試卷第=page22頁，共=sectionpages33頁專題06實驗—勻速圓周運動一、實驗題1．（22-23高一下·江西撫州·期末）某物理學習小組設計圖示的實驗裝置來探究圓錐擺周期的有關因素，還準備了毫米刻度尺和秒表，已知當地的重力加速度為g，實驗操作步驟如下：（1）給小球一個初速度，使小球在圖示水平面做勻速圓周運動，小明立刻拿著秒表開始計時并數小球圓周運動的圈數，從他按下秒表的那一刻開始計數0，當計數到n時停秒表，秒表顯示的時間為t，則小球做圓周運動的周期。（2）小組猜測繩子長度L、繩子結點到圓平面的高度h對小球的周期T有影響，于是他們控制變量L和h，進行多次實驗，得到數據并作圖如圖a和圖b。根據圖像可知，影響圓錐擺周期的因素是。（3）請根據理論知識推算，圖b中圖像的斜率（用題目所給出的符號表示）。2．（22-23高一下·河北石家莊·期末）某同學用如圖所示的向心力演示器，探究小球做勻速圓周運動所需向心力的大小與質量、角速度和半徑之間的關系，轉動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪1和變速塔輪2勻速轉動，槽內的小球就隨槽做勻速圓周運動。橫臂的擋板對小球的壓力提供向心力，小球對擋板的反作用力通過橫臂的朾桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，標尺上黑白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的大小關系。如圖是探究過程中某次實驗時裝置的狀態。（1）在研究向心力的大小與質量關系時，要保持相同；A．和

B．和

C．和

D．和（2）當傳送皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，兩個塔輪邊緣的大小相等（選填“線速度”或“角速度”）；（3）圖中所示，兩個鋼球質量和運動半徑相等，圖中標尺上黑白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為，與皮帶連接的兩個變速塔輪的半徑之比為。A．

B．

C．

D．3．（22-23高一下·山東棗莊·期末）如圖甲所示是向心力演示器，用于探究做圓周運動物體的向心力大小與物體的質量、半徑、角速度的關系。擋板A、B、C可以控制小球做圓周運動的半徑，所連彈簧測力筒的標尺露出的格數可以顯示向心力的大小。擋板A、C到各自轉軸的距離均為擋板B到轉軸距離的一半。塔輪結構如圖乙所示，每側三個轉輪的半徑從小到大分別為r、2r、3r，可分別用傳動皮帶連接。請完成下列問題。（1）探究向心力大小與物體質量的關系時，在擋板A處放鋁球。擋板C處放鋼球，傳動皮帶掛左塔輪的中輪，應掛右塔輪的（填“上”“中”或“下”）輪。（2）探究向心力大小與角速度的關系時，應采用下列的（填“A”、“B”或“C”）圖所示安裝器材。A．

B．

C．（3）某實驗小組為驗證向心力公式，將鋁球放在擋板B處，鋼球放在擋板C處，傳動皮帶均掛在左、右塔輪的上輪，搖動手柄，穩定后，右側標尺露出1格，則左側標尺應該露出格。已知鋼球質量是鋁球質量的3倍。4．（22-23高一下·北京西城·期末）用向心力演示器來探究向心力大小與半徑、角速度、質量的關系，實驗情境如甲、乙、丙三圖所示，其中乙、丙兩圖中與皮帶相接觸的變速塔輪的半徑相等。（1）三個情境中，圖是探究向心力大小與半徑的關系（選填“甲”、“乙”或“丙”）。（2）如圖甲，若實驗中通過標尺上露出的紅白等分標記觀察到兩個小球所受向心力大小的比值為，則與皮帶相接觸的變速塔輪相對應的半徑之比為。5．（22-23高一下·廣東韶關·期末）某學習小組利用如圖所示的裝置探究做勻速圓周運動的物體需要的向心力大小與哪些因素有關。（1）在探究向心力的大小與質量、角速度和半徑之間的關系時我們主要用到了物理學中的；A．理想實驗法

