【期末专题复习】圆周运动易错精选练习-2024-2025学年高一物理下学期人教版（2019）必修第二册（含答案）

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【期末专题复习】圆周运动易错精选练习-2024-2025学年高一物理下学期人教版（2019）必修第二册
一、选择题
1．一质点沿螺旋线自外向内运动，如图所示，已知其走过的弧长s与时间t的一次方成正比，则关于该质点的运动，下列说法正确的是(　　)
A．质点运动的线速度越来越大 B．质点运动的向心力越来越大
C．质点运动的角速度越来越小 D．质点所受的合外力不变
2．科技馆中的科普器材中常有齿轮传动装置。如图所示，三个齿轮的半径之比RA：RB：RC=3∶1∶2，当齿轮转动的时候，其角速度大小之比ωA：ωB：ωC为（　　）
A．1∶1∶1 B．2∶1∶3 C．2∶6∶3 D．3∶1∶2
3．如图所示，带有中心转轴的水平转盘上放置一质量为1kg的小物块，物块与转轴通过轻质弹簧连接，小物块处于静止状态，弹簧伸长4cm。已知弹簧的劲度系数为100N/m、原长为36cm，现让转盘从静止开始缓慢加速转动，下列说法中正确的是（　　）
A．当物块与转盘间的摩擦力恰好为零时，转盘角速度为rad/s
B．当物块与转盘间的摩擦力大小为2N时，转盘角速度一定为rad/s
C．当转盘角速度为rad/s时，物块与转盘间的摩擦力大小为4N
D．当转盘角速度由rad/s增加到rad/s的过程中物块与转盘间的摩擦力逐渐增大
4．如图所示，分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮的边缘上的三个点，三点到各自转动轴的距离分别为和。支起自行车后轮，在匀速转动踏板的过程中，链条不打滑，则三点（　　）
A．转速大小之比是
B．角速度大小之比是
C．线速度大小之比是
D．向心加速度大小之比是
5．为防止人类太空航行长期处于失重环境中引起的健康问题，科学家们设想将太空飞船建造成轴对称环形结构，通过圆环绕中心轴匀速转动使航天员产生模拟重力效果。如图所示，圆环绕中心匀速旋转，宇航员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。若圆环的直径为100m，地球表面的重力加速度，则圆环转动的角速度为（　　）
A．0.7rad/s B． C．7rad/s D．14rad/s
6．为了防止汽车在水平路面转弯时发生侧滑，汽车全程减速通过转弯路段。下列地面对汽车的摩擦力方向可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示，在光滑的水平面上有两个质量相同的球A和球B，A、B之间以及B球与固定点之间分别用两段轻绳相连，以相同的角速度绕着点做匀速圆周运动。如果，两段绳子拉力之比为（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示，靠在一起的M、N两转盘靠摩擦传动，两盘均绕过圆心的竖直轴转动，M盘的半径为r，N盘的半径。A为M盘边缘上的一点，B、C为N盘直径的两个端点。当、A、B、C共线时，从的正上方P点以初速度沿方向水平抛出一小球。小球落至圆盘C点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）
A．若小球抛出时到的高度为，则M盘转动的角速度必为
B．若M盘转动角速度，则小球抛出时到的高度为
C．只要M盘转动角速度满足小球就可能落至C点
D．只要小球抛出时到的高度恰当，小球就可能落至C点
9．如图甲所示，《天工开物》记载了水转翻车的使用场景：水轮通过水流冲击转动，转轮带动龙骨板将水提升至高处灌溉农田。如图乙所示，若水轮边缘某点的线速度大小为v，水轮的半径为r，则下列说法正确的是（　　）
A．水轮上的质点转动过程中处于平衡状态
B．水轮转动的角速度大小为vr
C．水轮转动的周期为
D．该点转动的向心加速度大小为
10．在匀速转动的圆筒内壁上，一衣物随圆筒一起转动而未滑动，示意图如图所示。当圆筒的转速缓慢增大时，衣物相对原位置将（　　）
A．仍保持不滑动
B．缓慢向上滑动
C．缓慢向下滑动
D．先缓慢向上滑动后缓慢向下滑动
11．如图所示，一小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，轨道半径为，小球的直径略小于与管道的直径，重力加速度为，则小球（　　）
A．可能做匀速圆周运动
B．通过最高点时的最小速度为
C．在最低点受到的合力一定大于在最高点受到的合力
D．在运动一周的过程中可能一直受到内侧管壁的弹力
12．如图所示，质量为m的小球在水平面内做匀速圆周运动。若保持轨迹所在水平面到悬点P的距离h不变，增大轻绳的长度l。有关小球做圆周运动的周期T与轻绳的拉力大小F，下列说法正确的是（　　）
A．T减小 B．T增大 C．F减小 D．F增大
13．如图，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA=r，RB=2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．此时绳子张力为FT=2μmg
B．此时圆盘的角速度为
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆心
D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
14．如图是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为 r，A 是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为 4r，小轮半径为 2r。B 点在小轮上，到小轮中心的距离为 r。C 点和D 点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，则 （　　）
A．A 和 B 的线速度大小相等 B．C 和 D 的线速度大小相等
C．A 和 C 的角速度大小相等 D．B 和 D 的角速度大小相等
二、非选择题
15．某物理兴趣小组探究做圆周运动的物体的质量、半径均一定时，向心力大小与线速度大小的关系，装置如图甲所示。细线的一端连接固定在悬点O处的力传感器，细线的另一端连接小球，将小球拉至细线偏离竖直方向某一角度（细线伸直）后由静止释放，悬点下方的光电门可以测量小球通过光电门的挡光时间，力传感器可以显示细线对力传感器的拉力大小。
（1）本实验采用的实验方法是______.
