第六章《圆周运动》单元检测题
一、单选题(本大题共8小题)
1.(2022·甘肃定西·高一阶段练习)如图所示,某儿童玩具内部采用齿轮传动,有小、中、大三个齿轮,A点和B点分别为小齿轮和大齿轮边缘的点,已知大齿轮半径是小齿轮半径4倍,下列说法正确的是( )
A.A、B两点的角速度大小之比为4:1,A、B两点的向心加速度大小之比为4:1
B.A、B两点的角速度大小之比为1:1,A、B两点的向心加速度大小之比为1:4
C.A、B两点的角速度大小之比为4:1,A、B两点的向心加速度大小之比为1:4
D.A、B两点的角速度大小之比为1:1,A、B两点的向心加速度大小之比为4:1
2.(2022·重庆市长寿中学校高一阶段练习)如图所示,一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内,其中管道半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动,小球通过最高点时的速率为v0,重力加速度为g,则下列说法中正确的是( )
A.若v0=,则小球对管内外壁均无压力
B.若v0>,则小球对管内下壁有压力
C.若0D.不论v0多大,小球对管内下壁都有压力
3.(2022·河南安阳·高一阶段练习)可视为质点的物块A、B到水平转台转轴的距离分别为r和2r,质量为m的物块A和质量为3m的物块B通过水平细线连接,物块A、B与转台台面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,要使物块A、B相对转台静止,则转台匀速转动的角速度最大值为( )
A. B.
C. D.
4.(2022·河北张家口·高一阶段练习)如图所示,一半径为R、圆心为O的圆弧轨道在竖直平面内绕竖直轴以角速度转动,滑块随圆弧轨道一起转动,滑块与圆心O等高,刚好相对于圆弧轨道静止。重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑块可视为质点。下列说法中正确的( )
A.滑块受到两个力的作用
B.滑块与圆弧轨道间的动摩擦因数为是
C.若圆弧轨道转动的角速度增大,则滑块将沿圆弧切线向下运动
D.若圆弧轨道转动的角速度增大,则滑块将沿圆弧切线向上运动
5.(2022·河南郑州·高一期末)某传动装置由甲、乙两个齿轮构成,如图所示,两个齿轮半径分别为r1、r2,若甲轮的角速度为ω,则对乙轮边缘上某点的描述正确的是( )
A.角速度大小为 B.线速度大小为
C.向心加速度大小为 D.向心加速度大小为
6.(2021·山西·高二学业考试)如图所示,内壁光滑的锥形筒,其中心轴沿竖直方向。在其内壁上有两个质量相同的小球P、Q紧贴内壁分别在不同的水平面内做匀速圆周运动,已知RP>RQ。下列判断正确的是( )
A.P球线速度的值小于Q球线速度的值
B.P球角速度的值大于Q球角速度的值
C.P球向心加速度的值等于Q球向心加速度的值
D.P球对内壁压力的值大于Q球对内壁压力的值
7.(2021·黑龙江·尚志市尚志中学高一阶段练习)如图所示,质量为m的木块从半径为R的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变,则( )
A.物块的速度不变
B.物块的加速度大小不变,但不一定指向圆心
C.物块受到的合力一定时刻指向圆心
D.物块受的摩擦力越来越大,支持力越来越小
8.如图所示,在圆锥体表面放置一个质量为m的小物体,圆锥体以角速度绕竖直轴匀速转动,轴与物体间的距离为R。为了使物体m能在锥体该处保持静止不动,物体与锥面间的静摩擦系数至少为多少?( )
