物理必修 第二册1 圆周运动练习题

这是一份物理必修 第二册1 圆周运动练习题，共7页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．关于如图所示的圆周运动，下列说法不正确的是( C )
A．如图甲，汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态
B．如图乙，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用
C．如图丙，钢球在水平面内做圆周运动，钢球距悬点的距离为l，则圆锥摆的周期T＝2πeq \r(\f(l,g))
D．如图丁，在水平公路上行驶的汽车，车轮与路面之间的静摩擦力提供转弯所需的向心力
解析：题图甲中，汽车通过拱桥的最高点时，加速度方向向下，处于失重状态，选项A正确；题图乙中，火车转弯超过规定速度行驶时，支持力在水平方向分力不足以提供向心力，外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用，选项B正确；题图丙中钢球在水平面内做圆周运动，根据牛顿第二定律可知mgtan θ＝meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,T)))2lsin θ，解得圆锥摆的周期T＝2πeq \r(\f(lcs θ,g))，选项C错误；题图丁中，在水平公路上行驶的汽车，车轮与路面之间的静摩擦力提供汽车转弯所需的向心力，选项D正确。故选C。
2．(2022·江苏省高邮中学高一期中)无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝钢管。已知管状模型内壁半径为R，则下列说法正确的是( D )
A．铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上
B．模型各个方向上受到的铁水的作用力相同
C．管状模型转动的角速度ω最大为eq \r(\f(g,R))
D．若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力
解析：铁水是由于离心作用覆盖在模型内壁上的，模型对它的弹力和重力沿半径方向的合力提供向心力，故A错误；模型最下部受到的铁水的作用力最大，最上方受到的作用力最小，故B错误；若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力，则有mg＝mω2R，可得ω＝eq \r(\f(g,R))，即管状模型转动的角速度ω最小为eq \r(\f(g,R))，故C错误，D正确。故选D。
3．(2022·高邮市临泽中学高一月考)如图所示是A、B两物体做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像，其中A为双曲线的一支，由图可知( A )
A．A物体运动的线速度大小不变
B．A物体运动的角速度不变
C．B物体运动的角速度是变化的
D．B物体运动的线速度大小不变
解析：根据an＝eq \f(v2,r)知，当线速度v大小为定值时，an与r成反比，其图像为双曲线的一支；根据an＝rω2知，当角速度ω大小为定值时，an与r成正比，其图像为过原点的倾斜直线。故选A。
4．(2022·天津滨海新区高一下月考)如图所示，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动，质量相同的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止，A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α和β，α＞β，α＝60°，此时物块A受到的摩擦力恰好为零，重力加速度为g，则( A )
A．转台转动的角速度大小为eq \r(\f(2g,R))
B．B受到的摩擦力可能为零
C．B受到沿容器壁向上的摩擦力
D．若ω增大，在B滑动之前，B受到的摩擦力减小
解析：对物块A受力分析，因为此时物块A受到的摩擦力恰好为零，则有mgtan 60°＝mω2Rsin 60°，解得ω＝eq \r(\f(g,Rcs 60°))＝eq \r(\f(2g,R))，故A正确；同理可求当B所受到的摩擦力为零时，ωB＝eq \r(\f(2g,\r(3)R))eq \r(gR) 时人对座位就产生压力。当速度增大到v＝2eq \r(gR)时，根据FN＋mg＝meq \f(v2,R)，解得F N＝3mg，故压力为3mg，故B正确；人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，人对座位的压力大于mg，故C正确；在最高点和最低点速度大小不等，根据向心加速度公式a＝eq \f(v2,r)可知，人在最高点和最低点时的向心加速度大小不相等，故D错误。
11．(2023·新乡高一期中)如图所示，长为r＝0.3 m的轻杆一端固定质量为m的小球(可视为质点)，另一端与水平转轴(垂直于纸面)于O点连接。现使小球在竖直面内绕O点做匀速圆周运动，已知转动过程中轻杆对小球的最大作用力为eq \f(7,4)mg，轻杆不变形，重力加速度g＝10 m/s2。下列判断正确的是( ACD )
A．小球转动的角速度为5 rad/s
B．小球通过最高点时对杆的作用力为零
C．小球通过与圆心等高的点时对杆的作用力大小为eq \f(5,4)mg
D．转动过程中杆对小球的作用力不一定总是沿杆的方向
解析：转动过程中轻杆对小球的最大作用力在最低点，有eq \f(7mg,4)－mg＝mω2r，解得ω＝5 rad/s，所以A正确；在最高点有F＋mg＝mω2r，F＝－eq \f(1,4)mg，则杆对小球的力为支持力，所以B错误；小球通过与圆心等高的点时对杆的作用力大小为F′＝eq \r(mg2＋F\\al(2,向))，F向＝mω2r，联立解得F′＝eq \f(5,4)mg，所以C正确；转动过程中杆对小球的作用力不一定总是沿杆的方向，小球的合外力提供向心力才一定沿杆方向指向圆心，所以D正确。故选ACD。
12．(2022·宜春高一阶段练习)如图(a)所示，A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉，质量为0.6 kg的小球C(小球可视为质点)用细绳拴在铁钉B上，A、B、C在同一直线上，t＝0时，给小球一垂直于绳、大小为2 m/s的速度，使小球在水平面上做圆周运动。在0≤t≤t2时间内，细绳的拉力随时间变化的规律如图(b)所示，若细绳能承受的最大拉力为6.4 N，则下列说法正确的是( AC )
A．两钉子间的距离为0.2 m
B．t＝3.3 s时细绳的拉力为3 N
C．t1＝0.6π s
D．小球从开始运动到绳被拉断历时3π s
解析：小球在水平方向只受垂直于速度方向的细绳的拉力作用，小球速度大小不变，由牛顿第二定律可得F＝eq \f(mv2,r)，当F＝2 N时，r1＝1.2 m，当F＝2.4 N时，r2＝1 m，两钉子间的距离d为小球做圆周运动减小的半径，即d＝r1－r2＝0.2 m，故A正确；由周期v＝eq \f(2πr,T)可得，当r1＝1.2 m时，T1＝1.2π s，当r2＝1 m时，T2＝π s，而小球每经半个周期与另一钉子接触，小球从开始运动经过时间eq \f(T1,2)＝0.6π s，细绳与铁钉A接触，小球做圆周运动的半径减小，细绳受到的拉力增大，所以t1＝0.6π s，小球从开始运动经时间t2＝eq \f(T1＋T2,2)＝1.1π s≈3.45 s>3.3 s，细绳再次与铁钉B接触，所以t＝3.3 s时细绳拉力仍为2.4 N，故B错误，C正确；当细绳受到的拉力为6.4 N时，r＝0.375 m