新课标人教版必修二:第五章曲线运动第四节圆周运动练习题

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名称 新课标人教版必修二:第五章曲线运动第四节圆周运动练习题
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科目 物理
更新时间 2015-09-18 10:26:50

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新课标人教版必须二:第五章曲线运动第四节圆周运动练习题
第I卷(选择题)
评卷人 得分
一、选择题
1.如图所示,竖直平面内光滑圆轨道半径R ( http: / / www.21cnjy.com )=2m,从最低点A有一质量为m=1kg的小球开始运动,初速度v0方向水平向右,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A.小球能到达最高点B的条件是m/s
B.若初速度v0=5m/s,则运动过程中,小球一定不会脱离圆轨道
C.若初速度v0=8m/s,则小球将在离A点2.8m高的位置离开圆轨道
D.若初速度v0=8m/s,则小球离开圆轨道时的速度大小为m/s
2.有下列①、②、③、④所述的四种情景,请根据所学知识从A、B、C、D四个选项中选择对情景的分析和判断的正确说法( )【出处:21教育名师】
①点火后即将升空的火箭;
②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车;
③运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶;
④太空的空间站在绕地球匀速转动
A.因火箭还没运动,所以加速度一定为零
B.轿车紧急刹车,速度变化很快,所以加速度很大
C.高速行驶的磁悬浮列车,因速度很大,所以加速度也一定很大
D.尽管空间站做匀速转动,但加速度也不为零
3.如图所示,一根长为l的轻质软绳一端固定在O点,另一端与质量为m的小球连接,初始时将小球放在与O点等高的A点,OA=,现将小球由静止状态释放,则当小球运动到O点正下方时,绳对小球拉力为( )(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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A.2mg B.3mg C. D.
4.如图所示,一根跨过光滑定滑轮的轻绳,两 ( http: / / www.21cnjy.com )端各有一杂技演员(可视为质点),a站在滑轮正下方的地面上,b从图示的位置由静止开始向下摆动,运动过程中绳始终处于伸直状态,当演员b摆至最低点时,a刚好对地面无压力,则演员a的质量与演员b的质量之比为
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A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.4∶1
5.如图所示,质量为m的木块从半径为R的固定半球形的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得木块做匀速圆周运动,则
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A.木块的加速度为零
B.木块的加速度不变
C.木块的速度不变
D.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向时刻指向球心
6.如图所示,地球绕地轴匀速转动。在地球表 ( http: / / www.21cnjy.com )面上有a、b两物体,设a、b两物体的线速度分别为v1、v2,角速度分别为ω1、ω2,向心加速度分别为a1、a2,转速分别为n1、n2,下列说法正确的是
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A.v1>v2 B.ω1>ω2 C.a17.如图所示,用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动,则下列说法中正确的是:
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A.小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力;
B.小球在最高点时绳子的拉力不可能为零;
C.小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力;
D.若小球刚好能在竖直直平面内做圆周运动,则其在最高点的速率为。
8.质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是 ( )
A.线速度越大,周期一定越小
B.角速度越大,周期一定越小
C.转速越小,周期一定越大
D.圆周半径越大,周期一定越小
9.长为的细线一端固定,另一端系一质量为的小球,使小球在竖直平面内做圆周运动(不计空气阻力),小球到最高点时恰好能使线不至松驰,当球位于圆周的最低点时其速率为( )【来源:21cnj*y.co*m】
A. B. C. D.
10.如图所示,长为L的轻 ( http: / / www.21cnjy.com )杆,一端固定一个小球,另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直平面内做圆周运动,关于小球在最高点的速度v,下列说法中正确的是( )
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A. v的最小值为
B. v由零逐渐增大,向心力也逐渐增大
C. 当v由逐渐增大时,杆对小球的弹力也逐渐增大
D. 当v由逐渐减小时,杆对小球的弹力逐渐减小
11.下列现象中,为了避免发生离心运动发生的是( )
A.汽车过弯时要减速 B.制作棉花糖
C.洗衣机甩干衣物 D.制作无缝钢管
12.在汽车通过凸桥的最高点时,下列说法正确的是( )
A.汽车对桥面的压力等于汽车的自重
B.汽车对桥面的压力大于汽车的自重
C.汽车对桥面的压力小于汽车的自重
D.汽车对桥面的压力与车速无关
13.如图所示,质量相等的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上,两物块始终相对于圆盘静止,则两物块( )
A.线速度相同
B.角速度相同
C.向心加速度相同
D.向心力相同
14.甲、乙两人从某点出发沿同一圆形跑 ( http: / / www.21cnjy.com )道运动,甲沿顺时针方向行走,乙沿逆时针方向行走。经过一段时间后,甲、乙两人在另一点相遇。从出发到相遇的过程中,下列说法中正确的是
A.甲、乙两人通过的路程一定不同
B.甲、乙两人通过的路程一定相同
C.甲、乙两人发生的位移一定不同
D.甲、乙两人发生的位移一定相同
15.在如图所示的装置中,表面粗糙 ( http: / / www.21cnjy.com )的斜面固定在地面上。斜面的倾角为θ=30°;两个光滑的定滑轮的半径很小,用一根跨过定滑轮的细线连接甲、乙两物体,把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行,把乙物体悬在空中,并使悬线拉直且偏离竖直方向α=60°。现同时释放甲、乙两物体,乙物体将在竖直平面内摆动,当乙物体运动经过最高点和最低点时,甲物体在斜面上均恰好未滑动。已知乙物体的质量为m=1kg,若重力加速度g取10m/s2 ,下列说法正确的是( )
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A.乙物体运动经过最高点时悬线的拉力大小为15 N
B.乙物体运动经过最低点时悬线的拉力大小为25 N
C.斜面对甲物体的最大静摩擦力的大小为l5 N
D.甲物体的质量为2.5kg
16.如图所示,在固定的圆锥形漏斗 ( http: / / www.21cnjy.com )的光滑内壁上,有两个质量相等的小物块A和B,它们分别紧贴漏斗的内壁,在不同的水平面上做匀速圆周运动。则以下叙述正确的是( )
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A.物块A的线速度小于物块B的线速度
B.物块A的角速度等于物块B的角速度
C.物块A对漏斗内壁的压力等于物块B对漏斗内壁的压力
D.物块A的向心力大于物块B的向心力
17.如图所示,洗衣机脱水桶在转动时,衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来,则衣服( )
A.受到4个力的作用
B.所需的向心力由静摩擦力提供
C.所需的向心力由弹力提供
D.所需的向心力由重力提供
18.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.匀速圆周运动就是匀速运动
B.匀速圆周运动是一种变加速运动
C.匀速圆周运动的物体处于平衡状态
D.匀速圆周运动的加速度是恒定不变的
19.在街头的理发店门口,常可以看到有这样的 ( http: / / www.21cnjy.com )标志:一个转动的圆筒,外表有彩色螺旋斜条纹,我们感觉条纹在沿竖直方向运动,但实际上条纹在竖直方向并没有升降,这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉.如图所示,假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带,相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离(即螺距)为L=10cm,圆筒沿逆时针方向(从俯视方向看),以2转/秒的转速匀速转动,我们感觉到的升降方向和速度大小分别为( )
A.向上 10cm/s B.向上 20cm/s C.向下 10cm/s D.向下 20cm/s
20.如图所示,一物体以初速度v0冲向光滑斜面AB,并能沿斜面恰好上升到高度为h的B点,下列说法中正确的是( )21教育名师原创作品
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A.若把斜面从C点锯断,由机械能守恒定律可知,物体冲出C点后仍能升高h
B.若把斜面弯成圆弧形AB′,物体仍能沿AB′升高h
C.无论是把斜面从C点锯断还是把斜面弯成圆弧形,物体都不能升高h,因为机械能不守恒
D.无论是把斜面从C点锯断还是把斜面弯成圆弧形,物体都不能升高h,但机械能守恒
21.如图,足够大的光滑绝 ( http: / / www.21cnjy.com )缘水平面上有三个带电质点,A和C围绕B做匀速圆周运动,B恰能保持静止,其中A、C两点与B的距离分别是L1,和L2.不计三质点间的万有引力,则A和C的比荷(电量与质量之比)之比应是
