第二章 圆周运动 章末习题（Word版含答案）

第二章《圆周运动》章末习题2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．关于做匀速圆周运动物体的向心加速度的方向，下列说法中正确的是（　　）
A．与线速度方向始终相同 B．与线速度方向始终相反
C．始终指向圆心 D．始终保持不变
2．如图所示，质量均为的a、b两小球用不可伸长的等长轻质细线悬挂起来，使小球a在竖直平面内来回摆动，小球b在水平面内做匀速圆周运动，连接小球b的绳子与竖直方向的夹角和小球a摆动时绳子偏离竖直方向的最大夹角都为θ，则下列说法正确的是（　　）
A． a、b 两小球都是合外力充当向心力
B．a、b两小球圆周运动的半径之比为
C．b小球受到的绳子拉力为
D．a小球运动到最高点时受到的绳子拉力为
3．一段内径均匀内表面光滑的弧形水管置于水平面，当管道中通有流量稳定的水流，水流方向a流向b，则关于水流对管道的作用力方向正确的是（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒，其轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动。有一个质量为m的小球A紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，筒口半径和筒高分别为R和H，小球A所在的高度为筒高的一半。已知重力加速度为g，则（　　）
A．小球A做匀速圆周运动的角速度
B．小球A受到重力、支持力和向心力三个力作用
C．小球A受到的合力大小为
D．小球A受到的合力方向垂直于筒壁斜向上
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．如图所示，操场跑道的弯道部分是半圆形，最内圈的半径大约是36m。一位同学沿最内圈匀速率跑过一侧弯道的时间约为12s，则这位同学在沿弯道跑步时（　　）
A．角速度约为 B．线速度约为3m/s
C．转速约为 D．向心加速度约为
7．如图所示，一根细线绕过一个小的光滑定滑轮，两端连着质量分别为、的小球，让定滑轮绕竖直轴匀速转动，稳定时，连接质量为的细线长为，与竖直方向的夹角力，连接质量为的细线长为，与竖直方向的夹角为，若，则下列关系正确的是（　　）
A． B． C． D．
8．甲、乙两位同学每天坚持晨跑，甲沿着半径为2R的圆周跑道匀速率跑步，乙沿着半径为R的圆周跑道匀速率跑步，在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为、和、，则（　　）
A．， B．， C．， D．，
9．如图所示，质量为m的小明（可视为质点）坐摩天轮。小明乘坐的座舱与摩天轮的转轴间的距离为r，摩天轮以大小为k（常数k<1，g为重力加速度）的角速度做匀速圆周运动。若小明坐在座舱水平座垫上且双脚不接触底板，则下列说法正确的是（　　）
A．小明通过最高点时不受重力
B．小明做匀速圆周运动的周期为
C．小明通过最高点时处于完全失重状态
D．小明通过最低点时对座舱座垫的压力大小为k2mg
10．如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的（　　）
A．甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，处于失重状态
B．乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水桶底的压力最小
C．丙图中，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对外轮缘会有挤压作用
D．丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球向心加速度相等
11．2022冬奥会我国选手范可新、曲春雨、张雨婷、武大靖、任子威一起夺得短道速滑混合团体接力奥运冠军！短道速滑比赛中运动员的最后冲刺阶段如图所示，设甲、乙两运动员在水平冰面上恰好同时到达虚线PQ，然后分别沿半径为和（）的滑道做匀速圆周运动，运动半个圆周后匀加速冲向终点线。假设甲、乙两运动员质量相等，他们做圆周运动时所受向心力大小相等，直线冲刺时的加速度大小也相等。下列判断中正确的是（ ）
A．在做圆周运动时，甲所用的时间可能比乙的长
B．在做圆周运动时，甲的角速度比乙的角速度大
C．在直线加速阶段，甲、乙所用的时间相等
D．在冲刺时，甲、乙到达终点线时的速度相等
12．如图，做匀速圆周运动的质点在1s内由A点运动到B点，长为，所对应的圆心角为。则下列选项正确的是（　　）
A．质点运动过程中的速度始终不变
B．质点在A点的向心加速度大小为
C．质点从A点到B点的速度变化量大小为
D．质点从A点到B点的平均加速度大小为
二、填空题
13．如图为皮带传动装置。点分别为右侧两个共轴的轮缘上的点，为左侧轮缘上的点，三个点到各自轮圆心的距离之比为，则三个点的线速度之比为___________， 角速度之比为____________（皮带不打滑 ）。
14．如图所示，半径为r的圆桶绕中心轴OO'匀速转动，角速度为ω，一小块质量为m的小滑块，靠在圆桶内壁与圆桶保持相对静止，则小滑块受到的摩擦力大小为______、方向为______（填“向上”或“向下”）、向心力的大小为______。
15．质量为m的汽车以速率v驶过半径为R的凸形拱桥顶部时，桥顶部受到的压力大小为____；当汽车的速率为______时，凸形拱桥顶部受到汽车的压力恰好为零（重力加速度为g）。
16．一把雨伞边缘的半径为r，且高出水平地面h，当雨伞以角速度ω旋转时，雨点自边缘甩出落在地面上成一个大圆周，这个大圆的半径为__．（当地重力加速度为g）
17．如图所示，一个圆环的环心在O处，与直径夹角为60°，与直径夹角为30°.若以其直径为轴做匀速转动，则环上的P和Q两点的线速度之比为________；若环的半径为，绕转动的周期是，则环上Q点的线速度为_______.
