第二章 圆周运动 章末练习题（word版含答案）

第二章《圆周运动》章末练习题2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．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．
2．下列物理量属于标量的是（　　）
A．线速度
B．向心力
C．周期
D．向心加速度
3．探究向心力与角速度之间的关系时，对质量相同的两个小球，操作正确的是（　　）
A．将两小球分别放在挡板A与挡板B进行操作
B．将两小球分别放在挡板A与挡板C进行操作
C．将两小球分别放在挡板B与挡板C进行操作
D．调整传动皮带使两个变速塔轮角速度相同
4．对于下列图片的说法，正确的是（　　）
A．图（a）中，大齿轮和小齿轮上各点转动时线速度相同
B．图（b）中，医务人员用离心机分离血清，血浆和红细胞均受到离心力的作用
C．图（c）中，汽车在水平路面转弯时，汽车受到重力、向心力、弹力三个力作用
D．图（d）中，砂轮不能转速过高，以防止砂轮破裂而酿成事故
5．如图甲所示，质量为m的小球与轻绳一端相连，绕另一端点O在竖直平面内做圆周运动，圆周运动半径为R，重力加速度为g，忽略一切阻力的影响。现测得绳子对小球的拉力T随时间变化的图线如图乙所示，则（ ）
A．
B．时刻小球在与O点等高的位置
C．时刻小球的速度大小为
D．时刻小球的速度恰好为零
6．如图所示，a、b是伞面上的两颗相同的雨滴。当以伞柄为轴旋转雨伞时，下列说法正确的是（　　）
A．a更容易移动，因为a所需的向心加速度更小
B．a更容易移动，因为a所需的向心加速度更大
C．b更容易移动，因为b所需的向心加速度更小
D．b更容易移动，因为b所需的向心加速度更大
7．图为游乐园的内外双排旋转木马，当转盘转速稳定后，内外两排悬挂的木马椅子（包括人）就会向外倾斜做相同周期的圆锥摆运动，活动非常有体验感。为研究问题，乙图为设施的简化模型图，A、B两个小球用等长绳子悬挂在水平转盘同一半径的内外两处（B在外侧），下列分析正确的是（　　）
A．稳定旋转时，因周期相等，A球悬绳和B球悬绳必定平行
B．稳定旋转时，无论A球和B球的质量是否相等，B球悬绳与竖直方向夹角一定大于A球悬绳与竖直方向夹角
C．稳定旋转时，若B球的质量大于A球，则B球悬绳与竖直方向的夹角小于A球悬绳与竖直方向的夹角
D．稳定旋转时，A球悬绳和B球悬绳的反向延长线必与竖直转轴相交于同一点
8．如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量均为m的光滑小球A、B用长为L的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度ω绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度为时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g，则下列说法错误的（　　）
A．小球均静止时，弹簧的长度为
B．角速度时，小球A对弹簧的压力为mg
C．角速度ω0=
D．角速度从继续增大的过程中，小球A对弹簧的压力不变
9．关于平抛运动和圆周运动，下列说法不正确的是（　　）
A．平抛运动是匀变速曲线运动
B．做平抛运动的物体在相等时间内速度变化量相同
C．匀速圆周运动是速度不变的运动
D．匀速圆周运动的物体加速度在不断变化
10．过山车是一种机动游乐设施，常见于游乐园和主题乐园中。如图所示，某乐园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，身体颠倒。若人做圆周运动的半径为R，重力加速度大小为g，已知在最高点和最低点时过山车对人在竖直方向的力的方向相反，大小之和是人所受重力大小的2倍，则人在最高点与最低点的向心加速度大小之和为（　　）
A．g B．1.5g C．2g D．2.5g
11．如图，有一固定且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面。A、B两球与O点的连线与竖直线间的夹角分别为和，则（　　）
A．A、B两球所受弹力的大小之比为3：4 B．A、B两球运动的周期之比为4：3
C．A、B两球的线速度大小之比为3：8 D．A、B两球的转速之比为
12．如图所示，汽车通过缆绳跨过轻小定滑轮O将重物竖直吊起，汽车由静止开始向右做匀加速运动，加速度大小为a，经过时间t，缆绳与水平方向的夹角为θ，已知缆绳与汽车的连接处和滑轮O间的高度差为h，则下列说法正确的是（　　）
A．在时间t内，汽车的位移大小为
B．在时间t内，重物上升的高度为
C．t时刻末，重物的速度大小为
D．t时刻末，缆绳OB转动的角速度大小为
二、填空题
13．物体做匀速圆周运动时，向心力与哪些因素有关？某同学通过下面实验探究，获得体验.如图甲，绳子的一端拴一个小沙袋，绳上离小沙袋l处打一个绳结A，2l处打另一个绳结B，请一位同学帮助用秒表计时，如图乙所示，做了四次体验性操作。