A. B. C. D.
22.由于地球的自转,使得赤道上的物体绕地轴做匀速圆周运动。关于该物体,下列说法中正确的是
A.向心力等于地球对它的万有引力
B.速度等于第一宇宙速度
C.加速度等于重力加速度
D.周期等于地球同步卫星运行的周期
23.如图所示,在风力推动下,风叶带动发电机发电,M、N为同一个叶片上的两点,下列说法中正确的是
A.M点的线速度等于N点的线速度
B.M点的角速度小于N点的角速度
C.M点的向心加速度小于N点的向心加速度
D.M点的周期大于N点的周期
24.如图所示,某卫星绕地球做匀速圆周运动,则该卫星所受的向心力
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A.大小变化,方向不变 B.大小不变,方向变化
C.大小和方向都变化 D.大小和方向都不变
25.如图所示,一辆轿车正在水平路面上转弯,下列说法正确的是
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A.水平路面对轿车弹力的方向斜向上
B.轿车受到的静摩擦力提供转弯的向心力
C.轿车受到的向心力是重力、支持力和牵引力的合力
D.轿车所受的合力方向一定与运动路线的切线方向垂直
26.如图所示为一种叫做 ( http: / / www.21cnjy.com )“魔盘”的娱乐设施,当转盘转动很慢时,人会随着“磨盘”一起转动,当“魔盘”转动到一定速度时,人会“贴”在“魔盘”竖直壁上,而不会滑下。若磨盘半径为r,人与魔盘竖直壁间的动摩擦因数为μ,在人“贴”在“魔盘”竖直壁上,随“魔盘”一起运动过程中,则下列说法正确的是
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A.人随“魔盘”转动过程中受重力、弹力、摩擦力和向心力作用
B.如果转速变大,人与器壁之间的摩擦力变大
C.如果转速变大,人与器壁之间的弹力不变
D.“魔盘”的转速一定大于
27.如图所示,小物块A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起作匀速圆周运动,则下列关于A的受力情况说法正确的是
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A.受重力、支持力
B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C.受重力、支持力、摩擦力和向心力
D.受重力、支持力和与运动方向相同的摩擦力
28.质量为m的木块从半径为R的半球形 ( http: / / www.21cnjy.com )的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果由于摩擦力的使用使得木块的速率不变,如图所示,那么 ( )
A.因为速率不变,所以木块的加速度为零
B.木块下滑过程中所受的合外力越来越大
C.木块下滑过程中所受的摩擦大小不变
D.木块下滑过程中的加速度大小不变,方向始终指向球心
29.如图所示,两个内壁光滑、半径不同 ( http: / / www.21cnjy.com )的半球形碗放在不同高度的水平面上,使两碗口处于同一水平面,现将质量相同的两个小球(小球半径远小于碗的半径),分别从两个碗的边缘由静止释放,当两球分别通过碗的最低点时,
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A.两球的速度大小相等
B.两球的机械能大小始终相等
C.两球对碗底的压力大小不相等
D.小球下滑的过程中重力的功率一直增大
30.如图所示,轻杆AB长,两端各连接一个小球(可视为质点),两小球质量关系为,轻杆绕距B端处的O轴在竖直平面内顺时针自由转动。当轻杆转至水平位置时,A球速度为,则在以后的运动过程中( )
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A.A、B球系统机械能守恒
B.当B球运动至最低点时,球A对杆作用力等于0
C.当B球运动到最高点时,杆对B球作用力等于
D.A、B球两球均做匀速圆周运动。
31.轻杆一端固定在光滑水平轴O上 ( http: / / www.21cnjy.com ),另一端固定一质量为m的小球,如图所示.给小球一初速度,使其在竖直平面内做圆周运动,且刚好能通过最高点P,下列说法正确的是( )
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A.小球在最高点时对杆的作用力为零
B.小球在最高点时对杆的作用力为mg
C.若增大小球的初速度,则在最高点时球对杆的力一定增大
D.若增大小球的初速度,则在最高点时球对杆的力可能为零
32.飞机俯冲拉起时,飞行员处于超重状态 ( http: / / www.21cnjy.com ),此时座位对飞行员的支持力大于所受的重力,这种现象叫过荷。过荷过重会造成飞行员大脑贫血,四肢沉重,暂时失明,甚至昏厥。受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的支持力影响。取g=10m/s2,则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲速度为100m/s时,圆弧轨道的最小半径为( )
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A.100m
B.111m
C.125m
D.250m
33.在光滑水平桌面中央固定一边长为 ( http: / / www.21cnjy.com )0.3 m的小正三棱柱abc,俯视如图.长度为L=1 m的细线,一端固定在a点,另一端拴住一个质量为m=0.5 kg、不计大小的小球.初始时刻,把细线拉直在ca的延长线上,并给小球以v0=2 m/s且垂直于细线方向的水平速度,由于光滑棱柱的存在,细线逐渐缠绕在棱柱上(不计细线与三棱柱碰撞过程中的能量损失).已知细线所能承受的最大张力为7 N,则下列说法中不正确的是( )  21*cnjy*com
A.细线断裂之前,小球速度的大小保持不变
B.细线断裂之前,小球的速度逐渐减小
C.细线断裂之前,小球运动的总时间为0.7π s
D.细线断裂之前,小球运动的位移大小为0.9 m
34.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分(如图),行驶时( )
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A.大齿轮边缘点比小齿轮边缘点的线速度大
B.后轮边缘点比小齿轮边缘点的角速度大
C.大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度之比等于它们半径的反比
D.后轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度之比等于它们半径的反比
35.下列关于匀速圆周运动的说法,正确的是( )
A.匀速圆周运动是一种平衡状态
B.匀速圆周运动是一种匀速运动
C.匀速圆周运动是一种匀变速运动
D.匀速圆周运动是一种速度和加速度都不断改变的运动
36.如图所示,两个小球用长度不等的细线悬挂在天花板上的同一点,并在同一水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
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A.两球运动的周期一定相同
B.两球运动的线速度大小一定相等
C.两球运动的角速度大小一定相等
D.两球运动的向心加速度大小一定相等
37.如图所示,a、b两颗人造地球卫星分别在半径不同的轨道上绕地球作匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
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A.a的周期小于b的周期 B.a的动能大于b的动能
C.a的势能小于b的势能 D.a的加速度大于b的加速度
38.在国际单位制中, 角速度的单位是( )
A.米/秒 B.米/秒2 C.弧度/秒2 D.弧度/秒
39.如图所示,水平转台上放着A、B、 ( http: / / www.21cnjy.com )C三个物体,质量分别为2m、m、m,离转轴的距离分别为R、R、2R,与转台间的摩擦因数相同,转台旋转时,下列说法中,正确的是( )
A.若三个物体均未滑动,A物体的向心加速度最大
B.若三个物体均未滑动,B物体受的摩擦力最大
C.转速增加,C物先滑动
D.转速增加,A物比B物先滑动
40.下列说法正确的是( )
A.竖直平面内做匀速圆周运动的物体,其合外力可能不指向圆心
B.匀速直线运动和自由落体运动的合运动一定是曲线运动
C.物体竖直向上做匀加速直线运动时,物体受到的重力将变大
D.火车超过限定速度转弯时,车轮轮缘将挤压铁轨的外轨
41.如图,两个半径不同而内壁 ( http: / / www.21cnjy.com )光滑的半圆轨道竖直固定于地面,一个小球(可以视为质点)先后从与球心在同一水平高度的A、B两点由静止开始自由下滑,通过轨道最低点时
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A.小球对轨道的压力相等
B.小球的速度相等
C.小球的向心加速度不相等
D.小球的机械能相等
42.如图所示,质量为m的小球沿竖直平面内的圆管轨道运动,小球的直径略小于圆管的直径.已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力恰好为mg,则小球以速度为通过圆管的最高点时:其中正确的是21·世纪*教育网
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①小球对圆管的内壁有压力
②小球对圆管的外壁有压力
③小球对圆管压力大小等于
④小球对圆管的压力大小等于
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
43.如图所示,光滑杆偏离竖直方向的夹 ( http: / / www.21cnjy.com )角为θ,杆以O为支点绕竖直轴旋B转,质量为m的小球套在杆上可沿杆滑动,当其角速度为ω1时,小球旋转平面在A处,当杆角速度为ω2时,小球旋转平面在B处,若球对杆的压力为F,则有
A.F1>F2 B.F144.如图所示,A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,已知mA=mBA.线速度大小关系:vAB.加速度大小关系:aA>aB=aC
C.向心力大小关系:FA=FBD.周期关系:TA>TB=TC
45.一个在水平面上做匀速圆周运动的物体,如果半径不变,而速率增加到原来速率的3倍,其向心力是72 N,则物体原来受到的向心力的大小是
A.16 N B.12 N C.8 N D.6 N
46.如图所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置。P是轮盘的一个齿,Q是飞轮上的一个齿。下列说法中正确的是
A.P、Q两点角速度大小相等
B.P点线速度小于Q点线速度
C.P点线速度大于Q点线速度
D.P点向心加速度小于Q点向心加速度
47.质量为m的小球由轻绳a和b系于一轻质 ( http: / / www.21cnjy.com )木架上的A点和C点,且La<Lb , 如图所示。当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内作匀速圆周运动,绳a在竖直方向、绳b在水平方向。当小球运动在图示位置时,绳b被烧断的同时杆也停止转动,则 ( )
A.小球仍在水平面内作匀速圆周运动
B.在绳被烧断瞬间,a绳中张力突然增大
C.在绳被烧断瞬间,小球所受的合外力突然变小
D.若角速度ω较大,小球可以在垂直于平面ABC的竖直平面内作圆周运动
48.如图所示,三颗人造地球卫星都是顺时针方向运动,b与c轨道半径相同,则( )
A.线速度vb=vc<va
B.周期Tb=Tc>Ta
C.b与c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度
D.b加速则可追上前面的c与之对接
49.如图所示为圆锥摆示意图 ( http: / / www.21cnjy.com ),用长为L的细绳一端固定,另一端系着一个小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动,细绳与竖直方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g,则小球的角速度大小为( )
A. B. C. D.
50.当汽车行驶在凸形桥时,为使通过桥顶时减小汽车对桥的压力,司机应( )
A.以尽可能小的速度通过桥顶
B.增大速度通过桥顶
C.使通过桥顶的向心加速度尽可能小
D.和通过桥顶的速度无关
51.在绕地球作匀速圆周运动的太空仓内,按照同学们使用的新人教版教材要求,能完成的实验是:
A.验证力的平行四边形法则
B.探究弹簧形变量与弹力的关系
C.探究物体加速度与质量和合外力的关系
D.用平抛运动测初速度
52.甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其 ( http: / / www.21cnjy.com )质量之比为1:2,转动半径之比为1:2,在相等时间里甲转过30°,乙转过45°,则它们所受外力的合力之比为 ( )
A.1:4 B.1:6 C.9:16 D.1:9
53.如图所示,三段细线长OA=AB= ( http: / / www.21cnjy.com )BC, A、B、C三球质量相等,当它们绕O点在光滑的水平桌面上以相同的角速度作匀速圆周运动时,则三段线的拉力TOA:TAB:TBC为( )
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A. B.
C. D.
54.在离心浇铸装置中,电动机带动两个支 ( http: / / www.21cnjy.com )承轮同向转动,管状模型放在这两个轮上靠摩擦转动,如图所示,铁水注入之后,由于离心作用,铁水紧紧靠在模型的内壁上,从而可得到密实的铸件,浇铸时转速不能过低,否则,铁水会脱离模型内壁,产生次品。已知管状模型内壁半径R,则管状模型转动的最低角速度ω为( )
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A. B. C. D.2
55.如图所示的齿轮传动装置中,主动轮的齿数 ( http: / / www.21cnjy.com )z1=24,从动轮的齿数z2=8,当主动轮以角速度ω顺时针转动时,从动轮的运动情况是( )
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A.顺时针转动,周期为2π/3ω
B.逆时针转动,周期为2π/3ω
C.顺时针转动,周期为6π/ω
D.逆时针转动,周期为6π/ω
56.在街头的理发店门口,常可以看到 ( http: / / www.21cnjy.com )一个转动的圆筒,如图所示,外表有螺旋斜条纹,人们感觉条纹在沿竖直方向运动,但实际上条纹在竖直方向并没有升降,这是由于圆筒的转动使眼睛产生的错觉。假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带,相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离(即螺距)为d,如果观察到条纹以速度v向上运动,则从下往上看圆筒的转动情况是( )
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A.顺时针转速 B.顺时针转速
C.逆时针转速 D.逆时针转速
57.如图所示,一个圆形框架以竖直的直 ( http: / / www.21cnjy.com )径为转轴匀速转动。在框架上套着两个质量相等的 小球A、B,小球A、B到竖直转轴的距离相等,它们与圆形框架保持相对静止。下列说法正确的是
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A.小球A的合力小于小球B的合力
B.小球A与框架间可能没有摩擦力
C.小球B与框架间可能没有摩擦力
D.圆形框架以更大的角速度转动,小球B受到的摩擦力一定增大
58.一质量为m的质点,系在轻绳的一端,绳的另一端固定在水平面上,水平面粗糙。此质点在该 水平面上做半径为r的圆周运动,设质点的最初速率是v0,滑动摩擦力大小恒定,当它运动一周时,其速率变为,则( )
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A.当它运动一周时摩擦力做的功为
B.质点与水平面的动摩擦因数为
C.质点在运动了两个周期时恰好停止
D.当质点运动一周时的向心加速度大小为
59.“飞车走壁”杂技表演简化后的模型如 ( http: / / www.21cnjy.com )图所示,表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变,摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零,轨道平面离地面的高度为H,侧壁倾斜角度α不变,则下列说法中正确的是( )
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A.摩托车做圆周运动的H越高,角速度越小
B.摩托车做圆周运动的H越高,线速度越小
C.摩托车做圆周运动的H越高,向心力越大
D.摩托车对侧壁的压力随高度H变大而减小
60.质量为m的物体沿半径为R的半 ( http: / / www.21cnjy.com )球形金属球壳滑到最低点时的速度大小为v,如右图所示,若物体与球壳间的动摩擦因数为μ,则物体在最低点时 ( )
A.向心加速度为
B.向心力为
c.摩擦力为
D.对球壳的压力为
61.一半径为R的雨伞绕柄以角速度匀速旋转,如右图所示,伞边缘距地面高h,甩出的水滴在地面上形成一个半径为r的圆,则角速度的表达式为( )
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A. B. C. D.
