第三章《圆周运动》复习题（Word版含答案）

第3章《圆周运动》复习题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．下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
B．汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力
C．宇航员在环绕地球做匀速圆周运动的飞行器中处于完全失重状态，不受重力作用
D．洗衣机脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，故沿切线方向甩出
2．一质点做匀速圆周运动，其在3s内通过的弧长为6m，则该质点的线速度的大小是（　　）
A．1m/s B．2m/s C．3m/s D．4m/s
3．下列关于曲线运动的说法正确的是（　　）
A．曲线运动可以是变速运动也可以是匀速运动
B．平抛运动是匀变速运动
C．匀速圆周运动是匀变速运动
D．曲线运动受到的合外力可以为零
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．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．由可知，匀速圆周运动的向心加速度与半径成正比
B．匀速圆周运动就是线速度不变的运动
C．向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小
D．向心加速度越大，物体速率变化越快
6．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
7．如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其图象如，乙图所示。则（　　）
A．小球的质量为
B．当地的重力加速度小为
C．时，小球对杆弹力方向向下
D．时，杆对小球弹力大小为2mg
8．如图所示是一款玩具的简化示意图，当启动开关时，电动机会带动水平转盘绕其中心水平转动，从而带动下面的小玩具转动起来。已知两个小玩具的质量分别为、，两条细绳的长度分别为、。忽略细绳的重力及空气的阻力，当转盘以角速度匀速转动时，两条细绳与竖直方向的夹角分别为、，下列说法正确的是（　　）
A．若，，则
B．若，，则
C．若，，则
D．若，，则
9．如图所示，用不可伸长的细线悬挂一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动。只增大小球运动的角速度或者只增大小球质量，使小球仍然在水平面内做匀速圆周运动。若空气阻力可忽略不计，下列说法正确的是（　　）
A．小球质量不变，只增大角速度，则细线的拉力不变
B．小球质量不变，只增大角速度，则细线的拉力减小
C．小球角速度不变，只增大质量，则细线的拉力不变
D．小球角速度不变，只增大质量，则细线的拉力增大
10．一竖直放置的光滑圆形轨道连同底座总质量为M，放在水平地面上，如图所示，一质量为m的小球沿此轨道做圆周运动。A、C两点分别是轨道的最高点和最低点。轨道的B、D两点与圆心等高。在小球运动过程中，轨道始终静止，重力加速度为g。则关于轨道底座对地面的压力N的大小及地面对轨道底座的摩擦力方向，下列说法正确的是（　　）
A．小球运动到A点时，N>Mg
B．小球运动到B点时，N＝Mg＋mg，摩擦力方向向右
C．小球运动到C点时，N=Mg＋mg，地面对轨道底座无摩擦力
D．小球运动到D点时，N＝Mg，摩擦力方向向左
11．一匹马拉着雪橇沿冰雪覆盖的某一段近圆弧山路匀速率移动。设圆弧路面的半径为R，由于山路较长，马对雪橇的拉力可视为总是平行于路面，雪橇的质量为m，雪橇与路面间的动摩擦因数为。马将雪橇由底端拉上30°圆弧的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．马对雪橇的拉力一直增大
B．路面对雪橇的支持力一直增大
C．路面对雪橇的作用力保持不变
D．马对雪橇做的功为
12．如图所示，一个质量的小球（视为质点）从高处，由静止开始沿光滑弧形轨道AB滑下，接着进入半径的竖直圆轨道，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；小球在沿左半环CB滑下后，再进入光滑弧形轨道BD，且到达D点时速度为零。g取，下列说法正确的是（　　）
A．在由A到D的过程中，小球的机械能守恒
B．若圆轨道粗糙程度处处相同，则D点离地面的高度一定大于8m
C．小球第一次过B点时对轨道的压力大小是30N
D．小球从B上升到C的过程中克服阻力做的功是12J
二、填空题
13．（1）周期T：做匀速圆周运动的物体，运动一周所用的______，单位：______。
（2）转速n：物体转动的______与所用时间之比。单位：______或______。
（3）周期和转速的关系：（n的单位为r/s时）。
