2024人教版高中物理必修第二册练习题--分层作业9 向心加速度（有解析）
文档属性
| 名称 | 2024人教版高中物理必修第二册练习题--分层作业9 向心加速度（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 386.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-12 13:54:13 | ||
图片预览
文档简介
中小学教育资源及组卷应用平台
2024人教版高中物理必修第二册
第六章分层作业9 向心加速度
A级 必备知识基础练
1.(2023广东广州高一期末)物体做圆周运动时,下列说法正确的是( )
A.物体的向心加速度大小与线速度的二次方成正比
B.物体的向心加速度越大,速率变化越快
C.向心加速度的方向始终与线速度方向垂直
D.物体做圆周运动时的加速度始终指向圆心
2.生活中许多物体都做匀速圆周运动,对于做匀速圆周运动的物体的向心加速度,下列说法正确的是( )
A.向心加速度方向不会发生改变
B.线速度越大的物体,向心加速度也越大
C.角速度越大的物体,向心加速度也越大
D.线速度和角速度的乘积越大的物体,向心加速度也越大
3.大型游乐场中有一种叫“摩天轮”的娱乐设施,如图所示,坐在其中的游客随座舱的转动而做匀速圆周运动,以下说法正确的是( )
A.游客的速度不变化,加速度为零
B.游客的速度不变化,加速度也不变化
C.游客的速度要变化,加速度却不变化
D.游客的速度要变化,加速度也要变化
4.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,那么( )
A.加速度为零
B.加速度恒定
C.加速度大小不变,方向时刻改变,但不一定指向圆心
D.加速度大小不变,方向时刻指向圆心
5.(2023河南开封高一期末)如图所示,机械式钟表中的三个齿轮的半径之比为1∶2∶4,当齿轮转动的时候,小齿轮边缘的M点和大齿轮边缘的N点的向心加速度大小之比为( )
A.1∶2 B.1∶4
C.2∶1 D.4∶1
6.(2023广东湛江高一期末)明代出版的《天工开物》一书中记载:“其湖池不流水,或以牛力转盘,或聚数人踏转。”如图所示,牛力齿轮翻车通过齿轮传动,将湖水翻入农田。已知a、b两齿轮啮合且齿轮之间不打滑,b、c两齿轮同轴,若a、b、c三齿轮半径的大小关系为ra=2rb=4rc,则( )
A.齿轮a、b的角速度之比为2∶1
B.齿轮a、c的线速度大小之比为4∶1
C.齿轮a、b的向心加速度大小之比为1∶2
D.齿轮a、c的向心加速度大小之比为1∶4
7. 如图所示,做匀速圆周运动的质点在1 s内由A点运动到B点,AB长为 m,所对应的圆心角为。则下列选项正确的是( )
A.质点运动过程中的速度始终不变
B.质点在A点的向心加速度大小为 m/s2
C.质点从A点到B点的速度变化量大小为 m/s
D.质点从A点到B点的平均加速度大小为 m/s2
8.(2023河南洛阳高一期中)张华同学用如图所示装置测量电风扇的转速和叶片边缘的向心加速度的大小,已知永久磁铁每经过传感器一次,传感器就输出一个电压脉冲,计数器显示的数字就增加1。
(1)已有电风扇、电源、传感器、计数器、永久磁铁等仪器,要完成测量,还需要的测量仪器是 、 。
(2)把永久磁铁粘在电风扇的边缘,让电风扇匀速转动,记下所用时间t,从计数器上读出所记录的数字N,即为电风扇转过的圈数,测量出叶片的长度r,电风扇转速表达式n= ,叶片边缘向心加速度大小的表达式为a= 。(用字母N、t、r表示)
B级 能力素养提升练
9.空间站中模拟地球上重力的装置可以简化为如图所示的环形实验装置,外侧壁相当于“地板”。让环形实验装置绕O点旋转,能使“地板”上可视为质点的物体与在地球表面处有同样的“重力”,则旋转角速度应为(地球表面重力加速度为g,装置的外半径为R)( )
A. B.
C.2 D.
