第三章 圆周运动 章末综合测试卷（word版含答案）

第3章《圆周运动》章末综合测试卷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．关于圆周运动，下列说法中正确的是（　　）
A．圆周运动可能是匀速运动 B．圆周运动可能是匀变速曲线运动
C．圆周运动一定是非匀变速运动 D．圆周运动加速度可能不变
2．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
3．一质点以匀速率做曲线运动，从如图所示的轨迹可知，质点加速度最大的点是（　　）
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
4．如图所示，质量为m的小球置于立方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着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，要使在最高点时盒子与小球之间作用力恰为mg，则（　　）
A．该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于
B．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于
C．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于
D．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于
5．如图所示，自行车大齿轮、小齿轮、后轮半径不相同，关于它们边缘上的三个点A、B、C的描述，以下说法正确的是（　　）
A．A点和C点的线速度大小相等 B．A点和B点的角速度相等
C．A点和B点的线速度大小相等 D．B点和C点的线速度大小相等
6．闹钟是带有闹时装置的钟。既能指示时间，又能按人们预定的时刻发出音响信号或其他信号。如图所示，机械式闹钟中的三个齿轮的半径之比为1：3：5，当齿轮转动的时候，小齿轮边缘的M点和大齿轮边缘的N点的线速度大小之比和角速度之比分别为（ ）
A．1:1 1:5 B．1:1 5:1 C．5:1 1:5 D．5:1 5:1
7．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（　　）
A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大
B．物体所受弹力增大，摩擦力减小
C．物体所受弹力增大，摩擦力不变
D．物体所受弹力减小，摩擦力也减小
8．如图所示，同一水平面的皮带轮通过不打滑的皮带传动，轮的半径是轮的2倍。在皮带轮各自的轴上用长度相同的轻绳分别悬挂质量为和的甲、乙两个小球，二者质量关系满足 。两轻绳上端的悬挂点足够高且在同一水平面上，通过外力驱动轮，待系统稳定转动后，两轻绳与轴的夹角分别为和。下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙两球转动的角速度之比为2∶1
B．甲、乙两球在同一水平面上
C．因为，所以
D．甲、乙两球受到细绳的拉力大小相等
9．如图甲所示，轻杆的一端固定在转轴O点，另一端固定一个小球。小球在竖直面内绕O点做完整的圆周运动。小球在最高点时的动能为，此时小球与轻杆间的弹力大小为N。改变小球在最高点的动能，小球与轻杆间的弹力大小N随之改变。如图乙所示为的变化关系图线，图线与坐标轴的交点分别为，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）
A．小球的质量为
B．轻杆的长度为
C．当时，小球在最高点的速率为
D．当时，小球的速度大小为
10．黄河是中华民族的母亲河，孕育了灿烂的五千年文明。一首《天下黄河九十九道湾》唱尽了黄河的历史沧桑，黄河九十九道弯虽然只是艺术表达，但也恰当地形容了黄河弯多的特点。如图黄河沿河A、B、C、D四个河宽相同的弯，在河流平稳期，可以认为河道中各点流速相等，则下列说法正确的是（　　）
A．四个弯处河水的速度是相同的
B．B弯处的河床受到水的冲击力最大
C．A弯处的河水向心加速度最大
D．C弯处的河水角速度最大
11．关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（　　）
A．物体做匀变速曲线运动时，其所受合外力的大小恒定、方向变化
B．物体做曲线运动时，其所受合外力不可能是恒力
C．物体做的圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心
D．物体做速率不变的曲线运动时，其所受合外力总是与速度方向垂直
12．如图所示,细绳的一端固定于O点,另一端系一个小球,在O点的正下方钉一个钉子A,小球从一定高度摆下,当绳子与钉子相碰时,下列说法正确的是( )
A．钉子的位置越靠近O点，绳就越容易断
B．钉子的位置越靠近小球，绳就越容易断
C．钉子的位置越靠近小球，绳子与钉子相碰后瞬间小球的线速度越大
D．钉子的位置越靠近O点，绳子与钉子相碰后瞬间小球的角速度越大
二、填空题
13．火车在直道上行驶时，两侧的车轮以等大的轮半径分别在两边的轨道上滚动；若列车向左转弯，由于惯性，车体会偏向右侧，导致右侧车轮与轨道接触点处的车轮半径较大，如图所示（从车尾看）。此时两轮与轨道接触点相对于轮轴的角速度ω左______ω右、线速度v左______v右。（均选填“大于”，“小于”或“等于”）
