知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．如图1示，是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，做匀速圆周运动圆动圆柱体放置在水平光滑圆盘上．力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F线速度v关系：
（1）该同学采用的实验方法为    ．
A．等效替代法
B．控制变量法
C．理想化模型法
（2）改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：

v/（m•s^-1） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
F/N 0.88 2.00 3.50 5.50 7.90
该同学对数据分析后，在图2坐标纸上描出了五个点．
①作出F-v²图线；
②若圆柱体运动半径r=0.2m，由作出的F-v²的图线可得圆柱体的质量m=    kg．（保留两位有效数字）

难度：中等

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2．（2016春•成都期中）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．向心力的大小与线速度大小的关系
C．向心力的大小与角速度大小的关系    D．向心力的大小与物体质量的关系
（3）通过本实验可以得到的结果是
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C．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
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比．

难度：中等

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3．一实验小组利用数字实验系统探究圆周运动中向心力与角速度、半径的关系．他们让一砝码做半径r=0.08m的圆周运动，通过数字实验系统测得到若干组向心力F和对应的角速度ω，做出F-ω的关系图象如图甲所示．

（1）通过分析图象，猜测F与ω²可能成正比．为进一步证实猜测，可做关系图象来验证．
（2）将砝码做圆周运动的半径r分别调整为0.04m、0.12m，在一个坐标系中又得到两条F-ω图象，如图乙所示．做一条平行于纵轴的辅助线，观察和的比值，得到力F和半径r成正比的结论．

难度：中等

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4．（2016春•水富县校级期中）如图所示，在“用圆锥摆验证向心力表达式”的实验中，若测得小球质量为m，圆半径为r，小球到悬点大竖直高度为h，则小球所受向心力大小为．

难度：中等

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5．（2016春•南城县校级期中）某学生设计一试验来粗略验证向心力的表达式F_向=m（
2π
T
）²r，如图所示，细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上．将画着一个圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心，如果小球的向心力F_向和合力F_合相等，则说明向心力的表达式正确．
（1）用手带动钢球，设法使它沿纸上的圆悬空做匀速圆周运动，用秒表记录钢球运动n圈所用时间t，用直尺测出纸上的圆的半径为r，如果向心力的表达式正确，并假设钢球质量为m，则这个实验中由向心力表达式求出来的向心F_向=    ；
（2）然后，测出线的长度为L，假设钢球可看做质点，我们再从力的角度计算钢球的合力F_合=    ；
（3）在本实验中小球的质量    （“需要”或“不需要”）测出；
（4）由于小球半径未考虑会导致从力的角度计算出的F_合    （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）

难度：较易

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6．（2016春•宿州校级期中）某同学用图示的装置粗略验证向心力表达式，操作步骤如下：
①将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好接触圆心，测出纸面到悬点的高度h₁；
②把钢球拉至半径为r的圆周上方，测出纸面到钢球球心的高度h₂；
③用手带动钢球运动，放手后经过一段时间稳定，当小球在半径为r的圆周上方运动时，用秒表测出其运动的周期T；
④比较两种方法得到的向心力和是否相等，进行验证．（用小球质量m、重力加速度g及题中字母表示）．

难度：中等

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7．（2016春•眉山校级期中）在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ω和半径r之间的关系的实验中．
（1）在探究向心力的大小F与角速度ω的关系时，要保持    相同．
A．ω和r      B．ω和m　    C．m和r　    D．m和F
（2）本实验采用的实验方法是    ．
A．累积法     B．控制变量法  C．微元法     D．放大法
（3）通过本实验可以得到的正确结果是    ．
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
D．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．

难度：较易

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8．（2015春•宿迁校级期中）某班同学们在学习了向心力的公式F=m
v2
r
和F=mω²r后，分学习小组实验探究向心力．同学们用细绳系一纸杯（杯中有30mL的水）在空中甩动，使杯在水平面内作圆周运动（如图所示），来感受向心力．
（1）则下列说法中正确的是
A．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变
B．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大
C．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变
D．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大
（2）如图甲，绳离杯心40cm处打一结点A，80cm处打一结点B，学习小组中一位同学手表记时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据：
操作一：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小．
操作二：手握绳结B，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小．
操作三：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动二周，体会向心力的大小．
操作四：手握绳结A，再向杯中添加30ml的水，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小．
则：①操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；
操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关；
操作三与二相比较：    相同，向心力大小与    有关；
操作四与一相比较：    相同，向心力大小与    有关；
②物理学中此种实验方法叫    法．
③小组总结阶段，在空中甩动，使杯在水平面内作圆周运动的同学谈感受时说：“感觉手腕发酸，感觉力的方向不是指向心的向心力而是背离心的离心力，跟书上说的不一样”你认为该同学的说法正确否？答：    ．

难度：较难

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9．

向心力演示器如图所示．转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动．皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种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，通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小．现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与哪些因素有关系，下列想法正确的是（　　）

A．用质量不同的钢球和铝球做实验，使它们运动半径相等，比较向心力的大小与质量大小的关系

B．用质量相同的两个小球做实验，使它们的角速度不等，比较向心力的大小与角速度大小的关系

C．用质量相同的两个小球做实验，使它们的运动半径不等，比较向心力的大小与半径大小的关系

D．在两个小球的质量、运动半径和角速度三个量中，保持其中两个量相等，才能比较向心力的大小与第三个量的关系

难度：较易

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10．如图1所示是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的圆盘上．圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度，以下是所得数据和图2所示的

（1）数据表和图2的三个图象是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时保持圆柱体质量不变，半径r=0.1m的条件下得到的．研究图象后，可得出向心力F和圆柱体速度v的关系    ．
（2）为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持物理量    不变．
（3）根据你已经学习过的向心力公式以及上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量为
v/m•s^-1 1 1.5 2 2.5 3
F/N 0.88 2 3.5 5.5 7.9

难度：较难

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v/（m•s^-1）	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
F/N	0.88	2.00	3.50	5.50	7.90

v/m•s^-1	1	1.5	2	2.5	3
F/N	0.88	2	3.5	5.5	7.9