第六章 圆周运动 单元质量测试卷（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第六章 圆周运动 单元质量测试卷（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 706.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-20 19:41:09 | ||
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文档简介
第六章 圆周运动 单元质量测试卷
一、单选题
1．（2021·福建·莆田第二十五中学高三阶段练习）如图所示，竖直转轴OO'垂直于光滑水平桌面，A是距水平桌面高h的轴上的一点，A点固定有两铰链。两轻质细杆的一端接到铰链上，并可绕铰链上的光滑轴在竖直面内转动，细杆的另一端分别固定质量均为m的小球B和C，杆长，重力加速度为g。当OO'轴转动时，B、C两小球以O为圆心在桌面上做圆周运动。在OO'轴的角速度ω由零缓慢增大的过程中，下列说法不正确的是（ ）
A．两小球的线速度大小不相等B．小球B先离开桌面
C．两小球的向心加速度大小不相等D．当时，两小球对桌面均无压力
2．（2022·广东·高三专题练习）如图所示，位于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量分别为m1和m2的两带孔小球穿于环上。当圆环最终以角速度ω绕竖直直径匀速转动时，发现两小球均离开了原位置，它们和圆心的连线与竖直方向的夹角分别记为θ1和θ2，下列说法正确的是（ ）
A．若m1＞m2，则θ1＞θ2
B．若m1＜m2，则θ1＞θ2
C．θ1可能大于θ2，θ1也可能大于θ2
D．θ1和θ2总是相等，与m1和m2的大小无关
3．（2021·重庆一中高三阶段练习）如图所示，半径分别为R和的甲、乙两薄圆盘固定在同一转轴上，距地面的高度分别为和h，两物块a、b分别置于圆盘边缘，a、b与圆盘间的动摩擦因数相等，转轴从静止开始缓慢加速转动，观察发现，a离开盘甲后未与圆盘乙发生碰撞，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A．物块a先离开圆盘
B．a、b分别飞离圆盘时，圆盘的角速度之比为
C．a、b分别即将飞离圆盘时，物体的向心加速度之比为
D．动摩擦因数定大于
二、多选题
4．（2022·云南·昆明市五华区昆一中学贯中学高一阶段练习）如图一辆试验车过拱桥，车的质量为，桥的半径为。下列说法正确的是（ ）
A．汽车以的速度过桥顶时恰好处于完全失重状态
B．车在桥顶时速度越大，车对桥的压力越小
C．对于同样的车速，拱桥圆弧的半径越大越安全
D．汽车以的速度过桥顶时，汽车对桥的压力为
5．（2022·湖南·长郡中学高三阶段练习）如图所示，倾角=53°的斜面ABC固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，斜面最低点A在转轴OO1上。转台以角速度ω匀速转动时，将质量为m的小物块（可视为质点）放置于斜面上，经过一段时间后小物块与斜面一起转动且相对静止在AB线上，此时小物块到A点的距离为L。已知小物块与斜面之间动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，若最大静摩擦等于滑动摩擦力，sin53°≈0.8，cos53°≈0.6。则物块相对斜面静止时（ ）
A．小物块受到的摩擦力方向一定沿斜面向下B．小物块对斜面的压力大小不小于mg
C．水平转台转动角速度ω应不小于D．水平转台转动角速度ω应不大于
6．（2022·江西·临川一中高一阶段练习）有一种叫“飞椅”的游乐项目。如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ。不计钢绳的重力。以下说法正确的是（ ）
A．钢绳的拉力大小为
B．钢绳的拉力大小为
C．如果角速度足够大，可以使钢绳成水平拉直
D．两个体重不同的人，摆开的夹角θ一样大