B．等效替代法

C．控制變量法

D．演繹法（2）若兩個鋼球的質量和運動半徑相等，圖中標尺上黑白相間的等分格顯示出A、C位置兩鋼球所受向心力的比值為，則塔輪1和塔輪2轉動的角速度之比為。（3）利用此裝置探究向心力與角速度之間的關系，某同學測出數據后作圖，為了能簡單明了地觀察出向心力與角速度的關系，最適合做的圖像是。A．

B．

C．

D．6．（22-23高一下·安徽蕪湖·期末）在“探究向心力大小的表達式”實驗中，所用向心力演示器如圖（a）所示，待選小球是質量均為2m的球1、球2和質量為m的球3，標尺1和2可以顯示出兩球所受向心力的大小。圖（b）是演示器部分原理示意圖，其中皮帶輪①、④的半徑相同，輪②的半徑是輪①的1.6倍，輪③的半徑是輪①的2倍，輪⑤的半徑是輪④的0.8倍，輪⑥的半徑是輪④的0.5倍；兩轉臂上黑白格的長度相等；A、B、C為三根固定在轉臂上的擋板可與轉臂上做圓周運動的實驗球產生擠壓，從而提供向心力。（1）皮帶與不同半徑的塔輪相連，主要是為了使兩小球具有不同的。A．轉動半徑r

B．線速度v

C．角速度ω

D．加速度a（2）若將球1、2分別放在擋板B、C位置，將皮帶與輪①和輪④相連則是在研究向心力的大小F與的關系。A．轉動半徑r

B．質量m

C．角速度ω

D．線速度v（3）若將球1、3分別放在擋板B、C位置，轉動手柄時標尺1和標尺2示數的比值為1:4，則可判斷與皮帶連接的變速塔輪為。A．①和④

B．②和⑤

C．③和⑥

D．③和④7．（22-23高一下·天津東麗·期末）向心力演示器如圖所示，用來探究小球做圓周所需向心力的大小F與質量m、角速度和半徑r之間的關系。兩個變速輪塔通過皮帶連接，勻速轉動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔1和變速輪塔2勻速轉動，槽內的鋼球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，標尺上的黑白相間的等分格顯示出兩個鋼球所受向心力的比值。如圖是探究過程中某次實驗時裝置的狀態。①在研究向心力的大小F與質量m、角速度和半徑r之間的關系時我們主要用到了物理學中的。A．理想實驗法

B．等效替代法

C．控制變量法

D．演繹法②圖中所示，若兩個鋼球質量和運動半徑相等，則是在研究向心力的大小F與的關系；A．角速度

B．運動半徑r

C．鋼球質量m8．（22-23高一下·海南·期末）如圖所示是探究向心力的大小與質量、角速度和半徑之間關系的實驗裝置。（1）本實驗采用的物理方法是（填選項序號）。A．等效替代法

B．控制變量法

C．類比法（2）為了能探究向心力大小與質量的關系，需要讓兩個小球做圓周運動的半徑和角速度相同，左、右兩側塔輪（選填“需要”或“不需要”）設置半徑相同的輪盤。9．（22-23高一下·黑龍江雙鴨山·期末）用如圖所示的向心力演示器探究向心力大小的表達式。已知小球在擋板A、B、C處做圓周運動的軌跡半徑之比為1∶2∶1，回答以下問題：（1）在該實驗中，主要利用了來探究向心力與質量、半徑、角速度之間的關系。A．理想實驗法