62.如图所示,质量m=lkg的小球 ( http: / / www.21cnjy.com )用细线拴住,线长l=0.5m,细线所受拉力达到F=18N时就会被拉断.当小球从图地位置释放后摆到悬点的正下方时,细线恰好被拉断。若此时小球距水平地面的高度h=5m,重力加速度g=10m/s2,则小于落地处距地面上P点的距离为(P点在悬点的正下方)( )
A.1m B.2m C.3m D.4m
63.在质量为M的电动机飞轮上,固定着 ( http: / / www.21cnjy.com )一个质量为m的重物,重物到转轴的距离为r,如右图所示,为了使电动机不会从地面上跳起,电动机飞轮的转动的角速度不能超过 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. B. C. D.
64.如图所示,A.B两个小 ( http: / / www.21cnjy.com )球,质量相等,用一根轻绳相连,另有一根轻绳的两端分别连接O点和B球,让两小球绕O点在光滑水平桌面上以相同的角速度做匀速圆周运动,若OB绳上的拉力为F1,AB绳上的拉力为F2,OB=2AB,则 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.F1:F2=2:3 B.F1:F2=3:2 C.F1:F2=5:3 D.F1:F2=2:1
65.如下图所示,O1为皮 ( http: / / www.21cnjy.com )带传动的主动轮的轴心,轮半径为r1.O2为从动轮的轴心,轮半径为r2.r3为固定在从动轮上的小轮半径.已知r2=2rI,r3=1.5rl,A.B.C分别是3个轮边缘上的点,则质点A.B.C的向心加速度之比是(皮带不打滑) ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.1:2:3 B.2:4:3 C.8:4:3 D.3:6:2
66.一个带负电的小球在轻绳拉力作用下在光 ( http: / / www.21cnjy.com )滑绝缘水平面上绕着竖直方向的轴O在匀强磁场中做逆时针方向的匀速圆周运动,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示。若小球运动到A点时绳子突然断开,关于小球在绳断开后可能的运动情况,以下说法中正确的是
( http: / / www.21cnjy.com )
A.小球做逆时针匀速圆周运动,半径大于原绳长
B.小球做逆时针匀速圆周运动,半径等于原绳长
C.小球做顺时针匀速圆周运动,半径大于原绳长
D.小球做顺时针匀速圆周运动,半径小于原绳长
67.水平面上有倾角为θ、质量为M的斜面体, ( http: / / www.21cnjy.com )质量为m的小物块放在斜面上,现用一平行于斜面、大小恒定的拉力F作用于小物块上,绕小物块旋转一周,这个过程中斜面体和木块始终保持静止状态。下列说法中正确的是
( http: / / www.21cnjy.com )
A.小物块受到斜面的最大摩擦力为F+mgsinθ
B.小物块受到斜面的最大摩擦力为F- mgsinθ
C.斜面体受到地面的最大摩擦力为F
D.斜面体受到地面的最大摩擦力为Fcosθ
68.关于地球上的物体随地球自转的向心加速度的大小,下列说法正确的是
A.在赤道上向心加速度最大
B.在两极向心加速度最大
C.在地球上各处,向心加速度一样大
D.随着纬度的升高,向心加速度的值逐渐减小
69.关于圆周运动,下列说法正确的是
A.匀速圆周运动是匀速运动
B.匀速圆周运动是变速运动
C.匀速圆周运动是变加速运动
D.做圆周运动的物体加速度一定始终指向圆心
70.在匀速圆周运动中,不变的物理量是
A.角速度 B.加速度
C.线速度 D.作用在物体上的合外力的大小
71.火车在转弯行驶时,需要靠铁轨的支持力提供向心力。下列关于火车转弯的说法中正确的是:
A.在转弯处使外轨略高于内轨
B.在转弯处使内轨略高于外轨
C.在转弯处使内、外轨在同一水平高度
D.在转弯处火车受到的支持力竖直向上
72.下列关于离心现象的说法正确的是:
A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象
B.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将做背离圆心的圆周运动
C.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时它将沿切线做直线运动
D.做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时它将做曲线运动
73.人类向宇宙空间发展最具可能的是在太阳系内地球附近建立“太空城”。设想中的一个圆柱形太空城,其外壳为金属材料,长,直径,内壁沿纵向分隔成6个部分,窗口和人造陆地交错分布,陆地上覆盖厚的土壤,窗口外有巨大的铝制反射镜,可调节阳光的射入,城内部充满空气、太空城内的空气、水和土壤最初可从地球和月球运送,以后则在太空城内形成与地球相同的生态环境。为了使太空城内的居民能如地球上一样具有“重力”,以适应人类在地球上的行为习惯,太空城将在电力的驱动下,绕自己的中心轴以一定的角速度转动。如图为太空城垂直中心轴的截面,以下说法正确的有
( http: / / www.21cnjy.com )
A.太空城内物体所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心
B.人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供
C.太空城内的居民不能运用天平准确测出质量
D.太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大,太空城的居民受到的“重力”越大
74.用长短不同、材料相同的同样粗细的绳子各拴着一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,如图所示,则( )
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A.两个小球以相同的线速度运动时,长绳易断
B.两个小球以相同的角速度运动时,短绳易断
C.两个小球以相同的角速度运动时,长绳易断
D.以上说法都不对
75.如图所示,两根完全相同、轴线在同一水平 ( http: / / www.21cnjy.com )面内的平行长圆柱上放一均匀木板,木板的重心与两圆柱等距,其中圆柱的半径r=2cm,木板质量m=5kg,木板与圆柱间的动摩擦因数μ=0.2,两圆柱以角速度ω绕轴线作相反方向的转动。现施加一过木板重心且平行圆柱轴线的拉力F于木板上,使其以速度v=0.6m/s沿圆柱表面作匀速运动。取g=10m/s2。下列说法中正确的是
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A.若ω=0,则水平拉力F=20N
B.若ω=40rad/s,则水平拉力F=6N
C.若ω=40rad/s,木板移动距离x=0.5m,则拉力所做的功为4J
D.不论ω为多大,所需水平拉力恒为10N
76.如图所示,内壁光滑的圆 ( http: / / www.21cnjy.com )锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.球A的角速度一定小于球B的角速度
B.球A的线速度一定大于球B的线速度
C.球A的运动周期一定小于球B的运动周期
D.球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力
77.如图所示,一个小物块从内壁粗糙均匀的半球形碗边开始下滑,一直到最底部,在下滑过程中物块的速率逐渐增大,下列说法中正确的是( )
A.物块加速度始终指向圆心
B.物块对碗的压力逐渐减小
C.物块向心力大小时刻变化,方向也时刻改变
D.物块所受摩擦力逐渐变大
78.如图,细杆的一端与小球相连 ( http: / / www.21cnjy.com ),可绕过O点的水平轴自由转动,细杆长0.5m,小球质量为3.0kg,现给小球一初速度使它做竖直面内的圆周运动,若小球通过轨道最低点a处的速度为va=4m/s,通过轨道最高点b处的速度为vb=2m/s,取g=10m/s2,则通过最低点和最高点时,小球对细杆作用力的情况是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.a处方向竖直向下,大小为126N
B.a处方向竖直向上,大小为126N
C.b处方向竖直向下,大小为6N
D.b处方向竖直向上,大小为6N
79.火车转弯可以看做是做匀速圆周运动,火车速度提高易使外轨受损.为解决火车高速转弯时使外轨受损这一难题,理论上可行的措施是
A.适当增大弯道半径
B.适当减小弯道半径
C.适当减小外轨道和内轨道的高度差
D.适当增加外轨道和内轨道的高度差
80.下列关于圆周运动的说法中,正确的是( )
A.物体受到的合外力必须指向圆心才可能做圆周运动
B.物体的实际加速度就是向心加速度
C.在匀速圆周运动中,物体因为速率不变所以加速度为零
D.在匀速圆周运动中,物体沿切线方向无加速度
81.下列说法错误的是 ( )
A.曲线运动一定有加速度
B.平抛运动是一种匀变速曲线运动
C.物体受到的合外力是恒力时不会做曲线运动
D.匀速圆周运动是一种变加速曲线运动
82.如图所示,轻杆长3L,在杆两端分别固 ( http: / / www.21cnjy.com )定质量均为m的球A和B,光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点,外界给系统一定能量后,杆和球在竖直平面内转动,球B运动到最高点时,杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力。则球B在最高点时
A. 球B的速度为零
B. 球A的速度大小为
C. 水平转轴对杆的作用力为1.5mg
D. 水平转轴对杆的作用力为2.5mg
83.汽车甲和汽车乙质量相等,以相等的 ( http: / / www.21cnjy.com )速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动,甲车在乙车的外侧。两车沿半径方向受到的摩擦力分别为f甲和f乙。以下说法正确的是
A.f甲小于f乙
B.f甲等于f乙
C.f甲大于f乙
D.f甲和f乙大小均与汽车速率无关
84.“超级地球”是指围绕恒星公转 ( http: / / www.21cnjy.com )的类地行星 科学家们发现有两颗未知质量的不同“超级地球”环绕同一颗恒星公转,周期分别为10天和20天 根据上述信息可以计算两颗“超级地球”( )21*cnjy*com
A 质量之比
B 所受的引力之比
C 角速度之比
D 向心加速度之比
85.地球赤道上的重力加速度为g=9.8m/,物体在赤道上的向心加速度约为an=3.39cm/,若使赤道上的物体处于完全失重状态,则地球的转速应约为原来的
A.17倍 B.49倍 C.98倍 D.289倍
86.研究表明,地球自转在逐渐变 ( http: / / www.21cnjy.com )慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去,而地球的质量保持不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比
