2025-2026学年人教版（2019）高一年级上学期寒假自主预习物理试卷三【第六章圆周运动A卷】

这是一份2025-2026学年人教版（2019）高一年级上学期寒假自主预习物理试卷三【第六章圆周运动A卷】，共15页。试卷主要包含了如图所示，门上有两个点a和b，如图是一种叫“指尖陀螺”的玩具等内容，欢迎下载使用。

（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
第一部分（选择题 共44分）
一．单选题（本大题共6小题， 在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，共24分）
1．如图所示，门上有两个点a和b（可视为质点），某同学在开门时，关于门上a、b两点的线速度和角速度的大小关系是（ ）
A．，B．，
C．，D．，
2．关于向心加速度，下列说法正确的是（ ）
A．由知，匀速圆周运动的向心加速度恒定
B．匀速圆周运动属于匀速运动
C．向心加速度越大，物体速率变化越快
D．做圆周运动的物体，向心加速度时刻指向圆心
3．汽车爆胎往往导致灾难性的车祸，所以很多车主买了胎压监测器直接安装在轮胎气嘴处，但是安装胎压监测器而不做轮胎的动平衡调整，当车速较快时会发生方向盘抖动、车胎噪音变大等现象。如果安装的胎压监测器比正常气嘴盖多出质量，汽车轮胎半径，气嘴处离车轴中心距离。当汽车以的速度行驶时，因为安装胎压监测器而未做轮胎动平衡引起的车轴多受到的力接近于（ ）
A．100NB．10NC．1ND．0.1N
4．质量为的小球用长为的轻质细线悬挂在点，在点的正下方处有一光滑小钉子，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，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．小球的向心加速度突然减小
5．图甲为游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的魔盘上，当魔盘转速增大到一定值时，游客就会滑向盘边缘，其装置可以简化为图乙。若魔盘转速缓慢增大，则游客在滑动之前（ ）
A．受到魔盘的支持力缓慢增大
B．受到魔盘的摩擦力缓慢减小
C．受到的合外力缓慢增大
D．受到魔盘的作用力大小不变
6．2024年3月2日，我国神舟十七号航天员在空间站机械臂的支持下，完成约8h的出舱活动任务，在轨道上利用轻质机械臂操控质量为m的货物。已知货物、空间站和地球的位置如图所示，它们在同一直线上，货物与空间站同步绕地球以角速度ω做匀速圆周运动，空间站轨道半径为r，货物与空间站中心的距离为d，忽略空间站对货物的引力，货物受到地球的引力大小为F1，受到机械臂的作用力大小为F2。则（ ）
A．F1比F2小B．F1比F2大
C．F1比F2小D．F1比F2大
多选题（本大题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，部分选对的得部分，有选错的得0分．）
7．油纸伞是中国传统工艺品之一，使用历史已有1000多年。如图所示，a、b是油纸伞伞面上同一根伞骨上附着的两颗相同雨滴，伞骨可视为直线，当以伞柄为轴在水平面内旋转雨伞时，下列说法正确的是（ ）
A．雨滴a、b角速度相同B．雨滴a、b线速度相同
C．雨滴a更容易从伞面移动D．雨滴b更容易从伞面移动
8．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．，
9．如图甲所示，轻杆一端固定一小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做圆周运动。规定竖直向下为杆受力的正方向，在最高点时，杆的受力与小球速度平方的关系图像如图乙所示，重力加速度g取。则下列说法正确的是（ ）
A．小球的质量为0.1kgB．小球的质量为0.5kg
C．轻杆的长度为1mD．轻杆的长度为0.5m
10．铁路转弯处的弯道半径是根据地形决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差的设计不仅与有关。还与火车在弯道上的行驶速度有关。下列说法正确的是（ ）
A．速率一定时，越小，要求越小B．速率一定时，越大，要求越小
C．半径一定时，越小，要求越大D．半径一定时，越大，要求越大
第二部分（非选择题 共56分）
三．非选择题（本大题共5小题，共56分）
11．如图是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置图，匀速转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球A、B分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂6的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8，标尺8露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：
