第二章《匀速圆周运动》章末复习题（Word版含答案）

第二章《匀速圆周运动》章末复习题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．关于下列四幅图说法正确的是（　　）
A．如图甲，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B．如图乙，直筒洗衣机脱水时，被甩出去的水滴受到离心力作用
C．如图丙，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
D．如图丁，小球在水平面内做匀速圆周运动过程中，所受的合外力不变
2．如图所示，一对双人花样滑冰运动员，手拉着手在冰面上做匀速圆周运动，已知男女运动员质量之比为3∶2，两人重心间距为L，不计一切摩擦，则下列说法正确的是（　　）
A．男女运动员转动所需向心力之比为1∶1
B．女运动员以男运动员所站位置为圆心转动
C．男女运动员转动的角速度之比为2∶3
D．男女运动员转动的线速度之比为3∶2
3．对于下列图片的说法，正确的是（　　）
A．图（a）中，大齿轮和小齿轮上各点转动时线速度相同
B．图（b）中，医务人员用离心机分离血清，血浆和红细胞均受到离心力的作用
C．图（c）中，汽车在水平路面转弯时，汽车受到重力、向心力、弹力三个力作用
D．图（d）中，砂轮不能转速过高，以防止砂轮破裂而酿成事故
4．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
5．图甲是一款感应垃圾桶。手或垃圾靠近其感应区，桶盖会自动绕O点水平打开，如图乙所示。桶盖打开过程中其上A、B两点的角速度分别为ωA、ωB，线速度分别为vA、vB，则（　　）
A．ωA＞ωB B．ωA＜ωB C．vA＞vB D．vA＜vB
6．如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过长度为L的轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上。物块质量为M，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F。小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动。整个过程中，物块与夹子没有相对滑动。小环和夹子的质量均不计，物块与夹子的尺寸相较于绳长可忽略，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2F
B．小环碰到钉子P时，绳中的张力等于Mg
C．小环碰到钉子P时，物块运动速度立即减小
D．速度不能超过
7．如图所示，带有一白点的黑色圆盘，绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速n=20r/s，在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，下列说法正确的是（　　）
A．圆盘上各点转动的角速度不同
B．圆盘上各点转动的线速度相同
C．观察者观察到白点转动的方向为顺时针
D．观察者观察到白点转动的周期T=1s
8．甲、乙两名溜冰运动员，质量M甲=2M乙，面对面拉着弹簧秤绕空间某一点各自做圆周运动的溜冰表演，两人的间距恒定，发现弹簧秤的示数始终恒定，如图所示，下列判断正确的是（　　）。
A．甲和乙的线速度大小之比为1∶1
B．甲和乙的线速度大小之比为2∶1
C．甲和乙的线速度大小之比为1∶2
D．甲和乙的线速度大小之比为1∶4
9．如图所示，一质量为的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为。当汽车经过半径为的弯道时，下列判断正确的是（　　）
A．汽车转弯时受到重力、弹力、摩擦力和向心力
B．汽车安全转弯的向心加速度大小可能为8m/s2
C．汽车转弯速度为时汽车会发生不会侧滑
D．汽车转弯速度为时所需的向心力为
10．质量为的飞机以速率在水平面内做半径为的匀速圆周运动，如图所示，则空气对飞机的作用力大小为（　　）
A． B． C． D．
11．关于平抛运动和圆周运动，下列说法不正确的是（　　）
A．平抛运动是匀变速曲线运动
B．做平抛运动的物体在相等时间内速度变化量相同
C．匀速圆周运动是速度不变的运动
D．匀速圆周运动的物体加速度在不断变化
12．如图所示，半圆形容器固定在地面上，一物块从容器边缘A点以向下的合初速度开始运动，假设物块从容器边缘A点下滑到最低点O过程中速率不变，与容器内壁的动摩擦因数可以变化，则在物块下滑过程中（　　）
A．加速度不变 B．受四个力作用
C．所受的合外力越来越大 D．与容器内壁的动摩擦因数变小
二、填空题
13．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_______。
14．长度为L=0.25m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=1.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，则此时细杆OA受到_____N的_____（填写“拉力”或“压力”）。
15．地质队的越野车在水平荒漠上行驶，由于风沙弥漫的原因，能见度较差，驾驶员突然发现正前方横着一条深沟，为避免翻入深沟，试问他是急刹车有利还是急转弯有利，答：_________有利。因为(写出主要计算式) ___________________________。