A.线速度变小 B.角速度变大
C.向心加速度变大 D.距地面的高度变小
87.如图所示,一根细线下端拴一个金属小球,细线的上端固定在金属块上,放在带小孔(小孔光滑)的水平桌面上,小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图中位置),两次金属块都静止在桌面上的同一点,则后一种情况与原来相比较,下面的判断中正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A.细线所受的拉力变小
B.小球运动的角速度变小
C.受到桌面的静摩擦力变大
D.受到桌面的支持力变大
第II卷(非选择题)
评卷人 得分
二、填空题
88.如图所示,a、b、c三个相同的小 ( http: / / www.21cnjy.com )球系在同一根线上,oa =ab=bc,当它们绕O点在光滑水平面上以相同的角速度作匀速圆周运动时,三个小球的线速度之比为 ,周期之比为= 。www-2-1-cnjy-com
89.一个竖直圆盘转动时,固定在圆 ( http: / / www.21cnjy.com )盘上的圆柱体带动一个T型支架在竖直方向振动,T型架下面系着一个弹簧和小球组成的系统。圆盘以不同的周期匀速转动时,测得小球振动的振幅与圆盘转动频率如图所示。当圆盘的频率为0.4Hz时,小球振动的周期是 s;当圆盘停止转动后,小球自由振动时,它的振动频率是 Hz
90.如图所示皮带转动轮,大轮直径是小轮直径的2 倍,A是大轮边缘上一点,B是小轮边缘上一点, C是大轮上一点,C到圆心O1的距离等于小轮半径。 转动时皮带不打滑,则A、B两点的角速度之比ωA:ωB=_ ,B、C两点向心加速度大小之比:= 。
( http: / / www.21cnjy.com )
91.一辆汽车以54km/h的速率通 ( http: / / www.21cnjy.com )过一座拱桥的桥顶,汽车对桥面的压力等于车重的一半,这座拱桥的半径是 m。若要使汽车过桥顶时对桥面无压力,则汽车过桥顶时的速度大小至少是 m/s。
92.一个质点沿半径为R的圆周运动一周,回到原地。它在运动过程中路程大小为_______m,位移大小为________m。
评卷人 得分
三、计算题
93.(12分)如图,一不可伸长的轻绳 ( http: / / www.21cnjy.com )上端悬挂于O点,下端系一质量m=1.0kg的小球。现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点。地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0 m,B点离地高度H=1.0 m,A、B两点的高度差h=0.5 m,重力加速度g取10m/s2,不计空气影响,
(1)地面上DC两点间的距离s;
(2)轻绳在B点所受的拉力大小。
94.如图所示,一人用一 ( http: / / www.21cnjy.com )根长1m,只能承受46N拉力的绳子,拴着一质量为1kg的小球,在竖直平面内作圆周运动,已知圆心O离地面h=6m。求:
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(1)为使小球能在竖直平面内作完整的圆周运动,小球过最高点时的最小速度为多大?
(2)若在增加转动的速度使小球运动到最低点时绳子恰好断开,则绳子断时小球运动的线速度多大 [来源:
(3)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离。(取=10m/s2)
95.如图所示为半径R=0.50m ( http: / / www.21cnjy.com )的四分之一圆弧轨道,底端距水平地面的高度h=0.45m.一质量m=1.0kg的小滑块从圆弧轨道顶端A由静止释放,到达轨道底端B点的速度v=2.0m/s.忽略空气的阻力.取g=10m/s2.求:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)小滑块在圆弧轨道底端B点受到的支持力大小FN;
(2)小滑块由A到B的过程中,克服摩擦力所做的功W;
(3)小滑块落地点与B点的水平距离x.
96.如图所示,半径=0.4m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量=0.1kg的小球,以初速度=8m/s在水平地面上向左作加速度=4m/s2的匀减速直线运动,运动4m后,冲上竖直半圆环,经过最高点B最后小球落在C点。取重力加速度=10m/s2。求:
(1)小球到达A点时速度大小;
(2)小球经过B点时对轨道的压力大小;
(3)A、C两点间的距离。
97.(9分)如图所示,M是水平放置的半径足够大的圆盘,绕过其圆心的竖直轴匀速转动,规定经过圆心O点且水平向右为x轴正方向。在O点正上方距盘面高为h=1.25m处有一个可间断滴水的容器,从t=0时刻开始,容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。已知t=0时刻滴下第一滴水,以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水。则:(取)
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上
(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上,圆盘的角速度应为多大
(3)当圆盘的角速度为6.28rad/s时,第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离2m,求容器的加速度a为多少 www.21-cn-jy.com
98.如图所示,在竖直向 ( http: / / www.21cnjy.com )下的匀强电场中有一绝缘的光滑轨道,一个带负电的小球从斜轨上的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为m,电荷量为-q,匀强电场的场强大小为E,斜轨道的倾角为α,圆轨道半径为R,小球的重力大于受的电场力.
(1)求小球沿轨道滑下的加速度的大小;
(2)若使小球通过圆轨道顶端的B点,求A点距水平地面的高度h至少为多大;
99.半径为R的绝缘光滑圆环固定在 ( http: / / www.21cnjy.com )竖直平面内,环上套有一质量为m、带正电的珠子,空间存在水平向右的匀强电场,如图所示.珠子所受静电力是其重力的3/4倍,将珠子从环上最低位置A点由静止释放,求:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)珠子所能获得的最大动能是多少?
(2)珠子对圆环的最大压力是多少?
100.(9分)如图所示,光滑斜 ( http: / / www.21cnjy.com )面AB与光滑竖直圆弧轨道BCD在B点平滑连接,质量为m的小物块从斜面上A点由静止释放并滑下,经圆弧轨道最低点C后能沿轨道通过最高点D,此时对D点的压力恰好等于其重力。重力加速度为g,不计空气阻力。求:
(1)物块运动到最低点C时对轨道的压力大小;
(2)A、C的高度差h与圆弧轨道半径R的比值。
101.如图所示,长为R的轻质杆(质量不计),一端系一质量为的小球(球大小不计),绕杆的另一端O在竖直平面内做匀速圆周运动,若小球最低点时,杆对球的拉力大小为1.5,求:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)小球最低点时的线速度大小?
(2)小球以多大的线速度运动,通过最高处时杆对球不施力?
102.如图所示,竖直平面内的半圆形轨道下端与水平面相切,B、C分别为半圆形轨道的最低点和最高点。小滑块(可视为质点)沿水平面向左滑动,经过A点时的速度,恰好通过最高点C.已知半圆形轨道光滑,半径R=0.40m,滑块与水平面间的动摩擦因数 = 0.50,A、B两点间的距离L=1.30m。取重力加速度g =10m/s2。求:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)滑块运动到A点时速度的大小
(2)滑块从C点水平飞出后,落地点与B点间的距离x。
103.一同学骑自行车在水平公路上 ( http: / / www.21cnjy.com )以5 m/s的恒定速率转弯,已知人和车的总质量m=80 kg,转弯的路径近似看成一段圆弧,圆弧半径R=20m,求:
(1)人和车作为一个整体转弯时需要的向心力;
(2)若车胎和路面间的动摩擦因数μ=0.5,为安全转弯,车速不能超过多少?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2)
104.(10分)如图,水 ( http: / / www.21cnjy.com )平粗糙轨道AB与半圆形光滑的竖直圆轨道BC相连,B点与C点的连线沿竖直方向,AB段长为L,圆轨道的半径为R。一个小滑块以初速度vo从A点开始沿轨道滑动,已知它运动到C点时对轨道的压力大小恰好等于其重力。求:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)滑块运动到C点的速度VC ;
(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ。
105.如图所示,一水平传送带 ( http: / / www.21cnjy.com )始终保持着大小为v0=4m/s的速度做匀速运动。在传送带右侧有一半圆弧形的竖直放置的光滑圆弧轨道,其半径为R=0.2m,半圆弧形轨道最低点与传送带右端B衔接并相切,一小物块无初速地放到皮带左端A处,经传送带和竖直圆弧轨道至最高点C。已知当A、B之间距离为s=1m时,物块恰好能通过半圆轨道的最高点C,(g=10m/s2)则:
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(1)物块至最高点C的速度v为多少
(2)物块与皮带间的动摩擦因数为多少?
(3)若只改变传送带的长度,使滑块滑至圆弧轨道的最高点C 时对轨道的压力最大,传送带的长度应满足什么条件?
106.如图所示,有一内壁光滑的试管装有质量 ( http: / / www.21cnjy.com )为1 g的小球,试管的开口端封闭后安装在水平轴O上,转动轴到管底小球的距离为5 cm,让试管在竖直平面内做匀速转动。问:
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(1)转动轴达某一转速时,试管底部受到小球的压力的最大值为最小值的3倍,此时角速度多大?
(2)当转速ω=10 rad/s时,管底对小球的作用力的最大值和最小值各是多少?(g取10 m/s2)
107.如下图所示,质量为3kg的长木板B放在光滑的水平面上,右端与半径R=1m的粗糙的圆弧相切,左端上方放一质量为1kg物块C,物块C与长木板B间的动摩擦因数
为0.2.现将一质量为1kg的物体A从距圆弧上端h=5m处静止释放,沿着圆弧到达水平
轨道与B碰撞后粘在一起运动,再经1s物块C刚好运动到B
的右端且不会掉下.取g=10m/s.求:
(1)物体A刚进入圆弧时对轨道的压力;
(2)长木板B的长度;
(3)物体A经过圆弧时克服阻力所做的功.
