向心力（基础达标）检测-2022年【新教材】人教版高中物理必修（Word版含解析）

第六章圆周运动第二节向心力基础达标（含解析）一、单选题1．关于曲线运动和运动合成的下列说法中正确的是（）A．匀速圆周运动是匀加速曲线运动B．做匀速圆周运动的物体所受合外力是保持不变的C．做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比D．做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比2．物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（）A．所受合力全部用来提供向心力 B．是匀变速曲线运动C．速度的大小和方向都改变 D．向心加速度不变3．飞机由俯冲到拉起时，飞行员处于超重状态，此时座椅对飞行员的支持力大于飞行员所受的重力，严重时会造成飞行员四肢沉重，大脑缺血，暂时失明，甚至昏厥。受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的影响。当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲、拉起的速度为100m/s时，圆弧轨道的最小半径为（取）（）A．100m B．111m C．125m D．250m4．在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心，能正确地表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力的选项是（）A． B．C． D．5．如图所示，小物体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A受力情况是()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6．如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使水平板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径．在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则()A．物块始终受到两个力作用B．只有在a、b、c、d四点，物块受到的合外力才指向圆心C．从a到b，物块所受的摩擦力先增大后减小D．从b到a，物块处于超重状态7．甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为A．1∶4 B．4∶9 C．2∶3 D．9∶168．如图所示，在匀速转动的水平圆盘上有两个质量相同的物块P和Q两物块均可视为质点，它们随圆盘一起做匀速圆周运动，线速度大小分别为和，摩擦力大小分别为和，下列说法中正确的是A． B．C． D．9．如图所示，利用向心力演示仪，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，若皮带套在两个半径相等的塔轮上，且做匀速圆周运动，两侧分别放置铝球和钢球，则此时正在研究哪两个物理量之间的关系（）A．研究向心力与质量之间的关系B．研究向心力与角速度之间的关系C．研究向心力与半径之间的关系D．研究向心力与线速度之间的关系10．“辽宁舰”质量为，如图是“辽宁舰”在海上转弯时的照片，假设整个过程中辽宁舰做匀速圆周运动，速度大小为20m/s，圆周运动的半径为1000m，下列说法中正确的是A．在A点时水对舰的合力指向圆心B．在A点时水对舰的合力大小约为C．在A点时水对舰的合力大小约为D．在点时水对舰的合力大小为011．如图所示，M能在水平光滑杆上自由滑动，滑杆连架装在转盘上．M用绳跨过在圆心处的光滑滑轮与另一质量为m的物体相连．当转盘以角速度ω转动时，M离轴距离为r，且恰能保持稳定转动．当转盘转速增至原来的2倍，调整r使之达到新的稳定转动状态，则滑块M()A．所受向心力变为原来的4倍B．线速度变为原来的C．半径r变为原来的D．M的角速度变为原来的12．如图所示，是某课外研究小组设计的可以用来测量转盘转速的装置．该装置上方是一与转盘固定在一起有横向均匀刻度的标尺，带孔的小球穿在光滑细杆与一轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在转动轴上，小球可沿杆自由滑动并随转盘在水平面内转动．当转盘不转动时，指针指在O处，当转盘转动的角速度为时，指针指在A处，当转盘转动的角速度为时，指针指在B处，设弹簧均没有超过弹性限度，则与的比值为A． B． C． D．13．甲、乙两名滑冰运动员，m甲＝80kg，m乙＝40kg，面对面拉着弹簧秤做匀速圆周运动的滑冰表演，如图所示，两人相距m，弹簧秤的示数为N，下列判断中正确的是()A．两人的线速度相同，约为40m/sB．两人的角速度相同，为6rad/sC．两人的运动半径不同，甲为m，乙为mD．两人的运动半径相同，都是m14．歼20是我国自主研发的一款新型隐形战机，图中虚线是某次歼20离开跑道在竖直方向向上加速起飞的轨迹，虚直线是曲线上过飞机所在位置的切线，则空气对飞机作用力的方向可能是（）A．沿方向 B．沿方向 C．沿方向 D．沿方向15．如图所示,一圆柱形容器绕其轴线匀速转动,内部有A、B两个物体与容器的接触面间始终保持相对静止．当转速增大后(A、B与容器接触面间仍相对静止),下列正确的是()A．两物体受的摩擦力都增大B．两物体受的摩擦力大小都不变C．物体A受的摩擦力增大，物体B受的摩擦力大小不变D．物体A受的摩擦力大小不变，物体B受的摩擦力增大16．如图所示，细绳长为L，挂一个质量为m的小球，球离地的高度h=2L，当绳受到大小为2mg的拉力时就会断裂，绳的上端系一质量不计的环，环套在光滑水平杆上，现让环与球一起以速度向右运动，在A处环被挡住而立即停止，A离墙的水平距离也为L，球在以后的运动过程中，球第一次碰撞点离墙角B点的距离是（不计空气阻力）：

A． B． C． D．二、解答题17．无动力风帽又叫球形通风器，是屋顶常见的一种通风设备。一风帽如图所示，它会在自然风的推动下绕其竖直中心轴旋转。在其边缘某处粘有一块质量为m的橡皮泥，过橡皮泥所处的位置的一条切线竖直，橡皮泥到中心轴的距离为l。某段时间内，风帆做匀速圆周运动，在时间t内发现风帽旋转了n圈。重力加速度大小为g。求：（1）橡皮泥线速度的大小；（2）风帽对橡皮泥作用力的大小。