B．微元法

C．控制變量法

D．等效替代法（2）探究向心力的大小與圓周運動半徑的關系時，應選擇兩個質量(選填“相同”或“不同”)的小球，分別放在擋板C與(選填“擋板A”或“擋板B”)處。（3）當用兩個質量相等的小球做實驗，將小球分別放在擋板B和擋板C處，轉動時發現左、右標尺上露出的紅白相間的等分格數之比為1∶2，則左、右兩邊塔輪的半徑之比為。10．（22-23高一下·廣東梅州·期中）某興趣小組用如圖甲所示的裝置與傳感器結合，探究向心力大小的影響因素。實驗時用手撥動旋臂使它做圓周運動，力傳感器和光電門固定在實驗器材上，測量角速度和向心力。（1）電腦通過光電門測量擋光桿通過光電門的時間，并由擋光桿的寬度d、擋光桿通過光電門的時間，可得擋光桿轉動的線速度；若擋光桿做圓周運動的半徑為r，可得砝碼做圓周運動的角速度。（2）圖乙中①、②兩條曲線為相同半徑、不同質量下向心力與角速度的關系圖線，由圖可知，曲線①對應的砝碼質量（選填“大于”或“小于”）曲線②對應的砝碼質量。11．（22-23高一下·浙江金華·期末）某班級同學在做探究向心力大小的表達式實驗時：第一小組采用甲圖所示的裝置進行探究，兩個變速塔輪通過皮帶連接，轉動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉動，槽內的鋼球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個鋼球所受向心力的比值。第二小組采用乙圖所示的裝置進行探究，滑塊套在水平桿上，隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運動，力傳感器通過一細繩連接滑塊，用來測量向心力F的大小。滑塊上固定一遮光片，寬度為d，光電門可以記錄遮光片通過的時間，測得旋轉半徑為r。滑塊隨桿勻速圓周運動，每經過光電門一次，通過力傳感器和光電門就同時獲得一組向心力F和角速度的數據。（1）下列實驗中與這兩組同學采用的科學方法不同是。A．探究加速度與力、質量的關系B．探究兩個互成角度的力的合成規律（2）第二組同學實驗時，以F為縱坐標，以為橫坐標，可在坐標紙中描出數據點作一條如圖丙所示直線，圖線斜率為k，則滑塊的質量為（用k、r、d表示）。12．（22-23高一下·吉林四平·期末）為探究向心力大小與角速度的關系，某實驗小組通過如圖所示的裝置進行實驗。滑塊套在水平桿上，隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運動，力傳感器通過一細繩連接滑塊，用來測繩上拉力大小。滑塊上固定一遮光片，寬度為d，光電門可以記錄遮光片通過的時間，測出滑塊中心到豎直桿的距離為l。實驗過程中細繩始終被拉直。（1）在探究向心力大小與角速度的關系時主要采用的物理方法是。A．控制變量法

B．理想實驗法

C．等效替代法（2）滑塊隨桿轉動做勻速圓周運動時，每經過光電門一次，力傳感器和光電門就同時獲得一組拉力F和遮光時間t，則滑塊的角速度（用t、l、d表示）。實驗中發現裝置轉速較小時，遮光時間t較大，力傳感器的示數為0，造成該現象的原因是。（3）為驗證向心力大小與角速度的關系，得到多組實驗數據后，應作出F與（填“t”、“”或“”）的關系圖像。一、實驗題1．（22-23高一下·黑龍江齊齊哈爾·期末）用圖示裝置探究向心力大小的表達式。轉動手柄1，可使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉動，當皮帶分別套在塔輪2和3的不同圓盤上時，兩個槽內的小球分別以不同的角速度做勻速圓周運動，小球做圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的彈力提供，兩球所受向心力大小之比可從標尺7上得知。（1）本實驗中采用的實驗方法是。A．控制變量

B．等效替代

C．微小放大（2）實驗中，某同學將質量相等的甲、乙兩小鋼球放在圖示位置上且甲球到左塔輪中心距離等于乙球到右塔輪中心距離，將皮帶套在塔輪2、3半徑不同的圓盤上，目的是研究向心力大小與的關系。A．半徑