A. B.
C. D.
二、多选题(本大题共4小题)
9.(2022·广东·江门市培英高级中学高一阶段练习)下列有关运动的说法正确的是( )
A.图甲A球在水平面内做匀速圆周运动,A球角速度越大,则偏离竖直方向的角越大
B.图乙质量为m的小球到达最高点时对外管壁的压力大小为3mg,则此时小球的速度大小为
C.图丙皮带轮上b点的加速度小于a点的加速度
D.图丁用铁锤水平打击弹簧片后,B球比A球先着地
10.(2022·四川省南充市第一中学高一期中)质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点,如图所示,若两绳均伸直,绳b水平且长为l,绳a与水平方向成θ角。当轻杆绕竖直轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A.a绳的张力不可能为零
B.a绳的张力随角速度ω的增大而增大
C.当角速度,b绳中才出现张力
D.若b绳突然被剪断,则a绳的张力一定发生变化
11.(2022·山西吕梁·二模)2022年2月12日,在速度滑冰男子500米决赛上,高亭宇以34秒32的成绩刷新奥运纪录。国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹射装置,如图甲所示,在实际应用中装置在前方通过绳子拉着运动员,使运动员做匀加速直线运动,到达设定速度时,运动员松开绳子,进行高速入弯训练,已知弯道半径为25 m,人体弹射装置可以使运动员在4.5 s内由静止达到入弯速度18 m/s,入弯时冰刀与冰面的接触情况如图乙所示,运动员质量为50kg,重力加速度g=10m/s2,忽略弯道内外高度差及绳子与冰面的夹角、冰刀与冰面间的摩擦,下列说法正确的是( )
A.运动员匀加速运动的距离为81m B.匀加速过程中,绳子的平均弹力为200 N
C.运动员入弯时的向心力为648N D.入弯时冰刀与水平冰面的夹角大于45°
12.(2022·湖北·黄冈市黄州区第一中学高一期末)如图所示,在水平转台上放一个质量M = 2.0kg的木块,它与台面间的最大静摩擦力Ffm = 6.0N,绳的一端系住木块,另一端穿过转台的中心孔O(为光滑的)悬吊一质量m = 1.0kg的小球,当转台以ω = 5.0rad/s的角速度转动时,欲使木块相对转台静止,则它到O孔的距离可能是( )
A.4cm B.6cm
C.30cm D.34cm
三、填空题(本大题共4小题)
13.(2022·四川省资中县第二中学高一阶段练习)如图装置中,三个轮的半径分别为r、2r、4r,则图中a、b、c各点的线速度之比:___________;角速度之比:___________;周期之比:___________,向心加速度之比:___________。
14.(2022·上海市崇明中学模拟预测)如图,一根轻质细绳穿过水平圆形转盘中心处的光滑小孔O,一端与转盘上光滑凹槽内的小球A相连,另一端连接物体B,已知,转盘半径OC=50cm。开始转动时B与水平地面接触,OA=25cm,且OB>AC。小球A始终在凹槽内随着转台一起运动。当转台的角速度时,此时B对地面的压力为________N。当转台转速增大到某一定值时,小球A滑到转台边缘且稳定在C点,此时小球的线速度为________m/s(g取10m/s2)。
15.(2022·江苏·淮安市淮安区教师发展中心学科研训处高一期中)如图所示,图甲为“向心力演示器验证向心力公式”的实验示意图,图乙为俯视图;图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定,且a、b轮半径相同,让a、b轮在皮带传动下匀速转动,可以探究向心力大小与哪些因素有关。 现有两质量相同的钢球,①球放在A槽的边缘,②球放在B槽的边缘,它们到各自转轴的距离之比为2:1,则①、②两球受到的向心力之比为______。
16.(2022·河北保定·高一阶段练习)某同学用一把直尺测量做圆锥摆运动小球的角速度、线速度、周期和向心加速度。如图所示,一条不可伸长的细绳一端固定在点,另一端系着一个金属小球做成圆锥摆。水平平行光照射到圆锥摆上,固定点和小球A的影子投射在对面竖直墙壁上。是点在墙壁上的投影,是小球A在墙壁上的投影,是小球自然下垂时在墙壁上的投影。重力加速度大小为。
