2.3生活中的圆周运动基础巩固（word 含答案）

2.3生活中的圆周运动基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，OO′为竖直固定转轴，足够长的光滑轻杆用铰链固定于转轴O点，杆与竖直方向的夹角为θ。轻质弹簧套在杆上，下端固定于O点，上端系住小球A（A套在杆上），弹簧原长为l。现使杆随转轴OO′转动，角速度ω从零开始缓慢增大，下列说法正确的是（　　）
A．杆对小球的弹力不变
B．弹簧对小球的弹力减小
C．弹簧对小球的弹力增大
D．当 时，弹簧对小球的弹力大小恰好为零
2．如图所示，一个小球沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动，圆环的半径为R，关于小球，以下说法正确的是（ ）
A．小球在最低点的速度可以等于
B．小球在最高点的速度一定大于
C．小球在最低点对轨道的压力可以是0
D．小球在最高点对轨道的压力可以是0
3．下列关于曲线运动的说法中，正确的是(　　)
A．做曲线运动的物体的加速度一定是变化的
B．做曲线运动的物体其速度大小一定是变化的
C．做匀速圆周运动的物体，所受的合力不一定时刻指向圆心
D．骑自行车冲到圆弧形桥顶时，人对自行车座的压力减小，这是失重造成的
4．如图所示，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6m/s，取g=10m/s2，此时每根绳子平均承受的拉力约为（　　）
A．250N B．500N C．340N D．680N
5．如图所示，叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为μ，B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（　　）
A．B对A的摩擦力一定为3μmg B．C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力
C．转台的角速度一定满足： D．转台的角速度一定满足：
6．汽车以相同的速率通过拱桥时（ ）
A．在最高点汽车对桥的压力一定大于汽车的重力
B．在最高点汽车对桥的压力一定等于汽车的重力
C．在最高点汽车对桥的压力一定小于汽车的重力
D．汽车以恒定的速率过桥时，汽车所受的合力一定为零
7．如图所示，长为R的轻杆，一端固定有一质量为m的小球，另一端连接在光滑转轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动，关于小球在最高点时的速度v，下列说法中正确的是（ ）
A．当v由值逐渐减小时，杆对小球的弹力也逐渐减小
B．v由零逐渐增大，向心力逐渐减小
C．当v由值逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大
D．v的最小值为
8．如图所示，小球从“离心轨道”上滑下，若小球经过A点时开始脱离圆环，则小球将做(　　)
A．自由落体运动 B．平抛运动
C．斜上抛运动 D．竖直上抛运动
9．一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（　　）
A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B．汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.0×103N
C．汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑
D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2
10．如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图。演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰，做匀速圆周运动。图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托，在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹。不考虑车轮受到的侧向摩擦，下列说法中正确的是（　　）
A．在a轨道上运动时角速度较大
B．在a轨道上运动时线速度较大
C．在a轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大
D．在a轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较大
11．如图两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L，今使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中张力恰好均为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为（ ）
A．3mg B． C．2mg D．
12．如图所示，在水平圆盘同一直径圆心两侧放着两可视为质点的物体A和B，A的质量是B质量的3倍，B到圆心的距离是A到圆心距离的3倍，B与圆盘间的动摩擦因数是A与圆盘间动摩擦因数的3倍，若圆盘从静止开始绕转轴00′缓慢地加速转动。则下列判断正确的是（　　）
A．A物体将先滑动
B．B物体将先滑动
C．若两物体之间用细线连接且细线刚好伸直，则在细线断前，整体会向B端移动
D．若两物体之间用细线连接且细线刚好伸直，则在细线断前，整体不会移动
13．如图甲为拨浪鼓，最早出现在战国时期，宋代时小型拨浪鼓已成为儿童玩具。某个拨浪鼓简化模型如图乙，拨浪鼓上分别系有长度不等的两根细绳，绳一端系着小球，另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上；A、B两球相同，连接A球的绳子更长一些，现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动，两小球在水平面做周期相同的匀速圆周运动时，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．两球做匀速圆周运动时绳子与竖直方向的夹角>
B．A、B两球的向心加速度相等
C．A球的线速度小于B球的线速度
D．A球所受的绳子拉力小于B球所受的绳子拉力
