第二章 圆周运动练习 （word版含答案）

第二章《匀速圆周运动》巩固训练-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．下列哪些现象利用了离心现象（　　）
A．工作的洗衣机脱水桶转速很大 B．转速很大的砂轮半径做得不能太大
C．在修建铁路时，转弯处内轨要低于外轨 D．汽车转弯时要限制速度
2．物体做匀速圆周运动时，保持不变的量是（　　）
A．向心力 B．角速度 C．线速度 D．加速度
3．关于曲线运动，下列说法正确的是（　　）
A．做曲线运动的物体速度大小可能不变
B．做圆周运动的物体所受的合力方向一定指向圆心
C．做曲线运动的物体所受的合力方向一定在不断变化
D．做匀变速曲线运动的物体在相等的时间内速度的变化量不相同
4．关于曲线运动的下列说法中正确的是（　　）
A．做曲线运动的物体的速度大小可能不变，所以曲线运动可能是匀速运动
B．物体只有受到一个方向不断改变的力的作用，才可能做曲线运动
C．所有做曲线运动的物体，所受合外力的方向与速度方向肯定不在一条直线上
D．做匀速圆周运动的物体加速度是恒定不变的
5．如图所示的传动装置中，甲、乙两点的半径之比为5：2，则下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙两点的线速度之比为5：2 B．甲、乙两点的角速度之比为5：2
C．甲、乙两点的向心加速度之比为2：5 D．甲、乙两点的转动方向相同
6．如图所示，P是水平放置的足够大的圆盘，绕经过圆心O点的竖直轴匀速转动，在圆盘上方固定的水平钢架上，吊有盛水小桶的滑轮带动小桶一起以v=0.2m/s的速度匀速向右运动，小桶底部与圆盘上表面的高度差为h=5m。t=0时，小桶运动到O点正上方且滴出第一滴水，以后每当一滴水刚好落在圆盘上时桶中恰好再滴出一滴水，不计空气阻力，取g=10m/s2，若要使水滴都落在圆盘上的同一条直径上，设圆盘角速度的最小值为，第二、三滴水落点的最大距离为d，则（　　）
A．rad/s，d=1.0m B．rad/s，d=0.8m
C．rad/s，d=0.8m D．rad/s，d=1.0m
7．有一种叫“旋转飞椅”的游乐项目（如图所示）。钢绳的一端系着座椅，另一端固定在水平转盘上。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内。将游客和座椅看作一个质点，不计钢绳的重力，以下分析正确的是（　　）
A．旋转过程中，游客和座椅受到重力、拉力和向心力
B．根据可知，坐在外侧的游客旋转的线速度更大
C．根据可知，“飞椅”转动的角速度越大，旋转半径越小
D．若“飞椅”转动的角速度变大，钢绳上的拉力大小不变
8．荡秋千是人们平时喜爱的一项休闲娱乐活动，如图所示，某同学正在荡秋千，A和B分别为运动过程中的最低点和最高点。若忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．在B位置时，该同学速度为零，处于平衡状态
B．在A位置时，该同学处于失重状态
C．由B到A过程中，该同学的动能始终不变
D．由B到A过程中，该秋千踏板对同学的支持力逐渐增大
9．关于匀速圆周运动和平抛运动，下列认识正确的是（　　）
A．匀速圆周运动是匀速运动，平抛运动是匀变速运动
B．匀速圆周运动和平抛运动都是匀变速运动
C．匀速圆周运动的线速度大小不变，平抛运动的加速度不变
D．匀速圆周运动和平抛运动都是变加速运动
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．如图所示是磁盘的磁道，磁道是一些不同半径的同心圆。为了数据检索的方便，磁盘格式化时要求所有磁道储存的字节数与最里边的磁道的字节数相同，最里边的磁道上每字节所占用磁道的弧长为L。已知磁盘的最外边的磁道半径为R，最里边的磁道的半径为r，相邻磁道之间的宽度为d，最外边的磁道不储存字节电动机使磁盘以每秒n圈的转速匀速转动，磁头在读写数据时保持不动，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道，不计磁头转移磁道的时间。下列说法正确的是（　　）
A．相邻磁道的线速度的差值为
B．最里边的磁道的一个字节通过磁头的时间为
C．读完磁道上所有字节所需的时间为
D．若r可变，其他条件不变，当时，磁盘储存的字节最多
二、填空题
12．图甲所示是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图乙所示）。
(1)若图乙中示波器显示屏横向的每大格（5小格）对应的时间为，则圆盘的转速为______（保留三位有效数字）；
