第六章《圆周运动》单元综合测试题（word版含答案）

第六章《圆周运动》章节综合测试
一、选择题(1--8单选，9--12多选）
1．关于物体做匀速圆周运动的物体下列说法不正确的是（ ）
A．向心力是物体所受的合外力
B．物体在恒力作用下不可能做匀速圆周运动
C．角速度越大，物体的速度方向变化越快
D．匀速圆周运动中向心加速度是一恒量
2.一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为m，它到转轴的距离为R，则其他土豆对该土豆的作用力为(　 　)
A.mg B.mω2R
C. D.
3．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顺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．物块始终受到三个力作用
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b到a，物块所受的摩擦力先增大后减小
D．从b到a，物块处于失重状态
4．如图所示，两个质量不同的小球，有长度不等的细绳拴在同一点，并在同一水平面内同步做匀速圆周运动，则它们的（　 　）
A．合力相同 B．线速度相同
C．向心加速度相同 D．角速度相同
5．如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c沿半径指向圆心，a与c垂直，下列说法正确的是（　 　）
A．当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向为a方向
B．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向为d方向
C．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向为c方向
D．当转盘减速转动时，P受摩擦力方向为d方向
6．如图所示，用水平传送带传送一质量为的小物体（可视为质点），A为终端皮带轮，已知皮带轮半径为，传送带与皮带轮间不会打滑。当小物体可被水平抛出时，A轮每秒的转速最小是（重力加速度为）（　　）
A． B． C． D．
7.如图甲所示是游乐园内的一种游戏项目——旋转飞椅,飞椅从静止开始缓慢转动,经过一小段时间,飞椅(包括飞椅上的游客)的运动可以看作匀速圆周运动。整个装置可以简化为如图乙所示的模型。忽略转动中的空气阻力。设细绳与竖直方向的夹角为θ,则 (　　)
A.飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用
B.θ角越大,飞椅的向心加速度就越大
C.只要线速度足够大,θ角可以达到90°
D.飞椅运动的周期随着θ角的增大而增大
8．如图所示，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为2v时，每根绳的拉力大小为（　 　）
B． C． D．
9．如图所示，为一皮带传动装置，右轮半径为r，a为它边缘上一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若传动过程中皮带不打滑，则（　　）
A．a点和c点的线速度大小之比为1：1
B．b点和c点的角速度大小之比为1：1
C．a点和b点的线速度大小之比为1：2
D．a点和c点的向心加速度大小之比为4：1
10．如图所示，水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴的距离分别为r、r、2r，与转台间的动摩擦因数相同（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转台旋转时，下列说法中正确的是（ ）
A．若三个物体均未滑动，C物体的向心加速度最大
B．若三个物体均未滑动，B物体受的摩擦力最大
C．转速增加，A物体比B物体先滑动
D．转速增加，C物体最先滑
11．如图甲，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，小球通过最高点时的速度大小v，杆对小球的作用力为F，若取竖直向上为F的正方向，得到的F-v2图象如图乙所示，取g=10m/s2，则（　 　）
A．小球恰好通过最高点时的速度大小为5m/s
B．小球在最高点的速度大小为m/s时，杆对球的作用力为支持力
C．小球的质量为0.3kg D．O轴到小球的距离为0.5m
12．如图所示，在水平转台上放置有轻绳相连的质量相同的滑块1和滑块2，转台绕转轴OO′以角速度ω匀运转动过程中，轻绳始终处于水平状态，两滑块始终相对转台静止，且与转台之间的动摩擦因数相同，滑块1到转轴的距离小于滑块2到转轴的距离．关于滑块1和滑块2受到的摩擦力f1和f2与ω2的关系图线，可能正确的是( )
A． B．
C． D．
二．填空题
13．如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的___________。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法
（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，将皮带处于塔轮的某一层上。研究的目的是向心力的大小与___________的关系。
A．质量m B．角速度 C．半径r
（3）在（2）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1个分格，右边标尺露出4个分格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为___________。
14．如图所示，将完全相同的两小球AB，用长L=0.8m的细绳悬于以v=4m/s向右匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触，由于某种原因，小车突然停止瞬间，两悬线中的张力之比TB:TA为___________
三．计算题
15．如图所示，用长为细线悬挂一个质量为的小球，使小球在水平面内做圆锥摆运动，细线与竖直方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度为，求圆周摆周期。
16.如图所示，质量为1kg的小球用长为0.5m的细线悬挂在O点，O点距地面竖直距离为1m，如果使小球绕OO'竖直轴在水平面内做圆周运动，若细线最大承受拉力为12.5N(g 求：
当小球的角速度为多大时，细线将断开。
细线断开后小球的落地点与悬挂点的水平距离。
如图所示，水平转盘的中心有一个光滑的竖直小圆孔，质量为m的物体A放在转盘上，A到圆心的距离为r，物体A通过轻绳与物体B相连，B与A质量相同.若物体A与转盘间的动摩擦因数为μ，则转盘转动的角速度ω在什么范围内，物体A才能随盘转动而不滑动？
18.如图所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部和管壁上部的压力都为零.求：
(1)小球A在最高点的速度大小；
(2)小球B在最高点的速度大小；
(3)A、B两球落地点间的距离.
答案：1.D 2.C 3.D 4.D 5.D 6. A 7.B 8.A 9.AB 10.AD 11.CD 12.AC
(1)C (2)B (3)2:1
1:3
解：小球受到重力mg和线的拉力T作用，在水平面内做匀速圆周运动，设线与竖直方向的夹角为
(1)由牛顿第二定律：Tsinθ= 所以ω=5rad/s.
(2)绳被拉断后小球沿圆周的切线方向飞出，做平抛运动，其初速度 又因为Tcosθ=mg，所以cosθ=0.8，sinθ=0.6，代入得
抛出点离地面的高度：h=1m-Lcos0=0.6m.
根据平抛运动的规律：
落地点到悬点的水平距离：
17.取物体A为研究对象，若物体随转盘转动的角速度较大，则
解得：
若A物体随转盘转动的角速度较小，则
解得：
要使A随转盘一起转动，则角速度应满足的关系是：
18. (1)对A球，在最高点时对管壁上部的压力为3mg，即管壁对小球向下的压力为3mg，合力提供向心力有 n
解得
(2)对B球，在最高点时对管壁下部和管壁上部的压力都为零，故有
解得
(3)两球离开轨道后均做平抛运动，设落地时间为t，则有
得
B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差，
对A球
对B球
A、B两球落地点间的距离
联立解得L=2R。