第二章 匀速圆周运动 巩固训练（Word版含答案）

第二章《匀速圆周运动》巩固训练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．如图所示的皮带轮，大轮半径是小轮半径的3 倍，a、b是两个皮带轮边缘上的点，在皮带传动过程中没有打滑现象，则下列说法中正确的是（　　）
A．a、b 两点的线速度之比为 1︰1 B．a、b 两点的线速度之比为 3︰1
C．a、b 两点的角速度之比为 1︰1 D．a、b 两点的角速度之比为 3︰1
2．摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，当它转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，产生转弯需要的向心力；行走在直线上时，车厢又恢复原状。靠摆式车体的先进性无需对线路等设施进行较大的改造，就可以实现高速行车。假设有一摆式超高速列车在水平面内行驶，以216km/h的速度拐弯，拐弯半径为3.6km，为了避免车厢内的物件、行李侧滑行和站着的乘客失去平衡而跌倒，在拐弯过程中车厢自动倾斜，车厢底部与水平面的倾角θ的正切tanθ约为（　　）
A．0.10 B．0.20 C．1.00 D．2.00
3．下面关于匀速圆周运动的表述正确的是 （　　）
A．做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
B．匀速圆周运动是匀变速曲线运动
C．做匀速圆周运动的物体，其运动快慢用线速度描述
D．做匀速圆周运动的物体，在任意相等时间内的位移相同
4．如图甲所示的是家用滚筒式洗衣机，滚筒截面视为半径为R的圆，在洗衣机脱水时，有一件衣物（可视为质点）紧贴筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动，如图乙所示，A、C为滚筒的最高和最低点，B、D为与圆心等高点。重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）
A．衣物在A、B、C、D四处向心加速度的大小不等
B．衣物在B、D两处所受摩擦力方向相反
C．衣物在C处和A处对筒壁的压力相等
D．要保证衣物能始终贴着筒壁，则滚筒匀速转动的角速度不得小于
5．做匀速圆周运动的物体，其向心加速度（　　）
A．大小不变，方向改变 B．大小改变，方向不变
C．大小和方向都改变 D．大小和方向都不变
6．如图所示，园林工人正在把一棵枯死的小树苗掰折，已知树苗的长度为L，该工人的两手与树苗的接触位置（树苗被掰折的过程手与树苗接触位置始终不变）距地面高为h，树苗与地面的夹角为α时，该工人手水平向右的速度恰好为v，则树苗转动的角速度为（　　）
A． B． C． D．
7．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
8．学校运动会增加了自创集体项目“同心追梦”。各班派出30名参赛选手，分成6组在两侧接力区进行接力比赛。比赛时5人一组共同抬着竹竿协作配合，以最快速度向标志物跑，到标志物前，以标志物为圆心，转一圈，继续向下一个标志物绕圈，分别绕完3个标志物后，进入到对面接力区域，将竹竿交给下一组参赛选手，直到全队完成比赛。假设五位质量不同的参赛选手与地面和竹竿的动摩擦因数相同，某次绕圈过程中角速度先增加后不变，竹竿长度为L，标志物和竹竿始终在一条直线上，最外围的同学做圆周运动的半径不变。下列说法正确的是（　　）
A．最外围同学的动能最大
B．最里面的同学最容易被甩出去
C．靠近外围的四位同学的线速度与他们到最里面同学的距离成正比
D．做匀速圆周运动过程中，最外围同学所受合外力始终水平指向圆心
9．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
10．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
11．“墙里秋千墙外道。墙外行人，墙里佳人笑。笑渐不闻声渐悄。”（苏轼《蝶恋花·春景》）看见荡秋千，总会勾起儿时的美好，已跨进高中物理大门的你，不能只沉浸在遐想或“佳人笑”中，应习惯用物理的眼光审视荡秋千。如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg，两根绳平行。当该同学荡到秋千支架的正下方时，加速度的大小为6m/s2、方向竖直向上，此时每根绳子平均承受的拉力约为（　　）
A．200 N B．400 N C．600 N D．800 N
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．如图所示，皮带传动装置，在运行中皮带不打滑，两轮半径分别为R和r，且r/R=2/3，M、N分别为两轮边缘上的点，则在皮带运行过程中，M、N两点的角速度之比为ωM：ωN=___；线速度之比vM：vN=_______
