第3章 圆周运动 单元优选综合卷（Word版含答案）

第3章 圆周运动 单元优选综合卷
一、单选题
1．（2021·黑龙江·哈九中高三开学考试）关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用
B．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态
C．如图b，两个圆锥摆，摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥的高相同，则两圆锥摆的角速度相同
D．如图c，同一小球在光滑固定的圆锥筒内的、位置先后分别做匀速圆周运动，则在、两位置小球的角速度大小相等
2．（2020·云南·罗平县第二中学高一期末）如图所示，质量为m、可视为质点的小球在光滑的固定竖直圆轨道内侧做圆周运动。已知重力加速度为g，小球在最高点受到轨道弹力为0，不计空气阻力，则小球在最低点受到轨道弹力的大小为（　　）
A．3mg B．4mg C．5mg D．6mg
3．（2020·甘肃张掖·高一期末）穿越河西走廊的兰新铁路是中华人民共和国成立后修建的最长的铁路干线，全长约为2423公里。由于地理条件的限制，兰新铁路上有许多弯道，为了防止列车经过弯道时列车的轮缘不与铁轨侧向挤压，在修筑铁路时弯道处的外轨会略高于内轨，假设张掖市境内的某段弯道铁轨是圆弧的一部分，半径为，列车在该弯道上转弯的过程中倾角（车厢地面与水平面夹角）为，当地的重力加速度为，则列车在这段弯道上转弯行驶的安全速度（铁轨不受侧向挤压）为（　　）
A． B．
C． D．
4．（2021·山东聊城·高一期末）如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，小齿轮和后轮同轴转动，小齿轮与大齿轮通过链条传动。架起后轮，使大齿轮匀速转动时，关于图中A、B、C三点的运动情况，下列说法中正确的是（　　）
A．A、B. C三点的线速度
B．A、B、C三点的线速度
C．A、B、C三点的角速度
D．A、B、C三点的角速度
5．（2021·全国·高三专题练习）如图所示，半径可变的四分之一光滑圆弧轨道置于竖直平面内，轨道的末端B处切线水平，现将一小物体从轨道顶端A处由静止释放。小物体刚到B点时的加速度为a，落地时的速率为v，对B点的压力为，小物体离开B点后的水平位移为x。若保持圆心的位置不变，改变圆弧轨道的半径R（不超过圆心离地的高度）。不计空气阻力，下列图像正确的是（　　）
A．B．C．D．
6．（2021·全国·高一专题练习）如图所示为一位同学在玩飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘L，且对准圆盘上边缘的A点水平抛出（不计空气阻力，重力加速度为g），初速度为v0，飞镖抛出的同时，圆盘绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动，角速度为ω，若飞镖恰好击中A点，则下列关系正确的是（　　）
A．d＝ B．ω＝（n=0,1,2,3）
C．v0＝ω D．ω2＝（n=0,1,2,3）
7．（2021·云南·丽江市教育科学研究所高一期末）如图所示，长为L的细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个光滑的小钉子A，小球从一定高度摆下，则细绳碰到钉子前、后瞬间（　　）
A．绳对小球的拉力变大
B．小球所受合外力变小
C．小球做圆周运动的线速度变小
D．小球做圆周运动的角速度不变
8．（2021·全国·高一专题练习）某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为r1、r2、r3，若甲轮匀速转动的角速度为ω，三个轮相互不打滑，则丙轮边缘上各点的向心加速度大小为（　　）
A． B． C． D．
9．（2020·广东潮阳·高二期末）如图所示，质量为m的小环套在竖直平面内半径为R的光滑大圆环轨道上做圆周运动。小环经过大圆环最高点时，下列说法错误的是（　　）
A．小环对大圆环的压力可以等于mg
B．小环对大圆环的拉力可以等于mg
C．小环的线速度大小不可能小于
D．小环的向心加速度可以等于g
10．（2021·湖南·长沙一中高三阶段练习）小球a、b分别通过长度相等的轻绳拴在O点，给a、b恰当速度，使两小球分别在不同水平面内做匀速圆周运动，与竖直方向夹角为60°，与竖直方向夹角为30°，则a做圆周运动的周期与b做圆周运动的周期之比为（　　）