(1)现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法正确的是______。
A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验
D．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验
(2)在该实验中应用了 （选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”）来探究向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。
(3)当用两个质量相等的小球做实验，且左边的小球的轨道半径为右边小球轨道半径的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为 。
12．某同学设计了一个测油漆喷枪喷射速度的实验。装置如图甲所示，该油漆喷枪能够向外喷射四种速度大小不同的油漆雾滴，一个直径为的纸带环安放在水平转台上，纸带环上刻有一条狭缝A，在狭缝A的正对面画一条标志线。转台稳定转动时，向侧面同样开有狭缝B的纸盒中沿水平方向喷射油漆雾滴，当狭缝A、B正对平行时，雾滴通过狭缝A在纸带的内侧面留下油漆痕迹。改变喷射速度v0（）重复实验，在纸带上留下四个油漆痕迹a、b、c、d，将纸带展开平放在刻度尺旁边，如图乙所示。
(1)图乙中，速度最大的雾滴所留的痕迹是 点；
(2)已知转台转动的角速度，如果不计雾滴所受空气阻力，则喷枪喷出雾滴速度的最大值为 m/s（保留三位有效数字）。
13．如图所示，一质量为的小球，用长的细线拴住在竖直面内做圆周运动（），求：
（1）若小球恰好能过最高点，则小球在最高点的速度为多大？
（2）若在最低点给小球一个大小为的水平初速度时，则小球运动到与圆心等高处时细绳的拉力大小是多大？
14．如图为一车间传送和收集货物的装置示意图．传送带以顺时针传送，质量为的货物（可看作质点）在A端无初速度轻放后被传送到上方某处拋出（A、B分别为皮带倾斜部分的下端点上端点），然后从P点（传送带正对P点）进入内壁光滑的收集桶．货物从桶边缘内侧P进入时恰好与桶壁无碰撞。已知传送带与水平面夹角为，传送带两轮中心间距，轮半径，上端开口的圆桶内部半径，桶高，桶口与传送带轮心的竖直高度差为，货物与传送带之间的动摩擦因数，试求：
（1）货物从A到达B点的时间和在最高点的速度大小
（2）货物进入圆桶的瞬时对桶壁的弹力大小
（3）货物从A处释放至落于桶底的全程时间

15．如图所示，在水平台的右侧有半径、圆心角的粗糙圆弧轨道BC固定在地面上，圆弧轨道末端与长木板P上表面平滑对接但不粘连，P静止在水平地面上。质量的小物块从固定水平台右端A点以4m/s的初速度水平抛出，运动至B点时恰好沿切线方向进入圆弧轨道，至C点时对圆弧轨道的压力大小为60N，之后小物块滑上木板P，最终恰好未从木板P上滑下。已知木板P质量，小物块与木板P间的动摩擦因数，木板P与地面间的动摩擦因数，重力加速度g取，，，忽略空气阻力，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，求：
（1）AB两点间的竖直高度差；
（2）小物块滑上木板P时，木板P的加速度大小；
（3）木板P的长度。
《2025-2026学年人教版（2019）高一年级上学期寒假自主预习物理试卷三【第六章圆周运动A卷】》参考答案
1．D
【知识点】同轴传动问题
【详解】由题意，a、b两点同轴转动，则角速度相等，即
由公式
而
则线速度。
故选D。
2．D
【知识点】向心加速度的概念、公式与推导、匀速圆周运动的定义
【详解】A．由知，匀速圆周运动的向心加速度的大小不变，但方向时刻指向圆心，一直改变，故A错误，D正确；
B．匀速圆周运动速度大小不变，但方向改变，是变速运动，故B错误；
C．向心加速度方向总是与速度方向垂直，向心加速度不改变物体的速率，故C错误。
故选D。
3．B
【知识点】向心力的计算
【详解】当汽车以的速度行驶时，车轮的角速度
则
故选B。
4．C
【知识点】绳/单层轨道模型
【详解】AB．根据题意可知，当细线碰到钉子的瞬间，小球的线速度不变，半径变为原来的，则由
可知，角速度变大，故AB错误；
C．根据题意，设细线的拉力为F，由牛顿第二定律有
解得
由于v不变，r减小，则F增大，由牛顿第三定律可知，小球对细线的拉力突然增大，故C正确；
D．由公式
可知，由于v不变，r减小，则a变大，故D错误。
故选C。
5．C
【知识点】水平转盘上的物体
【详解】AB．游客在滑动之前的受力分析如图所示
游客在竖直方向上受力平衡，有
在水平方向上由牛顿第二定律有
由于乘客的重力保持不变，魔盘的倾斜角度不变，转速缓慢增大，所需向心力增大，因此只有摩擦力f增大，支持力FN减小符合实际情况。故AB错误；
C．游客受到的合外力提供向心力，根据
可知，魔盘转速缓慢增大，所需向心力增大，即游客受到的合外力增大。故C正确；
