第二章匀速圆周运动单元质量测试卷（word版含答案）

第二章 匀速圆周运动 单元质量测试卷
一、单选题
1．（2021·山东枣庄·高一期中）机械鼠标的正面和反面分别如图所示，鼠标中定位球的直径是，如果将鼠标沿直线匀速拖移12cm需要2s，定位球的角速度为（　　）
A． B． C． D．
2．（2022·全国·高一专题练习）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，如果机车要进入半径为R的弯道，请问，该弯道处的设计速度最为适宜的是（ ）
A． B． C． D．
3．（2022·河北·模拟预测）如图所示，匀速转动的齿轮O1和O2，齿数比为m：n。下列说法正确的是（　　）
A．O1和O2转动周期之比为m：n
B．O1和O2转动周期之比为n：m
C．O1和O2转动角速度大小之比为n：
D．齿轮上A、B两点的线速度大小之比为n：m
4．（2021·河北武强中学高三阶段练习）儿童自行车两侧有两个保护轮防止儿童摔倒，已知后轮半径是保护轮半径的三倍。取保护轮和后轮边缘上的点分别为A和B，当儿童正常骑车车轮无滑动时，下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点转动周期相同 B．A、B两点向心加速度相同
C．A点和B点线速度大小之比为3：1 D．A点和B点角速度大小之比为1：3
二、多选题
5．（2021·福建·莆田二中高三期中）如图所示，半圆形圆弧轨道固定在竖直面内，直径AD水平，一个质量为m的物块从A点以一定的初速度沿圆弧轨道向下运动，物块恰好匀速率沿圆弧轨道运动到最低点C，运动到B点时物块与圆心的连线与竖直方向的夹角为0，重力加速度为g，物块可视为质点，则（　　）
A．物块在B点受到轨道支持力大于
B．物块在B点受到轨道摩擦力小于
C．物块在B点时与轨道间的动摩擦因数等于
D．物块从A点运动到C点的过程中，受到轨道的作用力不断增大
6．（2021·辽宁·清原满族自治县第二高级中学高一期中）如图所示，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列有关说法中正确的是（　　）
A．小球能够到达最高点时的最小速度为
B．只要小球能够达到最高点就能做完整的圆周运动
C．如果小球在最高点时的速度大小为，则此时小球对管道的外壁的作用力为3mg
D．如果小球在最低点时的速度大小为，则小球通过最低点时对管道的外壁的作用力为5mg
7．（2021·黑龙江·哈尔滨三中高三阶段练习）如图所示的传动装置中，、两轮固定在一起绕同一轴转动，A、两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是。若皮带不打滑，则A、、三轮边缘上、、三点的（　　）
A．角速度之比为 B．周期之比为
C．线速度之比为 D．加速度之比为
8．（2021·全国·高三阶段练习）不少游客体验过公园里的过山车，车厢载着乘客沿着在竖直面内圆弧轨道高速运动，时而头部向上，时而头部向下，惊险而刺激。下面说法正确的是（　　）
A．经过圆形轨道最低点时，乘客对座椅压力可能等于自身重力
B．经过圆形轨道最低点时，乘客对座椅压力可能小于自身重力
C．经过圆形轨道最高点时，乘客对座椅压力可能等于自身重力
D．经过圆形轨道最高点时，乘客对座椅压力可能小于自身重力
9．（2021·广东惠州·模拟预测）如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔（小孔光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图中P′位置），两次金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下列判断中正确的是（　　）
A．细线所受的拉力变小 B．小球P运动的角速度变小
C．Q受到桌面的静摩擦力变大 D．Q受到桌面的支持力不变
10．（2021·江西·临川一中高三阶段练习）如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用轻质细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，，两物体与盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若初始时绳子恰好拉直但没有拉力，现在增大转盘角速度后让转盘做匀速圆周运动，但两物体还未发生相对滑动，则这一过程B与A所受摩擦力的大小f与的关系图像（沿半径指向圆心为摩擦力正方向）可能正确的是（　　）
A．B．C．D．
11．（2021·云南师大附中高三阶段练习）如图所示，能绕O点在水平面内转动的圆盘上，放置两个可视为质点且质量均为2kg的物块A和B,它们与圆盘间动摩擦因数均为，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两物块间连接一自然长度为5cm、劲度系数为200N/m的轻质弹性橡皮筋，橡皮筋的形变都在弹性限度内且遵从胡克定律;两物块A、B和O点恰好构成一边长为10cm的正三角形，现使圆盘带动两个物块以不同的角速度做匀速圆周运动，取g= 10m/s2,则（　　）
A．当圆盘的角速度为5rad/s时，圆盘对物块A的摩擦力最小
B．当圆盘的角速度为5rad/s时，物块B受到的合力大小为10N
C．当圆盘的角速度为rad/s时，圆盘对物块B的摩擦力大小为10N
D．物块A、B刚要滑动时，圆盘的角速度为10rad/s
三、填空题
12．（2021·全国·高一专题练习）变速圆周运动和一般的曲线运动
（1）变速圆周运动的合力：变速圆周运动的合力产生两个方向的效果，如图所示。
a.跟圆周相切的分力Ft：改变线速度的____。
b.指向圆心的分力Fn：改变线速度的_____。
（2）一般的曲线运动的处理方法
a.一般的曲线运动：运动轨迹既不是_____也不是____的曲线运动。
b.处理方法：可以把曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作_____的一部分，分析质点经过曲线上某位置的运动时，可以采用_______的分析方法来处理。
13．（2021·全国·高一课时练习）在如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一转轴转动。A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系为，若皮带不打滑，求A、B、C轮边缘的a、b、c三点的角速度之比为___________，a、b、c三点的线速度之比___________。
14．（2021·福建泉州·高一期末）如图，水平转盘以角速度=2rad/s匀速转动，转盘上放有质量m=2kg的物块（可视为质点），物块和转盘间的最大静摩擦力是物块对转盘压力的0.4倍，物块到转轴OO'的距离为r。当r=0.5m时物块受到的摩擦力大小___________N；要使物块与转盘不发生相对滑动，r的最大值为__________m（取g=10m/s2）。
四、解答题
15．（2022·全国·高三专题练习）在杂技节目“水流星”的表演中，碗的质量m1=0.1 kg，内部盛水质量m2=0.4 kg，拉碗的绳子长l=0.5 m，使碗在竖直平面内做圆周运动，如果碗通过最高点的速度v1=9 m/s，通过最低点的速度v2=10 m/s，g=10 m/s2，求碗在最高点时绳的拉力大小及水对碗的压力大小。
16．（2021·江苏·南京师大苏州实验学校高一阶段练习）如图所示，“V”形光滑支架下端用铰链固定于水平地面上，支架两臂与水平面间夹角θ均为53°，“V”形支架的AB臂上套有一根原长为L的轻弹簧，轻弹簧的下端固定于“V”形支架下端，上端与一小球相接触但不连接。已知小球质量为m，支架每臂长为，支架静止时弹簧被压缩了，重力加速度为g。现让小球随支架一起绕中轴线OO′以角速度ω匀速转动。sin53°=，cos53°=，求：
(1)轻弹簧的劲度系数k；
(2)轻弹簧恰为原长时，支架的角速度ω1；
(3)当=时轻弹簧弹力的大小。
17．（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。
参考答案：
1．A
2．A
3．A
4．D
5．AD
6．BC
7．BC
8．CD
9．CD
10．AC
11．ACD
12． 大小 方向 直线 圆周 圆周运动 圆周运动
13．
14． 4 1
15．76 N，60.8 N
16．(1)；(2)；(3)
17．（1）；（2）；（3）