7．（2021·福建·莆田第二十五中学高三阶段练习）如图所示。一细线两端固定在竖直轴上。光滑的圆环穿过细线。在水平面内绕竖直轴上的O点做匀速圆周运动。细线的上部分1与竖直轴的夹角为α。下部分2与竖直轴的夹角为β。重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．夹角α一定小于夹角β
B．细线的上部分1与下部分2对圆环的拉力大小不相等
C．若a=37°、β=53°（sin37°=0.6.cos37°=0.8）则圆环的加速度大小为70m/s2
D．若a=37°、β=53°圆环到O点的距离为0.7m，则圆环的周期为
8．（2021·天津·南开中学高三阶段练习）如图所示，固定在竖直平面内的半径为R的光滑圆环的最高点C处有一个光滑的小孔，一质量为m的小球套在圆环上，一根细线的一端拴着这个小球，细线的另一端穿过小孔C，手拉细线使小球从A处沿圆环向上移动。在移动过程中手对细线的拉力和轨道对小球的弹力的大小变化情况是（ ）
A．缓慢上移时，减小，不变
B．缓慢上移时，不变，减小
C．缓慢上移跟匀速圆周运动相比，在同一位置点的拉力相同
D．缓慢上移跟匀速圆周运动相比，在同一位置点的弹力相同
9．（2021·山西·高三阶段练习）如图所示、水平转台上的小物体A、B通过轻弹簧连接，随转台一起从静止缓慢加速转动。A、B的质量分别为m、2m，A、B与转台间的动摩擦因数都为μ，A、B离转台中心的距离分别为1.5r、r，已知弹簧的原长为1.5r，劲度系数为k，设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（ ）
A．当B受到的摩擦力为0时，转台转动的角速度为
B．当A受到的摩擦力为0时，转台转动的角速度为
C．使转台转速缓慢增大，若B比A先相对转台滑动，则当B刚好要滑动时，转台转动的角速度为
D．使转台转速缓慢增大，若A比B先相对转台滑动，则当A刚好要滑动时，转台转动的角速度为
10．（2021·安徽·涡阳县第九中学高一期末）如图所示，A为主动轮，为从动轮（皮带不打滑），两轮通过绷紧的皮带连接，两轮半径之比为，A轮匀速转动，、分别为A、轮边缘上的点，则（ ）
A．、两点的线速度大小之比为
B．、两点的角速度大小之比为
C．、两点的周期之比为
D．、两点的向心加速度大小之比为
11．（2018·河南·商城县教育体育局教学研究室高一期中）如图所示，小球A可视为质点，装置静止时轻质细线AB水平，轻质细线AC与竖直方向的夹角37°。已知小球的质量为m，细线AC长L，B点距C点的水平和竖直距离相等。装置BO′O能以任意角速度绕竖直轴O′O转动，且小球始终在BO′O平面内，那么在ω从零缓慢增大的过程中（ ）（重力加速度g取10m/s2，sin37°=，cos37°=）
A．两细线张力均增大
B．细线AB中张力一直变小，直到为零
C．细线AC中张力先不变，后增大
D．当AB中张力为零时，角速度可能为
三、填空题
12．（2021·全国·高一专题练习）一辆质量为1 000 kg的汽车，为测试其性能，在水平地面上沿半径r=50 m的圆，以10 m/s的速度做匀速圆周运动，汽车没有发生侧滑，___________对汽车提供向心力，此力大小为___________ N。
13．（2021·北京顺义·高一期末）近年来我国高速铁路发展迅速，现已知某新型国产机车总质量为m，如图已知两轨间宽度为L，内外轨高度差为h，重力加速度为g，弯道半径为R。
（1）该弯道处设计成内外轨存在高度差的原因是________。
（2）该弯道处最为适宜的通过速度是______。
14．（2021·广西·桂林市第十九中学高一期中）如图所示为两级皮带传动装置，转动时皮带均不打滑，中间两个轮子是固定在一起的，轮1的半径和轮2的半径相同，轮3的半径和轮4的半径相同，且为轮1和轮2半径的一半，则轮1，2，3，4各边缘点的：
（1）角速度之比为___________；
（2）线速度之比为___________；
（3）向心加速度之比为___________。
15．（2021·安徽蚌埠·高一期末）如图为皮带传动装置。点分别为右侧两个共轴的轮缘上的点，为左侧轮缘上的点，三个点到各自轮圆心的距离之比为，则三个点的线速度之比为___________， 角速度之比为____________（皮带不打滑 ）。
四、解答题
