第三章《圆周运动》单元练习题（Word版含答案）

第3章《圆周运动》同步练习题2021-2022学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．如图，小物体A与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况是（　　）
A．受重力、支持力和向心力 B．受重力、支持力
C．重力和支持力的合力提供向心力 D．摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力
2．如题图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，小齿轮和后车轮共轴转动，大齿轮、小齿轮、后车轮的半径分别为2r、r、4r，A、B、C分别是其边缘一点，它们加速度大小和周期之比分别是（　　）
A．和 B．和
C．和 D．和
3．如图所示，a、b是伞面上的两颗相同的雨滴。当以伞柄为轴旋转雨伞时，下列说法正确的是（　　）
A．a更容易移动，因为a所需的向心加速度更小
B．a更容易移动，因为a所需的向心加速度更大
C．b更容易移动，因为b所需的向心加速度更小
D．b更容易移动，因为b所需的向心加速度更大
4．迫使做匀速圆周运动物体的运动方向不断改变的原因是（　　）
A．向心力 B．向心加速度 C．线速度 D．角速度
5．如图所示，BC为半径等于m竖直放置的光滑细圆管，O为细圆管的圆心，在圆管的末端C连接倾斜角为45°、动摩擦因数μ＝0.6的足够长粗糙斜面，一质量为m＝0.5kg的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管，小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F＝5N的作用，当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失，小球能平滑地冲上粗糙斜面（g＝10m/s2）。则球在圆管中运动时对圆管的压力是（ ）
A．5N B．6N C．N D．N
6．如图所示，拖拉机后轮的半径大于前轮半径，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若车行进时车轮没有打滑，则A、B两点（ ）
A．周期相等 B．角速度相同
C．线速度大小相等 D．向心加速度大小相等
7．如图所示为横店梦幻谷的摩天轮，坐在座舱里的游客可视为做匀速圆周运动，图中标记点是同一根支架上的、两点，当游客从最高点运动到最低点的过程中（　　）
A．游客先失重后超重
B．游客一直处于失重状态
C．角速度的大小关系为
D．向心加速度的大小关系为
8．某同学在课外活动时设计了一个小游戏，将质量为的滑块套在竖直杆上，滑块外侧有一轨道（可使轻绳绕滑块无摩擦转动），长为的轻绳一端与轨道相连，另一端与质量为的小球相连，滑块与竖直杆间的动摩擦因数。让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑块恰不下滑，则小球做圆周运动的角速度为（　　）
A． B．
C． D．
9．过山车是一种机动游乐设施，常见于游乐园和主题乐园中。如图所示，某乐园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，身体颠倒。若人做圆周运动的半径为R，重力加速度大小为g，已知在最高点和最低点时过山车对人在竖直方向的力的方向相反，大小之和是人所受重力大小的2倍，则人在最高点与最低点的向心加速度大小之和为（　　）
A．g B．1.5g C．2g D．2.5g
10．新冠疫情对旅游行业冲击巨大，为促进浙江温州当地旅游经济健康发展，温州某景区特从国外引进刺激异常的峡谷秋千。对外正式开放该峡谷秋千前，必须通过相关部门安全测试。某次调试该秋千安全性能实验时，工作人员将质量为80kg的“假人”从最高点由静止释放，测得“假人”摆到最低处的速度为50m/s。已知该秋千由两根长度均为600m，最高点与秋千最低点高度差300m。关于这次测试，下列说法正确的是（　　）
A．在经过最低点时，单根绳子的拉力为400N
B．在经过最低点时，“假人”所受向心力约为1133N
C．秋千在来回摆动过程中，“假人”在最低点时向心力不受风的影响
D．本次从静止到最低点过程中“假人”克服空气阻力做功
11．质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的B点和A点，如图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l。当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）
A．a绳的张力可能为零
B．a绳的张力随角速度的增大而增大
C．当角速度，b绳将出现弹力
D．若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化
12．如图所示，半径为的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小球一个冲击，使其在瞬间得到一个水平初速度，若大小不同，则小球能够上升的最大高度（距离底部）也不同。下列说法中不正确的是（　　）
