第三章 圆周运动 测试题（Word版含答案）

第3章《圆周运动》测试题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．甲、乙两物体做匀速圆周运动，其质量之比为1：2，转动半径之比为3：2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则甲、乙所受合外力之比为（　　）
A．1：4 B．4：3 C．4：9 D．9：16
2．关于向心加速度的物理意义，下列说法正确的是（　　）
A．它描述的是线速度方向变化的快慢
B．它描述的是线速度大小变化的快慢
C．它描述的是质点在圆周运动中向心力的变化快慢
D．以上说法都不正确
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．如图所示是建筑工地上起吊重物的吊车，某次操作过程中，液压杆收缩，吊臂绕固定转轴O顺时针转动，吊臂边缘的M、N两点做圆周运动，O、M、N三点不共线，此时M点的角速度为ω。已知MN=2OM=2L，则下列说法正确的是（　　）
A．M点的速度方向平行于N点的速度方向
B．N点的角速度
C．N点的向心加速度大小
D．M、N两点的线速度大小关系为
5．如图所示，小物块位于半径为R的半圆柱形物体顶端，若给小物块一水平速度，则小物块（　　）
A．将沿半圆柱形物体表面滑下来
B．落地时水平位移为
C．落地速度大小为
D．落地时速度方向与水平地面成60°角
6．如图所示，水平放置的圆筒绕其中心对称轴OO'匀速转动，筒壁上P处有一小圆孔，筒壁很薄，筒的半径R=2m，当圆孔正上方h=3.2m处有一小球由静止开始下落，已知圆孔的半径略大于小球的半径。已知小球刚好能从孔中进入圆筒，并且与圆筒不发生碰撞离开圆筒。空气阻力不计，g取10m/s2，圆筒转动的角速度可能是（　　）
A．3πrad/s B．5πrad/s C．rad/s D．10πrad/s
7．如图所示，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，重力加速度为g。下列有关说法中正确的是（　　）
A．小球在圆心上方管道内运动时，对外壁一定有作用力
B．小球能够到达最高点时的最小速度为
C．小球达到最高点的速度是时，球受到的合外力为零
D．若小球在最高点时的速度大小为2，则此时小球对管道外壁的作用力大小为3mg
8．2月7日，我国运动员任子威、李文龙在北京冬奥会短道速滑男子1000米决赛中分获冠、亚军。运动员在短道速滑比赛中过弯道时的情景如图所示，已知过弯道时运动员速度大小恒定，蹬冰的作用力大小恒定，力的方向与身体共线，则下列关于运动员过弯道时的说法正确的是（　　）
A．运动员处于平衡状态
B．冰刀与冰面间的摩擦力提供向心力
C．运动半径越小，运动员身体倾斜度越大
D．运动员身体可以保持向外侧倾斜状态
9．如图甲所示，透明弹跳球是儿童喜欢的玩具：如图乙所示，用手拉着不可伸长绳子的一端使弹跳球在水平面内做匀速圆周运动，且拉绳的手保持静止，弹跳球两次做圆周运动的平面分别为平面a和平面b。绳子质量和空气阻力不计，弹跳球可视为质点，下列说法不正确的是（　　）
A．弹跳球在平面a上运动的角速度较大
B．弹跳球在平面a上运动的线速度较大
C．弹跳球在平面a上运动的周期较大
D．弹跳球在平面a上运动时绳子的拉力较大
10．质量为的物体，在5个共点力作用下做匀速运动.现同时撤去大小分别是和的两个力，其余3个力保持不变.关于此后该物体的运动，下列说法中正确的是（　　）
A．可能做加速度大小是的匀速圆周运动
B．可能做加速度大小是的匀变速曲线运动
C．可能做加速度大小是的匀减速直线运动
D．可能做加速度大小是的匀加速直线运动
11．如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，若拖拉机行进时车轮没有打滑，则（　　）
A．两轮转动的周期相等
B．两轮转动的转速相等
C．A点和B点的线速度大小之比为1：2
D．A点和B点的向心加速度大小之比为2：1
12．如图所示，A球质量为，通过一根长为的细绳连接在天花板上；B球质量为，通过一根长为的细绳连接在A球上。瞬间给A球一个水平向右的速度v，那么此时两绳中的拉力大小、分别为（　　）
A．，
B．，
C．，
D．，
二、填空题
13．航天员王亚平在运行中的“天宫一号”内做了如图所示实验：长为L的细线一端固定，另一端系一质量为m的小球，当小球处于最低点时，给其一个水平初速度，若不考虑空气等阻力的影响，则小球的运动情况将是：_________，小球运动到最高点时，细线对小球的拉力大小为__________。
