第二章 匀速圆周运动 测试题 （word版含答案）

第二章《匀速圆周运动》测试题2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．如图所示，修正带的核心结构为咬合良好的两个齿轮，AB两点分别位于大小齿轮的边缘，大轮和小轮的半径之比RA：RB=5：3，当使用修正带时，纸带的运动会带动两轮转动，则两轮转动时A、B两点的角速度大小之比为（　　）
A．1∶ 1 B．5∶ 3 C．3∶5 D．9∶ 25
2．如图所示，质量均为的a、b两小球用不可伸长的等长轻质细线悬挂起来，使小球a在竖直平面内来回摆动，小球b在水平面内做匀速圆周运动，连接小球b的绳子与竖直方向的夹角和小球a摆动时绳子偏离竖直方向的最大夹角都为θ，则下列说法正确的是（　　）
A． a、b 两小球都是合外力充当向心力
B．a、b两小球圆周运动的半径之比为
C．b小球受到的绳子拉力为
D．a小球运动到最高点时受到的绳子拉力为
3．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点相对大圆盘不动，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，处于平衡状态
B．小强随圆盘做匀速圆周运动，圈盘对他的摩擦力充当向心力
C．小强随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力充当向心力
D．若使圆盘的转速均匀减小时，小强在P点受到的摩擦力保持不变
4．如图所示，半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体，现给小物体一个水平初速度则物体将（ ）
A．沿球面滑至M点
B．按半径大于R的新圆弧轨道运动
C．立即离开球面作平抛运动
D．先沿球面滑至某点再离开球做斜下抛运动
5．“南昌之星”摩天轮的转盘直径为153米，转一圈的时间大约是30分钟。乘客乘坐观光时，其线速度大约为（　　）
A．5.0m/s
B．1.0m/s
C．0.50m/s
D．0.25m/s
6．京沪高铁的设计时速有公里每小时。某列从南京始发去往北京的高铁列车以的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在内顺时针匀速转过了约角。从题设中可知以下说法正确的是（　　）
A．火车右转弯 B．火车的位移约是米
C．角速度约为 D．经过的弯道半径约为
7．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
8．如图所示是一款玩具的简化示意图，当启动开关时，电动机会带动水平转盘绕其中心水平转动，从而带动下面的小玩具转动起来。已知两个小玩具的质量分别为、，两条细绳的长度分别为、。忽略细绳的重力及空气的阻力，当转盘以角速度匀速转动时，两条细绳与竖直方向的夹角分别为、，下列说法正确的是（　　）
A．若，，则
B．若，，则
C．若，，则
D．若，，则
9．甲、乙两位同学每天坚持晨跑，甲沿着半径为2R的圆周跑道匀速率跑步，乙沿着半径为R的圆周跑道匀速率跑步，在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为、和、，则（　　）
A．， B．， C．， D．，
10．2月7日，我国运动员任子威、李文龙在北京冬奥会短道速滑男子1000米决赛中分获冠、亚军。运动员在短道速滑比赛中过弯道时的情景如图所示，已知过弯道时运动员速度大小恒定，蹬冰的作用力大小恒定，力的方向与身体共线，则下列关于运动员过弯道时的说法正确的是（　　）
A．运动员处于平衡状态
B．冰刀与冰面间的摩擦力提供向心力
C．运动半径越小，运动员身体倾斜度越大
D．运动员身体可以保持向外侧倾斜状态
11．一长为l的轻杆一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动，小球在最高点A时，杆对小球的作用力恰好为零，重力加速度为g，则小球经过最低点B时，杆对小球的作用力为（　　）
A．0 B．2mg C．3mg D．6mg
12．如图甲，一长为R且不可伸长的轻绳一端固定在O点，另一端系住一小球，使小球在竖直面内圆周运动，小球经过最高点的速度大小为v，此时绳子拉力大小为F，拉力F与速度的平方v2的关系如图乙所示，以下说法正确的是（　　）
A．利用该装置可以得出重力加速度
B．利用该装置可以得出小球的质量
C．小球质量不变，换绳长更长的轻绳做实验，图线a点的位置不变
D．绳长不变，用质量更大的球做实验，得到的图线斜率更大
二、填空题
13．三个静止在地球上的物体分别放在哈尔滨、上海和广州，则它们的角速度、、的大小关系为_______________，它们线速度、、的大小关系为_____________.
