第二章《匀速圆周运动》单元测试（Word版含答案）

第二章《匀速圆周运动》单元测试-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．如题图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，小齿轮和后车轮共轴转动，大齿轮、小齿轮、后车轮的半径分别为2r、r、4r，A、B、C分别是其边缘一点，它们加速度大小和周期之比分别是（　　）
A．和 B．和
C．和 D．和
2．刘洋同学沿着半径为 30m 的圆周跑道匀速跑步，李铭同学沿着半径为 40m 的圆周跑道匀速跑步，在相同的时间内，两人各自绕跑道跑了一圈，他们的角速度分别为1、2，线速度的大小分别为v1、v 2，则（　　）
A．1>2，v1>v2 B．1 =2，v1＜v2 C．1＜2，v1＜v2 D．1 =2，v1 = v2
3．在水平面上，小猴拉着水平绳子牵引小滑块做匀速圆周运动，O点为圆心，能正确地表示小滑块受到的绳子拉力F及摩擦力的图是（　　）
A． B．
C． D．
4．探究向心力与角速度之间的关系时，对质量相同的两个小球，操作正确的是（　　）
A．将两小球分别放在挡板A与挡板B进行操作
B．将两小球分别放在挡板A与挡板C进行操作
C．将两小球分别放在挡板B与挡板C进行操作
D．调整传动皮带使两个变速塔轮角速度相同
5．摩托车转弯时容易发生侧滑（速度过大）或侧翻（车身倾斜角度不当），所以除了控制速度外车手要将车身倾斜一个适当角度，使车轮受到路面沿转弯半径方向的静摩擦力与路面对车支持力的合力沿车身（过重心）。某摩托车沿水平路面以恒定速率转弯过程中车身与路面间的夹角为θ，已知人与摩托车的总质量为m，轮胎与路面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。则此次转弯中的向心力大小为（　　）
A． B．mgtanθ C．μmgtanθ D．
6．如图所示，游乐场中有一种“旋转飞椅”的游乐项目。在旋转平台的下边缘固定若干长度相同的长绳，绳子的另一端是供游客乘坐的椅子，当平台绕其中心轴水平匀速旋转时，游客随之做匀速圆周运动。游客可以选择距离旋转轴较近的A处乘坐，也可以选择距离旋转轴较远的B处乘坐。关于这两处乘客的运动状态，下列说法正确的是（　　）
A．两处游客的线速度大小可能相同
B．两处游客的向心加速度大小可能相同
C．两处游客的向心力大小可能相同
D．两处游客的绳子与竖直方向夹角可能相同
7．港珠澳大桥的一段半径约为的圆弧形弯道如图所示，路面倾斜，外高内低，倾角为，。路面对轮胎的径向最大静摩擦力为正压力的0.8倍，下雨时路面被雨水淋湿，路面对轮胎的径向最大静摩擦力变为正压力的0.4倍，若汽车通过圆弧形弯道时做匀速圆周运动，汽车可视为质点，取重力加速度，下列说法正确的是（　　）
A．汽车以的速率通过此圆弧形弯道时的向心加速度为
B．汽车以的速率通过此圆弧形弯道时的角速度为
C．晴天时，汽车以的速率可以安全通过此圆弧形弯道
D．下雨时，汽车以的速率通过此圆弧形弯道时将做离心运动
8．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．，
9．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，摩擦力不变 B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了
C．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了 D．物体所受弹力和摩擦力都减小了
10．如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。则A、B、C三点的线速度大小之比为 （　　）
A．1：1：2 B．1：2：2 C．1：2：1 D．
11．质量为m的小球由不能伸长的轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，当绳a与水平方向成θ角时，绳b恰处于伸直状态且水平，此时绳b的长度为l。当轻杆绕轴AB以不同的角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）
A．a绳与水平方向的夹角θ随角速度ω的增大而一直减小
B．a绳的张力随角速度ω的增大而一直增大
C．当角速度时，b绳的弹力一直不变
D．若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化
二、填空题
12．钻床上装上直径为的钻头，调节钻床的转速为时，钻头边缘的线速度为______，角速度为_______.