A．如果或，则小球在运动的过程中不与轨道分离
B．如果，则小球能够上升的最大高度等于
C．如果，则小球能够上升的最大高度小于
D．如果，则小球能够上升的最大高度等于
二、填空题
13．电动平衡车，又叫体感车、思维车、摄位车等，是现代人用来作为代步工具、休闲娱乐的一种新型的绿色环保的产物，两轮电动平衡车采用两个轮子支撑，蓄电池供电，无刷电机驱动，加上单片机控制，姿态传感器采集角速度和角度信号，共同协调控制车体的平衡，仅仅依靠人体重心的改变便可以实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作。
某学校物理兴趣小组的同学学习了圆周运动知识后，想到可以使用学到的知识测量平衡车的速度并进行相关实验，他们带着一辆车轮半径为的平衡车和一辆车轮半径为的自行车到了学校操场上，在平衡车车轮和自行车车轮上固定可测量圈数的传感器。
第一次实验，A同学驾驶平衡车在操场跑道上做匀速直线运动，其他同学测出了在T的时间内平衡车车轮转过的圈数为N，则平衡车车轮的角速度为__________；
第二次实验，A同学驾驶平衡车，B同学骑自行车，都匀速骑行，在相同时间内平衡车转过的圈数是自行车转过的圈数的三倍，则平衡车与自行车前进速度大小之比为_______；
第三次实验，A同学驾驶平衡车，B同学骑自行车，两同学同时从百米跑道起点出发，又同时到达百米终点，则平衡车与自行车车轮边缘上平均向心加速度大小之比为_______。
14．机械手表中的分针与秒针均可视作匀速转动，则时针与分针的周期之比为________；秒针的角速度为________。
15．如图所示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2。已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑。则从动轮做___________转动，转速为___________。
16．如图所示，工厂中的水平天车吊起质量为2.7t的铸件，以2 m/s的速度匀速行驶，钢绳长3m。当天车突然刹车时，钢绳所受的拉力为______。
17．用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量m角速度和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，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，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
（1）在研究向心力的大小与质量m关系时，要保持___________相同；
A．和r B．和m C．m和r D．m和
（2）图中所示，两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小与___________的关系；
A．质量m B．半径r C．角速度
（3）在该实验中，主要利用了___________来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系；
A．理想实验法 B．控制变量法 C．微元法 D．等效替代法
18．为验证向心力公式，某探究小组设计了如下图所示的实验。在直尺上钻一个小孔，使小孔恰能穿过一根细线，线下端挂一质量为m，可视为质点的小钢球。将直尺固定在水平桌面上，使钢球在水平面内做圆心为O的匀速圆周运动，待钢球的运动稳定后，从直尺上方，保持视线垂直于直尺往下看，估测钢球球心到O点的距离为r。请利用上述装置和刻度尺、秒表等器材，进行验证向心力公式实验:
（1）为完成实验，还需要测量的物理量是:_____________________；
（2）需要验证的物理关系式是:__________。
三、解答题
19．如图所示．在倾角为a=30．光滑斜面上，有一根长为L=0.8m的细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为m=0.2kg的小球，沿斜面做圆周运动（g取10m/s2），试计算：
（1）小球通过最高点A的最小速度；
（2）若细绳抗拉力为FTmax=10N，小球在最低点B的最大速度是多少：
20．如图所示，一根长度为的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，已知小球的质量为，小球半径不计，整个过程中小球始终受到一个竖直向上的恒定外力作用，g取，求：
（1）小球恰好通过最高点时的速度大小；
（2）小球通过最高点时的速度大小为时，绳子的拉力大小。
21．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
参考答案：
1．D
2．C
3．D
4．A
5．D
6．C
7．A
8．A
9．C
10．D
11．C
12．D
13．
14．
15． 逆时针
16．3.06×104 N
17． A C B
18． 用刻度尺测出绳长L；用秒表测出小球运动周期T
19．（1）2m/s（2）6m/s
20．（1）2m/s；（2）12N
21．（1）40m/s2，80m/s2；（2）
答案第1页，共2页
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