108.如图所示,QB段为一半径为R ( http: / / www.21cnjy.com )=1m的光滑圆弧轨道,AQ段为一长度为L=1m的粗糙水平轨道,两轨道相切于Q点,Q在圆心O的正下方,整个轨道位于同一竖直平面内。物块P的质量为m=1kg(可视为质点),P与AQ间的动摩擦因数μ=0.1,若物块P以速度v0从A点滑上水平轨道,到C点后又返回A点时恰好静止。(取g=10m/s2)求:
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)v0的大小;
(2)物块P第一次刚通过Q点时对圆弧轨道的压力。
109.如图所示,长为L的轻绳,上端固定在O点,下端连一质量为m的小球,小球接近地面,处于静止状态。现给小球一沿水平方向的初速度,小球开始在竖直平面内做圆周运动。设小球到达最高点时绳突然被剪断。已知小球最后落在离小球最初位置2L的地面上。求:
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(1)小球在最高点的速度及小球的初速度;
(2)小球在最低点时球对绳的拉力;
110.如图所示,半径分 ( http: / / www.21cnjy.com )别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上,轨道之间有一条水平轨道CD相通,一小球以一定的速度先滑上甲轨道,通过动摩擦因数为μ的CD段,又滑上乙轨道,最后离开两圆轨道,若小球在两圆轨道的最高点对轨道的压力都恰好为零,试求CD段的长度。
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111.如图所示,一个光 ( http: / / www.21cnjy.com )滑的圆锥体固定在水平桌面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为θ=30°,一条长为L的绳(质量不计),一端固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴着一个质量为m的小物体(物体可看作质点),物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动。
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⑴当v=时,求绳对物体的拉力
⑵当v=时,求绳对物体的拉力
112.如图所示,半径为,内径很小的光滑半圆管竖直放置。两个质量均为的小球以不同的速度进入管内,通过最高点时,对管壁上部的压力为3,通过最高点时,对管壁下部的压力为0.75,求两球落地点间的距离。
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113.有一种叫“飞椅”的游乐项目, ( http: / / www.21cnjy.com )如图所示。长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ。不计钢绳的重力,求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系。
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114.如图所示,在xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场,变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、+y轴方向为电场强度的正方向)。在t=0时刻由原点O发射初速度大小为v0,方向沿+y轴方向的带负电粒子(不计重力)。其中已知v0、t 0、B0、E0,且,粒子的比荷,x轴上有一点A,坐标为(,0)。
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(1)求时带电粒子的位置坐标。
(2)粒子运动过程中偏离x轴的最大距离。
(3)粒子经多长时间经过A点。
115.如图是过山车的部分模型图。模型图中光滑圆形轨道的半径R=8.1m,该光滑圆形轨道固定在倾角为斜轨道面上的Q点,圆形轨道的最高点A与P点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接。现使小车(视作质点)从P点以一定的初速度沿斜面向下运动,已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为,不计空气阻力,过山车质量为20kg,取g=10m/s2,。若小车恰好能通过圆形轨道的最高点A处,求:
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(1)小车在A点的速度为多大;
(2)小车在圆形轨道的最低点B时对轨道的压力为重力的多少倍;
(3)小车在P点的动能.
116.如图所示,一块足够大的光滑平板放置在水平面上,能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角.板上一根长为l=0.60m的轻细绳,它的一端系住一质量为的小球P ,另一端固定在板上的O点.当平板的倾角固定为时,先将轻绳平行于水平轴MN拉直,然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0=3.0m/s .若小球能保持在板面内作圆周运动,倾角的值应在什么范围内?(取重力加速度g=10m/s2)
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117.(18分)如图甲所示,放在光滑水平地面上的长木板质量M=0 5kg,木板右端放一质量m=0 5kg的滑块(可视为质点),滑块与木板间的动摩擦因数=0 4;滑块的正上方有一悬点O,通过长l=0 8m的轻绳吊一质量m0=1 0kg的小球 现将小球拉至与O点处于同一水平位置,由静止释放,小球摆至最低点时与滑块发生正碰,且m0与m只碰一次,小球碰后的动能与其向上摆动高度的关系如图乙所示,g取10m/s2,求:2-1-c-n-j-y
(1)碰前瞬间绳子对小球拉力的大小;
(2)碰后瞬间滑块速度的大小;
(3)要使滑块不会从木板上滑下,则木板的长度应滿足什么条件?
118.(14分)如图所示,轮半径r= ( http: / / www.21cnjy.com )10 cm的传送带,水平部分AB的长度L=1.5 m,与一圆心在O点、半径R=1 m的竖直光滑圆轨道的末端相切于A点,AB高出水平地面H=1.25 m,一质量m=0.1 kg的小滑块(可视为质点),由圆轨道上的P点从静止释放,OP与竖直线的夹角θ=37°.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,不计空气阻力.
(1)求滑块对圆轨道末端的压力;
(2)若传送带一直保持静止,求滑块的落地点与B间的水平距离;
(3)若传送带以v0=0.5 m/s的速度沿逆时针方向运行(传送带上部分由B到A运动),求滑块在传送带上滑行过程中产生的内能.
119.如图,在水平轨道右侧固定半径为R ( http: / / www.21cnjy.com )的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为l,水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态。可视为质点的小物块从轨道右侧A点以初速度v0冲上轨道,通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧,并被弹簧以原速率弹回。已知R=0.4 m,l=2.5 m,v0=6 m/s,物块质量m=1 kg,与PQ段间的动摩擦因数μ=0.4,轨道其它部分摩擦不计。取g=10 m/s2。求:
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(1)物块经过圆轨道最高点B时对轨道的压力;
(2)物块从Q运动到P的时间及弹簧获得的最大弹性势能;
(3)物块仍以v0从右侧冲上轨道,调节PQ段的长度l,当l长度是多少时,物块恰能不脱离轨道返回A点继续向右运动。
120.如图所示,光滑的水平面AB与半径R=0.4m的光滑竖直半圆轨道BCD在B点相切,D点为半圆轨道最高点,A点的右侧连接一粗糙的水平面。用细线连接甲、乙两物体,中问夹一轻质压缩弹簧,弹簧与甲、乙两物体不拴接,甲的质量朋=4kg,乙的质量=5kg,甲、乙均静止。若固定乙,烧断细线,甲离开弹簧后经过B点进入半圆轨道,过D点时对轨道的压力恰好为零。取g=10m/s2,甲、乙两物体均可看作质点,求:
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(1)甲离开弹簧后经过B点时的速度的大小;
(2)在弹簧压缩量相同的情况下,若固定甲,烧断细线,乙物体离开弹簧后从A点进入动摩擦因数=0.4的粗糙水平面,则乙物体在粗糙水平面运动的位移S。
参考答案
1.BCD
【解析】
试题分析:小球能到达最高点B临界速度是,根据机械能守恒定律知,,解得,A错误;若初速度v0=5m/s,设小球上升高度为H,mgH=,H=1.25m>R=2m,故小球将会左右摆动,一定不会离开轨道,B正确;小球刚好脱离轨道时,对轨道的压力为0,重力沿半径方向的分力提供向心力,设重力与半径方向的夹角为,,根据几何关系,,根据动能定理得,,解得,故离开圆轨道的位置离A点的距离为H=h+R=2.8m,C、D正确。
考点:向心力和牛顿第二定律
2.BD
【解析】
试题分析:加速度是描述物体速度变化快慢 ( http: / / www.21cnjy.com )的物理量,故A错误,B正确;磁悬浮列车高速行驶,说明速度很大,但加速度不一定大,C错误;空间站匀速转动,速度方向时刻变化,所以加速度不为0,D正确。
考点:加速度和速度
3.C
【解析】
试题分析:小球先做自由落体运动,当下落时,软绳恰好伸直,此时处于B点,设小球速度为v1,OB与水平方向的夹角为,根据动能定理,,当软绳恰伸直后,能量损失,小球将以做竖直平面内的圆周运动,摆动到最低点时速度为v3,根据动能定理,,绳对小球的拉力为F=mg+,联立以上各式解得F=.()
考点:自由落体运动和竖直平面圆周运动
4.B
【解析】
试题分析:b摆动过程中满足机械能守恒有:,在最低点有:,可得.当a刚好对地面无压力时,有,同一根绳,所以,故A、C、D错误,B正确.故选B.
考点:本题考查机械能守恒定律、匀速圆周运动、平衡条件。
5.D
【解析】
试题分析:A、C、木块做匀速圆周运动,速度方 ( http: / / www.21cnjy.com )向时刻在变化,速度在改变,加速度一定不为零.故A、C错误.B、D木块下滑过程中木块做匀速圆周运动,具有向心加速度,加速度方向时刻指向球心,而加速度是矢量,所以加速度是变化的.故B错误、D正确.故选D.
考点:本题考查向心力、向心加速度、匀速圆周运动。
6.C
【解析】
试题分析:B、绕同一轴转动的两点,转动半径不同但角速度相同,即ω1=ω2,选项B错误。D、由可知,a、b两点的转速也相等,有n1=n2,选项D错误.A、由可知,由于,则v1考点:本题考查匀速圆周运动的规律。
7.CD
【解析】
试题分析:在最高点,若重力完全充当向心力,即球和绳子之间没有相互作用力,此时有,解得,此时小球刚好能在竖直直平面内做圆周运动,若,则球对绳子有拉力,若,则不能做圆周运动,所以在最高点,充当向心力的不一定是重力,在最低点,绳子的拉力和重力充当向心力,故有,即,则小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力,故CD正确
考点:考查了圆周运动实例分析
8.BC
【解析】
试题分析:质点做匀速圆周运动过程中,所以周期大小取决于线速度和运动半径大小,故AD错误;根据公式可得角速度越大,周期一定越小,B正确;根据公式、可得可得,故转速越小,周期一定越大,C正确;
考点:考查了匀速圆周运动规律的应用
9.D
【解析】
试题分析:小球到最高点时恰好能使线不至松驰,小球的重力提供向心力,,从最高点运动到最低点运用动能定理,,可以的出最低点速率为,所以D项正确;A、B、C项错误。
考点:本题考查了竖直面内的圆周运动
10.BC
【解析】
试题分析:轻杆经过最高点的最小速度为零,选项A错误;根据可知,v由零逐渐增大,向心力也逐渐增大,选项B正确;因为当时,杆对球的作用力为零,当v由逐渐增大时,杆对小球的作用力为拉力且随速度的增大而逐渐增大,选项C正确;当v由逐渐减小时,杆对小球的作用力为支持力,且随速度的减小而增大,当v=0时作用力为mg,选项D错误;故选BC.
考点:圆周运动的规律;向心力.
