知，当脱水桶的角速度较小时，衣物对水的作用力能够提供水滴圆周运动的向心力，水不能够被甩出去，即水没有做离心运动，可知如果脱水桶的角速度太小，脱水桶就不能进行脱水，故A正确，不符合题意；
B．脱水桶工作时，由于角速度较大，衣服上的水由于衣物对水的作用力不足以提供水圆周运动的向心力，水做离心运动，贴在桶壁上的衣服由于桶壁对衣物的作用力能够提供衣物圆周运动的向心力，则衣物没有做离心运动，故B正确，不符合题意；
C．脱水桶工作时，由于没有桶壁的作用力，靠近桶中心位置的衣物先做离心运动，之后贴在桶壁上后，脱水桶停止工作时，由于桶壁对衣物的作用力能够衣服紧贴在桶壁上，故C正确，不符合题意；
D．根据上述可知，当桶的角速度较小时，衣物对水的作用力能够提供水滴圆周运动的向心力，水不能够被甩出去，即水没有做离心运动，当桶的角速度较大时，衣服上的水由于衣物对水的作用力不足以提供水圆周运动的向心力，水做离心运动，故D错误，符合题意。
故选CD。
6．A
【详解】ABC．圆周运动的向心加速度只改变速度的方向，不改变速度大小，向心加速度描述的是线速度方向变化快慢的物理量；对于匀速圆周运动，角速度不变，可知向心加速度不是描述角速度变化快慢的物理量。故A正确，BC错误；
D．向心加速度的方向始终指向圆心，时刻在改变，故D错误。
故选A。
7．A
【详解】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析如图所示

可知物体的重力与摩擦力平衡，即
根据支持力提供向心力有
可知当圆筒的角速度增大以后，物体所受弹力增大，摩擦力不变。
故选A。
8．C
【详解】A．当列车转弯时，乘客分坐在列车上a、b位置，线速度方向不同，A错误；
B．当列车转弯时，乘客分坐在列车上a、b位置，根据
a、b位置的乘客质量不一定相同，向心力不一定相同，B错误；
C．当列车转弯时，当重力和支持力的合力恰好提供向心力时，此时列车转弯的向心力可能只由重力和支持力，C正确；
D．离心力是一种效果力，它使旋转的物体远离它的旋转中心，离心力并不是真实的力，D错误。
故选C。
9．D
【详解】A．物体做圆周运动就需要有向心力，向心力是由外界提供的，不是物体本身产生的，向心力是使物体做圆周运动的原因，故A正确；
B．向心力是指向圆心的合力提供的，它是按力的作用效果命名的，故B正确；
C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某种力的分力，故C正确；
D．向心力的方向与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，故D错误。
本题选错误项，故选D。
10．B
【详解】AB．根据题意可知，P、Q两物体随地球一起自转，角速度相等，由公式可知，由于
则的线速度大于的线速度，故A错误，B正确；
C．由公式可知，的向心加速度大于的向心加速度，故C错误；
D．P、Q两物体做匀速圆周运动，合外力提供向心力，则由公式可知，由于P、Q两物体质量相等，则有的合外力大于的合外力，故D错误。
故选B。
11．D
【详解】物体做不做离心运动取决于合外力提供的向心力与物体所需向心力的关系，只有当提供的向心力小于所需要的向心力时，物体才做离心运动，所以做离心运动的物体并没有受到所谓的离心力的作用，离心力没有施力物体，所以离心力不存在。
故选D。
12．B
【详解】由于A、B在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相等，故
根据摩擦力提供向心力
可知，质量相等，角速度相等，A到轴的距离是B到轴的距离的2倍，则摩擦力之比等于半径之比为
故选B。
13．B
【详解】匀速圆周运动线速度大小不变，所以向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量。
故选B。
14．C
【详解】ABC．洗衣机脱水筒是应用离心运动的原理。当脱水筒工作时，转速增大，使衣服及衣服上的水做离心运动，衣服由于离心运动到筒壁，筒壁施加弹力提供衣服转动的向心力，衣服以后就不再做离心运动，而衣服上的水，做圆周运动只靠与衣服之间的吸附力，转速增大时，这个力不足以提供向心力，所以水做离心运动，故AB错误，C正确；
D．脱水筒停止工作后，衣服缠绕在一起是由于衣服在漂洗的过程中相互缠绕的结果，与离心运动无关，故D错误。
故选C。
15．C
【详解】A．质点P的向心加速度随半径变化的图线是双曲线的一支，即a与r成反比，由
可知质点P的线速度v的大小是定值，但方向变化，故A错误；
B．根据
可知角速度是变量，故B错误；
C．质点Q的向心加速度随半径变化的图线是一条直线，表示a∝r，由
可知角速度是定值，故C正确；
D．根据
可知线速度v是变量，故D错误。
故选C。
16．B
【详解】
A．摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，故A错误；
B．摩托车正常转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合力等于所需向心力，如果向外滑动，说明提供的向心力（即合力）小于需要的向心力，故B正确；
CD．摩托车将在沿其线速度方向与半径向外的方向之间做曲线运动，故CD错误。
故选B。
17．D
【详解】由于A、B两点绕同轴转动，故其角速度相同，AB错误；
根据角速度与线速度的关系，即
可知，且
故可得
vA＜vB
C错误，D正确。
故选D。
18．A
【详解】迫使做匀速圆周运动物体的运动方向不断改变的原因是向心力。
故选A。
19．C
【详解】中学生运动的角速度大小为
故选C。
20．BD
【详解】陀螺上、两点同轴转动，则、两点的周期和角速度均相等，即有
，
根据
由于
则有
故选BD。
21． = 2：1 2：1
【详解】（1）[1]由于a、b轮半径相同，通过皮带传动线速度大小相同，故两槽转动的角速度满足
（2）[2]现有两个质量相同的钢球，球1放在A槽的横臂挡板处，球2放在B槽的横臂挡板处，它们到各自转轴的距离之比为2：1，由可知，钢球1、2的线速度之比为2：1。
[3]由向心力表达式可知，两钢球质量相同、转动角速度相同，则向心力大小与轨道半径成正比，故钢球1、2各自对应的标尺露出的格数之比为2：1。
22． B A D
【详解】（1）[1]因向心力与小球的质量、转动半径和角速度都有关，则本实验采用的科学方法是控制变量法，故选B；
（2）[2]图示情景中，两球的质量不等，转动半径相等，塔轮半径相同，则角速度相等，则装置正在探究的是向心力的大小与物体质量的关系，故选A。
（3）[3]通过本实验可以得到的结论是：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。故选D。
23．（1），；（2）
【详解】（1）A、B两点做圆周运动的半径分别为
所以A、B两点的线速度大小分别为
（2）A、B、C三点的向心加速度大小分别为
所以
24．（1）；（2）
【详解】（1）根据题意可知，在最高点水不流出的条件是重力不大于水做圆周运动所需要的向心力，即
其中
解得
即在最高点，水不流出的最小速率为。
（2）当水在最高点的速率大于时，只靠重力提供向心力已不足，此时杯子底对水有向下的力，设为N，由牛顿第二定律有
其中
解得
代入数据解得
由牛顿第三定律知，水对杯子的作用力
方向竖直向上。
25．（1）85m；（2）94.2m；（3）15m/s2
【详解】
如题图所示
、、
（1）轿车的位移为从初位置A指向末位置B的有向线段，其长度
（2）路程等于弧长
（3）由公式得