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高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 向心力优秀课堂检测
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 向心力优秀课堂检测，文件包含62《向心力》分层练习原卷版-人教版高中物理必修二docx、62《向心力》分层练习解析版-人教版高中物理必修二docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共29页， 欢迎下载使用。
向心力
1．（2022·全国·高一专题练习）旱冰爱好者在地面上滑行如图所示，若他正沿圆弧弯道以不变的速率滑行，则他（ ）
A．做匀速运动B．所受的合力为0
C．受到重力和向心力D．向心力方向不断变化
2．（2022春·广东江门·高一阶段练习）如图所示，餐桌上的水平玻璃转盘匀速转动时，其上的物品相对于转盘静止，则以下说法正确的是（ ）
A．越靠近圆心的物品线速度越大B．越靠近圆心的物品加速度越小
C．越靠近圆心的物品角速度越小D．越靠近圆心的物品摩擦力越小
3．（2022春·甘肃酒泉·高一期末）（多选）把一小球放在光滑的玻璃漏斗中，晃动漏斗，可使小球沿漏斗壁在某一平面内做匀速圆周运动，如图所示，小球的向心力（ ）
A．由小球的重力提供
B．由摩擦力提供
C．由小球的重力与玻璃漏斗对小球的支持力的合力提供
D．由玻璃漏斗对球的支持力在水平方向的分力提供
4．（2023·全国·高一假期作业）画出图中物体A的受力示意图，并分析其所受向心力的来源。
向心力的大小
5．（2023·高一课时练习）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．F1C．F1>F2D．F1、F2的大小关系无法确定
6．（2022·全国·高一专题练习）当老鹰在高空中盘旋时，垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力。已知当质量为m的老鹰以速率v匀速水平盘旋时，半径为R，则其向心力为（ ）
A．mv2RB．C．D．
7．（2022·高二课时练习）质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方处有一光滑小钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间（瞬时速度不变），细线没有断裂，则下列说法正确的是（ ）
A．小球的线速度突然增大
B．小球的角速度突然减小
C．小球对细线的拉力突然增大
D．小球对细线的拉力保持不变
8．（2022·全国·高一假期作业）如图所示，轻绳的一端系着物块A，另一端通过水平转盘中心的光滑小孔O吊着小球B，A随转盘一起绕通过小孔O的竖直轴匀速转动，小球B始终与转盘保持相对静止。已知：物块A与小球B质量均为m，物块A与转盘接触面的动摩擦因数为，物块A转动半径为r，重力加速度为g，则转盘转动的角速度可能是（ ）
A．B．C．D．
9．（2022春·河南安阳·高一期末）在2022年3月23日天宫课堂中，航天员老师利用手摇离心机将水油分离。天宫课堂中宇航员的手摇离心机可简化为如图在空间站中手摇小瓶的模型，假设小瓶（包括小瓶中的油和水）的质量为m，P为小瓶的质心，细线的长度（从图中O到P之间的长度）为L，小瓶在t时间内转动了n圈，当小瓶转动到竖直平面内最高点时，细线中的拉力为（ ）
A．B．C．D．
10．（2022·高一课时练习）如图所示，半径为r的圆筒A绕竖直中心轴匀速转动，筒的内壁上有一个质量为m的物体B，物体B一边随圆筒A转动，一边以竖直向下的加速度a下滑。若物体与筒壁间的动摩擦因数为，圆筒A转动的角速度为多大？
实验探究
11．（2022秋·浙江杭州·高一浙江省杭州第二中学校考期末）用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
（1）本实验采用的科学方法是______。
A．控制变量法 B．累积法 C．微元法 D．放大法
（2）图示情景正在探究的是______。
A．向心力的大小与半径的关系
B．向心力的大小与角速度大小的关系
C．向心力的大小与物体质量的关系
12．（2022秋·河北廊坊·高一河北省文安县第一中学阶段练习）两个同学做体验性实验来粗略地验证向心力公式 r和Fn＝mω2r。他们的做法如下：如图甲，绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），绳上离小沙袋重心40cm的地方打一个绳结A，80cm的地方打另一个绳结B。同学甲看手表计时，同学乙按下列步骤操作：
操作一：手握绳结A，如图乙，使沙袋在水平方向上做匀速圆周运动，每秒运动1周。体会此时绳子拉力的大小。
操作二：手仍然握绳结A，但使沙袋在水平方向上每秒运动2周。体会此时绳子拉力的大小。
操作三：改为手握绳结B，使沙袋在水平方向上每秒运动1周。体会此时绳子拉力的大小。
根据以上操作步骤填空：操作一与操作三________（填“线速度”或“角速度”）相同，同学乙感到________（填“操作一”或“操作二”）绳子拉力比较大；操作二与操作三________（填“线速度”或“角速度”）相同，同学乙感到________（填“操作二”或“操作三”）绳子拉力比较大。