14．用如图所示的装置可以测定分子速率。在小炉 O 中，金属银熔化并蒸发。银原子束通过小炉的圆孔逸出，经过狭缝 S1和 S2进入真空的圆筒C。圆筒 C 可绕过A点且垂直于纸面的轴以一定的角速度转动。从图中可判断，落点越靠近______处的银原子速率越大（选填“b”或“e”）；现测出圆筒C 的直径为1m，转动的角速度为 150πrad/s，银原子落在玻璃板 G 上的位置到 b 点的弧长为 s，s 约为圆筒周长的 ，可估算银原子速率约为______m/s。
15．一辆质量为的汽车，以的速率通过半径为的圆弧形凸桥，当汽车通过桥顶部时，桥面受到汽车的压力大小为___________；如果该汽车通过此桥顶部时速率达到___________时，汽车就恰好对桥面无压力（取）。
16．如图所示，质量为m的物体，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则物体在最低点时，物体受到的摩擦力大小为_______；物体所受的合力方向_______（选填“竖直向上”、“竖直向下”、“斜向左上方”、“斜向右上方”）。
17．某物理小组的同学设计了一个小钢球通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：小钢球、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为）。请完成下列填空：
（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为；
（2）将小钢球静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为________kg；
（3）将小钢球从凹形桥模拟器某一位置释放，小钢球经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小钢球，记录各次的m值如下表所示：
序号 1 2 3 4 5
2.3 2.2 2.3 2.1 2.0
（4）根据以上数据，可求出小钢球经过凹形桥最低点时对桥的压力为________N；小钢球通过最低点时的速度大小为________（重力加速度大小取，速度计算结果保留2位有效数字）。
18．如图所示，探究小球做圆周运动所需向心力的大小F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)在这个探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验中，采用了___________
A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法
(2)若变速塔轮半径相同，两小钢球质量相同，是在研究向心力的大小F与___________的关系
A．质量m B．半径r C．角速度
(3)在探究F与关系时，图中标尺上红白相间的等分格显示出两个相同小球所受向心力的比值为1：9，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为___________
A．1：2 B．1：3 C．2：1 D．3：1
三、解答题
19．一个3kg的物体在半径为2m的圆周上以4m/s的速度运动，向心加速度是多大？所需向心力是多大？
20．在探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系的实验中，若用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍，转动时发现右边标尺上读取的向心力的大小是左边的2倍。那么，左边小球与右边小球的角速度之比是多少
21．如图，“”形轻框架的水平细杆OM粗糙，竖直细杆ON光滑，质量分别为m、2m的金属环a、b用长为L的轻质细线连接，分别套在水平杆和竖直杆上。a、b处于静止状态，细线与水平方向的夹角。已知a环与水平杆间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，重力加速度为g。
（1）求a环受的摩擦力大小f；
（2）若细线与水平方向的夹角始终为45°，框架绕竖直杆ON匀速转动，求转动的角速度ω满足的条件：
（3）若细线与水平方向的夹角，框架绕竖直杆ON从静止起缓慢加速转动，使a环缓慢向右移动，直到细线与水平杆间夹用的位置，求此过程中a环与水平杆OM间产生的内能Q及对整个装置做的功W。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．D
4．C
5．C
6．C
7．D
8．C
9．C
10．B
11．D
12．D
13． 在竖直平面内做匀速圆周运动
14． b 450
15． 20
16． 斜向左上方
17． 1.20 15.2 2.3
18． B B D
19．，
20．1：2
21．（1）；（2）：（3），
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