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．如图示，rA＝3rB＝3rC，则：
（1）vA∶vB＝________，ωA∶ωB＝________；
（2）ωA∶ωC＝________，vA∶vC＝________。
16．甲、乙两个质点都在做匀速圆周运动，它们的质量之比为1∶3，运动半径之比是3∶1，当甲、乙运动的角速度之比为2∶1时，向心加速度之比为______，向心力之比为______。当甲、乙运动的线速度之比为2∶1时，向心加速度之比为______，向心力之比为______。
17．一汽车以速度通过凸形桥的最高点，若车对桥的压力为车重的，则桥的半径为___________米，此时汽车处于___________（选填“超重”或“失重”）状态；当车速为___________时，车对桥面的压力恰好为零（g取）。
18．为验证向心力公式，某探究小组设计了如图所示的演示实验，在米尺的一端钻一个小孔，使小孔恰能穿过一根细线，线下端挂一质量为m，直径为d的小钢球。将米尺固定在水平桌面上，测量出悬点到钢球的细线长度l，使钢球在水平面内做匀速圆周运动，圆心为O，待钢球的运动稳定后，用眼睛从米尺上方垂直于米尺往下看，读出钢球外侧到O点的距离r，并用秒表测量出钢球转动n圈用的时间t。则：
(1)小钢球做圆周运动的周期__________；
(2)小钢球做圆周运动的半径__________；（用d、r表示）
(3)小钢球做圆周运动的向心力__________。（mg、d、r表示）
19．在“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验中，某同学用向心力演示器来进行探究，实验装置如图所示。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5分别随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂6的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8.标尺8上露出的红白相间的等分格子的多少可以显示出所受向心力的比值。
①在这个实验中，采用了___________实验方法。
A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法
②用两个质量相等的小球做实验，当左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，且转动时发现左边标尺露出的红白相间的等分格数为右边的4倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为___________。
三、解答题
20．国家雪车雪橇中心位于北京延庆区西北部，赛道全长1975m，垂直落差121m，由16个角度、倾斜度都不同的弯道组成，其中全长179m的回旋弯赛道是全球首个360°回旋弯道。2022年北京冬奥会期间，国家雪车雪橇中心将承担雪车、钢架雪车、雪橇三个项目的全部比赛，其中钢架雪车比赛惊险刺激，深受观众喜爱。测试赛上，一钢架雪车选手单手扶车，助跑加速30m之后，迅速跳跃车上，以俯卧姿态滑行。该选手推车助跑时间为4.98s，运动员质量为80，通过回旋弯道某点时的速度为108，到达终点时的速度为124。该选手推车助跑过程视为匀加速直线运动，回旋弯道可近似看作水平面，重力加速度g取10，结果保留两位有效数字。求该选手：
（1）助跑加速的末速度；
（2）以108的速度通过回旋弯道某点时钢架雪车对运动员作用力的大小。
21．如图所示是一游乐转筒的模型图，它是一个半径约为2 m的直圆筒，可绕中间的竖直轴转动，里面的乘客背靠圆筒壁站立。当转筒转速达到至少每分钟30圈时，乘客脚下的踏板突然脱落，乘客随筒一起转动而不掉下来。要保证乘客的安全，乘客与转筒之间的动摩擦因数至少为多大？（g取10 m/s2，π2＝10）
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。
23．如图所示，小球A质量为m，固定在轻细直杆L的一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。如果小球经过最高点时，杆对球的拉力大小等于球的重力。重力加速度为g，求：
（1）小球在最高点的速度大小；
（2）当小球经过最低点时速度为，求杆对球作用力大小和向心加速度大小。
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参考答案：
1．C
2．A
3．A
4．B
5．C
6．B
7．C
8．D
9．D
10．D
11．D
12．B
13． 等于 小于
14． 拉力 3.75
15． 1∶1 1∶3 1∶1 3∶1
16． 12∶1 4∶1 4∶3 4∶9
17． 40 失重 20
18．
19． B
20．（1）；（2）
21．0.5
22．（1）；（2）。
23．（1）；（2）7mg，6g
答案第1页，共2页
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