第3章《圆周运动》章末练习（Word版含答案）

第3章《圆周运动》练习-2021-2022学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上距圆盘中心一定距离处有一小木块随圆盘一起转动，则木块转动所需的向心力是由（　　）提供的。
A．木块所受的重力 B．圆盘对木块的支持力
C．圆盘对木块的静摩擦力 D．圆盘对木块的支持力和静摩擦力的合力
2．有些地区的铁路由于弯多、弯急、路况复杂，依靠现有车型提速的难度较大，铁路部门通过引进摆式列车来解决转弯半径过小造成的离心问题，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。当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，当列车行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样。它的优点是能够在现有线路上运行，无需对线路等设施进行较大的改造。运行实践表明：摆式列车通过弯道的速度可提高20%~40%，最高可达50%，摆式列车不愧为“曲线冲刺能手”。假设有一超高速摆式列车在水平面内行驶，以360 km/h的速度转弯，转弯半径为2 km，则质量为50 kg的乘客在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力约为（　　）
A．0 B．250 N C．500 N D．560 N
3．如图所示为苏炳添在圆形弯道上匀速率奔跑，则苏炳添在这段圆弧内（　　）
A．线速度不变
B．加速度不变
C．相同时间内速度变化量相同
D．相同时间内与轨道圆心的连线转过的角度相同
4．如图所示，水平圆盘上放置一物体P，用一轻质弹簧将该物体和圆盘中心O固连，此时弹簧处于拉伸状态，圆盘能绕通过其中心的竖直轴自由转动。现让圆盘从静止开始缓慢加速转动，直到P与圆盘发生相对滑动，则在此过程中P与圆盘间的摩擦力大小（　　）
A．先增大后减小 B．先减小后增加 C．一直增大 D．一直减小
5．闹钟是带有闹时装置的钟。既能指示时间，又能按人们预定的时刻发出音响信号或其他信号。如图所示，机械式闹钟中的三个齿轮的半径之比为1：3：5，当齿轮转动的时候，小齿轮边缘的M点和大齿轮边缘的N点的线速度大小之比和角速度之比分别为（ ）
A．1:1 1:5 B．1:1 5:1 C．5:1 1:5 D．5:1 5:1
6．如图所示，转动轴垂直于光滑水平面，交点O的上方h（A点）处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为m的小球B，绳长l大于h，转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动。当转动的角速度ω逐渐增大时，下列说法正确的是（　　）
A．小球始终受三个力的作用
B．细绳上的拉力始终保持不变
C．要使球不离开水平面，角速度的最大值为
D．若小球飞离了水平面，则角速度可能为
7．抛石机的使用，最早可追测到战国时期，其结构可简化如图所示，杆可绕转轴O在竖直平面内转动，A处放置一个石块，B处悬挂一重物。用绳将A端下拉到适当位置后释放绳，在重物的作用下杆转动，将石块在一定的高度抛出。则关于从释放绳至石块抛出的过程，以下说法正确的是（　　）
A．石块的角速度大于重物的角速度
B．石块与重物具有大小相等的向心加速度
C．杆对石块做正功，对重物做负功
D．石块获得的动能有可能大于重物减少的重力势能
8．如图所示，质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时悬线与竖直方向夹角为30°，下列说法正确的是（　　）
A．小明在最高点的速度为零，合力为零
B．小明在最低点的加速度为零，速度最大
C．最高点秋千对小明的作用力为
D．最低点秋千对小明的作用力为mg
9．某小组利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程，即用在同一张底片上多次曝光的方法，在远处从与单摆摆动平面垂直的视角拍摄单摆在摆动过程中的多个位置的照片。从摆球离开左侧最高点A时开始，每隔相同时间曝光一次，得到了一张记录摆球从A位置由静止运动到右侧最高点B的照片，如图所示，其中摆球运动到最低点O时摆线被一把刻度尺挡住。对照片进行分析可知（　　）
A．A和B位置等高，说明摆球在运动过程中机械能守恒
B．摆球在A点的所受合力大小大于在B点的合力
C．摆球经过O点前后瞬间加速度大小不变
D．摆球经过O点前后瞬间角速度大小不变
10．如图，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑。下列说法正确的是（　　）
A．A与B线速度大小相等
B．B与C线速度大小相等
C．A与B角速度大小相等
D．B与C角速度大小相等
11．如图所示，倾斜圆盘圆心处固定有与盘面垂直的细轴，盘面上放有质量为m的一个物块（可视为质点），物块到轴的距离为d，物块与盘面的动摩擦因数为，盘面与水平面夹角为。当圆盘以角速度匀速转动时，物块始终与圆盘保持相对静止。图中A、B、C、D为物块做圆周运动经过的点，其中A为最高点、B为最低点，C、D为跟圆心在同一水平面上的两点。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是（ ）