14．如图所示，长度为的轻杆OA，A端固定一个质量为的小球，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动；若小球在圆周最高点的速率为，取，则在圆周最高点时，杆对小球的作用力是___________（填“支持力”或“拉力”），力的大小为___________N。
15．一个被细绳拉住的小球，在光滑水平面上做匀速圆周运动，圆心为。在运动过程中，细绳被固定在光滑平面上的一枚铁钉挡住，如图所示这时小球的线速度________，角速度________，加速度________，细绳的拉力________。（填变大、变小、不变）
16．一探究小组利用圆周运动的知识，研究“3×4速”山地车各挡位下的速度，操作如下：
（1）推自行车沿直线前进，测得车轮转动一周自行车前进的距离L。则自行车的车轮外缘的半径为________；
（2）数出3个牙盘和4个飞轮上齿的个数如下表所示：
牙盘档位 1 2 3
对应齿数 48 36 24
飞轮档位 1 2 3 4
对应齿数 36 24 16 12
若自行车脚踏板的转速一定，“1×4”档时的速度为，“2×4”档时的速度为，“3×2”档时的速度为，则________，________；
（3）若脚踏板的转数为n（n为每秒钟转动圈数），则该自行车的最大速度为_________。
17．如图所示，某种变速自行车，有六个飞轮和三个链轮，链轮和飞轮的齿数如下表所示，后轮的直径为d=666mm。当人骑该车，使脚踏板以恒定的角速度转动时，自行车行进的最大速度和最小速度之比为______；当人骑该车行进的速度为v=4m/s时，脚踩踏板作匀速圆周运动的最小角速度是______rad/s。
名 称 链 轮 飞 轮
齿数N/个 48 38 28 12 15 18 21 24 28
18．某物理兴趣小组利用电子秤探究小球在竖直面内的圆周运动，他们到物理实验室取来电子秤、铁架台、长度为L的轻质细线和小球等。
（1）将铁架台放在电子秤上，其读数为M，撤去铁架台将小球放在电子秤上，其读数为m。
（2）组装好实验装置如图所示。保持细线自然伸长，将小球拉起使细线处于水平位置，此时电子秤读数为______（填写“M + m”“M”“大于M + m”或“处于M和M + m之间”）。
（3）忽略空气阻力，当小球运动到最低点时，细线的拉力为________；电子秤的读数为________。（已知重力加速度为g）
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）
三、解答题
20．如图是场地自行车比赛的圆形赛道。路面与水平面的夹角为15°，，，不考虑空气阻力，g取10。
(1)某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动，圆周的半径为60m，要使自行车不受摩擦力作用，其速度应等于多少？
(2)若该运动员骑自行车以18的速度仍沿该赛道做匀速圆周运动，自行车和运动员的质量一共是100，此时自行车所受摩擦力的大小又是多少？方向如何？
21．一种可以测量转动角速度的简易装置如图所示，内壁光滑的圆管与水平面夹角为，绕竖直轴转动，其下端封闭且恰好位于转轴上，圆筒内部套有一根原长为的轻弹簧，轻弹簧的下端固定于圆筒底端，弹簧上端上与一小球相连接，已知小球质量为，小球直径略小于圆筒直径，可看作质点，小球静止时弹簧被压缩了，重力加速度为，现让小球随支架一起绕中轴线匀速转动，圆筒长度足够，，，求：
（1）轻弹簧的劲度系数k；
（2）当轻弹簧恰为原长时，圆筒稳定转动的角速度；
（3）圆筒稳定转动，当弹簧伸长时，求小球对圆筒的压力及圆筒转动的角速度。
22．如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合，转台以一定角速度匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与之间的夹角θ为，已知重力加速度大小为g，小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为；求：
（1）若小物块受到摩擦力恰好为零，求此时的向心加速度大小和角速度；
（2） 若小物块一直相对陶罐静止，求陶罐旋转的角速度的最大值。（结果可用根号表示）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．B
4．A
5．C
6．A
7．A
8．D
9．D
10．D
11．A
12．B
13． 时间 秒（s） 圈数 转每秒（r/s） 转每分（r/min）
14． 拉力 3.75
15． 不变 变大 变大 变大
16． 4：3 2：1
17． 4 3.0
18． M 3mg M + 3m
19．
20．(1)；(2)，沿斜面向下
21．（1）；（2）；（3）；
22．（1）；；（2）
答案第1页，共2页
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