第二章 匀速圆周运动 随堂练习题（Word版含答案）

第二章《匀速圆周运动》随堂练习题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．如图所示，当汽车通过凹形路面的最低位置时，它对路面的压力（　　）
A．等于零 B．小于它的重力
C．等于它的重力 D．大于它的重力
2．当物体的加速度不变时，不可能做的运动是（　　）
A．抛体运动
B．匀速圆周运动
C．自由落体运动
D．匀变速直线运动
3．一个运动员沿着半径为的圆弧跑道以速度匀速率奔跑，则运动员做圆周运动的加速度大小为（　　）
A． B． C． D．
4．风能是一种绿色能源。如图所示，叶片在风力推动下转动，带动发电机发电，M、N为同一个叶片上的两点，下列判断正确的是（　　）
A．M点的线速度小于N点的线速度
B．M点的角速度小于N点的角速度
C．M点的转速大于N点的转速
D．M点的周期大于N点的周期
5．在如图所示的皮带传送装置中，A、B分别为传动轮边缘上的两点，C为大轮上的一固定点，三点对应的轨道关系为RA2RB2RC，传动过程中皮带不打滑。则下列A、B、C三点的线速度v、角速度、向心加速度an的大小关系正确的是（　　）
A．vA：vB：vC1：1：2
B．A：B：C1：2：2
C．anA：anB：anC2：4：1
D．anA：anB：anC2：2：1
6．A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，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，则它们（　　）
A．线速度大小之比为2∶3
B．角速度大小之比为3∶4
C．圆周运动的半径之比为2∶1
D．转速之比为3∶2
7．2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
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．质量为M的物体用细线通过光滑水平平板中央的光滑小孔与质量为、的物体相连，如图所示，M做匀速圆周运动的半径为，线速度为，角速度为，若将和之间的细线剪断，M仍将做匀速圆周运动，其稳定后的运动的半径为，线速度为，角速度为，以下各量关系正确的是（　　）
A．， B．，
C．， D．，
10．图为游乐园的内外双排旋转木马，当转盘转速稳定后，内外两排悬挂的木马椅子（包括人）就会向外倾斜做相同周期的圆锥摆运动，活动非常有体验感。为研究问题，乙图为设施的简化模型图，A、B两个小球用等长绳子悬挂在水平转盘同一半径的内外两处（B在外侧），下列分析正确的是（　　）
A．稳定旋转时，因周期相等，A球悬绳和B球悬绳必定平行
B．稳定旋转时，无论A球和B球的质量是否相等，B球悬绳与竖直方向夹角一定大于A球悬绳与竖直方向夹角
C．稳定旋转时，若B球的质量大于A球，则B球悬绳与竖直方向的夹角小于A球悬绳与竖直方向的夹角
D．稳定旋转时，A球悬绳和B球悬绳的反向延长线必与竖直转轴相交于同一点
11．一辆货车在崎岖道路上匀速率行驶，途中发生了爆胎。道路地形如图所示，则爆胎可能性最大的位置是图中的（　　）
A．A处 B．B处
C．C处 D．A或B或C处
12．如图所示，A、B、C三个物体放在旋转平台上随平台一起做匀速圆周运动，动摩擦因数均为 ，已知A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴距离均为R，C距离轴为2R，则以下说法正确的是：（　　）
A．若转速加快，A最先相对滑动
B．若转速加快，C一定不会最先相对滑动
C．若都没相对滑动，则：aA=aC>aB
D．若都没相对滑动，则：fA=fC>fB
二、填空题
13．中国航天员首次进行太空授课，通过趣味实验展示了物体在完全失重状态下的一些物理现象。其中一个实验如图所示，将支架固定在桌面上，细绳一端系于支架上的O点，另一端拴着一颗钢质小球。现将细绳拉直但未绷紧，小球被拉至图中a点或b点并进行以下操作，在a点轻轻放手，小球将________（填写“竖直下落”或“静止不动”）；在b点沿垂直于绳子的方向轻推小球，小球将________（填写“做匀速圆周运动”或“沿圆弧做往复摆动”）。
14．车辆在弯道上行驶，已知弯道半径为R，倾角为，若车辆不受地面摩擦力，规定行驶速度为v，则______；若路面结冰，且已知行驶速度，，，要使车辆不侧滑，车辆与冰面间的动摩擦因数至少为______。（g取）
15．一个圆盘绕竖直转轴在水平面内匀速转动，盘面上距转轴有一定距离的地方放置一小物块，小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，物块的线速度是________（填“变化的”或“不变的”），小物块所受力的个数为_____________。
16．如图所示的皮带传动装置中，轮 A 和 B 同轴，A、B、C 分别是三个轮边缘的质点，且RA= RC=2RB， 三 质点 的线速 度之比 为VA ∶VB ∶VC=__， 角速 度之比 为ωA：ωB：ωC = ______。
