第二章《匀速圆周运动》复习题（Word版含答案）

第二章《匀速圆周运动》复习题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．下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
B．汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力
C．宇航员在环绕地球做匀速圆周运动的飞行器中处于完全失重状态，不受重力作用
D．洗衣机脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，故沿切线方向甩出
2．如图所示，一个质点绕O点逆时针做圆周运动，A、B、C是其轨迹上的三点。下列说法中正确的是（　　）
A．质点可能做匀速运动
B．质点一定做变速运动
C．质点受到的合力可能等于零
D．质点经过A、C两点时的速度相同
3．如图所示，质量分布均匀的飞轮绕着中心转轴OO′在水平面内匀速转动，正常工作时转动轴受到的水平力可以认为是零。如果高速转动飞轮的重心不在转轴上，轴承会受到很大的作用力，加速磨损。图中飞轮半径r=20cm，OO′为竖直转动轴。假想在飞轮的边缘P处固定一个质量m=0.01kg的螺丝钉，Q点为P在直径另一端的对称点。当飞轮转速n=1000r/s时，飞轮对转动轴OO′的水平力为（　　）
A．大小为2×103N，方向指向P点 B．大小为2×103N，方向指向Q点
C．大小为8×103π2N，方向指向P点 D．大小为8×103π2N，方向指向Q点
4．如图所示的皮带传动装置，主动轮1的半径与从动轮2的半径之比R1∶R2=2∶1，A、B分别是两轮边缘上的点，假定皮带不打滑，则下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点的线速度之比为vA∶vB=1∶2
B．A、B两点的线速度之比为vA∶vB=1∶1
C．A、B两点的加速度之比为aA∶aB=1∶1
D．A、B两点的加速度之比为aA∶aB=2∶1
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，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．平昌冬奥会中武大靖短道500米破世界纪录夺冠，创造了中国男队新历史。如图所示，在过弯时刻，下列说法正确的是（　 　）
A．运动员处于平衡状态
B．冰面对运动员作用力竖直向上
C．冰面对运动员的支持力和重力是一对作用力和反作用力
D．若增大速度，运动员可能做离心运动
8．无级变速是在变速范围内任意连续变换速度的变速系统。如图所示是无级变速模型示意图，主动轮、从动轮中间有一个滚轮，各轮间不打滑，通过滚轮位置改变实现无级变速。A、B为滚轮轴上两点，则（　　）
A．从动轮和主动轮转动方向始终相反
B．滚轮在A处，从动轮转速大于主动轮转速
C．滚轮在B处，从动轮转速大于主动轮转速
D．滚轮从A到B，从动轮转速先变大后变小
9．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
10．如图所示，一倾斜的圆筒绕固定轴OO1以恒定的角速度ω转动，圆筒的半径r=1.5m。筒壁内有一小物体与圆筒始终保持相对静止，小物体与圆筒间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转动轴与水平面间的夹角为60°，重力加速度g取10m/s2，则ω的最小值是（　　）
A．1rad/s B． C． D．5rad/s
11．如图所示，为列车经过某一转弯处的照片，有两名乘客分别坐在列车上a、b位置，下列说法正确的是（　　）
A．线速度相同
B．向心力大小相等
C．列车转弯的向心力可能只由了重力、支持力提供
D．转弯时，列车速度超过设计速度时会受到离心力的作用
12．长为L的细线一端系一质量为m的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，光滑锥顶角为，轴线在竖直方向，如图甲所示。使小球在水平面内做角速度为的匀速圆周运动，线的张力为T，经分析可得关系图像如图乙所示，已知重力加速度为g。则（ ）
A． B．
C．图线1的斜率 D．图线2的斜率
二、填空题
13．线速度：
（1）定义：物体做圆周运动，在一段______的时间Δt内，通过的弧长为Δs，则Δs与Δt的______叫作线速度，公式：v＝。
（2）意义：描述做圆周运动的物体______的快慢。
（3）方向：物体做圆周运动时该点的______方向。
14．如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C正常骑行自行车时，A、B、C三点中______两点的线速度大小相等，______两点的角速度大小相等，______点向心加速度最大。
