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文檔簡(jiǎn)介
高中物理:圓周運(yùn)動(dòng)提升試題及解析、答案
一、單選題(本大題共12小題,共36.0分)
1.當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),以下說法正確的是
A.物體速度保持不變B.物體加速度保持不變
C.物體所受合外力大小保持不變D.物體所受合外力為恒力
2.關(guān)于向心力的說法中錯(cuò)誤的是
A.向心力總是沿半徑指向圓心,且大小不變,向心力是一個(gè)恒力
B.向心力是沿著半徑指向圓心方向的合力,是根據(jù)力的作用效果命名的
C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力的合力,也可以是其中某個(gè)力的分
力
D.向心力只改變物體線速度的方向,不可能改變物體線速度的大小
3.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法,以下正確的是
A.因?yàn)椋韵蛐募铀俣扰c轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成反比
B.因?yàn)?,所以向心加速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成正比
C.因?yàn)?,所以角速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成反比
D.因?yàn)闉檗D(zhuǎn)速,所以角速度與轉(zhuǎn)速成正比
4.關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)正確的是
A.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的物體合力都恒定
B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)都是變加速曲線運(yùn)動(dòng)
D.平拋運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
5.如圖所示。小物塊A與圓盤保持相對(duì)靜止,跟著圓盤一
起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于A的受力情況說法正確的
是
A.受重力、支持力
B.受重力、支持力和指向圓心的摩擦力
C.受重力、支持力、與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力和向心力
D.受重力、支持力和與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力
6.如圖所示,一個(gè)球繞中心軸線以角速度轉(zhuǎn)動(dòng),則<430
A.A、8兩點(diǎn)的角速度相等
B.A、8兩點(diǎn)的線速度相等
C.若,則::1
B
D.若,則::
7.如圖所示,A、8兩點(diǎn)分別位于大、小輪的邊緣上,大輪半徑是小輪半徑的2倍,
它們之間靠摩擦傳動(dòng),接觸面不打滑,則A,B兩點(diǎn)的角速度之比:為
A.1:2B.1:4C.2:1D.1:1
8.公路在通過小型水庫的泄洪閘的下游時(shí),常常要修建凹形橋,也叫“過水路面”
如圖所示,汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)
A.車的加速度為零,受力平衡
B.車對(duì)橋的壓力比汽車的重力大
C.車對(duì)橋的壓力比汽車的重力小
D.車的速度越大,車對(duì)橋面的壓力越小
9.如圖所示,質(zhì)量相同的A,B兩小球用輕質(zhì)細(xì)線
懸掛在同一點(diǎn)O,在同一水平面上做勻速圓周運(yùn)
動(dòng).則下列說法錯(cuò)誤的是
A.A的角速度一定比B的角速度大
B.A的線速度一定比B的線速度大
C.A的加速度一定比B的加速度大
D.A所受細(xì)線的拉力一定比B所受的細(xì)線的拉力大
10.所示,質(zhì)量相等的A、8兩物體可視為質(zhì)點(diǎn)放在圓盤上,到圓心的
距離之比是3:2,圓盤繞圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),兩物體相對(duì)圓盤
靜止.則A、8兩物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力之比為
A.1:1B.3:2C.2:3D.4:9
11.如圖所示是一個(gè)玩具陀螺,a、b和c是陀螺上的三個(gè)點(diǎn)。當(dāng)陀螺繞垂直于地面的
軸線以角速度穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí),下列表述正確的是
A.a、b、c三點(diǎn)的線速度大小相等
B.八b、c三點(diǎn)的角速度相等
C.4、%的角速度比C的角速度大
D.c的線速度比°、b的線速度大
12.如圖所示是自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖,其中I是半
徑為的牙盤大齒輪,n是半徑為的飛輪小齒輪,n
第2頁,共2頁
m
是半徑為的后輪,假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為,則自行車前進(jìn)的速度為
二、多選題(本大題共5小題,共20.0分)
球細(xì)線跟豎直方向的夾角為,下列說法正確的是
A.細(xì)線和細(xì)線所受的拉力大小之比為:1
B.小球A和B的向心力大小之比為1:3
C.小球A和8的角速度大小之比為1:1
D.小球A和8的線速度大小之比為1:
14.一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直水平面,圓錐筒固定,_