10. 荡秋千是儿童喜爱的一项体育运动,当秋千荡到如图所示的最高点时,小孩的加速度方向是图中的( )
A.a方向
B.b方向
C.c方向
D.d方向
11. 如图所示,甲、乙两物体自同一水平线上同时开始运动,甲沿顺时针方向做匀速圆周运动,圆半径为R;乙做自由落体运动。当乙下落至A点时,甲恰好第一次运动到最高点B,求甲物体匀速圆周运动的向心加速度的大小。
12. 如图所示,定滑轮的半径r=2 cm,绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物,由静止开始释放,测得重物以加速度a=2 m/s2做匀加速运动,在重物由静止下落距离为1 m的瞬间,求滑轮边缘上的角速度和向心加速度的大小。
分层作业9 向心加速度
1.C 当物体做匀速圆周运动且半径不变时,物体的向心加速度大小与线速度的二次方成正比,故A错误;向心加速度的物理意义是描述物体速度方向变化快慢的物理量,其只改变速度的方向,不改变速度的大小,向心加速度的方向始终与线速度方向垂直,故B错误,C正确;如果物体做的不是匀速圆周运动,此时存在切线加速度,故圆周运动的向心加速度与切线加速度的合加速度的方向不一定始终指向圆心,故D错误。
2.D 向心加速度方向始终指向圆心,因此方向时刻改变,A错误;根据a=可得在运动半径相同的情况下,线速度越大的物体,向心加速度越大,B错误;根据a=ω2r可得在运动半径相同的情况下,角速度越大的物体,向心加速度越大,C错误;根据a=ωv可知线速度和角速度的乘积越大的物体,向心加速度越大,D正确。
3.D 游客随摩天轮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时刻改变,所以线速度是变化的;而加速度大小an=不变,方向指向圆心,也时刻改变;即游客的速度要变化,加速度也要变化。故选D。
4.D 由题意知,木块做匀速圆周运动,木块的加速度大小不变,方向时刻指向圆心,D正确,A、B、C错误。
5.D 三个齿轮边缘的线速度大小相等,由a=可得,小齿轮边缘的M点和大齿轮边缘的N点的向心加速度大小之比为aM∶aN=4∶1,故选D。
6.C a、b齿轮啮合且齿轮之间不打滑,线速度相同,故ωara=ωbrb,解得ωa∶ωb=1∶2,齿轮a、b的向心加速度大小之比为aa∶ab=vaωa∶vbωb=1∶2,A错误,C正确;b、c齿轮同轴,角速度相同,故,故vb∶vc=rb∶rc=2∶1,则有va∶vc=2∶1,齿轮a、c的向心加速度大小之比为aa∶ac=vaωa∶vcωc=vaωa∶vcωb=1∶1,B、D错误。
7.D 质点运动过程中的速度大小不变、方向变化,选项A错误;质点的角速度大小ω= rad/s,轨迹圆的半径r==0.5 m,故质点在A点的向心加速度大小a=ω2r= m/s2,选项B错误;质点做圆周运动的线速度大小v=ωr= m/s,根据几何关系,质点从A点到B点的速度变化量大小Δv=v= m/s,质点从A点到B点的平均加速度大小 m/s2,选项C错误,D正确。
8.答案 (1)秒表 刻度尺 (2)
解析 (1)测量的方法:把永久磁铁粘在电风扇的边缘,让电风扇匀速转动,用秒表记下所用时间t,从计数器上读出所记录的数字N,用刻度尺测量出叶片的长度r,所以还需要的仪器是秒表和刻度尺。
(2)转速是指单位时间内,物体做圆周运动的次数,电风扇转速表达式n=,叶片边缘向心加速度大小的表达式为a=ω2r=(2πn)2r=。
9.A “地板”上物体做圆周运动,其向心加速度等于重力加速度,即g=ω2R,解得ω=,所以A正确。
10.B 在最高点时,速度为零的瞬间的加速度只起到改变大小的作用,故没有向心加速度,故加速度沿切线方向。
11.答案 π2g
解析 设乙下落到A点所用时间为t,则对乙,满足R=gt2,得t=,这段时间内甲运动了T,即T=,又由于a=Rω2=R,解得a=π2g。