11.A
【解析】
试题分析:离心现象有些是有益的 ( http: / / www.21cnjy.com )有些是有害的,汽车拐弯时,静摩擦力提供向心力,如果车速过快,静摩擦力不足以提供向心力,汽车容易发生侧滑发生危险,所以A项正确;制作棉花糖时利用糖浆之间力不足够提供向心力发生离心现象而制成是有益的应用,所以B项错误;水滴与衣服之间的附着力不足够提供向心力时发生离心现象而离开衣服是有益的应用,所以C项错误;钢水在圆周运动时需要向心力模型对钢水的支持力提供向心力制作无缝钢管也是有益的离心现象,所以D项错误。
考点:本题考查了离心运动
12.C
【解析】
试题分析:以汽车为研究对象,汽车受到竖直向下的重力和桥面对汽车的支持力,桥面对汽车的支持力大小等于汽车对桥面压力的大小,汽车通过凸桥最高点时根据牛顿第二定律可得,支持力为,由此可以看出车速越大,支持力越小,汽车对桥面的压力越小,D项错误;支持力是小于汽车的重力,C项正确;A项错误;由于是凸桥圆心在桥面以下,指向圆心的力减去背离圆心的力提供向心力,所以支持力不可能大于重力,B项错误。
考点:本题考查了竖直面内圆周运动
13.B
【解析】
试题分析:共轴的圆盘转动,圆盘上任何所有的点的角速度相等,所以B项正确;A、B两物体距离圆心的距离不相等即圆周运动的轨迹半径不相等,根据公式,线速度不相等,所以A项错误;根据向心加速度公式 ,两物角速度相等,半径不相等,所以向心加速度不相等,C项错误;根据向心力公式两物体质量相等,角速度相等,半径不相等,所以向心力不相等,D项错误;
考点:本题考查了共轴转动、向心加速度和向心力
14.D
【解析】
试题分析:若甲乙两人正好在圆形跑到 ( http: / / www.21cnjy.com )中点相遇,则两人通过的路程是相等的,故选项AB错误;因甲乙的出发点相同,故甲乙不论在何处相遇位移总是相同的,选项D正确,C错误;故选D.
考点:路程和位移。
15.D
【解析】
试题分析:乙物体摆到最高点时绳子拉力最小,有:,故A错误;乙物体由最高点到最低点,根据动能定理得:,根据牛顿第二定律得:,联立两式得,,B错误;对甲物体有:和,联立两式得,,C错误;D正确;故选D。
故选ABD.
考点:动能定理、共点力的平衡、牛顿第二定律。
16.C
【解析】
试题分析:对A、B两球进行受力分析,两球均只受重力和漏斗给的支持力FN.如图所示.
设内壁与水平面的夹角为θ,根据牛顿第二定律有:,则,半径大的线速度大,所以A的线速度大于B的线速度,A错误;,知半径越大,角速度越小,所以A的角速度小于B的角速度,B错误;支持力,知物块A对漏斗内壁的压力等于物块B对漏斗内壁的压力,C正确;向心力均由支持力沿指向圆心的分力提供,所以相等,D错误;故选C。21·cn·jy·com
考点:向心力、牛顿第二定律。
17.C
【解析】
试题分析:衣服受到重力、筒壁 ( http: / / www.21cnjy.com )的弹力和静摩擦力的作用,共3个力作用,A错误;由于衣服在圆筒内壁上不掉下来,竖直方向上没有加速度,重力与静摩擦力二力平衡,靠弹力提供向心力.B、D错误;C正确;故选C。
考点:向心力。
18.B
【解析】
试题分析:匀速圆周运动是速度的大小不变,方向时刻改变的变速曲线运动,合外力提供向心力,加速度时刻指向圆心,所以选B。
考点:匀速圆周运动。
19.D
【解析】
试题分析:因为,则旋转一圈的时间为,螺距L=10cm,则竖直方向上的速度为,圆筒沿逆时针方向(从俯视方向看),则看起来上面的彩带向下运动,故速度方向向下,D正确;
考点:圆周运动
20.D
【解析】
试题分析:若把斜面从C点锯断,物体冲出C点后 ( http: / / www.21cnjy.com ),物体将要做斜抛运动,物体到达最高点没有竖直速度还要有水平速度,根据机械能守恒,物体无法将所有动能转化为重力势能,所以不可能到达h处,所以A项错误;若把斜面弯成圆弧形AB′,物体通过圆弧形时相当于轻绳模型,通过最高点时速度不可能减小为零,所以不可能沿AB′升高h,所以B项错误;无论是把斜面从C点锯断还是把斜面弯成圆弧形,物体都不能升高h,在上升的过程中,对物体而言只有重力对其做功,支持力始终与速度垂直不做功,仍然满足机械能守恒,所以D项正确;C项错误。
考点:本题考查了斜抛、圆周运动和机械能守恒
21.C
【解析】
试题分析:由题意可知,A、C带同种电荷,B与A、C电性相反。B恰能保持静止,所受库仑力的合力为零,①。A、C做圆周运动的角速度相等,库仑力提供向心力,对A:②;对C:③。由①式得④,由①②③式得,即⑤。由④⑤两式得,故C正确。
考点:万有引力定律的应用(三星问题)。
22.D
【解析】
试题分析:由于在赤道处的物体受到万有引力和 ( http: / / www.21cnjy.com )支持力的作用,它在做匀速圆周运动,故这两个力的合力提供向心力,所以向心力不等于地球对它的万有引力,选项A错误;第一宇宙速度是物体脱离地球引力的速度,而放在赤道上的物体还没有脱离地球的引力,故其速度不是第一宇宙速度,选项B错误;该物体的加速度等于绕地轴做匀速圆周运动的加速度,它应该等于此时的向心力与其质量的比值,而此时的向心力并不等于万有引力,故此时的加速度也不等于重力加速度,故选项C错误;地球同步卫星的周期与地球的自转周期是相等的,而物体随地球一起运动,所以该物体的周期与地球同步卫星运行的周期相等,选项D正确。
考点:匀速圆周运动的向心力与向心加速度。
23.C
【解析】
试题分析:由于M与N点固定在同一片叶片上,一 ( http: / / www.21cnjy.com )起转动,所以二点的角速度相等,选项B错误;它们的周期也相等,选项D错误,而M点的半径小,根据v=ωR可知,M点的线速度小于N点的线速度,选项A错误;根据a=ω2R可知,M点的向心加速度小于N点的向心加速度,选项C正确。
考点:线速度、角速度、周期。
24.B
【解析】
试题分析:由于卫星受到的向心力 ( http: / / www.21cnjy.com )指向地球的中心,而地球与卫星的质量不变,卫星与地球间的距离不变,所以这个力的大小不变,而方向在变化,故选项B正确。
考点:万有引力的大小与方向。
25.B
【解析】
试题分析:水平路面对轿车弹力的方向竖直向上, ( http: / / www.21cnjy.com )选项A错误;轿车受到的静摩擦力提供转弯的向心力,选项B正确,C错误;轿车正在水平路面上转弯时,有指向圆心的向心加速度和沿运动方向的切向加速度,其和加速度不一定指向圆心,故轿车所受的合外力的方向不一定垂直于运动路线的切线方向,故D错误;故选B。
考点:向心力;圆周运动.
26.D
【解析】
试题分析:人随“魔盘”转动过程中受重力、弹力、摩擦力作用,选项A错误;因重力和摩擦力平衡,故f=mg,如果转速变大,人与器壁之间的摩擦力不变,选项B错误;根据可知,如果转速变大,人与器壁之间的弹力变大,选项C错误;根据mg=f,而f=μFN,而可得:n= ,则“魔盘”的转速一定大于,选项D正确。
考点:圆周运动;向心力.
27.B
【解析】
试题分析:对A受力额分析可知,A受重力、圆盘的支持力和指向圆心的摩擦力,其中摩擦力提供物体做圆周运动的向心力,故选B.
考点:圆周运动;受力分析
28.D
【解析】
试题分析:因为木块速率不变 ( http: / / www.21cnjy.com ),则做匀速圆周运动,所以木块仍有向心加速度,其大小不变,方向指向圆心,选项A错误,D正确;因木块做匀速圆周运动,则木块下滑过程中所受的合外力大小不变,又因轨道对木块的支持力不断变化,故摩擦力不断变化,选项BC错误;故选D.
考点:匀速圆周运动的规律.
29.B
【解析】
试题分析:根据机械能守恒定律可知:,解得,可知两球的速度大小不相等,选项A错误;因开始时两球的机械能相等,两球的机械能守恒,故两球的机械能大小始终相等,选项B正确;两球对碗底的压力为,则两球对碗底的压力大小相等,选项C正确;开始时重力的功率为零,到达最低端时,速度水平,重力的瞬时功率也为零,则小球下滑的过程中重力的功率先增大后减小,选项D错误; 故选B.
考点:牛顿第二定律;机械能守恒定律.
30.ABD
【解析】
试题分析:对于A、B系统只有重力做功,机械能守恒,故A正确;由题目条件可知两球重力相对于O的力矩平衡,说明两球做匀速圆周运动;A、B两个球的角速度相等,转动半径之比为2:1,根据v=rω,故A、B两个球的线速度之比为2:1;当B球运动至最低点,A球运动至最高点时,由于A的向心力 ,由牛顿第二定律可知此时轻杆对球A作用力等于0,则球A对杆的作用力为0.故BD正确;当B球运动到最高点时速度为,向心力;故杆对B球作用力为支持力;根据牛顿第二定律得:2mg-N=F向B,N=mg,故C错误;故选ABD。
考点:牛顿第二定律;机械能守恒定律;圆周运动。
31.BD
【解析】
试题分析:以小球为研究对象,设在最高点时对小球的作用力大小为F,方向数值向上,小球刚好能通过最高点P速度为零,则,再由牛顿第三定律可知,小球在最高点时对杆的作用力也为mg, 所以A错误,B正确;增大小球的初速度,在最高点,当时,F=0,则在最高点时球对杆的力可能为零,C错误,D正确;故选BD.