16．（2022·海南·嘉积中学高一阶段练习）如图所示，小球A质量为。固定在长为的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。如果小球经过最高位置时，杆对球的作用力为拉力，拉力大小等于球的重力。（g取）求：
（1）球在最高点时的速度大小；
（2）当小球经过最低点时速度为，杆对球的作用力的大小；
（3）如果把其中轻细杆变成等长的轻绳，小球刚好能通过最高点的速度为多大。
17．（2021·江苏无锡·高三期中）一轻质杆长为，A端连接有质量的小球。B端处为转轴，转轴离开地面的高度为，装置在竖直平面内匀速转动的周期为。取。
（1）小球运动到最高点时受到的支持力为多大？
（2）若小球在最高点A失去装置的约束而直接飞出，求落地点到转轴B正下方的水平距离。（保留2位有效数字）
18．（2021·安徽·涡阳县第九中学高三期中）如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为2m、m、2m的可视为质点的三个物体A、B、C，圆盘可绕垂直圆盘的中心轴OO'转动。三个物体与圆盘的滑动摩擦因数相同均为μ，最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力。三个物体与轴O共线且OA=OB=BC=r，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力。当圆盘从静止开始转动，角速度极其缓慢地增大，A、B、C均未相对圆盘滑动。则对于这个过程中：
（1）当角速度ω1多大时，物体B和物体C之间的绳上恰好有张力？
（2）当角速度ω2多大时，物体A和物体B之间的绳上恰好有张力？
（3）当角速度ω3多大时，物体A受到的静摩擦力为零？
（4）试定量画出物体A所受静摩擦力大小fA随圆盘缓慢增加的角速度平方ω2的图像。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．D
4．BCD
5．BC
6．ABD
7．AC
8．AC
9．BCD
10．BD
11．CD
12． 侧向摩擦力 2 000
13．
14． 1:2:2:4 1:2:1:2 1:4:2:8
15． 1：1：2 1：2：2
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）
18．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．（2021·福建·莆田第二十五中学高三阶段练习）如图所示，竖直转轴OO'垂直于光滑水平桌面，A是距水平桌面高h的轴上的一点，A点固定有两铰链。两轻质细杆的一端接到铰链上，并可绕铰链上的光滑轴在竖直面内转动，细杆的另一端分别固定质量均为m的小球B和C，杆长，重力加速度为g。当OO'轴转动时，B、C两小球以O为圆心在桌面上做圆周运动。在OO'轴的角速度ω由零缓慢增大的过程中，下列说法不正确的是（ ）
A．两小球的线速度大小不相等B．小球B先离开桌面
C．两小球的向心加速度大小不相等D．当时，两小球对桌面均无压力
2．（2022·广东·高三专题练习）如图所示，位于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量分别为m1和m2的两带孔小球穿于环上。当圆环最终以角速度ω绕竖直直径匀速转动时，发现两小球均离开了原位置，它们和圆心的连线与竖直方向的夹角分别记为θ1和θ2，下列说法正确的是（ ）
A．若m1＞m2，则θ1＞θ2
B．若m1＜m2，则θ1＞θ2
C．θ1可能大于θ2，θ1也可能大于θ2
D．θ1和θ2总是相等，与m1和m2的大小无关
3．（2021·重庆一中高三阶段练习）如图所示，半径分别为R和的甲、乙两薄圆盘固定在同一转轴上，距地面的高度分别为和h，两物块a、b分别置于圆盘边缘，a、b与圆盘间的动摩擦因数相等，转轴从静止开始缓慢加速转动，观察发现，a离开盘甲后未与圆盘乙发生碰撞，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A．物块a先离开圆盘
B．a、b分别飞离圆盘时，圆盘的角速度之比为
C．a、b分别即将飞离圆盘时，物体的向心加速度之比为
D．动摩擦因数定大于
二、多选题