14．A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是4︰3，运动方向改变的角度之比是3︰2，它们的向心加速度之比是_____
15．如图所示的光滑水平面上，质量为m的小球在轻绳的拉力作用下做匀速圆周运动，小球在轻绳的拉力作用下做匀速圆周运动，小球运动n圈所用时间为t，圆周的半径为r。则小球线速度的大小是______；小球所受拉力的大小是______。
16．如图所示为自行车链条的传动装置，A、B、C分别是脚踏板、大轮与小轮边缘上的一点，脚踏板、大轮与小轮的半径之比为，则A、B、C三点的线速度之比______，角速度之比_____，向心加速度之比___________.
17．某同学要测定物块m与转盘A间的动摩擦因数。他组建了如图所示的装置，左侧转轴过转盘C的中心，两者固定，右侧转轴穿过转盘A、B的中心，三者固定，转盘B与C间通过一根皮带连接，皮带与转盘间不打滑，在转盘A的边缘放上物块，不计物块的大小，他测出转盘B、C的半径之比为2：1．于是他转动转轴上的手柄P，整个装置转动起来．逐渐增加手柄转速的同时观察物块，发现当手柄P转速达到n时，物块恰好沿转盘A的边沿切线飞出．另一同学帮他测出转盘A的半径为R，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。根据上面的信息，请你帮他完成下面的问题：
（1）手柄P的转速为n时，转盘C的边缘某点的角速度是_______；
（2）手柄P的转速为n时，物块的角速度是_______；
（3）物块m与转盘A间的动摩擦因数__________。
三、解答题
18．如图所示，质量为m=0.1kg的小球从半径为R=0.8m的1/4圆弧顶端无初速释放，下滑到最低点P后，做平抛运动，平抛的竖直位移h=0.2m，水平位移d=0.4m，g=10m/s2．求：
（1）小球运动到P点的瞬时速度υ0
（2）小球在P点瞬时对圆弧轨道的压力为多大？
19．如图，旋转木马被水平钢杆拴住，绕转台的中心轴做匀速圆周运动。若相对两个木马间的杆长为6 m，木马的质量为30 kg，骑木马的儿童质量为40 kg，当木马旋转的速度为6 m/s时，试问：
(1)此时木马和儿童的向心力由哪个物体提供？
(2)此时儿童受到的向心力是多大？
20．质量为m的小球，拴在能承受的最大拉力为Tm=5mg的绳子上，绳子另一端固定在离水平地面高度为H的O点，重力加速度为g。
（1）若使小球在水平面内做匀速圆周运动，如图甲所示，此时绳子刚好未断裂，求此时小球的向心加速度大小（结果可用根式表示）；
（2）若使小球在竖直平面内从左向右摆动，当小球经过最低点时，绳子刚好断裂，则绳长为多长时，小球在水平地面上的落点离O点的水平距离最大？
21．在研究匀变速直线运动的“位移”时，我们应用“以恒代变”的思想，在研究曲线运动的“瞬时速度”时，又应用“化曲为直”的思想，而在研究一般的曲线运动时，我们用的更多的是一种“化曲为圆”的思想，即对于一般的曲线运动，尽管曲线上各个位置的弯曲程度不同，但在研究时，可以将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半径为某个合适值ρ的圆周运动，进而采用圆周运动的分析方法来进行研究，ρ叫作曲率半径。
如图所示，将物体以初速度v0斜向上抛出，初速度与水平方向间的夹角为θ，求物体在轨迹最高点处的曲率半径ρ。（重力加速度为g，不计空气阻力）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．C
3．B
4．C
5．D
6．D
7．C
8．D
9．D
10．C
11．B
12．D
13．
14．2:1
15．
16．
17．
18．(1)2m/s(2)1.5N
19．(1)见解析；(2)480N
20．（1）；（2）L=0.5H
21．
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