18．如图所示,质量为的物体,沿半径为的圆轨道自点滑下,与圆心等高,滑至点(点在点正下方)时的速度为,已知物体与轨道间的动摩擦因数为,求物体在点所受的摩擦力．19．长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点．让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图.求摆线L与竖直方向的夹角为α时：(1)线的拉力F；(2)小球运动的线速度的大小；(3)小球运动的角速度及周期．参考答案1．D【解析】A．匀速圆周运动的加速度是大小不变，方向时刻变化的，所以是变加速曲线运动，故A错误；B．做匀速圆周运动的物体所受的合外力大小保持不变，但方向时刻改变，故是变力，故B错误；C．做匀速圆周运动的物体向心加速度与受力有关，与半径无关，故C错误；D．根据ω=2πn可知，做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比，故D正确。故选D。2．A【解析】A．物体做匀速圆周运动，合外力完全提供向心力，A正确；B．物体所受合外力始终与速度垂直，速度大小始终不变，合外力方向始终指向圆心，一直改变，不是匀变速曲线运动，BC错误；D．向心加速度大小不变，方向一直改变，D错误。故选A。3．C【解析】在飞机经过最低点时，对飞行员受力分析，受重力和支持力，两者的合力提供向心力，由题意知，当时，圆弧轨道半径最小，为，由牛顿第二定律得解得故C正确。故选C。4．C【解析】雪橇做匀速圆周运动，合力指向圆心，提供向心力；滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反，故沿切线向后；拉力与摩擦力的合力指向圆心，故拉力指向斜右上方；故C正确，ABD错误。故选C。5．C【解析】物体受到重力、支持力、静摩擦力，其中，指向圆心的静摩擦力提供向心力，C正确。故选C。6．D【解析】A.在c、d两点，物块只受重力和支持力，在其他位置物块受到重力、支持力、静摩擦力三个力作用，故A项与题意不相符；B.物块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，所以合外力始终指向圆心，故B项与题意不相符；C.从a运动到b，物块的加速度的方向始终指向圆心，水平方向的加速度先减小后反向增大，根据牛顿第二定律可得，物块所受木板的静摩擦力先减小后增大，故C项与题意不相符；D.从b运动到a，向心加速度有向上的分量，物块处于超重状态，故D项与题意相符．7．B【解析】相同时间里甲转过60°角，乙转过45°角，根据角速度定义可知：ω1：ω2=4:3；由题意可知r1:r2=1:2，m1:m2=1:2，根据公式式F向=mω2r，F1:F2=m1ω12r1:m2ω22r2=4:9；故选B8．A【解析】同轴传动角速度相等，故ωp=ωq，由于rp＜rQ，根据v=rω，有vp＜vQ，故CD错误；由于rp＜rQ，根据F=mrω2可知Fp＜FQ，故A正确，B错误；故选A．9．A【解析】铝球与钢球质量不同，转动的半径相等，线速度大小相等，本实验研究向心力与质量之间的关系，不是研究向心力与角速度、半径、线速度的关系．故A正确，BCD错误．故选A．10．B【解析】A．在A点时，水对舰有向上的浮力大小等于舰的重力，同时有指向圆心方向的水的推力，两个力的合力方向斜向上方向，选项A错误；BCD．水对舰的合力大小约为，选项B正确，CD错误；故选B.11．B【解析】转速增加，再次稳定时，M做圆周运动的向心力仍由拉力提供，拉力仍然等于m的重力，所以向心力不变．故A错误．转速增至原来的2倍，则角速度变为原来的2倍，根据F=mrω2，向心力不变，则r变为原来的．根据v=rω，线速度变为原来的，故B正确，CD错误；故选B．12．C【解析】设每格的长度为l，根据弹簧的弹力提供向心力，得：kl=mω12•4l，k3l=mω22•6l，联立解得：，故C正确，ABD错误．13．C【解析】甲、乙两人做圆周运动的角速度相同，向心力大小都是弹簧的弹力，则有M甲ω2r甲=M乙ω2r乙，即M甲r甲=M乙r乙；且r甲+r乙=

m，M甲=80

kg，M乙=40

kg，解得r甲=

m，r乙=

m，由于F=M甲ω2r甲所以，而v=ωr，r不同，v不同，故ABD错误、C正确．故选C．14．C【解析】飞机向上加速，空气作用力应指向曲线弯曲的凹侧，同时由于飞机加速运动，故力应与速度的夹角为锐角；故只有符合题意；故选C．15．D【解析】对A分析，在竖直方向f=mg故摩擦力不变，对B根据牛顿第二定律可知f=m（2πn）2r由于转速增大，故摩擦力增大，故D正确，ABC错误．16．D【解析】环被A挡住的瞬间又解得F=2mg故绳断，之后小球做平抛运动；假设小球接落地，则球的水平位移x=vt=2L＞L所以小球先与墙壁碰撞；球平抛运动到墙的时间为t′，则小球下落高度碰撞点距B的距离故选D。17．（1）；（2）【解析】（1）橡皮泥随风帽一起运动时的角速度为橡皮泥的线速度大小为（2）橡皮泥运动时受到的向心力大小为对橡皮泥受力分析可知，风帽对橡皮泥的作用力的大小为18．【解析】物体由A滑到B的过程中，受到重力、轨道弹力及摩擦力的作用，做圆周运动，在B点物体的受力情况如图所示，其中轨道弹力FN与重力mg的合力提供物体做圆周运动的向心力；

由牛