高考物理一轮复习：向心力

更新时间：2024-09-13 浏览次数：3 类型：一轮复习

一、选择题

1. (2024高一下·丰城期末) 如图所示，可视为质点的物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则物体A所受的力有（　　）

A . 重力、支持力 B . 重力、向心力 C . 重力、支持力、指向圆心的摩擦力 D . 重力、支持力、向心力、摩擦力

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2. (2024高一下·博白月考) 如图所示，质量相等的两小球A、B用长度相等的两根细线连接着，在光滑的水平面上以相同的角速度绕O点做匀速圆周运动，两细线上的拉力 $\text{[math]}$ 为（　　）

A . 2∶1 B . 2∶3 C . 5∶3 D . 3∶2

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3. (2024高一下·西城期末) 如图所示，向心力演示器中两钢球质量相等，分别放入半径比为 $\text{[math]}$ 的长槽和短槽中。实验中通过标尺上露出的等分标记观察到两个小球所受向心力大小的比值为 $\text{[math]}$ 。则（　　）

A . 两球线速度大小之比为 $\text{[math]}$ B . 两球角速度大小之比为 $\text{[math]}$ C . 两球向心加速度大小之比为 $\text{[math]}$ D . 与皮带相接触的变速塔轮的半径之比为 $\text{[math]}$

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4. (2024高一下·东坡期末) 某市区高中学生参加阳光体育运动会，有一个集体项目——“旋风跑”，如图所示，五人一组共同抬着竹竿协作配合，以最快速度向标志杆跑，到标志杆前，以标志杆为圆心，在水平面内转一圈，继续向下一个标志杆绕圈，分别绕完3个标志杆后，进入到对面接力区域，将竹竿交给下一组参赛选手，直到全队完成比赛绕标志杆运动过程视为匀速绕圈，在此过程中（　　）

A . 最内侧同学最容易被甩出去 B . 最外侧同学的角速度最大 C . 最内侧同学的向心力一定最小 D . 最外围同学所受合外力始终水平指向圆心

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5. (2024高一下·大渡口月考) 一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的，圆锥固定，有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则（　　）

A . A球的角速度必等于B球的角速度 B . A球的线速度必小于B球的线速度 C . A球运动的周期必大于B球运动的周期 D . A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力

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6. (2024高一下·朝阳期末) 如图甲所示，为航天员做超重环境训练时的离心机，其工作时实验舱绕竖直轴快速转动，可以产生水平方向较大的加速度，从而模拟超重环境。一般人只能承受2~3g的加速度（g为重力加速度的大小），超过4g就会感到呼吸困难、视力模糊、无法交流，而航天员通过训练可以承受8~10g的加速度。如图乙所示，某次训练中，质量为m的航天员躺坐在实验舱的座椅上，随离心机在水平面内做匀速圆周运动，其加速度为8g。下列说法正确的是（）

A . 航天员在实验舱中所受的重力大小为 $\text{[math]}$ B . 航天员所受实验舱的作用力大小超过 $\text{[math]}$ C . 航天员所受实验舱的作用力方向水平指向圆周运动的圆心 D . 若离心机处于减速过程，则航天员所受的合力与其运动方向相反

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7. (2024·广西) $\text{[math]}$ 坐标平面内一有界匀强磁场区域如图所示，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。质量为m，电荷量为 $\text{[math]}$ 的粒子，以初速度v从O点沿x轴正向开始运动，粒子过y轴时速度与y轴正向夹角为 $\text{[math]}$ ，交点为P。不计粒子重力，则P点至O点的距离为（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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8. (2024高一下·福州期末) 如图，长为 $\text{[math]}$ 细线一端固定于O点。另一端固定一个质量为 $\text{[math]}$ 小球。用手捏住细线上某点后，将该位置移到O点使小球在足够大的光滑水平桌上绕O点做 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的匀速圆周运动，某时刻突然松手，最终小球绕O点做 $\text{[math]}$ 匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）

A . 小球从小圆轨道运动到大圆轨道全过程机械能守恒 B . 小球从小圆轨道过渡到大圆轨道经历 $\text{[math]}$ C . 小球在大圆轨道运动时细线拉力大小为 $\text{[math]}$ D . 小球在大圆轨道运动时角速度为 $\text{[math]}$