13．如图所示，a、b两轮靠皮带传动，A、B分别为两轮边缘上的点，已知rA=2rB，在传动时，皮带不打滑，则：vA：vB=___________；___________。
14．如图所示，AB是半径为R的 圆弧轨道，B点的切线在水平方向，且B点距离水平地面高度为h，有一物体（可视为质点）从A点由静止开始滑下，到达B点时，对轨道的压力为其所受重力的2倍（重力加速度为g）。物体运动到B点时的速度大小为________。
15．某机器的齿轮系统如图所示，中间的轮叫作太阳轮，它是主动轮，从动轮称为行星轮。太阳轮、行星轮与最外面的大轮彼此密切啮合在一起。所有轮只绕自己的轴心转动。机器的齿轮系统正常运转，由于某种原因，只有行星轮的齿数无法确认，并且不能给行星轮加装其它测量设备。某兴趣小组准备通过简单实验进行确认行星轮齿数。步骤如下：
（1）根据太阳轮、行星轮与最外面的大轮彼此密切啮合在一起，确定三个轮边缘处的( )
A．角速度相同 B．线速度相同 C．线速度大小相等 D．加速度相同
（2）给太阳轮和最外面的大轮分别加装传感器（图中未画出），以便测机器正常运转时太阳轮和大轮的角速度，如果太阳轮一周的齿数为n1，行星轮一周的齿数为n2，经过计算，则大轮和太阳轮的角速度之比为( )
A． B． C． D．
（3）已知太阳轮齿数为48，通过对传感器数据分析，得到大轮和太阳轮的角速度之比为2：3，则行星轮的齿数为______。
16．火车转弯示意图如图所示，弯道的倾角为θ，转弯半径为r。若火车安全转弯，则提供向心力的是______，火车转弯的限速应为______。
三、解答题
17．如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，物块到转轴的距离为r，物块和转盘间的动摩擦因数为。设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为，求：
（1）当水平转盘以角速度匀速转动时，物块与转盘刚好能相对静止，求的值是多少？
（2）将物块和转轴用细绳相连，物块静止时绳恰好伸直且无拉力，细绳水平，当转盘的角速度时，求细绳的拉力大小；
（3）将物块和转轴用细绳相连，物块静止时绳恰好伸直且无拉力，细绳水平，当转盘的角速度时，求物块对细绳的拉力大小。
18．如图所示是一游乐转筒的模型图，它是一个半径为2m的直圆筒，可绕中间的竖直轴转动，小明背靠圆筒壁站立，其脚下的踏板突然脱落，小明没有掉下来随筒一起以每分钟30圈的转速转动（g取10，），求：
（1）小明受几个力，请画出小明的受力情况；
（2）小明的角速度，线速度大小各是多少；
（3）要保证安全，小明与转筒之间的动摩擦因数至少为多大。
19．物体沿着圆周的运动是一种常见的运动，匀速圆周运动是当中最简单也是最基本的一种。由于做匀速圆周运动的物体的速度方向时刻在变化，因而匀速圆周运动是一种变速运动，具有加速度。
可按如下模型来研究做匀速圆周运动的物体的加速度：设质点沿半径为r、圆心为O的圆周以恒定大小的速度v运动，某时刻质点位于位置A；经极短时间Δt后运动到位置B，如图所示。试根据加速度的定义，推导质点在位置A时的加速度大小。
参考答案：
1．C
2．B
3．A
4．B
5．A
6．C
7．C
8．D
9．A
10．D
11．C
12． 0.678 113
13． 1：1 1：2
14．
15． C D 12
16． 重力与支持力的合力
17．（1）；（2）；（3）
18．(1)三个(2) ，； (3)0.5
19．an=