4．（2022·云南·昆明市五华区昆一中学贯中学高一阶段练习）如图一辆试验车过拱桥，车的质量为，桥的半径为。下列说法正确的是（ ）
A．汽车以的速度过桥顶时恰好处于完全失重状态
B．车在桥顶时速度越大，车对桥的压力越小
C．对于同样的车速，拱桥圆弧的半径越大越安全
D．汽车以的速度过桥顶时，汽车对桥的压力为
5．（2022·湖南·长郡中学高三阶段练习）如图所示，倾角=53°的斜面ABC固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，斜面最低点A在转轴OO1上。转台以角速度ω匀速转动时，将质量为m的小物块（可视为质点）放置于斜面上，经过一段时间后小物块与斜面一起转动且相对静止在AB线上，此时小物块到A点的距离为L。已知小物块与斜面之间动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，若最大静摩擦等于滑动摩擦力，sin53°≈0.8，cos53°≈0.6。则物块相对斜面静止时（ ）
A．小物块受到的摩擦力方向一定沿斜面向下B．小物块对斜面的压力大小不小于mg
C．水平转台转动角速度ω应不小于D．水平转台转动角速度ω应不大于
6．（2022·江西·临川一中高一阶段练习）有一种叫“飞椅”的游乐项目。如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ。不计钢绳的重力。以下说法正确的是（ ）
A．钢绳的拉力大小为
B．钢绳的拉力大小为
C．如果角速度足够大，可以使钢绳成水平拉直
D．两个体重不同的人，摆开的夹角θ一样大
7．（2021·福建·莆田第二十五中学高三阶段练习）如图所示。一细线两端固定在竖直轴上。光滑的圆环穿过细线。在水平面内绕竖直轴上的O点做匀速圆周运动。细线的上部分1与竖直轴的夹角为α。下部分2与竖直轴的夹角为β。重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．夹角α一定小于夹角β
B．细线的上部分1与下部分2对圆环的拉力大小不相等
C．若a=37°、β=53°（sin37°=0.6.cos37°=0.8）则圆环的加速度大小为70m/s2
D．若a=37°、β=53°圆环到O点的距离为0.7m，则圆环的周期为
8．（2021·天津·南开中学高三阶段练习）如图所示，固定在竖直平面内的半径为R的光滑圆环的最高点C处有一个光滑的小孔，一质量为m的小球套在圆环上，一根细线的一端拴着这个小球，细线的另一端穿过小孔C，手拉细线使小球从A处沿圆环向上移动。在移动过程中手对细线的拉力和轨道对小球的弹力的大小变化情况是（ ）
A．缓慢上移时，减小，不变
B．缓慢上移时，不变，减小
C．缓慢上移跟匀速圆周运动相比，在同一位置点的拉力相同
D．缓慢上移跟匀速圆周运动相比，在同一位置点的弹力相同
9．（2021·山西·高三阶段练习）如图所示、水平转台上的小物体A、B通过轻弹簧连接，随转台一起从静止缓慢加速转动。A、B的质量分别为m、2m，A、B与转台间的动摩擦因数都为μ，A、B离转台中心的距离分别为1.5r、r，已知弹簧的原长为1.5r，劲度系数为k，设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（ ）
A．当B受到的摩擦力为0时，转台转动的角速度为
B．当A受到的摩擦力为0时，转台转动的角速度为
C．使转台转速缓慢增大，若B比A先相对转台滑动，则当B刚好要滑动时，转台转动的角速度为
D．使转台转速缓慢增大，若A比B先相对转台滑动，则当A刚好要滑动时，转台转动的角速度为
10．（2021·安徽·涡阳县第九中学高一期末）如图所示，A为主动轮，为从动轮（皮带不打滑），两轮通过绷紧的皮带连接，两轮半径之比为，A轮匀速转动，、分别为A、轮边缘上的点，则（ ）
A．、两点的线速度大小之比为
B．、两点的角速度大小之比为
C．、两点的周期之比为
D．、两点的向心加速度大小之比为
11．（2018·河南·商城县教育体育局教学研究室高一期中）如图所示，小球A可视为质点，装置静止时轻质细线AB水平，轻质细线AC与竖直方向的夹角37°。已知小球的质量为m，细线AC长L，B点距C点的水平和竖直距离相等。装置BO′O能以任意角速度绕竖直轴O′O转动，且小球始终在BO′O平面内，那么在ω从零缓慢增大的过程中（ ）（重力加速度g取10m/s2，sin37°=，cos37°=）