12.答案 100 rad/s 200 m/s2
解析 重物以加速度a=2 m/s2做匀加速运动
由公式v2-=2ax
代入数据可得此时滑轮边缘的线速度
v==2 m/s
则角速度ω==100 rad/s
向心加速度an==200 m/s2。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
2024人教版高中物理必修第二册
第六章分层作业9 向心加速度
A级 必备知识基础练
1.(2023广东广州高一期末)物体做圆周运动时,下列说法正确的是( )
A.物体的向心加速度大小与线速度的二次方成正比
B.物体的向心加速度越大,速率变化越快
C.向心加速度的方向始终与线速度方向垂直
D.物体做圆周运动时的加速度始终指向圆心
2.生活中许多物体都做匀速圆周运动,对于做匀速圆周运动的物体的向心加速度,下列说法正确的是( )
A.向心加速度方向不会发生改变
B.线速度越大的物体,向心加速度也越大
C.角速度越大的物体,向心加速度也越大
D.线速度和角速度的乘积越大的物体,向心加速度也越大
3.大型游乐场中有一种叫“摩天轮”的娱乐设施,如图所示,坐在其中的游客随座舱的转动而做匀速圆周运动,以下说法正确的是( )
A.游客的速度不变化,加速度为零
B.游客的速度不变化,加速度也不变化
C.游客的速度要变化,加速度却不变化
D.游客的速度要变化,加速度也要变化
4.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,那么( )
A.加速度为零
B.加速度恒定
C.加速度大小不变,方向时刻改变,但不一定指向圆心
D.加速度大小不变,方向时刻指向圆心
5.(2023河南开封高一期末)如图所示,机械式钟表中的三个齿轮的半径之比为1∶2∶4,当齿轮转动的时候,小齿轮边缘的M点和大齿轮边缘的N点的向心加速度大小之比为( )
A.1∶2 B.1∶4
C.2∶1 D.4∶1
6.(2023广东湛江高一期末)明代出版的《天工开物》一书中记载:“其湖池不流水,或以牛力转盘,或聚数人踏转。”如图所示,牛力齿轮翻车通过齿轮传动,将湖水翻入农田。已知a、b两齿轮啮合且齿轮之间不打滑,b、c两齿轮同轴,若a、b、c三齿轮半径的大小关系为ra=2rb=4rc,则( )
A.齿轮a、b的角速度之比为2∶1
B.齿轮a、c的线速度大小之比为4∶1
C.齿轮a、b的向心加速度大小之比为1∶2
D.齿轮a、c的向心加速度大小之比为1∶4
7. 如图所示,做匀速圆周运动的质点在1 s内由A点运动到B点,AB长为 m,所对应的圆心角为。则下列选项正确的是( )
A.质点运动过程中的速度始终不变
B.质点在A点的向心加速度大小为 m/s2
C.质点从A点到B点的速度变化量大小为 m/s
D.质点从A点到B点的平均加速度大小为 m/s2
8.(2023河南洛阳高一期中)张华同学用如图所示装置测量电风扇的转速和叶片边缘的向心加速度的大小,已知永久磁铁每经过传感器一次,传感器就输出一个电压脉冲,计数器显示的数字就增加1。
(1)已有电风扇、电源、传感器、计数器、永久磁铁等仪器,要完成测量,还需要的测量仪器是 、 。
(2)把永久磁铁粘在电风扇的边缘,让电风扇匀速转动,记下所用时间t,从计数器上读出所记录的数字N,即为电风扇转过的圈数,测量出叶片的长度r,电风扇转速表达式n= ,叶片边缘向心加速度大小的表达式为a= 。(用字母N、t、r表示)
B级 能力素养提升练
9.空间站中模拟地球上重力的装置可以简化为如图所示的环形实验装置,外侧壁相当于“地板”。让环形实验装置绕O点旋转,能使“地板”上可视为质点的物体与在地球表面处有同样的“重力”,则旋转角速度应为(地球表面重力加速度为g,装置的外半径为R)( )
A. B.
C.2 D.