15．质量为1.0103kg的汽车，行驶至一半径为100m的拱桥顶点时，当该车速度达到__________ m/s时，汽车对桥顶的压力为零。（g=10m/s2）
16．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__________。
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、实验题
18．某物理兴趣小组猜想向心力大小与小球质量、半径及角速度有关．现做如下实验，用细线穿过光滑笔杆中，一端拴住小球，另一端用一只手牵住，另一只手抓住笔杆并用力转动，使小球做圆周运动，可近似认为细线拉力提供了小球所器的向心力，实验过程如下：
（1）在保证小球质量和角速度不变的条件下，通过改变小球做圆周运动的_____，感受向心力的大小；
（2）换用不同质量的小球，在保证_____和半径不变的条件下，感受向心力的大小；
（3）在小球质量为m和运动半径为R不变的条件下，小球做圆周运动所在平面距水平地面的高度为H，当角速度增加到某值时，细线突然断掉，小球做平抛运动，测得小球落地点到转轴的水平距离为x，当地重力加速度为g，则细线恰好断裂时，小球的速度大小是_____，细线所能承受的最大拉力是_____（用题中字母符号表示）．
19．某校物理兴趣小组利用如图所示的向心力演示器来探究小球做圆周运动所而向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。两个变速轮塔2和3通过皮带连接，匀速转动手柄1使长槽4和短槽5分别随变速轮塔2和变速轮塔3匀速转动，槽内的钢球做匀速圆周运动，横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂6的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，主要用到物理学中的______。
A．理想实验法　　B．等效替代法　　C．控制变量法　　D．演绎法
（2）图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，这是要研究向心力的大小F与______的关系。
A．钢球质量m　　B．运动半径r　　C．角速度
（3）若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺8上照白相间的等分格显示出4处铜球和B处钢球所受向心力的比值为1：9，则与皮带连接的变速轮塔2和变速轮塔3的半径之比为______。
（4）实验完成后，分析可得到“向心力大小F与质量m、角速度和半径r”之间的关系表达式为______。
四、解答题
20．某物体做匀速圆周运动的周期为，半径为，计算结果保留3位有效数字，求：
(1)角速度的大小；
(2)线速度的大小；
(3)向心加速度的大小
21．如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动。滚筒上有很多漏水孔，滚筒转动时，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。如果认为湿衣服在竖直平面内做匀速圆周运动，那么，湿衣服上的水是在最低点还是最高点时更容易甩出？请说明道理。
22．质量为800kg的小汽车驶过一座半径为40m的圆形拱桥，到达桥顶时的速度为，
（1）此时汽车对桥的压力为多少；
（2）如果汽车以多大的速度过桥顶时，汽车对桥的压力为零。
23．某游戏设施部分水平轨道如图所示，由两个半圆形和组成的细圆管轨道固定在水平桌面上（圆半径比细管内径大得多），轨道内壁光滑。已知部分的半径部分的半径。弹射装置将一质量的小球（可视为质点）以水平初速度从A点沿切线弹入轨道，小球从C点离开轨道进入下一部分，不计空气阻力，取。求：
（1）小球经过B点前后的向心加速度分别为多大？
（2）小球经过A点时，细圆管对小球的作用力大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
2．B
3．C
4．B
5．B
6．C
7．D
8．B
9．B
10．C
11．C
12．D
13． 很短 比值 运动 切线
14． A、B B、C C
15．
16．
17． 7200
18． 半径 角速度
19． C C 3：1
20．(1)；(2)；(3)
21．湿衣服上的水是在最低点更容易甩出，理由见解析
22．（1）7680N；（2）
23．（1）40m/s2，80m/s2；（2）
答案第1页，共2页
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