(2)若测得圆盘直径为10.20cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为__________cm。（保留三位有效数字）
13．一个圆盘绕竖直转轴在水平面内匀速转动，盘面上距转轴有一定距离的地方放置一小物块，小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，物块的线速度是________（填“变化的”或“不变的”），小物块所受力的个数为_____________。
14．如图所示，在皮带传动中，如果大轮的半径为，小轮的半径为，又，则A、B、C三点的线速度大小之比________，角速度大小之比________，周期之比________，频率之比________。
15．如图，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，__________先开始滑动（填a或b），b开始滑动的临界角速度___________
三、解答题
16．一个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？
17．如图所示为滑雪比赛的部分雪道，是倾角为的斜坡，是半径为的圆弧，斜坡与圆弧在点相切，一位质量为的滑雪者从高处平台的点以一定初速度水平滑出，经过时间，滑雪者刚好落在点，滑到圆弧最低点时，滑雪者的速度是在点滑出时速度的2倍，重力加速度为，，，滑板与雪道的动摩擦因数为，不计空气阻力，求：
（1）斜坡的长；
（2）滑雪者在点滑出时的速度大小；
（3）滑雪者运动到点时，滑板受到的摩擦力多大。
18．如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动（加速度很小），当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=1m，离水平地面的高度H=1.25m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=1.57m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2 ，，求：
（1）物块与转台间的动摩擦因数；（结果保留两位有效数字）
（2）物体落地时离抛出点的距离。（结果保留三位有效数字）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【解析】A．洗衣机的离心泵工作时利用了离心运动，故A正确；
B．转速很大的砂轮半径做得不能太大是为了防止由于离心现象而使砂轮断裂，故B错误；
C．在修建铁路时，转弯处内轨要低于外轨是为了防止火车由于离心现象而出现脱轨现象，故C错误；
D．汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动，故D错误。
故选A。
2．B
【解析】A D. 物体做匀速圆周运动时，向心力和向心加速度大小不变，方向指向圆心不断变化，故AD错误；
B.做匀速圆周运动的物体，角速度不变，是恒量，故B正确；
C.做匀速圆周运动时，线速度大小不变，方向沿圆周的切线方向不断变化，故C错误。
故选B。
3．A
【解析】A．做曲线运动的物体速度大小可能不变。例如匀速圆周运动，选项A正确；
B．只有做匀速圆周运动的物体所受的合力方向才一定指向圆心，选项B错误；
C．做曲线运动的物体所受的合力方向不一定在不断变化，例如平抛运动，选项C错误；
D．做匀变速曲线运动的物体的加速度不变，则根据
v=at
可知，在相等的时间内速度的变化量相同，选项D错误。
故选A。
4．C
【解析】A．做曲线运动的物体的速度大小可能不变，但方向时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动，故A错误；
BC．物体做曲线运动的条件是受到与速度方向不在一条直线上的力的作用,不管此时的力是恒力还是变力，故C正确，B错误；
D．做匀速圆周运动的物体加速度大小不变，但方向时刻改变，故D错误。
故选C。
5．C
【解析】A．由图知甲、乙两点是齿轮传动的两齿轮边缘两点，所以线速度大小相等，故A错误；
B．由知，两者角速度之比与半径成反比，等于2∶5，故B错误；
C．由知，两者向心加速度之比与半径成反比，等于2∶5，故C正确；
D．由图可以看出，两轮转动方向相反，故D错误。
故选C。
6．A
【解析】由
可得水滴平抛的时间为
水滴下落时间内圆盘最少转过半个周期，则有
第二滴水落到盘上据O的距离为
第二滴水落到盘上据O的距离为
因为分布在O的两侧，所以二、三滴水落点的最大距离为
