第二章 圆周运动 同步练习题（Word版含答案）

第二章《圆周运动》同步练习题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．下列物理量中属于矢量的是（　　）
A．周期 B．路程 C．向心加速度 D．速率
2．关于圆周运动，下列说法中正确的是（　　）
A．圆周运动可能是匀速运动 B．圆周运动可能是匀变速曲线运动
C．圆周运动一定是非匀变速运动 D．圆周运动加速度可能不变
3．2021年9月17日，十四届全运会铁人三项赛在汉中市天汉文化公园和天汉湿地公园拉开帷幕。某同学观看自行车比赛时发现运动员骑自行车在水平地面转弯时，自行车与竖直方向有一定的夹角才不会倾倒。查阅有关资料得知，只有当水平地面对自行车的支持力和摩擦力的合力方向与自行车的倾斜方向相同时自行车才不会倾倒。若该运动员骑自行车时的速率为8m/s，转弯的半径为10m，取重力加速度大小g=10m/s2。则自行车与竖直方向的夹角的正切值为（　　）
A． B． C． D．1
4．如图甲所示为被称作“雪游龙”的国家雪车雪橇中心，2022年北京冬奥会期间，该场馆承担雪车、钢架雪车、雪橇三个项目的全部比赛。图乙为运动员从侧壁冰面过“雪游龙”独具特色的360°回旋弯道的场景，在某段滑行中运动员沿倾斜侧壁在水平面内做匀速圆周运动，则此段运动过程中（　　）
A．雪车和运动员所受合外力为零
B．雪车受到冰面斜向上的摩擦力
C．雪车受到冰面的摩擦力方向与其运动方向相反
D．运动员所受雪车的支持力小于自身重力
5．自行车，又称脚踏车或单车，骑自行车是一种绿色环保的出行方式，如图所示，A、B、C分别是大齿轮、小齿轮以及后轮边缘上的点，则（　　）
A．A点的线速度大于B点的线速度
B．A点的角速度小于B点的角速度
C．C点的角速度小于B点的角速度
D．A、B、C三点的线速度相等
6．摩托车转弯时容易发生侧滑（速度过大）或侧翻（车身倾斜角度不当），所以除了控制速度外车手要将车身倾斜一个适当角度，使车轮受到路面沿转弯半径方向的静摩擦力与路面对车支持力的合力沿车身（过重心）。某摩托车沿水平路面以恒定速率转弯过程中车身与路面间的夹角为θ，已知人与摩托车的总质量为m，轮胎与路面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。则此次转弯中的向心力大小为（　　）
A． B．mgtanθ C．μmgtanθ D．
7．2020年新冠疫情突然来袭，无人机成战“疫”利器。无人机在某次作业过程中在空中盘旋，可看成匀速圆周运动，已知无人机的质量为m，以恒定速率v在空中水平盘旋，如图所示，圆心为O，其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，关于空气对无人机的作用力方向和大小的说法正确的是（　　）
A．竖直向上，F＝mg
B．竖直向上，F＝m
C．斜向右上方，F＝m
D．斜向右上方，F＝m
8．如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示。则（　　）
A．小球的质量为
B．当地的重力加速度大小为
C．时，在最高点杆对小球的弹力方向向上
D．时，在最高点杆对小球的弹力大小为2a
9．洋湖湿地公园是中南地区最大的湿地公园，也是长株潭“两型”社会建设重要的生态工程。如图为洋湖湿地公园游乐场中的“空中飞椅”游乐设施，座椅通过钢丝绳与顶端转盘相连接，已知“空中飞椅”正常工作时转盘的转速一定，顶端水平转盘的半径为r，绳长为L，绳与竖直方向的夹角为θ，座椅中人的质量为m，转动过程座椅可以看成质点，座椅质量和空气阻力不计，则（　　）
A．座椅转动的角速度
B．人受到的合力大小为
C．座椅转动的角速度
D．人受到座椅的作用力为
10．如图所示，汽车在水平公路上做匀速圆周运动。已知图中双向四车道的总宽度为15m，内车道内边缘半径为105m。假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.75，g取10m/s2，则汽车（　　）
A．所受的合力可能为零
B．所需的向心力由重力和支持力的合力提供
C．速度不能超过30m/s
D．速度不能超过41m/s
11．如图所示，质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时悬线与竖直方向夹角为30°，下列说法正确的是（　　）
A．小明在最高点的速度为零，合力为零
B．小明在最低点的加速度为零，速度最大
C．最高点秋千对小明的作用力为
D．最低点秋千对小明的作用力为mg
12．半径为R的圆环竖直放置，圆环可以绕过圆心的竖直轴旋转，两个质量相等可视为质点的小环套在圆环上A、B两点并处于静止状态，A、B连线过圆心且与竖直方向成角，某时刻大圆环开始绕竖直轴旋转，角速度从零不断增大，则下列说法正确的是（ ）
A．小环与大环之间动摩擦因数
B．B处的小环先相对大环开始滑动
C．两小环的高度最终都将升高
D．只要小环不发生相对滑动，大环就不对小环做功
二、实验题
13．如图所示是某同学探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的实验情境图。
（1）该同学采用的实验方法为______选填“理想实验法”、“控制变量法”、“等效替代法”或“比值法”）；
（2）探究向心力大小F与质量m之间关系的是图_________（选填“甲”、“乙”、或“丙”）。