A．当圆盘静止时，物块在A、B、C、D各点受到的摩擦力大小均为
B．当圆盘匀速转动时，若物块运动到A点没有滑离圆盘，则运动到其它点也不会滑离圆盘
C．当圆盘以角速度匀速转动时，物块运动到C、D两点时，受到摩擦力的大小均为
D．当圆盘以角速度匀速转动时，物块运动到C、D两点时，受到摩擦力的大小均为
12．如图甲所示汽车进入弯道前都要进行必要的减速，可以简化为图乙所示的示意图，、两点分别为减速点和转向点，为进入弯道前的平直公路，段路面为水平圆弧形弯道。已知段的距离为，弯道的半径为，汽车到达点时的速度大小为，汽车与路面间的动摩擦因数为0.6。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。要确保汽车进入弯道后不侧滑，则在弯道上行驶的最大速度的大小和在段做匀减速运动的最小加速度的大小分别为（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
13．如图所示，没有支撑物的小球在竖直平面作圆周运动过最高点的情况
①临界条件___________；
②能过最高点的条件___________，此时绳或轨道对球分别产生___________。
14．质点做圆周运动的条件是：受到向心力的作用。
（1）向心力的方向：总是________________，时刻变化；
（2）向心力是根据________来命名的，并不是一种新的力，它可以是重力、弹力或摩擦力，也可以是这些力的合力；
（3）向心力的作用效果：产生________，不断改变线速度的________，使物体做圆周运动；
（4）做匀速圆周运动的物体，它所受的合力全部用来提供________。
15．如图所示是上海锦江乐园中的“摩天轮”，它高108m，直径为98m，每次可乘坐378人，每转一圈25min。摩天轮转动时，某一轿厢内坐有一位游客，则该游客随轮一起匀速转动的周期为_____s，向心加速度大小为________________m/s2。
16．如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动。
（1）关于小强的受力，下列说法正确的是________；
A．小强在P点不动，因此不受摩擦力作用
B．小强随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力充当向心力
C．小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力
D．若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力不变
（2）如果小强随圆盘一起做变速圆周运动，那么其所受摩擦力是否仍指向圆心___________？
17．航天员王亚平在运行中的“天宫一号”内做了如图所示实验：长为L的细线一端固定，另一端系一质量为m的小球，当小球处于最低点时，给其一个垂直细线的初速度v，若不考虑空气等阻力的影响，小球运动到最高点时，细线对小球的拉力大小为______。在“天宫一号”中做实验，可以不考虑空气阻力的原因是______。
三、解答题
18．如图所示，内壁光滑、两端封闭的试管长为5cm，内有质量为0.1kg的小球，试管一端装在转轴O上。试管在竖直平面内做匀速圆周运动。已知转动过程中，试管底部受到小球，压力的最大值是最小值的3倍（g取10m/s2），求：
（1）转动的角速度；
（2）试管底部受到小球的最小压力。
19．如图所示，某人用一根长的轻质细绳拴着一个质量的小球在竖直平面内做圆周运动，且恰好能经过最高点，已知圆心距离地面，转动中小球在最低点时绳子刚好断裂，此时小球的速度为，，求：
（1）小球经过最高点时的速度大小；
（2）绳子能够承受的最大拉力大小；
（3）上述第（2）间中绳子断后小球的水平位移大小。
20．如图所示为工厂中的行车示意图，悬挂重物的钢丝绳长为L，所悬挂重物可视为质点，质量为m，离地的高度为H，行车吊着重物以速度v0在轨道上水平匀速行驶，在行驶过程中由于出现故障行车紧急制动（即行车瞬间停下，时间可忽略），钢丝绳刚好被拉断，空气阻力忽略不计，重力加速度为g。求：
（1）重物落地时的速度及水平拋出的距离；
（2）钢丝绳能承受的最大拉力。
21．如图所示，内壁光滑的弯曲钢管固定在天花板上，一根结实的细绳穿过钢管，两端分别拴着一个小球A和B。小球A和B的质量之比。当小球A在水平面内做匀速圆周运动时，小球A到管口的绳长为，此时小球B恰好处于平衡状态。管子的内径粗细不计，重力加速度为g。试求：
（1）拴着小球A的细绳与竖直方向的夹角θ；
（2）小球A转动的周期。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．D
4．B
5．B
6．C
7．C
8．C
9．A
10．A
11．D
12．D
13． 拉力和压力
14． 指向圆心 力的作用效果 向心加速度 方向 向心力
15． 1500
16． C 不指向圆心
17． 物体都处于完全失重状态
18．（1）20rad/s；（2）1N
19．（1）；（2）；（3）
20．（1），与水平方向正切值，；（2）
21．（1）θ=30°；（2）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页