A．两细线张力均增大
B．细线AB中张力一直变小，直到为零
C．细线AC中张力先不变，后增大
D．当AB中张力为零时，角速度可能为
三、填空题
12．（2021·全国·高一专题练习）一辆质量为1 000 kg的汽车，为测试其性能，在水平地面上沿半径r=50 m的圆，以10 m/s的速度做匀速圆周运动，汽车没有发生侧滑，___________对汽车提供向心力，此力大小为___________ N。
13．（2021·北京顺义·高一期末）近年来我国高速铁路发展迅速，现已知某新型国产机车总质量为m，如图已知两轨间宽度为L，内外轨高度差为h，重力加速度为g，弯道半径为R。
（1）该弯道处设计成内外轨存在高度差的原因是________。
（2）该弯道处最为适宜的通过速度是______。
14．（2021·广西·桂林市第十九中学高一期中）如图所示为两级皮带传动装置，转动时皮带均不打滑，中间两个轮子是固定在一起的，轮1的半径和轮2的半径相同，轮3的半径和轮4的半径相同，且为轮1和轮2半径的一半，则轮1，2，3，4各边缘点的：
（1）角速度之比为___________；
（2）线速度之比为___________；
（3）向心加速度之比为___________。
15．（2021·安徽蚌埠·高一期末）如图为皮带传动装置。点分别为右侧两个共轴的轮缘上的点，为左侧轮缘上的点，三个点到各自轮圆心的距离之比为，则三个点的线速度之比为___________， 角速度之比为____________（皮带不打滑 ）。
四、解答题
16．（2022·海南·嘉积中学高一阶段练习）如图所示，小球A质量为。固定在长为的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。如果小球经过最高位置时，杆对球的作用力为拉力，拉力大小等于球的重力。（g取）求：
（1）球在最高点时的速度大小；
（2）当小球经过最低点时速度为，杆对球的作用力的大小；
（3）如果把其中轻细杆变成等长的轻绳，小球刚好能通过最高点的速度为多大。
17．（2021·江苏无锡·高三期中）一轻质杆长为，A端连接有质量的小球。B端处为转轴，转轴离开地面的高度为，装置在竖直平面内匀速转动的周期为。取。
（1）小球运动到最高点时受到的支持力为多大？
（2）若小球在最高点A失去装置的约束而直接飞出，求落地点到转轴B正下方的水平距离。（保留2位有效数字）
18．（2021·安徽·涡阳县第九中学高三期中）如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为2m、m、2m的可视为质点的三个物体A、B、C，圆盘可绕垂直圆盘的中心轴OO'转动。三个物体与圆盘的滑动摩擦因数相同均为μ，最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力。三个物体与轴O共线且OA=OB=BC=r，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力。当圆盘从静止开始转动，角速度极其缓慢地增大，A、B、C均未相对圆盘滑动。则对于这个过程中：
（1）当角速度ω1多大时，物体B和物体C之间的绳上恰好有张力？
（2）当角速度ω2多大时，物体A和物体B之间的绳上恰好有张力？
（3）当角速度ω3多大时，物体A受到的静摩擦力为零？
（4）试定量画出物体A所受静摩擦力大小fA随圆盘缓慢增加的角速度平方ω2的图像。
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参考答案：
1．B
2．D
3．D
4．BCD
5．BC
6．ABD
7．AC
8．AC
9．BCD
10．BD
11．CD
12． 侧向摩擦力 2 000
13．
14． 1:2:2:4 1:2:1:2 1:4:2:8
15． 1：1：2 1：2：2
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）
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