故A正确，BCD错误。
故选A。
7．B
【解析】AB是皮带传动，AC是摩擦传动，线速度均相同，故
vA：vB：vC＝1：1：1
根据
可知
A：B：C＝1：2：3
故ACD错误，B正确。
故选B。
8．D
【解析】A．在B位置时，该同学速度是零，即沿绳子方向的合力是零，此时其合力等于重力沿圆弧切向分力，因此受力不平衡，故A错误；
B．在A位置时，重力和绳子拉力的合力产生向上的向心加速度，该同学处于超重状态，故B错误；
C．由B到A运动中，重力做正功，故动能一直增大，故C错误；
D．设绳子与竖直方向夹角为，则由B到A运动中，逐渐减小，又该同学的速度逐渐增大，因为
则可得秋千对同学的支持力增大，故D正确。
故选D。
9．C
【解析】ABD．做匀速圆周运动的物体速度大小是变化的，加速度大小不变，方向改变，所以是变速运动，平抛运动加速度恒定，所以是匀变速运动，故ABD错误；
C．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向变化，平抛运动的加速度是重力加速度，不变，故C正确。
故C正确。
10．D
【解析】A．四个弯处河水的速度大小相同，但是方向不同，则速度不同，选项A错误；
BCD．C弯处转弯半径最小，根据
可知河水向心加速度最大，根据
可知，所需向心力最大，则河床受到水的冲击力最大，根据
可知C弯处的河水角速度最大，选项BC错误，D正确。
故选D。
11．D
【解析】A．相邻磁道属于同轴传动，故角速度相同，相邻磁道的半径差为d，根据线速度与角速度的关系
可知相邻磁道的线速度的差值为，A错误；
B．磁盘转动一圈所用时间为，磁盘转一圈磁头所读字节的总长为，所以磁头读单位长度的字节所用时间为，又一个字节所占弧长为L，所以最里边的磁道的一个字节通过磁头的时间为，B错误；
C．因为磁盘的最外边的磁道半径为R，最里边的磁道的半径为r，相邻磁道之间的宽度为d，
所以磁盘中共有磁道条数为d，所以磁盘中共有磁道条数为，磁头读完一条磁道所有字节所用时间为，则读完磁道上所有字节所需时间为，C错误；
D．根据题意知每一磁道上的字节数都与最里边的磁道的字节数相等，等于，因为磁盘中共有磁道条数为，所以磁盘中的字节数为
由数学知识知，当时，磁盘储存的字节最多，D正确。
故选D。
12． 4.55 1.46
【解析】(1)[1]由题图乙可知，圆盘转一圈的时间在横轴上显示22小格，又横轴上每小格表示，所以圆盘转动的周期为
故圆盘的转速为
(2)[2]由题图乙可知电脉冲持续的时间为
所以圆盘侧面反光涂层的长度为
13． 变化的 3
【解析】[1] 小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，物块的线速度的方向在不断变化，则线速度是变化的。
[2]小物块受重力，圆盘的支持力，圆盘给小物块指向圆心的静摩擦力，一共3个力
14． 4∶4∶1 1∶2∶1 2∶1∶2 1∶2∶1
【解析】[1] A、C共轴转动，角速度相等，因为A、C转动的半径之比为4：1，根据
知，A、C两点的线速度大小之比为4：1，A、B两点靠传送带传动，线速度大小相等，所以A、B、C三点的线速度大小之比为
[2] A、C共轴转动，角速度相等，A、B两点靠传送带传动，线速度大小相等，A、B两点的半径之比为2：1，根据
知，A、B两点的角速度之比为1：2，角速度大小之比
[3]根据
则周期之比
[4]根据
则频率之比
15． b
【解析】[1]两木块的角速度相同，需要的向心力各为
二者重力相等，所以与水平圆盘间的最大静摩擦力相等，当角速度增大时，先达到最大静摩擦力的是b，故b先开始滑动。
[2]设b开始滑动的临界角速度为，根据牛顿第二定律得
解得
16．，
【解析】向心加速度
向心力
17．（1）；（2）；（3）
【解析】(1)滑雪者做平抛运动的竖直位移
根据几何关系，斜坡的长
(2)滑雪者做平抛运动的水平位移为
滑雪者在点抛出的初速度大小
(3)由题意知
设滑雪者运动到点时，雪道对他的支持力为，由牛顿第二定律知
解得
根据牛顿第三定律，滑雪者在点时，滑板对雪道的压力
则滑板受到雪道的摩擦力
18．（1）0.99；（2）1.70m
【解析】（1）物体飞出平台后做初速度为v的平抛运动，设时间为t，则
解得
t=0.5s
v=3.14m/s
对物体在圆盘上刚要被甩出的瞬间进行受力分析，有
解得
（2）物体做平抛运动时圆盘仍在转动，因为圆盘的加速转动极为缓慢，所以在物体下落过程中圆盘可看作匀速转动，转过的角度为 ，角速度为 ，则
解得
设落地点到抛出点的距离为L，则
解得
答案第1页，共2页
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