14．某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）。
完成下列填空：
（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为________；
（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为______kg；
（3）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧。此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：
序号 l 2 3 4 5
m（kg） 1.80 1.75 1.85 1.75 1.90
（4）根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为______N；小车通过最低点时的速度大小为______m/s。（重力加速度大小取9.80m/s2，计算结果保留2位有效数字）
三、填空题
15．航天员王亚平在运行中的“天宫一号”内做了如图所示实验：长为L的细线一端固定，另一端系一质量为m的小球，当小球处于最低点时，给其一个水平初速度，若不考虑空气等阻力的影响，则小球的运动情况将是：_________，小球运动到最高点时，细线对小球的拉力大小为__________。
16．某物体做匀速圆周运动，角速度，半径为，则其线速度_______，向心加速度_______。
17．如图，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，__________先开始滑动（填a或b），b开始滑动的临界角速度___________
18．一物体在水平面上做匀速圆周运动，质量为1kg，物体做圆周运动的角速度为2.0rad/s，半径为0.5m，该物体做圆周运动的线速度为______m/s，向心加速度为______m/s2，受到的向心力为______N。
19．实验原理与操作
如图所示，利用力传感器测量重物做圆周运动的向心力，利用天平、刻度尺、光电传感器分别测量重物的质量m、做圆周运动的半径r及角速度ω.实验过程中，力传感器与DIS数据分析系统相连，可直接显示力的大小．光电传感器与DIS数据分析系统相连，可直接显示挡光杆挡光的时间，由挡光杆的宽度和挡光杆做圆周运动的半径，可得到重物做圆周运动的角速度。
实验时采用______法，分别研究向心力与质量、半径、角速度的关系。
20．如图所示，在男女双人花样滑冰运动中，男运动员以自身为转动轴拉着女运动员做匀速圆周运动。若运动员的转速为30 r/min，女运动员触地冰鞋的线速度大小为4.8 m/s，则女运动员做圆周运动的角速度为________，触地冰鞋做圆周运动的半径为________，向心加速度大小为________。（π取3.14，结果均保留三位有效数字）
四、解答题
21．如图所示，有一质量为m1的小球A与质量为m2的物块B通过轻绳相连，轻绳穿过光滑水平板中央的小孔O.当小球A在水平板上绕O点做半径为r的匀速圆周运动时，物块B刚好保持静止.求：(重力加速度为g)
(1)轻绳的拉力.
(2)小球A运动的线速度大小.
22．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多少？
23．一种可以测量转动角速度的简易装置如图所示，内壁光滑的圆管与水平面夹角为，绕竖直轴转动，其下端封闭且恰好位于转轴上，圆筒内部套有一根原长为的轻弹簧，轻弹簧的下端固定于圆筒底端，弹簧上端上与一小球相连接，已知小球质量为，小球直径略小于圆筒直径，可看作质点，小球静止时弹簧被压缩了，重力加速度为，现让小球随支架一起绕中轴线匀速转动，圆筒长度足够，，，求：
（1）轻弹簧的劲度系数k；
（2）当轻弹簧恰为原长时，圆筒稳定转动的角速度；
（3）圆筒稳定转动，当弹簧伸长时，求小球对圆筒的压力及圆筒转动的角速度。
24．如图所示，半圆形凹半径R = 0.48m，AB为其直径，圆心为O2，在A点正上方O1处有一颗钉子，O1A的距离为0.36m，用长为l的轻绳拴住一个质量为m = 1kg的小球，绳的另一端固定于O1，小球可视为质点，将小球左拉起一定角度后无初速释放，小球运动到A点时与凹槽的平台间无挤压，此时轻绳恰好断裂，小球沿水平方向飞出，落在凹槽上的E点，O2E连线与水平方向的夹角θ = 37°，重力加速度g取10m/s2，sin37 = 0.6，忽略空气阻力。求：
（1）轻绳断裂时小球的速度大小v0；
（2）轻绳能够承受的最大拉力FT。
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．C
4．C
5．B
6．A
7．D
8．B
9．D
10．C
11．C
12．A
13． 控制变量法 丙
14． 1.00kg 1.40 7.9 1.4
15． 在竖直平面内做匀速圆周运动
16． 6 18
17． b
18． 1.0 2.0 2.0
19．控制变量
20． 3.14 rad/s 1.53 m 15.1 m/s2
21．(1)m2g　(2)
22．2：1
23．（1）；（2）；（3）；
24．（1）3.6m/s；（2）46N
答案第1页，共2页
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