13．（2022·全国·高一专题练习）图甲是探究向心力大小与质量m、半径r、线速度v的关系的实验装置图。电动机带动转台匀速转动，改变电动机的电压可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间。用一轻质细线绕过固定在转台中心的光滑小滑轮将金属块与力传感器连接，金属块被约束在转台的凹槽中并只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力忽略不计。
（1）某同学为了探究向心力与质量的关系，需要控制_________和_________两个变量保持不变；
（2）另一同学为了探究向心力与线速度的关系，用刻度尺测得金属块做匀速圆周运动的半径为r，光电计时器读出转动的周期T，则线速度大小为v=_________（用题中所给字母表示）；
（3）该同学多次改变转速后，记录了一系列力与对应周期的数据，并在图乙所示的坐标系中描绘出了图线，若已知金属块质量m=0.24kg，则金属块转动的半径r=_______m。（结果保留两位有效数字）
14．（2023秋·重庆九龙坡·高一重庆市育才中学校考期末）小吴同学用如题图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1，2：1和3：1（如题图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，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套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答相关问题：
（1）在某次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调制第一层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与_________的关系；
A．质量m B．角速度 C．半径r
（2）若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为_________；
（3）在另一次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置。传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为_________。
15．（2022春·四川眉山·高一期末）自新冠疫情发生以来，无人机已经成为战疫利器之一，如图所示，某质量为m的无人机以恒定速率v在水平面内做匀速圆周运动，圆心为O，半径为R，重力加速度为g。在图示位置，空气对无人机的作用力方向和大小为（ ）
A．竖直向上，B．水平向右，
C．斜向右上方，D．斜向右上方，
16．（2022秋·重庆九龙坡·高一重庆市育才中学校考期末）某同学用如图4甲所示装置做探究向心力大小与线速度大小的关系。装置中光滑水平直杆随竖直转轴一起转动，一个滑块套在水平光滑杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，当滑块随水平杆一起转动时，细线的拉力就是滑块做圆周运动需要的向心力，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的线速度可以通过速度传感器测得。
（1）要探究向心力大小与线速度大小的关系，采用的方法是___________。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．微元法 D．放大法
（2）实验中，要测量滑块做圆周运动时的半径，应测量滑块到___________（选填“力传感器”或“竖直转轴”）的距离。若仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及速度传感器的示数v，将测得的多组F、v值，在图乙F—v2坐标系中描点，请将描出的点进行作图______。若测得滑块做圆周运动的半径为r = 0.2m，由作出的F—v2图线可得滑块与速度传感器的总质量m = ___________kg（结果保留两位有效数字）。
17．（2020·全国·统考高考真题）如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（ ）
A．200 NB．400 NC．600 ND．800 N
18．（2019·江苏·高考真题）（多选）如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱
A．运动周期为
B．线速度的大小为ωR
C．受摩天轮作用力的大小始终为mg
D．所受合力的大小始终为mω2R
19．（2014·安徽·高考真题）如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面间的夹角为30°，g取10m/s2．则ω的最大值是( )
A．rad/sB．rad/sC．1.0rad/sD．0.5rad/s
20．（2013·重庆·高考真题）如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合．转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°．重力加速度大小为g．
