第六章《圆周运动》单元测试
一.选择题(共10小题)
1.如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,它们的边缘有三个点A、B、C.下列说法中正确的是( )
A.A、B的角速度相同 B.A、C的角速度相同
C.B、C的线速度相同 D.B、C的角速度相同
2.物体做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( )
A.物体必须受到恒力的作用
B.物体所受合力必须等于零
C.物体所受合力的大小可能变化
D.物体所受合力的大小不变,方向不断改变
3.如图所示,一个圆盘在水平面内匀速转动,盘面上有两个小物块A、B,它们距圆盘中心的距离分别为r和2r,它们随圆盘一起匀速转动,关于小物块A、B各物理量之比正确的是( )
A.角速度之比ωA:ωB=1:1
B.周期之比TA:TB=1:2
C.线速度之比vA:vB=1:1
D.向心加速度之比aA:aB=2:1
4.A、B两个质点分别做匀速圆周运动,在相等时间内通过的弧长之比SA:SB=4:3,转过的圆心角之比θA:θB=3:2.则下列说法中正确的是( )
A.它们的线速度之比vA:vB=4:3
B.它们的角速度之比ωA:ωB=2:3
C.它们的周期之比TA:TB=3:2
D.它们的向心加速度之比aA:aB=3:2
5.如图,带有一白点的黑色圆盘,可绕过其中心,垂直于盘面的轴匀速转动,每秒沿顺时针方向旋转30圈.在暗室中用每秒闪光31次的频闪光源照射圆盘,观察到白点每秒沿( )
A.顺时针旋转31圈 B.逆时针旋转31圈
C.顺时针旋转1圈 D.逆时针旋转1圈
6.图示为一个玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是( )
A.a、b和c三点的线速度大小相等
B.a、b和c三点的角速度相等
C.a、b的角速度比c的大
D.c的线速度比a、b的大
7.如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m,该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为8m/s,此时每根绳子平均承受的拉力约为( )
A.200N B.400N C.600N D.800N
8.如图,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内:套在大环上质量为m的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下.重力加速度大小为g,当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为( )
A.Mg﹣5mg B.Mg+mg C.Mg+5mg D.Mg+10mg
9.在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低。如图所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为R的在水平面内的圆周运动。设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L.已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于( )
10.如图所示,把一个小球用一根不可伸长的轻质细线悬挂于O点,就成为一个摆,在O点的正下方M点钉一个钉子,将小球向左拉至a点,此时细线伸直且与竖直方向夹角θ=30°,然后由静止释放小球,小球向右摆动,经过最低点b后到达右侧最高点c,此时摆角为β。已知摆长L=1m,小球质量m=0.1kg,重力加速度g=10m/s2。以下判断正确的是( )
A.小球在c处受合力为零
B.小球向右摆动刚要到达b点时轻绳拉力 N
C.β=30°
D.小球向右摆动刚经过b点前后的瞬间角速度不变
二.多选题(共5小题)
11.图示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1,从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动,转速为n,转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是( )
A.从动轮做顺时针转动 B.从动轮做逆时针转动
C.从动轮的转速为n D.从动轮的转速为n
12.如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为L,b与转轴的距离为2L.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )
A.a、b所受的摩擦力始终相等
B.b一定比a先开始滑动
C.ω=是b开始滑动的临界角速度
D.当ω=时,a所受摩擦力的大小为kmg
13.A、B两质量相同的质点被用轻质细线悬挂在同一点O,在同一水平面上做匀速圆周运动,如图所示,则( )
A.A的角速度一定比B的角速度大
B.A的线速度一定比B的线速度大
C.A的加速度一定比B的加速度大
D.A所受细线的拉力一定比B所受的细线的拉力大
14.如图所示,有一固定的且内壁光滑的半球面,球心为O,最低点为C,有两个可视为质点且质量相同的小球A和B,在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动,A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面,A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为a=53°和β=37°(sin37°=0.6),则( )
A.A、B两球所受支持力的大小之比为4:3
B.A、B两球运动的周期之比为2:
C.A、B两球的角速度之比为2:
D.A、B两球的线速度之比为2:
15.如图(a)所示,A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉,小球C用细绳拴在铁钉B上(细绳能承受足够大的拉力),A、B、C在同一直线上,t=0时,给小球一个垂直于绳的速度,使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动,在0≤t≤10s时间内,细绳的拉力随时间变化的规律如图(b)所示,则下列说法中正确的是( )
A.两钉子间的距离为绳长的
B.t=10.5s的细绳拉力的大小为6N
C.t=14s时细绳拉力的大小为10N
D.细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔为3s
三.填空题(共2小题)
16.如图所示,一辆汽车在水平路面上行驶时对地面的压力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)汽车所受的重力;通过凹形路面最低处时对路面的压力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)汽车所受的重力.
