第二章 匀速圆周运动 单元卷（word版含答案）

第二章《匀速圆周运动》单元卷2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．如图所示，长度相同的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离与绳长相等。已知重力加速度为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为3v时，每根绳的拉力大小为（ ）
A． B． C． D．
2．下列说法正确的是（　　）
A．物体在恒力作用下一定做直线运动
B．物体在变力作用下一定做曲线运动
C．曲线运动一定是变速运动
D．物体做圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心
3．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
4．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
5．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
6．我们经常可以看到面点师制作蛋糕的情景。如图所示，蛋糕胚放在旋转的转台上，小马和星星到转轴的距离不同，则（　　）
A．他们的线速度大小相等 B．他们的角速度大小相等
C．他们的向心加速度大小相等 D．他们的周期不相等
7．如图所示，山崖边的公路常被称为最险公路，一辆汽车欲安全通过此弯道公路（公路水平），下列说法不正确的是（　　）
A．若汽车以恒定的角速度转弯，选择内圈较为安全
B．若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择外圈较为安全
C．汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用
D．汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用
8．如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且RA = RC = 3RB，则三质点的向心加速度之比aA：aB：aC等于（ ）
A．9：3：1 B．3：1：3
C．1：3：9 D．9：1：9
9．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．，
10．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P，小球从左侧一定高度摆下。下列说法中正确的是（　　）
A．在摆动过程中，小球所受重力和绳子拉力的合力始终等于向心力
B．小球经过最低点时，加速度不变
C．小球经过最低点时，速度不变
D．钉子位置离O点越近，绳就越容易断
11．在同一平面上的AC、BD两杆，分别以相同的转动周期绕A、B两轴顺时针匀速转动，当两杆转动到如图所示的位置时，∠CAB=∠DBA=60°，此时两杆交点M的速度为v1。若BD杆变为逆时针匀速转动，不改变两杆的转动周期，当两杆恰好也转动到如图所示的位置时，两杆交点M的速度为v2。则关于v1和v2关系的判断正确的是
A．大小相等，方向不同
B．大小不等，方向相同
C．大小、方向都相同
D．大小、方向都不同
二、填空题
12．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”）
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．长1m的轻杆，一端连着质量0.5kg的小球，另一端绕过O点的水平固定轴在竖直平面内自由转动。当小球以2m/s的速率通过最高点时，受到轻杆的作用力为大小为____N，是______（选填“拉力”或“支持力”）。g=10m/s2。
15．一薄圆盘可绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴OO′转动，如图所示。在圆盘上放置一个质量为m的小木块，小木块相对圆盘中心的距离为r。当圆盘以角速度ω匀速转动时，小木块相对圆盘静止。则小木块运动的向心加速度的大小为_____；小木块受到的摩擦力为_____。
16．地质队的越野车在水平荒漠上行驶，由于风沙弥漫的原因，能见度较差，驾驶员突然发现正前方横着一条深沟，为避免翻入深沟，试问他是急刹车有利还是急转弯有利，答：_________有利。因为(写出主要计算式) ___________________________。
17．如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘上的质点，且，则角速度之比=___________，线速度=___________，向心加速度之比=___________。
三、解答题
18．太阳的质量为1.99×1030 kg，距银河系中心约3万光年（1光年≈9.46×1012 km），以220 km/s左右的速率绕银河系中心转动。试计算太阳绕银河系中心转动时所需向心力的大小。
19．小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞离水平距离d后落地，如右图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为。忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小。
（2）问绳能承受的最大拉力多大？
（3）绳能承受的最大拉力与第（2）小题结果相同的情况下，改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
20．如图所示，用长为2m的轻质细线拴一质量为2kg的小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动，摆线与竖直方向的夹角θ是37°，不计空气阻力。（g＝10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）摆线对小球拉力大小；
（2）小球的角速度大小。
21．某人站在一平台上，用长L=0.6m的轻细线拴一个质量为m=0.6kg的小球，让它在竖直平面内以O点为圆心做圆周运动，当小球转到最高点A时，人突然撒手。经0.8s小球落地，落地点B与A点的水平距离BC=4.8m，不计空气阻力，g=10m/s2。
求：
(1)A点距地面高度；
(2)小球离开最高点时的线速度及角速度大小；
(3)人撒手前小球运动到A点时，绳对球的拉力大小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．C
4．B
5．A
6．B
7．D
8．A
9．D
10．C
11．D
12． 等于 小于
13．
14． 3 支持力
15．
16． 急刹车 急刹车有：，；急转弯有：，
17． 2∶1 2∶1 2∶1
18．
19．（1），（2）mg；（3），d
20．（1）25N；（2）2.5rad/s
21．(1) 3.2m；(2) ，；(3)
答案第1页，共2页
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