（1）若ω=ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求ω0；
（2）ω=（1±k）ω0，且0＜k<<1，求小物块受到的摩擦力大小和方向．
向心力
1．（2022·全国·高一专题练习）旱冰爱好者在地面上滑行如图所示，若他正沿圆弧弯道以不变的速率滑行，则他（ ）
A．做匀速运动B．所受的合力为0
C．受到重力和向心力D．向心力方向不断变化
2．（2022春·广东江门·高一阶段练习）如图所示，餐桌上的水平玻璃转盘匀速转动时，其上的物品相对于转盘静止，则以下说法正确的是（ ）
A．越靠近圆心的物品线速度越大B．越靠近圆心的物品加速度越小
C．越靠近圆心的物品角速度越小D．越靠近圆心的物品摩擦力越小
3．（2022春·甘肃酒泉·高一期末）（多选）把一小球放在光滑的玻璃漏斗中，晃动漏斗，可使小球沿漏斗壁在某一平面内做匀速圆周运动，如图所示，小球的向心力（ ）
A．由小球的重力提供
B．由摩擦力提供
C．由小球的重力与玻璃漏斗对小球的支持力的合力提供
D．由玻璃漏斗对球的支持力在水平方向的分力提供
4．（2023·全国·高一假期作业）画出图中物体A的受力示意图，并分析其所受向心力的来源。
向心力的大小
5．（2023·高一课时练习）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．F1
6．（2022·全国·高一专题练习）当老鹰在高空中盘旋时，垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力。已知当质量为m的老鹰以速率v匀速水平盘旋时，半径为R，则其向心力为（ ）
A．mv2RB．C．D．
7．（2022·高二课时练习）质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方处有一光滑小钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间（瞬时速度不变），细线没有断裂，则下列说法正确的是（ ）
A．小球的线速度突然增大
B．小球的角速度突然减小
C．小球对细线的拉力突然增大
D．小球对细线的拉力保持不变
8．（2022·全国·高一假期作业）如图所示，轻绳的一端系着物块A，另一端通过水平转盘中心的光滑小孔O吊着小球B，A随转盘一起绕通过小孔O的竖直轴匀速转动，小球B始终与转盘保持相对静止。已知：物块A与小球B质量均为m，物块A与转盘接触面的动摩擦因数为，物块A转动半径为r，重力加速度为g，则转盘转动的角速度可能是（ ）
A．B．C．D．
9．（2022春·河南安阳·高一期末）在2022年3月23日天宫课堂中，航天员老师利用手摇离心机将水油分离。天宫课堂中宇航员的手摇离心机可简化为如图在空间站中手摇小瓶的模型，假设小瓶（包括小瓶中的油和水）的质量为m，P为小瓶的质心，细线的长度（从图中O到P之间的长度）为L，小瓶在t时间内转动了n圈，当小瓶转动到竖直平面内最高点时，细线中的拉力为（ ）
A．B．C．D．
10．（2022·高一课时练习）如图所示，半径为r的圆筒A绕竖直中心轴匀速转动，筒的内壁上有一个质量为m的物体B，物体B一边随圆筒A转动，一边以竖直向下的加速度a下滑。若物体与筒壁间的动摩擦因数为，圆筒A转动的角速度为多大？
实验探究
11．（2022秋·浙江杭州·高一浙江省杭州第二中学校考期末）用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
（1）本实验采用的科学方法是______。
A．控制变量法 B．累积法 C．微元法 D．放大法
（2）图示情景正在探究的是______。
A．向心力的大小与半径的关系
B．向心力的大小与角速度大小的关系
C．向心力的大小与物体质量的关系
12．（2022秋·河北廊坊·高一河北省文安县第一中学阶段练习）两个同学做体验性实验来粗略地验证向心力公式 r和Fn＝mω2r。他们的做法如下：如图甲，绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），绳上离小沙袋重心40cm的地方打一个绳结A，80cm的地方打另一个绳结B。同学甲看手表计时，同学乙按下列步骤操作：
操作一：手握绳结A，如图乙，使沙袋在水平方向上做匀速圆周运动，每秒运动1周。体会此时绳子拉力的大小。
操作二：手仍然握绳结A，但使沙袋在水平方向上每秒运动2周。体会此时绳子拉力的大小。
操作三：改为手握绳结B，使沙袋在水平方向上每秒运动1周。体会此时绳子拉力的大小。
根据以上操作步骤填空：操作一与操作三________（填“线速度”或“角速度”）相同，同学乙感到________（填“操作一”或“操作二”）绳子拉力比较大；操作二与操作三________（填“线速度”或“角速度”）相同，同学乙感到________（填“操作二”或“操作三”）绳子拉力比较大。
13．（2022·全国·高一专题练习）图甲是探究向心力大小与质量m、半径r、线速度v的关系的实验装置图。电动机带动转台匀速转动，改变电动机的电压可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间。用一轻质细线绕过固定在转台中心的光滑小滑轮将金属块与力传感器连接，金属块被约束在转台的凹槽中并只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力忽略不计。