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9. (2024高一下·昆明期末) 如图所示，半径为R的光滑圆环竖直固定放置，O为圆心，M为最高点，N为最低点，P为圆环上与圆心O等高的点，一小球套在圆环上可自由滑动。静止在最高点M的小球受到一微小扰动沿圆环下滑依次通过P点和N点，经过P点和N点时，小球受到的合力大小之比为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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10. (2024高一下·南充期末) 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　）

A . 做曲线运动的物体加速度一定与速度同向 B . 做匀速圆周运动的物体所受的合力为恒力 C . 曲线运动的加速度一定变化 D . 两个直线运动的合运动可能是曲线运动

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11. (2024高一下·岳阳月考) 一个小物块从内壁粗糙的半球形碗边下滑，在下滑过程中由于摩擦力的作用，物块的速率恰好保持不变，如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A . 物块的加速度为零 B . 物块所受合外力越来越大 C . 物块所受合外力大小保持不变，但方向时刻改变 D . 物块所受摩擦力大小不变

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12. (2024高一下·河东期末) 对以下物理问题探究过程的认识，下列说法正确的是（　　）

A . 图（a）一般曲线运动的研究方法利用了放大法 B . 图（b）装置利用等效法探究影响向心力大小的因素 C . 图（c）中卡文迪什扭秤实验装置利用了控制变量法 D . 图（d）中研究物体沿曲面运动时重力做功用到了微元法的思想

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二、多项选择题

13. (2024高一下·佛山期末) 下列关于物理实验方法与思想的理解，正确的是（　　）

A . 实验1中保持其他条件不变，增大刻度尺和平面镜M的距离，光斑在刻度尺上移动的距离将增大 B . 实验2中使皮带套在不同半径的塔轮上，目的是改变两球做圆周运动的半径 C . 实验3中用相同的不带电小球与带电小球接触，使带电小球电荷量减半，避免了电荷量无法测量的问题 D . 实验4中开关S接到a端时，电流从左到右经过电流传感器，开关S转接到b端时，电流从右到左经过电流传感器

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14. (2024高一下·朝阳期末) 如图所示，是探究向心力大小F与质量m、角速度 $\text{[math]}$ 和圆周运动半径r之间关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的支持力提供，球对挡板的反作用力使弹簧测力筒下降露出标尺。下列说法正确的是（）

A . 根据标尺露出的等分标记，可粗略计算出两小球所受向心力的比值 B . 探究向心力的大小F与角速度 $\text{[math]}$ 的关系时，应保持质量m和半径r相同 C . 利用该装置只能探究向心力大小F与m、 $\text{[math]}$ 和r之间的关系 D . 利用本实验可初略得到F与m、 $\text{[math]}$ 和r之间的关系为 $\text{[math]}$

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15. (2024高一下·许昌期末) 如图所示，水平转台边缘固定一光滑竖直卡槽，与轻质杆右端固定在一起的轻质小球A可以沿卡槽上、下自由移动，由于卡槽的作用，轻质杆始终沿转台的半径方向且保持水平，劲度系数为 $\text{[math]}$ 的轻弹簧一端固定在竖直转轴上，另一端与轻质杆共同连在质量 $\text{[math]}$ 的小球B上，当转台以角速度 $\text{[math]}$ 绕转轴匀速转动时，轻弹簧与竖直方向的夹角 $\text{[math]}$ 。已知转台半径 $\text{[math]}$ ，轻质杆的长度 $\text{[math]}$ ，重力加速度g取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（　　）

A . 此时小球B所受合外力方向沿弹簧指向转轴 B . 此时轻弹簧的伸长量为2.5cm C . 此时轻质杆对小球B的弹力方向水平向左 D . 此时轻质杆对小球B的弹力大小为0.726N

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16. (2024高一下·南乐期末) 如图所示，竖直面内光滑圆轨道的圆心为 $\text{[math]}$ ，半径为 $\text{[math]}$ 。两质量不同的小球（小球的半径忽略不计） $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 用一段轻质杆相连，自图示位置由静止释放。在 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 两球沿轨道滑动的过程中，下列判断正确的是（　　）

A . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的向心加速度大小不相等 B . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的向心力大小相等 C . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的速度大小相等 D . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的角速度大小相等

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17. (2024高三下·湖北模拟) 转盘游戏深受人们喜爱，现将其简化为如图所示模型。倾角为 $\text{[math]}$ 的圆盘绕垂直于盘面且过圆心的轴做匀速圆周运动，盘面上距离轴r处有一可视为质点的小物块与圆盘始终保持相对静止，物块与盘面间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g，圆盘的角速度为 $\text{[math]}$ ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）

A . $\text{[math]}$ 的最小值为 $\text{[math]}$ B . 物块从最低点第一次转到最高点的过程中，转盘对物块的冲量大小为 $\text{[math]}$ C . 物块运动到任意关于转轴对称的两点时受到的摩擦力的大小分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，一定有 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 增大，物块在最高点受到的摩擦力一定增大

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三、非选择题

18. (2024高一下·渌口期末) 小超同学非常热爱用身边的器材来完成一些物理实验。如图甲，他将手机紧靠蔬菜沥水器中蔬菜篮边缘放置，盖上盖子，从慢到快转动手柄，可以使手机随蔬菜篮转动。利用手机自带软件Phyphox可以记录手机向心加速度a和角速度 $\text{[math]}$ 的数值。更换不同半径的沥水器，重复上述的操作，利用电脑拟合出两次的 $\text{[math]}$ 图像如图乙所示。
（1）在从慢到快转动手柄的过程中，蔬菜篮侧壁与手机间的压力；（填“变大”、“变小”、“不变”）
（2）由作出的图像可知，（填“直线1”或“直线2”）对应的沥水器半径更大。

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19. (2024高一下·耒阳期末) 如图甲所示为向心力演示仪，可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 $\text{[math]}$ 和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为 $\text{[math]}$ ，变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，如图乙所示。
1. （1）本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度 $\text{[math]}$ 和半径r之间的关系，下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是（　　）
  
  A . 探究两个互称角度的力的合成规律 B . 探究平抛运动的特点 C . 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
2. （2）在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第层塔轮。（选填“一”、“二”或“三”）
3. （3）在另一次实验中，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，左右两标尺露出的格子数之比约为（　　）（填选项前的字母）
  
  A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$
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20. (2024高一下·湖南衡阳高新技术产业园期末) 小组同学通过向心力演示器，探究向心力大小 $\text{[math]}$ 与物体的质量 $\text{[math]}$ 、角速度 $\text{[math]}$ 和轨道半径 $\text{[math]}$ 的关系实验。
（1）某次用向心力演示器进行实验的实验情景如甲、乙、丙三图所示
a．三个情境中，图是探究向心力大小 $\text{[math]}$ 与质量 $\text{[math]}$ 关系（选填“甲”、“乙”、“丙”）。
b．在甲情境中，若两钢球所受向心力的比值为 $\text{[math]}$ ，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为。
（2）本实验所采用的实验探究方法是；
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法
（3）物体所受向心力 $\text{[math]}$ 的大小与物体的质量 $\text{[math]}$ 、角速度 $\text{[math]}$ 和圆周运动半径 $\text{[math]}$ 之间的关系是 $\text{[math]}$ 。
为了进一步精确探究，小组同学利用传感器验证向心力的表达式。如图所示，实验时将力传感器和光电门固定，用手拨动旋臂产生圆周运动，当金属块随悬臂一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。传感器可以实时测量角速度和向心力的大小。
（4）电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度 $\text{[math]}$ 、挡光杆通过光电门的时间 $\text{[math]}$ 、挡光杆做圆周运动的半径 $\text{[math]}$ ，自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则其计算角速度的表达式为。
（5）图丁中①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知曲线①对应的金属块质量（填“大于”或“小于”）曲线②对应的金属块质量。
（6）他们将砝码做圆周运动的半径 $\text{[math]}$ 分别调整为0.04m、0.08m、0.12m，然后将三次实验得到的图像放在一个坐标系中，如图戊所示，通过对三条图线的比较、分析、讨论，得出 $\text{[math]}$ 的结论。你认为他们的依据是。