17.两个大轮半径相等的皮带轮的结构如图所示,AB两点的半径之比为2:1,CD两点的半径之比也为2:1,则ABCD四点的角速度之比为 ,这四点的线速度之比为 ,向心加速度之比为 .
四.计算题(共3小题)
18.如图,水平圆盘可以绕通过盘心的竖直轴OO′转动,盘上放着两个用细线相连质量均为m的小木块P和Q,他们与盘面间的最大静摩擦力均为Fm.P、Q位于圆盘的同一条直径上,距盘心的距离分别为rP和rQ,且rP<rQ.若开始时细线刚好处于自然伸直状态(即细线对木块的拉力为0),现使圆盘缓慢加速转动,试分析:
(1)圆盘的角速度ω1多大时,细线才开始有拉力?
(2)圆盘的角速度由ω1继续增大,分析说明 P、Q所受的摩擦力及细线的拉力的变化情况.
(3)圆盘的角速度ω2多大时,P、Q才会开始与圆盘间有相对滑动?
19.如图为一个半径r=5m的圆盘,绕其圆心O做顺时针匀速转动,当圆盘边缘上的一点A处在如图的位置的时候,在其圆心正上方h=20m的高度处有一小球正在向边缘的A点以一定的初速度水平抛出,小球正好落在A点。求:(不计空气阻力,g取10m/s2)
(1)小球的初速度为多少?
(2)圆盘的最小角速度为多少?
(3)圆盘转动周期的可能值?
20.如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm处放置一小物块,其质量为m=2kg,物块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.5.当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时,物块随圆盘一起转动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)物块的线速度大小;
(2)物块的向心加速度大小;
(3)欲使物块与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的角速度不能超过多大?
第六章《圆周运动》单元测试
参考答案
一.选择题(共10小题)
1.D; 2.D; 3.A; 4.A; 5.D; 6.B; 7.B; 8.C; 9.B; 10.B;
二.多选题(共5小题)
11.BC; 12.BC; 13.BCD; 14.AC; 15.ABD;
三.填空题(共2小题)
16.等于;大于;
17.1:1:2:2;2:1:4:2;2:1:8:4;
四.计算题(共3小题)
18.(1)圆盘的角速度ω1为 时,细线才开始有拉力;
(2)圆盘的角速度由ω1继续增大,Q受的静摩擦力大小和方向不变,细线的拉力逐渐增大;P受到的静摩擦力减小,一直到静摩擦力减为0,然后出现静摩擦力方向改为背离圆心的方向,并且逐渐增大,直到最大静摩擦;
(3)圆盘的角速度ω2为 时,P、Q才会开始与圆盘间有相对滑动.
19.(1)小球的初速度v为2.5m/s;
(2)圆盘转动的最小角速度ω为π
(3)圆盘转动周期的可能值为2/n(n=1,2,3…)
20.(1)物块的线速度大小为0.4m/s;
(2)物块的向心加速度大小为0.8m/s2;
(3)欲使物块与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的角速度不能超过5rad/s。
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