D．游客受到魔盘的作用力在竖直方向的分力与重力相等，在水平方向的分力提供向心力，向心力缓慢增大，所以游客受到魔盘的作用力大小缓慢增大。故D错误。
故选C。
6．B
【知识点】向心力的计算
【详解】对货物，由牛顿第二定律得
故F1比F2大。
故选B。
7．AD
【知识点】圆锥摆问题、线速度与角速度的关系
【详解】A．同轴转动过程中的质点的角速度相等，即雨滴a、b角速度相同，故A正确；
B．根据角速度与线速度的关系有
由于两雨滴角速度相同，雨滴a做圆周运动的半径小于雨滴b做圆周运动的半径，则雨滴a圆周运动的线速度小于雨滴b圆周运动的线速度，故B错误；
CD．两颗雨滴完全相同，根据
由于雨滴b做圆周运动的半径大于雨滴a做圆周运动的半径，则雨滴b所需向心力大于雨滴a所需向心力，而两颗雨滴完全相同，即外界能够提供的沿圆周根据半径方向的合力的最大值相同，可知，雨滴b更容易从伞面移动，故C错误，D正确。
故选AD。
8．BD
【知识点】线速度与角速度的关系
【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。
9．AD
【知识点】杆/管道模型
【详解】AB．当小球在最高点时，小球受到重力、杆的支持力两个力的作用，两个力的合力提供向心力
所以
由题图乙可知，当F＝1N时，，代入解得
A正确，B错误；
CD．当F＝0N时，，代入解得
C错误，D正确。
故选AD。
10．BD
【知识点】火车和飞机转弯模型
【详解】设火车轨道平面与水平面之间的夹角为θ，则由牛顿第二定律
AB．v一定时，r越小则tanθ越大，θ要求越大，则要求h越大，r越大则要求h越小，故B正确，A错误；
CD．r一定时，v越小则tanθ越小，θ要求越小，则要求h越小，v越大则要求h越大，故C错误，D正确。
故选BD。
11．(1)A
(2)控制变量法
(3)
【知识点】探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
【详解】（1）根据
可知要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和半径不变。
故选A。
（2）探究向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系，先控制其中两个物理量不变，探究向心力大小与另一个物理量的关系，在该实验中应用了控制变量法。
（3）当用两个质量相等的小球做实验，且左边的小球的轨道半径为右边小球轨道半径的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，则有
，
根据
可得
则有
可知左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为。
12．(1)d
(2)20.0
【知识点】线速度与角速度的关系、力学创新实验
【详解】（1）转盘的角速度一定，雾滴速度越大，运行时间越短，在雾滴运行的时间内，转盘转过的角度越小，则雾滴与标志线的距离越近，故d点对应雾滴的速度最大。
（2）当雾滴运动时间与转台周期相同时有
解得
而，说明雾滴运动时间小于转台的周期。速度最大的是d点，距离标志线的距离是
根据
根据弧长半径关系可得
联立可得喷枪喷出雾滴速度的最大值为
13．（1）；（2）
【知识点】绳/单层轨道模型
【详解】（1）若小球恰好能过最高点，重力刚好提供向心力，则有
解得
（2）若在最低点给小球一个大小为的水平初速度，从最低点到与圆心等高点，由动能定理得
在圆心等高点，根据牛顿第二定律得
联立解得细绳的拉力大小为
14．（1），；（2）；（3）
【知识点】斜抛运动、绳/单层轨道模型
【详解】（1）设货物历时达到速度，对应加速位移为S，对货物在皮带上加速
说明货物恰经历到B点。
货物刚过B点就做圆周运动，在此位置
此位置重力分力恰提供向心力，货物脱离传送带做斜抛运动，在最高点只有水平速度
（2）货物从P进入圆桶后，做水平面内的㚈速圆周运动和竖直方向的匀加速直线运动，在水平面内有
由牛顿第三定律得：货物进入圆桶的瞬时对桶壁的弹力大小为。
（3）货物从B到P斜抛
货物P点处竖直分速度
货物在圆桶内，竖直方向继续匀加速直线运动
全程时间
15．（1）0.45m；（2）1m/s2；（3）2.5m
【知识点】向心力的来源、无外力接触面光滑的板块模型、平抛运动速度的计算
【详解】（1）设物块运动到B点的竖直速度为vy，AB两点的高度差为h，运动至B点时恰好沿切线方向进入圆弧轨道
解得
竖直方向有
解得
（2）小物块滑上木板P时，设木板P的加速度为，对木板列牛顿第二定律
代入数据解得
（3）小物块滑上木板P时，设小物块的加速度为，初速度为，最后共速为，对小物块列牛顿第二定律
解得
至C点时对圆弧轨道的压力大小为60N，根据牛顿第三定律可知，即支持力也是60N，对小物块在C点列牛顿第二定律
解得
设达到共速的时间为t，则有
解得
设此过程的小物块的位移为x1，木板的是位移x2，木板的长度为L，则有
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
B
C
C
B
AD
BD
AD
BD