高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动随堂练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册1 圆周运动随堂练习题，共9页。试卷主要包含了 圆周运动的基本概念， 描述圆周运动的物理量及其关系， 匀速圆周运动，05倍等内容，欢迎下载使用。

1. 圆周运动的基本概念：当运动的轨迹是圆周或圆弧时，这样的运动称为圆周运动。圆周运动是一种重要的基本运动模型，其特点是圆上各点处切线的方向都不相同，因此圆周运动的速度方向时刻都在改变。
2. 描述圆周运动的物理量及其关系：
* 线速度：物体沿圆周运动的弧长与所用时间的比值，记为v。
* 角速度：物体在单位时间内转过的角度，记为ω，单位为弧度/秒。
* 周期：物体完成一次圆周运动所需的时间，记为T，单位为秒。
* 转速：做匀速圆周运动的物体，单位时间内转过的圈数称为转速n，单位为转/秒（r/s）或转/分（r/min）。
* 这些物理量之间的关系为：ω=2π/T=2πf=2nπ，v=rω。
3. 匀速圆周运动：在匀速圆周运动中，力只改变速度的方向，不改变速度的大小。匀速圆周运动是一种特殊的圆周运动，其角速度、周期和转速都是恒定的。
一、单选题
1．中国自主研发的新型平流层飞艇“圆梦号”首次试飞成功，它采用三个六维电机的螺旋桨，升空后依靠太阳能提供持续动力，能自主和遥控升空、降落、定点和巡航飞行，未来或替代亚轨道卫星。假设某次实验中，“圆梦号”在赤道上空指定20公里高度绕地球恒定速率飞行一圈，下列说法中不正确的是( )
A．研究六维电机的螺旋桨转动时，不可把螺旋桨看成质点
B．飞艇绕地球飞行的过程中速度时刻在改变
C．飞艇绕地一圈的平均速度为零
D．飞艇绕地球飞行的过程合力为零
2．如图所示，一质量为M的人站在台秤上，一根长为R的轻杆一端连接一个质量为m的小球，手持轻杆的另一端O点，使小球绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）

A．小球在运动到c点时，台秤受到水平向右的静摩擦力
B．若小球恰好能通过圆轨道最高点，小球的速度为
C．当小球运动到b点处于失重状态，小球对轻杆的作用力一定小于重力
D．小球在a、b、c三个位置时，台秤的示数一定相同
3．如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受到的力是（ ）
A．重力、支持力
B．重力、支持力、摩擦力
C．重力、支持力、向心力
D．重力、支持力、向心力，摩擦力
4．一个物体在五个恒力的作用下处于平衡状态，现撤去其中两个力，其它力大小和方向不变，则关于物体撤去其中两个力后的运动下列说法正确的是（ ）
A．可能做圆周运动B．可能处于静止状态
C．一定做匀变速直线运动D．一定做匀变速曲线运动
5．如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、、三点，这三点所在处半径，且A、分别在两轮边缘上。则以下有关各点线速度、角速度的关系中正确的是：（ ）
A．B．C．D．
6．关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体做圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心
B．物体做速率逐渐增加的曲线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相同
C．物体做平抛运动时，其速度的变化与所用时间的比值恒定
D．物体做曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变
7．用如图所示的装置来探究钢球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。探究过程中某次实验时装置的状态如图所示。若两个钢球质量和转动半径相等，且标尺上红白相间的等分标记显示出两个钢球所受向心力的比值为1:4，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为（ ）