A． B． C． D．
11．（2022·全国·浙江省新昌中学高一）如图所示，细杆上固定两个小球a和b，杆绕O点做匀速转动。下列说法正确的是（ ）
A．a、b两球角速度相等
B．a、b两球线速度相等
C．a球的线速度比b球的大
D．a球的向心加速度比b球的大
二、填空题
12．（2021·全国·高一课前预习）匀速圆周运动的加速度方向
（1）定义：物体做匀速圆周运动时的加速度总指向_____，这个加速度叫作向心加速度。
（2）向心加速度的作用：向心加速度的方向总是与速度方向垂直，故向心加速度只改变速度的_____，不改变速度的_____。
（3）物体做匀速圆周运动时，向心加速度始终指向_____，方向在时刻_____，所以匀速圆周运动是_____曲线运动。
13．（2021·全国·高一课前预习）火车转弯
（1）如果铁道弯道的内外轨一样高，火车转弯时，由__________提供向心力，由于火车质量太大，因此需要很_____的向心力，靠这种方法得到向心力，不仅铁轨和车轮极易受损，还可能使火车侧翻。
（2）铁路弯道的特点
a.弯道处外轨____内轨。
b.火车转弯时铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道的_____。支持力与重力的合力指向___。
c.在修筑铁路时，要根据弯道的___和_______，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力G和弹力FN的合力来提供。
14．（2022·上海师大附中高三学业考试）如图所示，一质量为m的小方块（可视为质点），系在一伸直的轻绳一端，绳的另一端固定在粗糙水平面上，绳长为r。给小方块一沿垂直轻绳的初速度v0，质点将在该水平面上以绳长为半径做圆周运动，运动一周后，其速率变为，则绳拉力的大小随物体转过的角度___________减小（选填“均匀”、“不均匀”），质点运动一周的时间为___________。
三、解答题
15．（2022·江苏·扬州中学高一开学考试）2019花滑世锦赛双人滑的自由滑比赛中，中国组合隋文静/韩聪顶住了压力，拿到155.60分，在短节目排名第二的情况下后来居上，以总分234.84分排在第一，用完美的表现摘得金牌。如图所示，韩聪（男）以自己为转轴拉着隋文静（女）做匀速圆周运动，转速为0.5r/s。隋文静的脚到转轴的距离为2m。求：
（1）隋文静做匀速圆周运动的角速度；
（2）隋文静的脚运动速度的大小。
16．（2021·安徽·定远县育才学校高三阶段练习）如图所示，质量为m=2kg的小球从R=40cm的竖直圆弧轨道的顶端A点由静止开始下滑，通过圆弧轨道最低点B后做平抛运动，已知B点到地面的竖直高度H=45cm，B点与落地点C点的水平距离L=60cm，不计空气阻力，g取10m/s2，求：
（1）小球通过圆弧轨道最低点B时的速度大小；
（2）小球通过圆弧轨道最低点B时对轨道的压力；
（3）小球从A点运动到距地面的D点（D点未标出）的过程中有多少机械能转化为内能。
17．（2022·全国·高一期末）如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台静止不转动时，将一质量为、可视为质点的小物块放入陶罐内，小物块恰能静止于陶罐内壁的A点，且A点与陶罐球心O的连线与对称轴成角。重力加速度，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则：
（1）物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少？
（2）当转台绕转轴匀速转动时，若物块在陶罐中的A点与陶罐一起转动且所受的摩擦力恰好为0，则转台转动的角速度为多少？
（3）若转台转动的角速度为，物块仍在陶罐中的A点随陶罐一起转动，则陶罐给物块的弹力和摩擦力大小为多少？
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参考答案：
1．C
2．D
3．D
4．C
5．B
6．B
7．A
8．A
9．C
10．B
11．A
12． 圆心 方向 大小 圆心 变化 变加速
13． 外轨对轮缘的弹力 大 略高于 内侧 圆心 半径 规定的行驶速度
14． 均匀
15．（1）3.14rad/s；（2）6.28m/s
16．（1）2m/s；（2）40N，方向竖直向下；（3）4J
17．（1）；（2）；（3），
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