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__________。
17．一列车以恒定速率在水平面内做半径的圆周运动。质量的实验员坐在列车的座椅上相对列车静止。根据上述实验数据，推算出实验员做圆周运动的角速度大小__________，向心加速度大小__________，所受合力大小__________。（结果均用分式表示）
三、实验题
18．用如图a所示的装置可以监测圆盘转动的快慢，并且还可以测定其转动的周期。原理为：一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径方向开有一条宽度为的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向由某一位置向边缘方向匀速移动，激光器连续竖直向下发射激光束。在圆盘匀速转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图b为所接收的激光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度。已知传感器接收到第1个激光束信号时，激光束距圆盘中心的距离为r1=0.25m；传感器接收到第2个激光束信号时，激光束距圆盘中心的距离为r2=0.40m。图中第1个激光束信号的宽度为。
(1)根据题中的数据，圆盘转动的周期T为___________s。
(2)激光器和传感器一起沿半径方向运动的速度为___________m/s。
19．图是探究做匀速圆周运动的物体的向心力大小影响因素的实验装置。匀速转动手柄，使长转槽和短转槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。已知长槽横臂内侧竖直挡板离转轴的距离与短槽横臂竖直挡板离转轴的距离相同，长槽横臂外侧竖直挡板离转轴的距离是其2倍；长、短槽下方各有三层塔轮，其最上层塔轮的半径相等，且长糟上、中、下三层塔轮的半径之比为，短槽上、中、下三层塔轮的半径之比为。
（1）在操作正确的情况下，让长槽、短槽下方的塔轮在皮带连接下共同做匀速圆周运动，两塔轮边缘的______大小一定相等。
A．角速度 B．线速度 C．周期 D．向心加速度
（2）关于该实验的下列说法正确的是：________
A．本实验主要体现了“小量放大法”实验思想
B．长、短转臂的竖直挡板对球的压力提供了小球做匀速圆周运动的向心力
C．利用以上装置，共可组合出9种不同的塔轮半径比进行实验
D．露出套筒外的红、白相间的格子数量可代表两球所受向心力的比值
（3）想调整小球做匀速圆周运动的半径，方法是________。
（4）某次实验中，让皮带卡在长、短臂下方的中间层塔轮上，用完全相同的两个小球放置在长槽横臂的外侧挡板与短槽横臂的挡板处，匀速转动手柄，则长、短臂标尺上露出的格数之比的理论值是_______。
四、解答题
20．在2月8日举行的北京2022年冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，18岁的中国选手谷爱凌顶住压力，在关键的第三跳以超高难度动作锁定金牌，这也是中国女子雪上项目第一个冬奥会冠军。滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳台、着陆坡、停止区组成，如图所示。在某次训练中，运动员经助滑道加速后自起跳点C以大小为、与水平方向成的速度飞起，完成空中动作后，落在着陆坡上，后沿半径为的圆弧轨道自由滑行通过最低点F，进入水平停止区后调整姿势做匀减速滑行直到静止。已知运动员着陆时的速度方向与竖直方向的夹角为，在F点运动员对地面的压力为重力（含装备）的2倍，运动员在水平停止区受到的阻力为重力（含装备）的0.5倍，取，，，忽略运动过程中的空气阻力。求：
（1）水平停止区的最小长度L；
（2）运动员完成空中动作的时间t。
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．无动力风帽又叫球形通风器，是屋顶常见的一种通风设备。一风帽如图所示，它会在自然风的推动下绕其竖直中心轴旋转。在其边缘某处粘有一块质量为m的橡皮泥，过橡皮泥所处的位置的一条切线竖直，橡皮泥到中心轴的距离为l。某段时间内，风帆做匀速圆周运动，在时间t内发现风帽旋转了n圈。重力加速度大小为g。求：
（1）橡皮泥线速度的大小；
（2）风帽对橡皮泥作用力的大小。
23．如图所示，小球通过细线绕圆心O在光滑水平面上做匀速圆周运动。已知小球质量m=0.40kg，线速度大小v=1.0m/s，细线长L=0.25m。求：
(1)小球的角速度大小ω；
(2)细线对小球的拉力大小F。
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参考答案：
1．C
2．A
3．D
4．D
5．D
6．D
7．D
8．C
9．C
10．B
11．C
12．D
13． 6 18
14． 6N 拉力
15． 急刹车 急刹车有：，；急转弯有：，
16．
17．
18． 0.8s 0.2m/s
19． B BD 将小球在长槽臂内侧挡板和外侧挡板间切换
20．（1）；（2）。
21．2：2：1，2：1：1，1：2：2
22．（1）；（2）
23．(1)4rad/s；(2)1.6N
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