17．在研究物体的运动时，复杂的运动可以通过运动的合成与分解将问题“化繁为简”：比如在研究平抛运动时，我们可以将平抛运动分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。如图所示，在圆柱体内表面距离底面高为h处，给一质量为m的小滑块沿水平切线方向的初速度v0（俯视如右图所示），小滑块将沿圆柱体内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与圆柱体内表面紧密贴合，重力加速度为g。
(1)设圆柱体内表面光滑，求：
a.小滑块滑落到圆柱体底面的时间t=_____；
b.小滑块滑落到圆柱体底面时速度v的大小为______；
(2)真实情境中，圆柱体内表面是粗糙的，小滑块在圆柱体内表面所受到的摩擦力f正比于两者之间的正压力N。则对于小滑块在水平方向的速率v随时间的变化关系图像描述正确的为________。（选填“甲”、“乙”、“丙”）请给出详细的论证过程。
三、实验题
18．如图所示，是探究向心力大小F与质量m角速度ω和半径r之间关系的实验装置图。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5分别随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，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，根据标尺8上露出的红白相间的等分格子可以计算出两个球所受向心力的比值，那么
（1）现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是( )
A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验
D．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验
（2）当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边塔轮与右边塔轮之间的角速度大小之比为___________。
19．某同学想测量某地重力加速度g的大小和圆弧轨道的半径R。所用装置如图甲所示，一个倾角为37°的固定斜面与竖直放置的光滑圆弧轨道相切，一个可以看做质点、质量为m的滑块从斜面上某处由静止滑下，滑块上有一个宽度为d的遮光条，在圆弧轨道的最低点有一光电门和一压力传感器（没有画出），可以记录挡光时间t和传感器受到的压力F，已知重力加速度为g。
（1）若某次挡光时间为t0，则此时遮光条速度v=_________；
（2）实验过程中从斜面的不同位置释放滑块，然后记录尉应的遮光时间t和压力传感器的示数F，得到多组数据，该同学通过图像法来处理数据，得到如图乙所示的图像，但忘记标横轴表示的物理量，请通过推理科充，横轴表示的物理量为_________（填“t”、“ ”、“ t2”或“”）；
（3）已知图乙中图线的斜率为k，纵截距为b，则可知某地重力加速度g=_________；圆弧轨道的半径R=__________。（用已知物理量符号表示）
四、解答题
20．如图所示为自行车传动部分的示意图，a为脚蹬，Oa为曲柄，b、d为齿轮，c为链条，组成传动部分，e为后轮（主动轮）。已知，，，，如果传动过程中无打滑现象，当脚蹬以每分钟30转绕O轴做匀速圆周运动时，自行车行进的速度为多大？
21．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，绳突然断掉，球飞离水平距离d后落地，如右图所示。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。忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小。
（2）问绳能承受的最大拉力多大？
（3）绳能承受的最大拉力与第（2）小题结果相同的情况下，改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
22．一根长为0.8m的绳子，当受到7.84N的拉力时被拉断。若在此绳的一端拴一个质量为0.4kg的物体，使物体以绳子的另一端为圆心在竖直面内做圆周运动，当物体运动到最低点时绳子恰好断裂。g取9.8m/s2，求物体运动至最低点时的角速度和线速度的大小。
23．铁路转弯的圆弧半径是300m，轨距是1435mm，规定火车通过这里的速度是72km/h，内外轨的高度差该是多大时才能使铁轨不受轮缘的挤压？（g取9.8m/s2）
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．D
2．B
3．A
4．A
5．C
6．D
7．C
8．D
9．B
10．B
11．B
12．D
13． 静止不动 做匀速圆周运动
14． 0.077
15． 变化的 3
16． 2：1：1 2：2：1
17． 乙
18． A 1：2
19．
20．2.826m/s
21．（1），（2）mg；（3），d
22．3.5rad/s，2.8m/s
23．0.195m
答案第1页，共2页
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