10. 荡秋千是儿童喜爱的一项体育运动,当秋千荡到如图所示的最高点时,小孩的加速度方向是图中的( )
A.a方向
B.b方向
C.c方向
D.d方向
11. 如图所示,甲、乙两物体自同一水平线上同时开始运动,甲沿顺时针方向做匀速圆周运动,圆半径为R;乙做自由落体运动。当乙下落至A点时,甲恰好第一次运动到最高点B,求甲物体匀速圆周运动的向心加速度的大小。
12. 如图所示,定滑轮的半径r=2 cm,绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物,由静止开始释放,测得重物以加速度a=2 m/s2做匀加速运动,在重物由静止下落距离为1 m的瞬间,求滑轮边缘上的角速度和向心加速度的大小。
分层作业9 向心加速度
1.C 当物体做匀速圆周运动且半径不变时,物体的向心加速度大小与线速度的二次方成正比,故A错误;向心加速度的物理意义是描述物体速度方向变化快慢的物理量,其只改变速度的方向,不改变速度的大小,向心加速度的方向始终与线速度方向垂直,故B错误,C正确;如果物体做的不是匀速圆周运动,此时存在切线加速度,故圆周运动的向心加速度与切线加速度的合加速度的方向不一定始终指向圆心,故D错误。
2.D 向心加速度方向始终指向圆心,因此方向时刻改变,A错误;根据a=可得在运动半径相同的情况下,线速度越大的物体,向心加速度越大,B错误;根据a=ω2r可得在运动半径相同的情况下,角速度越大的物体,向心加速度越大,C错误;根据a=ωv可知线速度和角速度的乘积越大的物体,向心加速度越大,D正确。
3.D 游客随摩天轮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时刻改变,所以线速度是变化的;而加速度大小an=不变,方向指向圆心,也时刻改变;即游客的速度要变化,加速度也要变化。故选D。
4.D 由题意知,木块做匀速圆周运动,木块的加速度大小不变,方向时刻指向圆心,D正确,A、B、C错误。
5.D 三个齿轮边缘的线速度大小相等,由a=可得,小齿轮边缘的M点和大齿轮边缘的N点的向心加速度大小之比为aM∶aN=4∶1,故选D。
6.C a、b齿轮啮合且齿轮之间不打滑,线速度相同,故ωara=ωbrb,解得ωa∶ωb=1∶2,齿轮a、b的向心加速度大小之比为aa∶ab=vaωa∶vbωb=1∶2,A错误,C正确;b、c齿轮同轴,角速度相同,故,故vb∶vc=rb∶rc=2∶1,则有va∶vc=2∶1,齿轮a、c的向心加速度大小之比为aa∶ac=vaωa∶vcωc=vaωa∶vcωb=1∶1,B、D错误。
7.D 质点运动过程中的速度大小不变、方向变化,选项A错误;质点的角速度大小ω= rad/s,轨迹圆的半径r==0.5 m,故质点在A点的向心加速度大小a=ω2r= m/s2,选项B错误;质点做圆周运动的线速度大小v=ωr= m/s,根据几何关系,质点从A点到B点的速度变化量大小Δv=v= m/s,质点从A点到B点的平均加速度大小 m/s2,选项C错误,D正确。
8.答案 (1)秒表 刻度尺 (2)
解析 (1)测量的方法:把永久磁铁粘在电风扇的边缘,让电风扇匀速转动,用秒表记下所用时间t,从计数器上读出所记录的数字N,用刻度尺测量出叶片的长度r,所以还需要的仪器是秒表和刻度尺。
(2)转速是指单位时间内,物体做圆周运动的次数,电风扇转速表达式n=,叶片边缘向心加速度大小的表达式为a=ω2r=(2πn)2r=。
9.A “地板”上物体做圆周运动,其向心加速度等于重力加速度,即g=ω2R,解得ω=,所以A正确。
10.B 在最高点时,速度为零的瞬间的加速度只起到改变大小的作用,故没有向心加速度,故加速度沿切线方向。
11.答案 π2g
解析 设乙下落到A点所用时间为t,则对乙,满足R=gt2,得t=,这段时间内甲运动了T,即T=,又由于a=Rω2=R,解得a=π2g。
12.答案 100 rad/s 200 m/s2
解析 重物以加速度a=2 m/s2做匀加速运动
由公式v2-=2ax
代入数据可得此时滑轮边缘的线速度
v==2 m/s
则角速度ω==100 rad/s
向心加速度an==200 m/s2。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)