考点:向心力、牛顿第二定律。
32.C
【解析】
试题分析:在飞机经过最低点时,对飞行员受力分析:重力mg和支持力N,两者的合力提供向心力,
由题意,N=9mg时,圆弧轨道半径最小,由牛顿第二定律列出:,解得:Rmin=
故选:C
考点:向心力公式的应用。
33.B
【解析】
试题分析:细线断裂之前,绳子拉力与速度垂直,不做功,不改变小球的速度大小,故小球的速度大小保持不变.故A正确,B错误;绳子刚断裂时,拉力大小为7N,由得,此时的半径为,由于小球每转120°半径减小0.3m,则知小球刚好转过一周,细线断裂,则小球运动的总时间为
,解得,t=0.7π s.故C正确;小球每转120°半径减小0.3m,细线断裂之前,小球运动的位移大小为1m-0.1m=0.9m.故D正确;本题选错误的,故选B。
考点:向心力。
34.C
【解析】
试题分析:大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的线速度相等,A错;后轮与小齿轮的角速度相等,B错;根据知C正确;根据知,D错误;故选C.【版权所有:21教育】
考点:线速度、角速度、向心加速度及半径的关系。
35.D
【解析】
试题分析:匀速圆周运动是曲线运动,其速度方向时刻变化,加速度时刻指向圆心,合外力提供向心力,因此,A、B、C错误;D正确。
考点:匀速圆周运动。
36.AC
【解析】
试题分析:设细线与竖直方向夹角为θ,悬点到球旋转平面间的距离为h,则对小球进行受力分析,可知,而,可得运动周期,与线长了球的质量无关,因此两球的运动周期相同,A正确;由于可知两个小球运动的角速度相等,C正确,而,由于两球运动半径不同,因此运动的线速度不同,B错误,向心加速度可知向心加速度不同,D错误。
考点:匀速圆周运动
37.AD
【解析】
试题分析:根据可得,因此a的周期小于b的周期,A正确;由于两颗卫星的质量关系不知,因此动能大小以及重力势能的大小无法判断,BC错误;根据可得:,因此a的加速度大于b的加速度,D正确。
考点:万有引力与航天
38.D
【解析】
试题分析:角速度的计算公式,角度的国际单位是“弧度”,时间t的国际单位是“秒”,因此在国际单位制中, 角速度的单位是“弧度/秒”。
考点:力学单位制
39.C
【解析】
试题分析:三物都未滑动时, ( http: / / www.21cnjy.com )角速度相同,根据向心加速度公式a=ω2r,知a∝r,故C的向心加速度最大.故A错误;三个物体的角速度相同,则根据牛顿第二定律可知物体受到的静摩擦力为f=mω2r,即fA=2mω2R,
fB=mω2R,fC=mω22R=2 ( http: / / www.21cnjy.com )mω2R.所以物体B受到的摩擦力最小.故B错误;三个物体受到的最大静摩擦力分别为:fAm=2μmg,fBm=μmg,fCm=μmg.可见转台转速加快时,角速度ω增大,三个受到的静摩擦力都增大,三个物体中,物体C的静摩擦力先达到最大值,最先滑动起来.故D错误,C正确;故选:C.
考点:向心力;牛顿第二定律.
40.D
【解析】
试题分析:做匀速圆周运动的物体合外力一定 ( http: / / www.21cnjy.com )指向圆心,选项A错误;当匀速直线运动的速度方向与自由落体运动的加速度方向一致时,物体做竖直下抛运动,故选项B错误;物体竖直向上做匀加速直线运动时,物体受到的重力不变,选项C错误;火车超过限定速度转弯时,火车将做离心运动,则车轮轮缘将挤压铁轨的外轨,选项D错误;故选D.
考点:运动的合成与分解;向心力
41.AD
【解析】
试题分析:在最低点,由牛顿第二定律得:,联立解得;,即压力为3mg,也与半径无关,所以小球对轨道的压力相同,A正确;设半圆轨道的半径为r,小球到最低点的速度为v,由机械能守恒定律得:,在最低点,半径不同,所以速度不同,B错误;小球的向心加速度,联立两式解得:,与半径无关,因此此时小球的向心加速度相等,所以,C错误,开始释放时,机械能相等,在下滑过程中,机械能守恒,小球通过最低点时机械能相等,D正确;故选AD。考点:向心力、机械能守恒定律。
42.A
【解析】
试题分析:以小球为研究对象,小球以速度v通过最高点时,根据牛顿第二定律得 ①
由题有:N=mg,则得②;当小球以速度通过圆管的最高点,根据牛顿第二定律得: ③;由②③解得:N=-mg,负号表示圆管对小球的作用力向上,则小球对圆管的内壁压力等于mg,故A正确.故选A。
考点:牛顿第二定律.
43.D
【解析】
试题分析:对小球受力分析,如图所示,
根据平行四边形定则知,FN=,可知支持力大小相等,则压力大小相等.故AB错误.
根据F合==mrω2得,,由于r2>r1,所以ω1>ω2.故D正确,C错误.故选D
考点:牛顿第二定律的应用.
44.B
【解析】
试题分析:
根据可知,可知线速度大小关系:vA>vB=vC ,选项A错误;根据,解得,故加速度大小关系:aA>aB=aC,选项B正确;向心力等于地球对卫星的万有引力,则根据,可知向心力大小关系:FA>FB, FB 考点:万有引力定律的应用。
45.C
【解析】
试题分析:设原来的向心力为F,则根据可知,,则解得F=8N,故选项C正确。
考点:向心力.
46.D
【解析】
试题分析:因前后两轮是链条传动,故P、Q两点线速度大小相等,角速度不同,选项ABC错误;根据可知,因P点的转动半径大于Q点的半径,则P点向心加速度小于Q点向心加速度,选项D正确;故选D.2·1·c·n·j·y
考点:圆周运动的规律;向心加速度.
47.BD
【解析】
试题分析:b绳未断时,a绳拉力为小球重力mg,为b的长度,小球速度为,b绳断时,由于惯性,球具有水平向外的速度受竖直向下的重力和竖直向上的a绳的拉力而在竖直面内做圆周运动,A错;由牛顿运动定律,B正确;在绳被烧断瞬间,小球做离心运动,当较小时,球在最低点速度较小,不能摆到与A点等高处,而在竖直面内来回摆动,当较大时,球在最低点速度较大,可在竖直面内做完整的圆周运动,D正确.
考点:向心力的来源和竖直平面内的圆周运动。
48.AB
【解析】
试题分析:根据万有引力提供向心力可知,,所以AB正确,C错误。b加速到高轨道,永远不可能追上c,D错误。
考点:万有引力定律和卫星变轨问题。
49.B
【解析】
试题分析:圆锥摆的向心力来源Fn=mgtanθ,半径r=Lsinθ,由向心力公式,Fn=得,B正确。
考点:向心力的知识。
50.B
【解析】
试题分析:根据牛顿第二定律知,mg-FN=,即FN=mg-,要减小汽车对桥的压力,则增大速度或增大向心加速度a=,所以B正确。
考点:竖直平面的圆周运动。
51.A
【解析】
试题分析:绕地球作匀速圆周运动的太空仓内的一切物体都处于完全失重状态,由于重力产生的一切现象都消失,B、C、D错误;选项A正确。
考点:在完全失重状态下的物理实验。
52.D
【解析】
试题分析:物体所受合力提供向心力,由,可得:,D正确。
考点:向心力公式。
53.B
【解析】
试题分析:根据牛顿第二定律得:
对C球,有:,
对B球,有:,
对A球,有: ,
因为OA=AB=BC,则,
联立解得:.故B正确,A、C、D错误。
考点:向心力公式。
54.A
【解析】
试题分析:经过最高点的铁水要紧压模型内壁,临界情况是重力恰好提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
解得:
管状模型转动的最小角速度
故A正确;BCD错误。
考点:竖直面内的圆周运动中绳模型在最高点的临界速度。
55.B
【解析】
试题分析:齿轮传动装置中,边缘的线速度相等,则,且,所以 ,B正确。
考点:圆周运动中线速度、角速度、周期、频率、半径的关系
56.D
【解析】
试题分析:如果我们观察到条纹以速度v向上运动,则说明圆筒的转动从正面看是从右向左的,从上往下看应该是顺时针转动,那么从下往上看圆筒的逆时针转动.t时间内上升高度为,由题意可知:,解得:,故D正确,【来源:21·世纪·教育·网】
考点:考查了匀速圆周运动规律的应用
57.C
【解析】
试题分析:小球受到的合力充当向心力,因为到竖直转轴的距离相等,所以两小球的速度大小相等,半径相同,根据公式,两小球受到的合力大小相等,A错误;小球A受到的重力竖直向下,受到的支持力垂直该点圆环切线方向指向圆心,故两个力的合力不可能指向竖直转轴,所以一定受到摩擦力作用,小球B受到竖直向下的重力,受到的垂直该点切线方向指向圆心的支持力,合力可能指向竖直转轴,所以B可能不受摩擦力作用,B错误C正确;因为B可能不受摩擦力作用,所以无法判断摩擦力变化,故D错误。
考点:考查了匀速圆周运动规律的应用
58.ABD
【解析】
试题分析:当它运动一周时摩擦力做的功为,选项A正确;由功的定义:,解得,选项B正确;因质点运动一个周期动能损失,故因为,则可知质点运动不到两个周期停止,选项C错误;当质点运动一周时的向心加速度大小为,选项D正确;故选ABD.
考点:动能定理;功;向心加速度.
59.A
【解析】
试题分析:摩托车做匀速圆周运动,提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力F的合力,由摩托车受力图可知,F向=mgtanα,m,α不变,向心力大小不变.摩托车对侧壁的压力也是不变的,故CD错误.根据牛顿第二定律:F向=mgtanα=mrω2,因为向心力不变,则H越高,r越大,则角速度越小.故A正确.根据牛顿第二定律得,H越高,r越大,F向不变,则v越大.故B错误.故选A.
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考点:圆周运动;向心力.
60.AD
【解析】
试题分析:根据公式可得物体在最低点的向心加速度为,A正确;根据公式可得在最低点的向心力为,B错误;在最低点受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力,二力的合力充当向心力,故有,所以物体对球壳的压力为,所以摩擦力为,故C错误,D正确。
考点:考查了圆周运动实例分析
61.B
【解析】
试题分析:雨滴飞出后做平抛运动,在竖直方向上有,解得,在水平方向上有,俯视图如图所示,根据几何知识可得,解得,故B正确。
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考点:考查了平抛运动规律的应用
62.B
【解析】
试题分析:小球先做圆周运动,后做平抛运动,做圆周运动过程中,到最低点时,根据圆周运动可得,解得,做平抛运动过程中在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,所以水平运动距离,B正确
考点:考查了动能定理,平抛运动规律的应用
63.B
【解析】
试题分析:当重物运动到飞轮的最高点电动机要跳起时,重物对飞轮的作用力F恰好等于电动机的重力Mg,即,以重物为研究对象,由牛顿第二定律得,解得,故B正确
考点:考查了圆周运动实例分析
64.C
【解析】
试题分析:小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动,设角速度为ω,
对A球分析可得,A球受到绳子的拉力充当向心力,故有
对B球分析可得,B球受到OB绳子的拉力与AB绳子的拉力的合力充当向心力,所以有,因为两小球运动的角速度相同,所以有,又知道,所以联立可得,故C正确;
考点:考查了圆周运动规律的应用
65.C
【解析】
试题分析:质点A B是同一条皮带上的两点,所以两点的线速度大小相等,故,根据公式,可得.质点B C是同轴转动,运动角速度相等,所以,联立可得
根据公式可得三质点的向心加速度之比为,C正确;
考点:考查了圆周运动规律的应用
66.D
【解析】
试题分析:小球带负电,则小球所受的 ( http: / / www.21cnjy.com )洛伦兹力方向背离圆心,当洛伦兹力的大小等于小球原来所受合力大小时,绳子断后,小球做顺时针的匀速圆周运动,半径不变,也可能洛伦兹力小于之前合力的大小,则半径减小,D正确
考点:考查了洛伦兹力
67.AC
【解析】
试题分析:当力F方向沿斜面向下时, ( http: / / www.21cnjy.com )斜面体对物块的静摩擦力最大,此时小物块受到斜面的最大摩擦力为fm=F+mgsinθ,选项A正确,B错误;当力F沿水平方向时,对斜面体和物块的整体而言,地面对斜面体的静摩擦力最大,最大值是F,选项C正确,D错误;故选AC.