A．1∶4B．4∶1
C．1∶2D．2∶1
8．铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为（如图所示），弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则（ ）
A．当火车以此速率通过此弯路时，火车所受各力的合力沿斜面向下方向
B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C．此时铁轨对火车的支持力等于
D．此时铁轨对火车的支持力小于
9．如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中错误的是（ ）
A．小球通过最高点的最小速度为
B．小球通过最高点的最小速度为0
C．小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
D．小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球可能有作用力
10．下列物理量中是标量的是（ ）
A．向心加速度B．线速度C．周期D．向心力
二、多选题
11．如图所示，半径为R的半球形容器固定在可以绕竖直转轴旋转的水平转台上，转轴与过容器球心O的竖直线重合，转台以一定角速度匀速旋转，有两个质量均为m的小物块落入容器内，经过一段时间后，两小物块都随容器一起转动且相对容器内壁静止，两物块和球心O点的连线相互垂直，且A物块和球心O点的连线与竖直方向的夹角=60°，已知重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（ ）
A．若A物块受到的摩擦力恰好为零，B物块受到的摩擦力的大小为
B．若A物块受到的摩擦力恰好为零，B物块受到的摩擦力的大小为
C．若B物块受到的摩擦力恰好为零，A物块受到的摩擦力的大小为
D．若B物块受到的摩擦力恰好为零，A物块受到的摩擦力的大小为
12．质量为的物块，沿着半径为的半球形金属壳内壁滑下，滑到最低点时速度大小为，半球形金属壳竖直固定，开口向上。若物体与球壳之间的摩擦因数为，则物体经过最低点时，下列说法正确的是（ ）
A．物块受到的摩擦力大小等于
B．物块受到的摩擦力大小等于
C．物块受到的合力大小等于
D．物块受到的合力大小大于
13．如图所示为一个半径为5 m的圆盘，正绕其圆心做匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20 m的高度有一个小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取g=10 m/s2，要使得小球正好落在A点，则（ ）
A．小球平抛的初速度一定是2.5 m/sB．小球平抛的初速度可能是2.5 m/s
C．圆盘转动的角速度一定是π rad/sD．圆盘转动的角速度可能是π rad/s
14．下列关于运动和力的叙述中，正确的是（ ）
A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的
B．做匀速圆周运动的物体，所受的合力一定指向圆心
C．物体所受合力恒定，其速度随时间一定均匀变化
D．加速度变化的运动，一定是曲线运动
15．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(每秒内的转数)越小，周期一定越小
D．向心加速度越大，速度变化就越快
三、填空题
16．皮带轮的结构如图，两轮的半径之比为，则两点的线速度之比为 ，这两点的角速度之比为 ．
17．某物体做匀速圆周运动，角速度，半径为，则其线速度 ，向心加速度 。
18．如图所示，O1、O2为两皮带轮，大轮O1的半径是小轮O2的两倍，A、B分别是O1、O2轮缘上的点，当皮带轮匀速转动且皮带不打滑时，A、B两点的线速度大小之比为 ，向心加速度大小之比为 ．

19．实验原理与操作
如图所示，利用力传感器测量重物做圆周运动的向心力，利用天平、刻度尺、光电传感器分别测量重物的质量m、做圆周运动的半径r及角速度ω.实验过程中，力传感器与DIS数据分析系统相连，可直接显示力的大小．光电传感器与DIS数据分析系统相连，可直接显示挡光杆挡光的时间，由挡光杆的宽度和挡光杆做圆周运动的半径，可得到重物做圆周运动的角速度。
实验时采用 法，分别研究向心力与质量、半径、角速度的关系。
20．如图所示，带有一白点的黑色圆盘，绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速 n＝20 r/s。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，观察到白点转动的方向为 （填：逆时针或者顺时针），转动的周期为 s。
四、解答题
21．一根轻杆长为L=1m，两端各固定一个质量为m=1kg的小球A和B，在AB中点O有一转轴，当杆绕轴O在竖直平面内匀速转动时，若转动周期 ，g取10m/s2，求轻杆转到如图所示的竖直位置时：
（1）A球和B球线速度的大小；
（2）A球和B球各对杆施加的力的大小。
22．一圆锥摆如图所示，可看做质点的小球质量为，绳长为，绳子与竖直方向夹角，g取。（已知，）求：
（1）绳子拉力的大小；
（2）小球的线速度的大小。
23．一辆质量为4t的汽车驶过半径为50m的凸形桥面时，始终保持5m/s的速率。汽车所受的阻力为车与桥面压力的0.05倍。通过桥的最高点时汽车牵引力是多少？(g=10m/s2)
24．如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB（圆半径比细管的内径大得多）和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上，已知APB部分的半径R=1m，BC段长L=1.5m。弹射装置将一个质量为0.1kg的小球（可视为质点）以v0=3m/s的水平初速度从A点射入轨道，小球从C点离开轨道随即水平出，桌子的高度h=0.8m，不计空气阻力，g取10m/s2。求：
（1）小球在半圆轨道上运动时，向心加速度an的大小；
（2）小球在半圆轨道上运动时，圆管对小球弹力的大小；
（3）小球落到地面D点时的速度。

25．如图所示，质量为1kg的小球沿半径为20cm的光滑圆环在竖直平面内做圆周运动，g取10m/s2，求：
（1）小球在最高点不掉下来的最小速度以及此时小球的向心加速度大小；
（2）若小球运动到最高点时速度为2m/s，求此时小球对轨道的压力。
参考答案：
1．D
2．A
3．B
4．B
5．A
6．C
7．D
8．D
9．A
10．C
11．AC
12．BD
13．AD
14．BC
15．BD
16． 1:1 1:2
17． 6 18
18． 1：1； 1：2；
19．控制变量
20． 逆时针 1
21．（1）（2）5N，方向向下 15N，方向向下
22．（1）；（2）
23．1.9×103N
24．（1）；（2）；（3），与初速度方向夹角为
25．（1），10m/s2；（2）10N，方向竖直向上