B．角速度

C．向心加速度（3）在（2）條件下，轉動手柄1，由標尺7得知甲、乙兩球所受向心力之比為，則皮帶連接的左右圓盤半徑之比為。2．（22-23高一下·云南曲靖·期末）某物理興趣小組利用傳感器進行“探究向心力大小F與半徑r、角速度ω、質量m的關系”實驗，實驗裝置如圖甲所示，裝置中水平光滑直桿能隨豎直轉軸一起轉動，將滑塊套在水平直桿上，用細線將滑塊與固定的力傳感器連接。當滑塊隨水平光滑直桿一起勻速轉動時，細線的拉力提供滑塊做圓周運動的向心力。拉力的大小可以通過力傳感器測得，滑塊轉動的角速度可以通過角速度傳感器測得。（1）小組同學先讓一個滑塊做半徑r為0.20m的圓周運動。得到圖乙中②圖線。然后保持滑塊質量不變。再將運動的半徑r分別調整為0.14m，0.16m，0.18m，0.22m，在同一坐標系中又分別得到圖乙中⑤、④、③、①四條圖線。（2）本實驗所采用的實驗探究方法與下列哪些實驗是相同的。A．探究平拋運動的特點B．探究兩個互成角度的力的合成規律C．探究加速度與物體受力、物體質量的關系（3）對②圖線的數據進行處理，獲得了F﹣x圖像，如圖丙所示，該圖像是一條過原點的直線，則圖像橫坐標x代表的是。（用半徑r、角速度ω、質量m表示其中一個或幾個表示）（4）對5條F﹣ω圖線進行比較分析，做F﹣r圖像，得到一條過坐標原點的直線，則該直線的斜率為。（用半徑r、角速度ω、質量m表示其中一個或幾個表示）。3．（22-23高一下·山東濟南·期末）在“探究影響向心力大小的因素”實驗中，所用向心力演示器如圖所示，固定在轉臂上的擋板A、B、C，可與轉臂上做圓周運動的實驗球產生擠壓，從而提供向心力。小球位于擋板A、B、C時，做穩定圓周運動的半徑之比為2∶1∶1。標尺1、2可以顯示出兩球所受向心力的大小關系。可供選擇的實驗球有：質量均為的球1和球2，質量為m的球3。（1）在研究向心力的大小F與質量m、角速度和半徑r之間的關系時，我們主要用到的實驗方法是。（2）為探究向心力與圓周運動角速度的關系，實驗時將皮帶調整到變速塔輪合適位置，若將球1放到擋板C處，球2應放在擋板處（填：“A”或“B”）；（3）某次實驗時將球3放在A擋板，球1放在C擋板，發現標尺1和2表示的向心力之比為1∶9，由此可知皮帶連接的左側和右側塔輪半徑之比為。4．（22-23高一下·福建龍巖·期末）如圖甲所示為向心力演示儀，可探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質量m、角速度和半徑r之間的關系。長槽的A、B處和短槽的C處分別到各自轉軸中心距離之比為1：2：1。（1）下列實驗中采用的實驗方法與本實驗相同的是。A．探究兩個互成角度的力的合成規律B．伽利略對自由落體的研究C．探究加速度與物體受力、物體質量的關系（2）在某次實驗中，把兩個質量相等的鋼球放在B、C位置，將傳動皮帶調至左右變速塔輪半徑之比為1：1，此操作探究的是向心力大小與的關系。（3）在另一次實驗中，把兩個質量相等的鋼球放在A、C位置，轉動手柄，塔輪勻速轉動時，左右兩標尺露出的格子數之比約為1：4，那么如圖乙中左右變速塔輪半徑之比。5．（22-23高一下·北京朝陽·期末）如圖所示是探究向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系的實驗裝置。轉動手柄，可使兩側變速塔輪以及長槽和短槽隨之勻速轉動。皮帶分別套在左右兩塔輪上的不同圓盤上，可使兩個槽內的小球分別以各自的角速度做勻速圓周運動，其向心力由擋板對小球的支持力提供，球對擋板的反作用力使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，根據標尺上露出的紅白相間等分標記，可以粗略計算出兩個球所受向心力的比值。（1）在探究向心力的大小F與角速度ω的關系時，要保持相同。A．ω和r

B．ω和m

C．m和r

D．m和F（2）下列實驗中，利用到控制變量法的是。A．探究兩個互成角度的力的合成規律B．探究加速度與物體受力、物體質量的關系C．探究平拋運動的特點（3）某同學利用圖2所示的裝置探究滑塊做圓周運動時向心力和周期的關系。力傳感器可記錄細線對滑塊拉力F的大小，光電門可記錄滑塊做圓周運動的周期T，獲得多組數據，畫出了如圖3所示的線性圖像，則圖像橫坐標x代表的是。A．T