(1)用直尺测得与两点之间的距离为,则小球的角速度大小为_____________;
(2)又用直尺测得与两点之间的距离为,则小球的线速度大小为_____________;
(3)小球的周期为_____________,向心加速度大小为_____________。
四、解答题(本大题共6小题)
17.(2022·广东·佛山一中高一期中)第届冬季奥林匹克运动会于2022年2月在北京举办,跳台滑雪是最具观赏性的项目之一。如图所示,跳台滑雪赛道由跳台、助滑道(可视为圆心为的圆轨道)和着陆坡三部分组成,其中助滑道半径OA与竖直线OB夹角为。若比赛中,质量的运动员从跳台A点以一定的初速度滑下,到达B点后水平飞出,落在着陆坡上的点。已知A、B间高度,B、间距离,着陆坡倾角,运动员受到的空气阻力不计,取,。求:
(1)运动员从到P运动的时间和在点时的速度大小;
(2)运动员到达点时对助滑道的压力的大小。
18.(2022·四川省蒲江县蒲江中学高一阶段练习)如图所示,用一根长为l=1m的细线,一端系一质量为m=1kg的小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥体顶端,锥面与竖直方向的夹角θ=37°。(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:
(1)当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω1= rad/s时,求小球对细线的张力T1的大小;
(2)当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω2=2rad/s时,求小球对细线的张力T2的大小。
19.(2022·甘肃定西·高一阶段练习)如图所示,在光滑水平面上竖直固定一半径为R=0.4m的半圆槽轨道,其底端恰与水平面相切。质量为m=0.5kg的小球以大小为的初速度经半圆槽轨道最低点B滚上半圆槽,小球恰好能通过最高点C后落回到水平面上的A点。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s
(1)小球通过B点时对半圆槽的压力大小;
(2)A、B两点间的距离。
20.(2022·江西·南昌市第一中学高一阶段练习)如图所示,质量为m的木块,用一轻绳拴着,置于很大的水平转盘上,细绳穿过转盘中央的细管,与质量也为m的小球相连,木块与转盘间的最大静摩擦力为其重力的μ倍(μ=0.5),当转盘以角速度ω=5 rad/s匀速转动时,要保持木块与转盘相对静止,木块转动半径的范围是多少(g取10m/s2)?
21.(2022·黑龙江·哈尔滨三中高一期中)如图所示,“V”形光滑支架下端用铰链固定于水平地面上,支架两臂长各为,且与水平面间夹角均为,“V”形支架的AO臂上套有一根原长为的轻质弹簧,弹簧劲度系数为,其下端固定于“V”形支架下端,上端与一个串在臂上的小球相连,已知小球质量为。现让小球随支架一起绕中轴线匀速转动。已知重力加速度,,,求
(1)轻弹簧恰为原长时,支架转动的角速度大小;
(2)为使小球不从支架的AO臂滑出,支架转动的角速度的最大值是多少。
22.(2022·黑龙江·哈尔滨市第六中学校高一期中)如图,光滑圆杆MN段竖直,OC段水平且与MN相接于O点,两杆分别套有质量为m的环A和2m的环B,两环的内径比杆的直径稍大,A、B用长为2L的轻绳连接,A、O用长为L的轻绳连接,现让装置绕竖直杆MN做匀速圆周运动,当时,OA段轻绳刚好要断。已知AB段绳能承受的拉力足够大,计算结果可用根号表示。
求:
(1)OA段绳刚刚拉直时转动的角速度多大?
(2)OA段绳能承受的最大的拉力;
(3)当且转动稳定时,A向外侧移动的距离多大?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
2.A
3.D
4.B
5.A
6.C
7.C
8.B
9.ABC
10.AC
11.BC
12.BC
13.
14. 6
15.2:1
16.
17.(1)3s;20m/s;(2)
18.(1)10N;(2)20N
19.(1);(2)
20.0.5m≤r≤0.75m
21.(1);(2)
22.(1);(2);(3)
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