第二章匀速圆周运动训练（word版含答案）

第二章《匀速圆周运动》训练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．随着科技的发展，汽车已经走进寻常百姓家，据公安部交管局公布的数据，到2019年底全国汽车保有量高达2.6亿辆，安全驾驶问题已受到广泛关注。一辆汽车通过半径为R的圆拱形桥梁顶端时速度为v，重力加速度为g，这辆汽车安全通过该桥顶的最大速度不能超过（　　）
A． B． C． D．
2．如图所示，小物块(可看作质点)以某一竖直向下的初速度从半球形碗的碗口左边缘向下滑，半球形碗一直静止在水平地面上，物块下滑过程中速率不变，则在物块下滑到最低点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．加速度大小和方向都在改变
B．物块对碗壁的压力逐渐减小
C．半球形碗对地面的压力逐渐增大
D．地面对半球形碗的摩擦力方向向左
3．如图所示，小球A在光滑的半径为R的处在水平面的圆形槽内做匀速圆周运动，当它运到图中a点时，在圆形槽中心O点正上方h处，有一小球B沿方向以某一初速度水平抛出，结果恰好在a点与A球相碰，相碰时B球速度方向与水平方向夹角为，不计空气阻力，则（　　）
A．小球A在a点受到重力、支持力和指向圆心的向心力3个力的作用
B．B球抛出的水平初速度为
C．小球B的位移方向与水平方向的夹角为
D．A球运动最小的线速度大小为，此时圆形槽对球A的作用力大小为
4．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
5．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
6．质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的B点和A点，如图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l。当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）
A．a绳的张力可能为零
B．a绳的张力随角速度的增大而增大
C．当角速度，b绳将出现弹力
D．若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化
7．一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙两物体质量分别为M和m（M>m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为压力的倍，两物体用一根长为L（LA．随着角速度的增大的过程中，物块m受到的摩擦力先增加再逐渐减少
B．随着角速度的增大的过程中，物块M始终受到摩擦力
C．则圆盘旋转的角速度最大不得超过
D．则圆盘旋转的角速度最大不得超过
8．暑假期间，某同学乘坐高铁外出旅游，他观察到高铁两旁的树木急速向后退行，某段时间内，他发现水平桌面上玻璃杯中的水面呈现左低右高的状态，如图所示，由此可判断这段时间内高铁的运动情况是（　　）
A．加速行驶 B．减速行驶 C．向右转弯 D．向左转弯
9．为了提高一级方程式赛车的性能，在形状设计时要求赛车上下方空气存在一个压力差（即气动压力），从而增大赛车对地面的正压力，如图所示，一辆总质量为600kg的要车以288km/h的速率经过一个半径为180m的水平弯道，转弯时赛车不发生侧滑，侧向附着系数（正压力与摩擦力的比值）=1，则赛车转弯时（　　）
A．向心加速度大小约为
B．受到的摩擦力大小约为
C．受到的支持力大小约为6000N
D．受到的气动压力约为重力的倍
10．如图所示，水平转台上的小物体A、B通过轻弹簧连接，并静止在转台上，现从静止开始缓慢增大转台的转速（在每个转速下都可认为转台匀速转动），已知A、B的质量分别为m、2m，A、B与转台间的动摩擦因数均为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，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（　　）
A．当B受到的摩擦力为零时，A受到的摩擦力方向沿半径指向转台中心
B．B先相对于转台发生滑动
C．当A、B均相对转台静止时，允许的最大角速度为
D．A刚好要滑动时，转台转动的角速度为
二、填空题
11．如图所示，细杆上固定两个小球a和b，杆绕O点匀速转动。已知两小球做圆周运动半径之比Ra：Rb=1：2，则两个小球的角速度之比ωa:ωb=___________； 线速度之比va:vb=__________。
12．甲、乙两辆赛车分别行驶在如图所示的水平赛道上。它们经过圆弧形弯道时的转弯半径分别为r1、r2。若两赛车手连同赛车的质量相同，两赛车与路面的最大静摩擦力也相同，则甲、乙两车转弯的最大安全速率之比为_______；甲、乙两车手以最大安全速率驶过圆弧赛道所需时间之比为_______。
13．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__________。
14．如图所示传送装置中，三个轮的半径分别为 R，2R，4R；则图中 A，B，C 各点的线速度之比为___________；角速度之比为___________；加速度之比为___________。
15．骑着摩托车的特技演员试图通过一个半径为R的圆形轨道。当其达到轨道最高点A点时，其受到的向心力方向为___________（选填“竖直向上”或“竖直向下”）。为了能顺利通过最高点，他在最高点的速度应不小于___________。已知当地重力加速度为g。
三、解答题
16．一圆盘可绕通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动。在距圆盘中心O为0.4m处放一质量为m=0.5kg的小木块，它与圆盘之间相对静止且随圆盘一起做匀速圆周运动，转速n=0.5r/s，（g取10m/s2，π=3.14，π2=9.86），求：
(1)木块所受到的静摩擦力多大？
(2)若小木块与圆盘之间的动摩擦因数为0.64，为使小木块与圆盘间不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过多大？（最大静摩擦力约等于滑动摩擦力）
17．地球可以看作一个半径为的球体，北京的纬度约为北纬。位于赤道和位于北京的物体，随地球自转做匀速圆周运动的角速度各是多大？线速度各是多大？
18．如图所示，水平转台上有一个小物块，用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为θ，系统静止时细绳绷直但张力为零。物块与转台间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。物块随转台由静止开始缓慢加速转动，求：
（1）绳中刚要出现拉力时转台的角速度；
（2）物块刚离开转台时转台的角速度。
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，绳刚好断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示。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g，忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小？
（2）问绳能承受的最大拉力为多大？
（3）改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时恰好断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．C
2．C
3．B
4．B
5．B
6．C
7．D
8．D
9．D
10．D
11． 1:1; 1:2;
12． : :
13． 角速度 向心加速度
14． 2：1：2 4：1：1 8：1：2
15． 竖直向下
16．（1）（2）
17．角速度均为，467.2m/s，357.9m/s
18．（1）；（2）
19．（1）；（2）；（3）
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