B．

C．

D．（4）圖3中的圖線沒有通過坐標原點，其原因是。6．（22-23高一下·福建廈門·期末）某興趣小組利用如圖所示的向心力演示儀，探究向心力大小與角速度的關系。已知儀器配套一個鋁球和兩個相同的鋼球，鋁球和鋼球的質量之比為，橫臂擋板對應的旋轉半徑之比為，實驗主要步驟如下：（1）將傳送皮帶套在第二層塔輪上，由于未知第二層塔輪半徑比，該小組緩慢旋轉搖手，發現左邊長槽轉動1圈，右邊短槽剛好旋轉了2圈，則可知左右塔輪的角速度比；（2）將一個鋼球放在短槽③處擋板內側，則應在左側長槽；A．①處放置鋼球

B．①處放置鋁球

C．②處放置鋼球（3）迅速轉動搖手，觀察到左右兩側套筒讀數比值為，則可得向心力大小A．角速度成正比

B．角速度平方成正比

C．角速度平方成反比（4）若在第（2）步驟中，某同學錯誤的將鋁球放在①處，則轉動搖手時觀察到左右兩側套筒讀數之比為。7．（22-23高一下·北京昌平·期末）用向心力演示器探究影響向心力大小的因素，儀器結構如圖所示。（1）本實驗采用的科學研究方法是。A．微元法B．理想實驗法C．等效替代法D．控制變量法（2）某同學把兩個質量相同的鐵球分別放在兩槽半徑相同的橫臂擋板處，依次調整塔輪上皮帶的位置，勻速轉動手柄，觀察兩個彈簧測力筒露出的標尺，記錄數據。根據以上操作分析，該同學探究的實驗是向心力大小與的關系。8．（22-23高一下·遼寧錦州·期末）如圖為“感受向心力”的實驗裝置圖：用長短不同、承受最大拉力相同的兩根輕質細繩各拴著一個質量相同的小球，在光滑水平桌面上掄動細繩使小球做勻速圓周運動。（1）若兩個小球以相同的周期轉動，則繩容易斷（填“長”或“短”）；（2）若兩個小球以相同的線速度轉動，則繩容易斷（填“長”或“短”）；（3）研究這個實驗的物理方法是。A．控制變量法

B．等效替代法

C．理想模型法9．（22-23高一下·甘肅臨夏·期末）某同學用圓錐擺運動探究影響向心力的因素。如圖甲所示，一條長為L的細繩一端系在固定的拉力傳感器上O點，另一端系上一個小球做成圓錐擺。在O點右側固定一豎直桿，一只小激光筆始終與桿垂直水平射出一細束激光，當細束激光照射到O點時記下激光筆在桿上位置；給小球一個初速度讓小球在水平面內做穩定的圓周運動，調整桿上激光筆的位置，當激光束照射到小球中心時記下桿上激光筆到點的距離h；多次重復實驗，改變小球做圓周運動的角速度，則h值與拉力傳感器示數F值會發生相應變化，通過測量數據作出圖像如圖乙所示，并測出圖乙中直線斜率為k。已知重力加速度為g。（1）當（）時小球做圓錐擺運動的角速度；（2）小球的質量（用k、L、g表示）；（3）當（）時拉力傳感器的示數為（用k、表示）。10．（22-23高一下·江蘇揚州·期末）如圖為探究向心力的大小與質量、角速度和運動半徑之間關系的實驗裝置。（1）在探究向心力與半徑、質量、角速度的關系時，用到的實驗方法是。A．理想實驗B．等效替代法C．放大法D．控制變量法（2）在探究向心力與半徑的關系時，應將質量相同的鋼球分別放在擋板和擋板處（選填“”或“”），將傳動皮帶套在兩塔輪半徑（選填“相同”或“不同”）的輪盤上。（3）若兩鋼球質量和運動半徑都相同，將皮帶連接在左、右塔輪半徑之比為