操作1：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周，体验此时绳子拉力的大小。
操作2：手握绳结B，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周，体验此时绳子拉力的大小。
（1）操作2与操作1相比，体验到绳子拉力较大的是________；（填“操作1”或“操作2”）
操作3：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动2周.体验此时绳子拉力的大小。
（2）操作3与操作1相比，体验到绳子拉力较大的是_______。（填“操作1”或“操作3”）
14．如图所示，大、小轮之间靠摩擦传动，接触面不打滑，两点分别位于大、小轮的边缘。则两点线速度的大小关系为____（选填“>”“=”或“<”），角速度的大小关系为______（选填“>”“=”或“<”）。
15．物体做匀速圆周运动，描述物体与圆心的连线转动快慢的物理量叫做_____，描述其速度变化快慢的物理量叫做__________。
16．一位同学习了圆周运动的知识后，要对变速自行车的变速原理进行研究，假设某种变速自行车有六个飞轮和三个链轮。
名称 链轮 飞轮
齿数N/个 48 38 28 15 16 18 21 24 28
(1)如图所示前、后轮直径约为660mm，链轮和飞轮的齿数如表所示，人骑该车行进速度为4m/s时，前轮的角速度为______rad/s；脚踩踏板做匀速圆周运动的角速度最小值约为________rad/s。（结果保留两位小数）
(2)把链轮半径和飞轮半径的比值k=r2/r3称为变速比，如果踏板的角速度为ω，车轮的半径为R，则变速自行车的速度为_______（用字母表示），由此可见，在脚踩踏板的角速度一定时，要提高车速，就要________。
17．有一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为的拱桥。g取，则：
（1）若汽车到达桥顶时速度为，汽车对桥的压力是___________N；
（2）汽车以_________的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力。（结果可用根号表示。）
三、解答题
18．如图所示．在倾角为a=30．光滑斜面上，有一根长为L=0.8m的细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为m=0.2kg的小球，沿斜面做圆周运动（g取10m/s2），试计算：
（1）小球通过最高点A的最小速度；
（2）若细绳抗拉力为FTmax=10N，小球在最低点B的最大速度是多少：
19．小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞离水平距离d后落地，如右图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为。忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小。
（2）问绳能承受的最大拉力多大？
（3）绳能承受的最大拉力与第（2）小题结果相同的情况下，改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
20．自行车山地越野赛在一段山路转弯时的情景如图所示，转弯时当地面对车的作用力通过车（包括人）的重心时，车将不会倾倒。设自行车和人的总质量M=80kg，自行车轮胎与路面的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小，弯道可看成一段半径的圆弧，取，空气阻力不计。
(1)若弯道处路面水平，求自行车受到的最大静摩擦力；
(2)若弯道处路面水平，求自行车转弯时不发生侧滑的最大速度；
(3)若弯道处路面向内侧倾斜，与水平面的夹角为15°，已知，，。要使自行车不受摩擦力作用，其速度应等于多少？
21．汽车转弯时容易发生侧滑，为了保障汽车转弯时的安全，公路的转弯处往往外侧比内侧要高一些。一质量为m的小汽车匀速率行驶在半径为R的等高圆弧弯道上，路面的倾角为，轮胎与路面之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，求
（1）汽车在转弯处恰好无侧滑趋势的速率；
（2）汽车在转弯处无侧滑时的最大速率。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．D
2．C
3．B
4．D
5．B
6．D
7．B
8．B
9．C
10．C
11．D
12．D
13． 操作2 操作3
14． = <
15． 角速度 向心加速度
16． 12 3.75 增大链轮和车轮半径，减小飞轮的半径。
17． 7200
18．（1）2m/s（2）6m/s
19．（1），（2）mg；（3），d
20．(1)；(2)；(3)
21．（1）；（2）
答案第1页，共2页
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