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21. (2024高一下·赤坎月考) 用如图所示的装置来验证向心力的表达式，用手指搓动竖直轴顶端的滚花部分，使重锤A在水平面内做匀速圆周运动，实验步骤如下：
a．先称出重锤的质量m，将它用不可伸长的轻质细线悬挂在横杆的一端，调整横杆的平衡体B的位置，使横杆两边平衡，量出重锤到轴的距离r，移动指示器P的位置，使它处于重锤的正下方；
b．在重锤和转轴之间挂上水平弹簧，这时重锤将被拉向转轴，用手指搓动转轴。尽量使重锤做匀速转动，并从指示器的正上方通过；
c．记下重锤转动n圈经过指示器正上方的时间t，测出周期以及弹簧的原长L和劲度系数k。
回答下列问题：
1. （1）重锤A运动时要保持重锤的悬线。
2. （2）重锤A的周期 $\text{[math]}$ ，弹簧的拉力 $\text{[math]}$ （用k、r、L来表示）。
3. （3）重锤A的向心力 $\text{[math]}$ （用m、r、n、t来表示），当 $\text{[math]}$ （填“>”“=”或“<”）F成立时，向心力的表达式得到验证。
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22. (2024高一下·东坡期末) 如图所示，AB为半径R=0.8m的 $\text{[math]}$ 光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接。小车质量M=3kg，车长L=2.06m，现有一质量m=1kg的滑块，由轨道顶端无初速度释放，滑到B端后冲上小车。已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ =0.3，当车运动了t₀=1.5s时，车被地面装置锁定（g=10m/s²）。试求：
(1)滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；
(2)车被锁定时，车右端距轨道B端的距离；
(3)从车开始运动到滑块滑离小车的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能。

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23. (2024高一下·博白期中) 如图所示，一半径 $\text{[math]}$ 光滑半圆轨道ABC竖直放置，其右侧有一倾角 $\text{[math]}$ 的长斜面。一质量为 $\text{[math]}$ 的小球以某一速度从A点冲上轨道，经过C点时对轨道压力为 $\text{[math]}$ ，最后垂直打在斜面上。不计空气阻力，重力加速度 $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求：
（1）小球在C点的速度大小；
（2）小球在空中的运动时间；
（3）小球从C点抛出到击中斜面时的位移大小。

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24. (2024高一下·大渡口月考) 如图所示，马戏团正在上演飞车节目，在竖直平面内有半径为 $\text{[math]}$ 的圆轨道，表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为 $\text{[math]}$ ，人和摩托车可视为质点，不计一切阻力，重力加速度 $\text{[math]}$ 。求：
（1）表演者恰能通过最高点时的速度大小 $\text{[math]}$ ；
（2）若表演者通过最高点时的速度大小 $\text{[math]}$ ，求此时圆轨道对摩托车的作用力大小；
（3）表演者通过最低点时对轨道的压力为 $\text{[math]}$ ，求此时表演者的速度大小 $\text{[math]}$ 。

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25. (2024高一下·东坡期末) 如图所示，水平圆形转台能绕过圆心的竖直转轴转动，转台半径 $\text{[math]}$ ，在转台的边缘叠放物体A、B（均可看作质点），A、B之间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ ， B与转台之间动摩擦因数 $\text{[math]}$ ，且m_A=2kg，m_B=5kg．（g取10m/s² ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
(1) 若开始的时候转台边缘只放上了B物体，求随着转速的增加，B物体即将发生滑动时所对应的角速度ω?
(2) 当物体A、B叠放在一起的时候，转台以ω₁=2rad/s匀速转动，如图a，求此时B对转台的摩擦力大小?
(3) 现用一根长 $\text{[math]}$ 的轻绳将B、C相连，轻绳能够承受的最大拉力为 $\text{[math]}$ ， C物体（可看作质点）的质量为m_C=1kg，让转台从静止缓慢加速，如图b，求细绳即将拉断的瞬间（还未拉断）转台所对应的角速度，以及此时转台对B物体的摩擦力?

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试卷信息

小学

初中

高中

高考物理一轮复习：向心力

副标题：

*注意事项：

高考物理一轮复习：向心力

试题分析

总体分析

题量分析

难度分析

知识点分析