（1）某同学为了探究向心力与质量的关系，需要控制_________和_________两个变量保持不变；
（2）另一同学为了探究向心力与线速度的关系，用刻度尺测得金属块做匀速圆周运动的半径为r，光电计时器读出转动的周期T，则线速度大小为v=_________（用题中所给字母表示）；
（3）该同学多次改变转速后，记录了一系列力与对应周期的数据，并在图乙所示的坐标系中描绘出了图线，若已知金属块质量m=0.24kg，则金属块转动的半径r=_______m。（结果保留两位有效数字）
14．（2023秋·重庆九龙坡·高一重庆市育才中学校考期末）小吴同学用如题图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1，2：1和3：1（如题图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，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套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答相关问题：
（1）在某次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调制第一层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与_________的关系；
A．质量m B．角速度 C．半径r
（2）若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为_________；
（3）在另一次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置。传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为_________。
15．（2022春·四川眉山·高一期末）自新冠疫情发生以来，无人机已经成为战疫利器之一，如图所示，某质量为m的无人机以恒定速率v在水平面内做匀速圆周运动，圆心为O，半径为R，重力加速度为g。在图示位置，空气对无人机的作用力方向和大小为（ ）
A．竖直向上，B．水平向右，
C．斜向右上方，D．斜向右上方，
16．（2022秋·重庆九龙坡·高一重庆市育才中学校考期末）某同学用如图4甲所示装置做探究向心力大小与线速度大小的关系。装置中光滑水平直杆随竖直转轴一起转动，一个滑块套在水平光滑杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，当滑块随水平杆一起转动时，细线的拉力就是滑块做圆周运动需要的向心力，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的线速度可以通过速度传感器测得。
（1）要探究向心力大小与线速度大小的关系，采用的方法是___________。
A．控制变量法 B．等效替代法 C．微元法 D．放大法
（2）实验中，要测量滑块做圆周运动时的半径，应测量滑块到___________（选填“力传感器”或“竖直转轴”）的距离。若仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及速度传感器的示数v，将测得的多组F、v值，在图乙F—v2坐标系中描点，请将描出的点进行作图______。若测得滑块做圆周运动的半径为r = 0.2m，由作出的F—v2图线可得滑块与速度传感器的总质量m = ___________kg（结果保留两位有效数字）。
17．（2020·全国·统考高考真题）如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（ ）
A．200 NB．400 NC．600 ND．800 N
18．（2019·江苏·高考真题）（多选）如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱
A．运动周期为
B．线速度的大小为ωR
C．受摩天轮作用力的大小始终为mg
D．所受合力的大小始终为mω2R
19．（2014·安徽·高考真题）如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面间的夹角为30°，g取10m/s2．则ω的最大值是( )
A．rad/sB．rad/sC．1.0rad/sD．0.5rad/s
20．（2013·重庆·高考真题）如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合．转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°．重力加速度大小为g．
（1）若ω=ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求ω0；
（2）ω=（1±k）ω0，且0＜k<<1，求小物块受到的摩擦力大小和方向．
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