A．控制变量法 B．放大法 C．等效法
（2）为了减小实验误差，当小球静止时，光电门　 　（填“需要”或“不需要”）通过球心。
（3）仅改变细线偏离竖直方向的角度（细线伸直），得到多组小球通过光电门时的力传感器示数F以及小球通过光电门的挡光时间，以F为纵坐标、为横坐标建立坐标系，描点作出的图像为直线，如图乙所示。若小球的质量为m，直径为d，已知图线的斜率为k，图线在纵轴上的截距为，则力传感器与小球表面间的细线的长度　 　，当地的重力加速度大小　 　。（均选用m、d、k、表示）
16．.如图甲为向心力演示仪，用来探究向心力大小的表达式。做圆周运动时旋臂上的实验球可与图中固定在旋臂上的A、B、C三根横臂档板产生挤压，从而提供向心力，其中A和C的半径相同，B的半径是A的2倍。图乙是变速塔轮示意图，其中塔轮半径关系：，，，，。
（1）探究向心力大小与运动半径之间的关系，应将皮带套在______塔轮上。
A．1和4 B．2和5 C．3和6 D．1和5
（2）若将传动皮带套在1和6塔轮上，则角速度之比为______；
A．2：1 B．1：2 C．1：4 D．4：1
（3）选择质量相等的两球分别置于A和C横臂挡板处，是为了探究______。
A．向心力与质量之间的关系
B．向心力与半径之间的关系
C．向心力与角速度之间的关系
（4）探究向心力大小F与角速度ω的关系时，测得多组数据并利用excel软件作出图像，并可用抛物线方程拟合，由图丙可得实验结论是　 　。
17．某兴趣小组在实验室用圆锥摆演示仪来测定当地的重力加速度。图甲是演示仪的简化示意图，细线下面悬挂一个小钢球（直径忽略不计），细线上端固定在电动机转盘上，利用电动机带动钢球做圆锥摆运动。用转速测定仪测定电动机的转速，调节刻度板的位置，使刻度板水平且恰好与小钢球接触，但无相互作用力，用竖直放置的刻度尺测定细线悬点到刻度板的竖直距离，不计悬点到转轴间的距离。
(1)开动转轴上的电动机，让摆球转动起来形成圆锥摆。调节转速，当越大时，越　 　（选填“大”或“小”）。
(2)图乙为某次实验中的测量结果，其示数为　 　cm。
(3)用直接测量的物理量的符号表示重力加速度，其表达式为　 　。
18．航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，在这种环境中无法用天平称量物体的质量。某同学设计了如图所示的装置（图中O为光滑小孔）在失重环境中间接测量物体的质量：将细线一端连接物体，另一端连接弹簧测力计，给待测物体一个初速度，使它在水平面内做匀速圆周运动。设航天器中具有基本测量工具。
（1）实验中用传感器可以测出物体经过其旁边时的线速度大小v，为了测量物体的质量，还需要测量的物理量有　 　和　 　。（写出物理量的名称并用合适的字母表示）
（2）若用来做实验的平板平整但不光滑，则物体做圆周运动时共受到　 　个力，物体绕O点做圆周运动的向心力由　 　提供。
（3）待测物体质量的表达式为　 　。
19．如图所示，餐桌中心是一个可以匀速转动、半径R为1米的圆盘。圆盘与餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙可忽略不计。放置在圆盘边缘的质量为m的物体与圆盘之间的动摩擦因数为1=0.5，与餐桌之间的动摩擦因数为2=0.25，餐桌高也为R即1米。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。（g取10m/s2）
（1）为使物体不滑到餐桌上，求圆盘的角速度ω的最大值为多少？
（2）缓慢增大圆盘的角速度，物体从圆盘上甩出，为使物体不滑落到地面，求餐桌半径R1的最小值为多大？
（3）若餐桌半径，则在圆盘角速度缓慢增大时，求物体从圆盘上被甩出到落到地面上的时间？
20．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。
答案解析部分
1．【答案】B
2．【答案】C
3．【答案】C
4．【答案】C
5．【答案】B
6．【答案】C
7．【答案】C
8．【答案】B
9．【答案】D
10．【答案】A
11．【答案】C
12．【答案】D
13．【答案】B
14．【答案】D
15．【答案】（1）A
（2）需要
（3）；
16．【答案】（1）A
（2）B
（3）C
（4）向心力大小F与角速度ω的平方成成比
17．【答案】小；18.50；
18．【答案】（1）弹簧测力计示数F；物体做圆周运动的半径r
（2）2；细线上的拉力
（3）
19．【答案】（1）；（2）；（3）
20．【答案】（1）10N；（2）20N
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