14．摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、O＇分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心O、O＇的间距。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是（　　）
①滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度之比为
②滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为
③转速增加后滑块B先发生滑动
④转速增加后滑块A先发生滑动
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④
15．摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，当它转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，产生转弯需要的向心力；行走在直线上时，车厢又恢复原状．靠摆式车体的先进性无需对线路等设施进行较大的改造，就可以实现高速行车．假设有一摆式超高速列车在水平面内行驶，以 216km/h的速度拐弯，拐弯半径为 1.8km，为了避免车厢内的物件、行李侧滑行和站着的乘客失去平衡而跌倒，在拐弯过程中车厢自动倾斜，车厢底部与水平面的倾角θ的正切tanθ约为（　　）
A．0.10 B．0.20 C．1.00 D．2.00
二、填空题（共4题）
16．如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则A球的线速度必_____B球的线速度，A球的角速度必_____B球的角速度，A球对筒壁的压力必______B球对筒壁的压力（填“大于”、“小于”或“等于”）
17．一辆汽车行驶到半径为R的圆弧形凸形桥最高点时速度大小为，汽车质量为m，重力加速度为g，则汽车在凸形桥最高点受到的桥面支持力F=_____，此时汽车处于_____状态（填“超重”或“失重”）。
18．如图，光滑圆锥面内侧有两个玻璃小球 A、B 沿锥面在水平面内做匀速圆周运动（A、B 两球的质量不相等，它们的线速度关系是 vA__vB；它们的角速度关系是ωA____ωB，它们的加速度关系是 aA______aB（填“＞””＜”或“=”）
19．小于同学为了测量当地的重力加速度，设计了一套如图甲所示的实验装置。拉力传感器竖直固定，一根不可伸长的细线上端系在传感器的固定挂钩上，下端有一小钢球，钢球底部固定有遮光片，在拉力传感器的正下方安装有光电门，小钢球通过最低点时恰能通过光电门（假设遮光片通过光电门的速度即为小球此时的速度）。小于同学进行了下列实验步骤：
（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，用游标卡尺测量小钢球的直径为D，用刻度尺测量小钢球到悬点的摆线长为L；
（2）拉起小钢球，使细线与竖直方向成不同角度后由静止释放，小钢球每次均在竖直平面内运动，记录小钢球每次通过光电门的遮光时间和对应的拉力传感器示数F；
（3）根据记录的数据描绘出如图乙所示的图像，已知图像与纵轴交点为a，图像斜率为k，则通过以上信息可求出当地的重力加速度表达式为g=_____（用题目中所给物理量的符号表示）；
（4）由于实验中对速度的近似测量，导致当地重力加速度g的测量值比实际值______（选填“偏大”“偏小”“不变”）。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以v=3m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R=1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计。（计算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）。求：
（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s。
（2）从平台飞出到达A点时速度及圆弧对应圆心角θ。
（3）人和车运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力。
21．如图所示，装置BO'O可绕竖直轴O'O转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，装置静时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球的质量m=1kg，细线AC长L=1m，B点距C点的水平和竖直距离相等。（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）当装置匀速转动的角速度为ω1=3rad/s时，细线AC与竖直方向的夹角仍为37°，求细线AB和AC上的拉力大小；
（2）当装置匀速转动的角速度为ω2=rad/s时，求细线AB和AC的拉力大小。
22．如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上放着、两个物块，转盘中心处固定一力传感器，它们之间用细线连接．已知两组线长均为．细线能承受的最大拉力均为．与转盘间的动摩擦因数为，与转盘间的动摩擦因数为，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两物块和力传感器均视为质点，转盘静止时细线刚好伸直，传感器的读数为零．当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数，取．求：
（1）当间细线的拉力为零时，物块能随转盘做匀速转动的最大角速度；
（2）随着转盘角速度增加，间细线刚好产生张力时转盘的角速度；
（3）试通过计算写出传感器读数随转盘角速度变化的函数关系式，并在图乙的坐标系中作出图象．
23．如图所示，在一内壁光滑环状管道位于竖直面内，其管道口径很小，环半径为R（比管道的口径大得多）。一小球直径略小于管道口径，可视为质点。此时小球滑到达管道的顶端，速度大小为，重力加速度为g。请作出小球的受力示意图。
参考答案
1．D
2．D
3．D
4．C
5．C
6．C
7．C
8．C
9．D
10．B
11．B
12．D
13．A
14．A
15．B
16．大于 小于 等于
17． 失重
18．＞ ＜ ＝
19． 偏大
20．（1）1.2m；（2） ；（3）7740N
21．（1） 12.5N，2.1N；（2） 0，N
22．（1） （2） （3）
23．