考点:
68.AD
【解析】
试题分析:地球上的物体随地球自转过程中,自转的角速度相同,根据公式可得半径越大,加速度越大,故在赤道上向心加速度最大,A正确BC错误;随着纬度的升高,自转半径在减小,所以自转向心加速度在减小,故D正确。
考点:考查了圆周运动规律的应用
69.BC
【解析】
试题分析:匀速圆周运动的速度 ( http: / / www.21cnjy.com )大小不变,但是速度方向时刻在变,其加速度大小恒定,时刻指向圆心,所以匀速圆周运动是一种变加速运动,AB错误C正确;做圆周运动的物体其加速度可能存在两种,一种为切向加速度,用来改变速度大小,一种为向心加速度,用来改变运动方向,故其加速度不一定始终指向圆心,只有当做匀速圆周运动时,其加速度指向圆心,D错误;
考点:考查了对圆周运动的理解
70.AD
【解析】
试题分析:做匀速圆周运动过程中, ( http: / / www.21cnjy.com )线速度大小恒定不变,方向沿切线方向,时刻在变,加速度和合力大小恒定,方向指向圆心,时刻在变,只有角速度恒定不变,故A.D正确。
考点:考查了匀速圆周运动
71.A
【解析】
试题分析:火车在转弯行驶时,受到重力 ( http: / / www.21cnjy.com )和支持力,两个力的合力充当向心力,当外轨高于内轨时,轨道给火车的支持力斜向弯道内侧,它与重力的合力指向圆心,为火车转弯提供了一部分向心力,减轻了轮缘和外轨的挤压,故A正确;
考点:考查了圆周运动实例分析
72.C
【解析】
试题分析:当物体所需的向心力大于提供 ( http: / / www.21cnjy.com )的向心力时,物体做离心运动,A错误;做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时它将沿切线做直线运动,C正确;BD错误;
考点:考查了离心现象
73.ABD
【解析】
试题分析:太空城内物体做匀速圆周运动,向心力指向圆心,故其所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心且向外,故A正确;太空城内物体做匀速圆周运动,人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供,故B正确;天平的测量原理是等臂杠杆,故太空城内的居民可以运用天平准确测出质量,故C错误;等效重力等于向心力,故:,故太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大,太空城的居民受到的“重力”越大,故D正确;
考点:考查了匀速圆周运动
74.C
【解析】
试题分析:根据可知,两个小球以相同的线速度运动时,短绳的向心力较大,故短绳易断,选项A错误;根据可知,两个小球以相同的角速度运动时,长绳的向心力较大,故长绳易断,选项C正确,BD错误;故选C.
考点:向心力.
75.D
【解析】
试题分析:木板在垂直与轴线方向受到两轴的滑动摩擦力大小相等方向相反,在垂直与轴线方向上受到的滑动摩擦力为零,在平行于轴线方向上,木板受到的滑动摩擦力,木板做匀速直线运动,由平衡条件得:,木板移动距离拉力做功:,故ABC错误,D正确;
考点:考查了摩擦力和功的计算
76.ABD
【解析】
试题分析:对A和B球受力分析如图所示,根据牛顿第二定律
,可以得到: ,即半径大的线速度大,故选项B正确;在根据,可以得到:,即半径大的角速度小,故选项A正确;在根据,可以得到:,即半径大的周期大,故选项C错误;根据受力图中由几何知识可以得到,故选项D正确。所以本题选项为ABD。
( http: / / www.21cnjy.com )
考点:圆周运动;牛顿第二定律
77.CD
【解析】
试题分析:小球在下滑过程中做变加速圆周运动,则合力不指向圆心,即加速度也不指向圆心,故选项A错误;物块在下滑过程中速率逐渐变大,即越来越大,说明支持力越来越大,即压力越来越大,所以选项B错误,根据可以知道D正确;由于下滑过程中速率逐渐变大,即越来越大,虽然向心力指向圆心但是方向时刻变化,所以选项C正确。故本题正确选项为CD。
考点:变速圆周运动
78.AC
【解析】
试题分析:在最低点处,小球受到向上的拉力和向下的重力作用,则根据牛顿第二定律可以得到:, ;在最高点处杆对小球可能提供向上的支持力或者向下的拉力两种可能,假设在杆给小球向上的支持力和向下的重力作用,则根据牛顿第二定律可以得到:21cnjy.com
,带人数据可以得到:,说明假设不成立,在最高点杆对球提供向下的拉力为。故本题选项为AC。
考点:圆周运动;牛顿第二定律
79.AD
【解析】
试题分析:火车转弯时为减小外轨所受压力,可使外轨略离于内轨,使轨道形成斜面,若火车速度合适,内外轨均不受挤压.此时,重力与支持力的合力提供向心力,如图所示:,当内外轨道的高度差越大,则越大,当时,火车对内外轨道都没有压力;当火车在转弯的时候如果速度较大的时候,则适当增大半径,仍使,这样对内外轨道是一种保护作用。故本题选项为AD。
( http: / / www.21cnjy.com )
考点:圆周运动;火车转弯问题
80.D
【解析】
试题分析:当物体做匀速圆周运动时其 ( http: / / www.21cnjy.com )合外力一定指向圆心,而当物体做变速圆周运动时,其合力不指向圆心,向心力为其合力分力提供。故选项A错误;而当物体做变速圆周运动时,其合力不指向圆心,向心力为其合力分力提供。当物体做变速圆周运动时,其合力不指向圆心,向心力为其合力指向圆心方向的分力提供,产生的加速度为向心加速度。故选项B错误;当物体做匀速圆周运动是其合外力一定指向圆心,产生向心加速度,其效果为改变线速度的方向,不改变线速度的大小。故选项C错误;在匀速圆周运动中合力指向圆心,改变线速度的方向,不改变线速度的大小,所以速度方向即切线方向无加速度。故选项D正确;
所以本题正确选项为D。
考点:圆周运动;匀速圆周运动
81.C
【解析】
试题分析:物体做曲线运动时,其速度方 ( http: / / www.21cnjy.com )向一定变化,即速度发生变化所以一定会有加速度,所以选项A正确;平抛运动的物体所受合力是重力而且恒定不变,所以加速度恒定不变,平抛运动是一种匀变速曲线运动,所以选项B正确;做平抛运动的物体其受到的合力为恒定的力,但是其合力与速度不在同一条直线上,所以物体仍然做曲线运动,所以选项C错误;所谓匀速圆周运动是指物体的速率不变,但是其方向时刻改变,所以其加速度方向时刻改变,是一种变加速度的曲线运动,所以选项D正确。
故本题应选C。
考点:平抛运动;曲线运动;匀速圆周运动
82.C
【解析】
试题分析:球B运动到最高点时,球B对杆恰好无作用力,即重力恰好提供向心力,有
解得,故A错误;由于A、B两球的角速度相等,则球A的速度大小,故B错误;
B球到最高点时,对杆无弹力,此时A球受重力和拉力的合力提供向心力,有解得:F=1.5mg
故C正确,D错误.故选C.
考点:圆周运动;牛顿第二定律的应用.
83.A
【解析】
试题分析:汽车拐弯靠静摩擦力提供向心力,根据牛顿第二定律,可以知道,当二者的质量相等同时速率相同的情况下,半径大的向心力小,即摩擦力小,故选项A正确。
84.CD
【解析】
试题分析:由题意知,已知两环绕天体的周期分别为10天和20天,无法计算环绕天体的质量,无法计算万有引力的大小,所以A错误;B错误;根据,所以可求角速度之比为2:1,所以C正确;根据、结合可求向心加速度之比,所以D正确。
考点:天体运动
85.A
【解析】
试题分析:地球赤道上的物体受到万有引力即,可以求出,角速度,设赤道上的物体完全失重状态下角速度为,万有引力等于向心力,角速度,后来的角速度与原来角速度之比倍,所以A项正确,B、C、D项错误。
考点:本题考查了圆周运动向心力的理解
86.A
【解析】
试题分析:因同步卫星的周期等于地球自转的周期,则可知未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比,周期变大,角速度减小;根据可知r变大,即同步卫星距地面的高度增加;根据可知同步卫星的线速度减小,向心加速度减小;故选项A正确,BCD错误;故选A.
考点:万有引力定律的应用;同步卫星.
87.C
【解析】
试题分析: 设细线与竖直方向的夹角为θ,细线的拉力大小为,细线的长度为。球做匀速圆周运动时,由重力和细线的拉力的合力提供向心力,如图,则有:,,得角速度,周期。使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动时,θ增大,减小,则得到细线拉力增大,角速度增大,周期T减小。对球,由平衡条件得知,受到桌面的静摩擦力变大,故A、B错误,C正确;金属块保持在桌面上静止,根据平衡条件得知,受到桌面的支持力等于其重力,保持不变,故D错误。
考点:本题考查了受力分析和水平面内的圆周运动
88.1:2:3 1:1:1
【解析】
试题分析:a、b、c三个相同的小球系在同一根线上,三个小球的角速度相等,三个小球做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:3,根据线速度与角速度的关系,可以得出三个小球的线速度之比为1:2:3,根据角速度与周期的关系,可以得知周期相等,周期之比为1:1:1。
考点:本题考查了水平面的圆周运动
89.2.5; 0.6
【解析】
试题分析:因小球在圆盘带动下做受迫振动,故小球的周期等于圆盘的周期,当圆盘的频率为0.4Hz时,小球振动的周期是;从图像中可以看出,小球的固有频率是0.6