　
14．如图所示，有一个中心轴线竖直的锥形漏斗，内壁光滑，内壁上有两个完全相同的小球甲和乙，各自在不同水平面内做匀速圆周运动，则它们的运转周期________（选填“大于”“小于”或“等于”）；小球甲、乙运转所需的向心力________（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
15．如图所示，在匀速转动的水平圆盘的边缘处放着一个质量为的小金属块，圆盘的半径为，金属块和圆盘间的最大静摩擦力为。为不使金属块从圆盘上掉下来，圆盘转动的最大角速度为___________。
16．如图，一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无滑动，大轮半径是小轮半径倍，大轮上一点S离转轴O1的距离是半径的。则大轮边缘上的P点与小轮边缘上的Q点的线速度之比为________， 点与点的向心加速度之比为________。
17．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，给其一个垂直细线的初速度v，若不考虑空气等阻力的影响，小球运动到最高点时，细线对小球的拉力大小为______。在“天宫一号”中做实验，可以不考虑空气阻力的原因是______。
三、实验题
18．航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面没有压力，所以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量。某同学设计了如图所示的装置（图中为光滑小孔）来间接测量物体的质量；给待测物体一个初速度，使它在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动。设航天器中具有以下基本测量工具：天平、秒表、刻度尺、弹簧测力计。

（1）实验时除了弹簧测力计示数外，还需要测量的物理量是___________。
（2）待测物体质量的表达式为___________。
19．用如图所示的装置来探究向心力大小的表达式。
（1）在这个实验中采用了______方法；
A．放大B．等效替代C．理想实验D．控制变量
（2）转动手柄可以使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球随之做匀速圆周运动。这时我们可以看到弹簧测力筒上露出标尺，通过标尺上红白相间的等分格数，即可求得两个球所受的______。
四、解答题
20．如图所示，竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径R=1m，A端与圆心O等高，AD为水平面，B点为光滑轨道的最高点且在O的正上方．一小球在A点正上方由静止释放，自由下落至A点进入圆轨道并恰好能通过B点，最后落到水平面C点处．(取g＝10m/s2)
求：（1）小球通过轨道B点的速度大小vB；
（2）落点C到A点的水平距离．
21．常见的转动传递方式有皮带传动、链条传动、摩擦传动和齿轮传动。如图是一种皮带传动装置示意图，A、B两点分别是两轮轮缘上的点，C是O2B连线的中点，大轮与小轮的半径之比为2：1。若皮带不打滑，试分别求出A、B、C这三个点的线速度、角速度和周期的比例关系。
22．如图甲所示，长为的传送带以速顺时针匀速转动，其左端A点与一个四分之一光滑圆轨道连接，轨道半径。右端B与一个倾角为30°的斜面连接，B点到地面的高度为。小滑块从光滑圆轨道高h处静止释放，到达A点时的速率与下落高度h的关系如图乙所示。已知小滑块质量为，与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度g取，求：
（1）若小滑块从处静止释放，小滑块到达A点时对轨道的压力；
（2）若小滑块从处静止释放，小滑块到达B点时的速度大小；
（3）要使小滑块刚好平抛在斜面底端C点，小滑块从光滑圆轨道静止释放的高度。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
2．A
3．C
4．D
5．A
6．C
7．C
8．D
9．C
10．D
11．B
12．D
13． 1：1
14． 大于 等于
15．
16． 1:1 1:4
17． 物体都处于完全失重状态
18． 物体做圆周运动的周期，以及圆周运动的半径
19． D 向心力大小之比
20．（1）（2）
21．2：2：1，2：1：1，1：2：2
22．（1）45N，方向竖直向下；（2）m/s；（3）0.45m
答案第1页，共2页
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