三、实验题
18．学校新进了一批传感器，小明同学在老师的指导下在实验室利用传感器探究物体做圆周运动的向心力与质量，轨道半径及转速的关系。如图1所示的实验装置中，带孔的小滑块套在光滑的水平细杆上，通过细线与固定在转轴上的拉力传感器相连，小滑块上固定有转速传感器，水平细杆可绕转轴做匀速圆周运动，小明先保持滑块质量和半径不变，来探究向心力与转速的关系。
①该同学采用的实验方法主要是____________。（填正确答案标号）
A．理想模型法 B．控制变量法 C．等效替代法
②小明通过改变转轴转速测量多组数据，记录力传感器示数F，转速传感器的示数n，作出了如图2所示的
图像，则小明选取的横坐标可能是___________。
A．n B． C． D．n2
19．实验小组通过圆周运动来测量圆盘的半径，装置如图甲所示。一水平放置的圆盘绕竖直固定轴匀速转动，在圆盘上沿半径方向开有三条相同的均匀狭缝，狭缝间夹角相等。将激光器与传感器上下对准，尽量靠近圆盘的边缘处，使二者的连线与转轴平行，分别置于圆盘的，上下两侧，激光器连续向下发射激光束。在圆盘的转动过程中，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，经处理后画出相应的图线，如图乙所示，横坐标表示时间，纵坐标表示传感器电压。
（1）使用游标卡尺测量狭缝宽度，如图丙所示，读数为______。
（2）根据图乙的参数，取，得到圆盘边缘的线速度为_____，圆盘的半径为______m。
四、解答题
20．我们在观看摩托车比赛时经常被摩托车手娴熟的驾车技术、风驰电掣的车速震惊,想必你也会看到摩托车高速通过弯道时的情况,摩托车要向里倾斜,车手的膝盖几乎擦着地面,如图所示．此时若把摩托车与车手看作一个整体,这个整体受几个力作用 方向如何
21．有一种叫作“魔盘”的娱乐设施，如图所示。当“魔盘”转动得很慢时，盘上的人都可以随“魔盘”一起转动而不至于被甩开。当“魔盘”的转速增大时，盘上的人逐渐向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越厉害。设“魔盘”转速为6r/min，一个体重为30kg的小孩坐在距离轴心1m处（盘半径大于1m）随“魔盘”一起匀速转动（没有滑动）。问：
（1）小孩需要的向心力是由什么提供的？这个向心力是多少？
（2）假设人与“魔盘”间的动摩擦因数μ=0.2，要使离轴心1m处的小孩不发生滑动，求“魔盘”转动的最大角速度（取人与“魔盘”间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2）。（计算结果均保留三位有效数字）
22．如图所示，用绳子拴着小球转动。如果使小球越转越快，必须用越来越大的力拉住绳子，同时绳子也越来越接近水平。分析一下，绳子可能被拉至水平吗
23．有一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为的拱桥。
（1）汽车到达桥顶时速度为v=5m/s，汽车的向心加速度多大？
（2）上一问中，汽车受到拱桥的支持力多大？
（3）如果拱桥的半径增大到与地球半径R（约为6400km）一样，汽车要在“桥面”上腾空，速度至少要多大？（g=10m/s2）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．C
3．A
4．A
5．D
6．D
7．B
8．D
9．B
10．D
11．B
12．D
13． 1：1：2 1：2：2
14． 向上
15．
16．
17．
18． B D
19． 2.00 0.4 0.3
20．答案见解析
21．（1）静摩擦力，11.8N；（2）1.41rad/s
22．不可能
23．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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