第二章 匀速圆周运动 基础练习题（word版含答案）

第二章《匀速圆周运动》基础练习题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．如图甲所示汽车进入弯道前都要进行必要的减速，可以简化为图乙所示的示意图，、两点分别为减速点和转向点，为进入弯道前的平直公路，段路面为水平圆弧形弯道。已知段的距离为，弯道的半径为，汽车到达点时的速度大小为，汽车与路面间的动摩擦因数为0.6。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取。要确保汽车进入弯道后不侧滑，则在弯道上行驶的最大速度的大小和在段做匀减速运动的最小加速度的大小分别为（ ）
A． B．
C． D．
2．把一个小球放在光滑的球形容器中，使小球沿容器壁在某一水平面内做匀速圆周运动，如图所示，关于小球的受力情况，下列说法正确的是（　　）
A．小球受到的合力为零 B．重力、容器壁的支持力和向心力
C．重力、向心力 D．重力、容器壁的支持力
3．向心力演示器是用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系实验装置，如图所示。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变速轮塔2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。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的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，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大小关系。如图是探究过程中某次实验时装置的状态，两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为1:4，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为（　　）
A．1:2 B．1:4 C．4:1 D．2:1
4．如图所示，为了体验劳动的艰辛，几位学生一起推磨将谷物碾碎，离磨中心距离相等的甲、乙两男生推磨过程中一定相同的是（　　）
A．线速度 B．角速度 C．向心加速度 D．向心力的大小
5．关于运动，下列说法正确的是（　　）
A．加速度越大，速度变化越大
B．恒力作用下，物体一定做直线运动
C．物体的加速度减小时，其速度一定也减小
D．做圆周运动的物体，其所受合力方向不一定指向圆心
6．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
7．如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度v0出发，恰好能完成两个完整的圆周运动。在运动过程中，完成第一圈与第二圈所用时间之比为（　　）
A．（-1）：1 B．2:1 C．1:1 D．1:
8．3D地图技术能够为无人驾驶汽车分析数据，提供操作的指令。 如图所示为一段公路拐弯处的地图，则（　　）
A．若弯道是水平的，汽车拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力
B．若弯道是水平的，为防止汽车侧滑，汽车拐弯时收到的指令是让车速大一点
C．若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为内（东北）高外（西南）低
D．若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为外（西南）高内（东北）低
9．如图所示，游乐场中有一种“旋转飞椅”的游乐项目。在旋转平台的下边缘固定若干长度相同的长绳，绳子的另一端是供游客乘坐的椅子，当平台绕其中心轴水平匀速旋转时，游客随之做匀速圆周运动。游客可以选择距离旋转轴较近的A处乘坐，也可以选择距离旋转轴较远的B处乘坐。关于这两处乘客的运动状态，下列说法正确的是（　　）
A．两处游客的线速度大小可能相同
B．两处游客的向心加速度大小可能相同
C．两处游客的向心力大小可能相同
D．两处游客的绳子与竖直方向夹角可能相同
10．一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
11．如图所示，两个质量相同的小球用长度不等的不可伸长的细线拴在同一点，并在同一水平面内做同方向的匀速圆周运动，则它们的（　　）
A．向心力大小相同
B．运动周期不同
C．运动线速度大小相同
D．运动角速度相同
12．如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径．现使该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计．下列说法中正确的是
A．该盒子做圆周运动的向心力一定恒定不变
B．盒子在经过与0点等高的左右两侧位置时，速度的方向相同
C．盒子在与0点等高的右侧位置时，小球对盒子的作用力大小等于mg
D．要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则盒子匀速圆周运动的速度大小为
二、填空题
13．如图所示的皮带传动装置，大轮半径为2R，小轮半径为R，A、B分别为两轮边缘上的点，C为大轮上离轮轴为R处的一点，传动时皮带不打滑，若小轮转速为n，则A点线速度为______，B点角速度为___________，C点周期为___________。
14．在皮带轮传动装置中，已知大轮的半径是小轮半径的3倍，A和B两点分别在两轮的边缘上，C点离大轮轴距离等于小轮半径，若皮带不打滑，则它们的线速度之比vA：vB：vC= ____________，角速度之比ωA：ωB：ωC= ____________。
15．图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为，是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为，小轮的半径为，点和点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑。则三点线速度之比_______，三点角速度之比_____。
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，则三质点的线速度之比为____，向心加速度之比为____。
三、实验题
17．如图甲为探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置，图乙为示意图，图丙为俯视图。图乙中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，a、b两轮在皮带的带动下匀速转动。
(1)在该实验中应用了__________（选填“理想实验法”、“控制变量法”、“理想模型法”）来探究向心力的大小与质量，角速度和半径之间的关系。
(2)如图乙所示，如果两个钢球质量相等，且a、b轮半径相同，则是在验证向心力的大小与______。
A．质量 B．半径 C．角速度
(3)现有两个质量相同的钢球，①球放在槽的边缘，②球放在槽的边缘，a、b轮半径相同，它们到各自转轴的距离之比为2：1。则钢球①、②的线速度之比为______。
18．某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式。滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的角速度ω。旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。
（1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为△t，则角速度ω=________；
（2）以F为纵坐标，以________（填“”“”“”或“”）为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线；
（3）该小组验证（2）中的表达式时，经多次实验，分析检查，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现示数F的测量值与其理论值相比________。（填“偏大或偏小”）
四、解答题
19．如图所示，在以角速度匀速转动的水平圆盘上放一质量m的滑块，滑块到转轴的距离r，滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动（两者未发生相对滑动）。 求∶
（1）圆盘的转动周期；
（2）滑块运动的线速度大小；
（3）滑块受到的向心力大小。
20．如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成角的斜面，B端在O的正上方，一个质量为m的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并能沿圆形轨道到达B点，最后落到斜面上C点，且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为3mg（忽略空气阻力）。求：
（1）小球到达B点时的速度v0的大小；
（2）小球从B点运动到C点所用的时间t；
（3）小球离开B后，距离斜面的最远距离d。
21．一质点沿着竖直面内半径r = 1m的圆周以n = 2r/s的转速逆时针匀速转动，如图所示。试求：
（1）OA水平，从A点开始计时，经过s的时间质点速度的变化；
（2）质点的向心加速度的大小。
22．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．D
3．D
4．B
5．D
6．C
7．A
8．D
9．C
10．B
11．D
12．D
13． πn
14． 3:3:1 3:1:1
15．
16． 2:1:1 4:2:1
17． 控制变量法 B 2：1
18． 偏小
19．（1）；（2）；（3）
20．（1）；（2）；（3）
21．（1）4πm/s，方向与水平方向成45°角斜向左下方；（2）16π2m/s2
22．（1）；（2）。
答案第1页，共2页
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