有質(zhì)量相等的小球A和8沿著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓.一,
周運(yùn)動(dòng),如圖所示,則
A.球A的角速度等于球8的角速度
B.球A的線速度大于球B的線速度
C.球A的運(yùn)動(dòng)周期小于球B的運(yùn)動(dòng)周期
D.球A與球B對(duì)筒壁的壓力相等
15.如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置,主動(dòng)輪上兩輪的半徑分別為3廠和廠,從動(dòng)輪的半徑為
2r,A、8、C分別為輪緣上的三點(diǎn),設(shè)皮帶不打滑,則下比例正確的是
A.A、B、C三點(diǎn)的加速度之比:;:2:1
B.A、B、C三點(diǎn)的線速度大小之比:::2:2
C.A、B、C三點(diǎn)的角速度之比:::2:1
D.A、B、C三點(diǎn)的加速度之比:::2:1
16.如圖所示,A,B,C三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上,它們與圓臺(tái)之AIB
間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,A的質(zhì)量為2m,B、C質(zhì)量均為加,
A、8離軸心距離為R,C離軸心2R,則當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)設(shè)A、
B、C都沒有滑動(dòng)
A.物體C的向心加速度最大
B.物體8受到的靜摩擦力最大
C.是C開始滑動(dòng)的臨界角速度
D.當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí),8比A先滑動(dòng)
17.小球質(zhì)量為機(jī),用長(zhǎng)為乙的輕質(zhì)細(xì)線懸掛在。點(diǎn),在。點(diǎn)的正下方有一釘子尸,
把細(xì)線沿水平方向拉直,如圖所示,無初速度地釋放小球,當(dāng)細(xì)線碰到釘子的瞬
間,設(shè)線沒有斷裂,則下列說法正確的是
A.小球的角速度突然增大B.小球的瞬時(shí)速度突然增大
C.小球的向心加速度突然增大D.小球?qū)揖€的拉力保持不變
三、實(shí)驗(yàn)題(本大題共1小題,共6.0分)
18.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究小球作圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小廠與質(zhì)量相、角
速度和半徑廠之間的關(guān)系,轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使長(zhǎng)槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動(dòng),槽
內(nèi)的球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。橫臂的擋板對(duì)球的壓力提供了向心力,球?qū)醢宓姆?/p>
作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力筒下降,從而露出標(biāo)尺,標(biāo)尺上的紅白相
間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值。某次實(shí)驗(yàn)圖片如下,請(qǐng)回答相關(guān)
問題:
在研究向心力的大小產(chǎn)與質(zhì)量相、角速度和半徑r之間的關(guān)系時(shí)我們主要用到了
物理學(xué)中的方法;
A理想實(shí)驗(yàn)法等效替代法控制變量法演繹法
圖中是在研究向心力的大小尸與的關(guān)系。
A.質(zhì)量m角速度半徑r
若圖中標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為1:9,運(yùn)用
圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可以判斷與皮帶連接的變速輪塔對(duì)應(yīng)的半徑之比為
A.1:9:1:3:1
四、計(jì)算題(本大題共3小題,共38.0分)
19.如圖,小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),細(xì)線與豎直方向夾角為,線長(zhǎng)為L(zhǎng)小球質(zhì)量為
m,重力加速度為求:
繩子對(duì)小球的拉力的大小
小球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小
第2頁,共2頁
小球運(yùn)動(dòng)的角速度.
20.如圖,置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值
時(shí),物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開始做平拋運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑,離水平地面的高度,
物塊平拋落地過程水平位移的大小。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦
力,取重力加速度求:
物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大??;
物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
21.如圖所示,有一可繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤,上面放置勁度系數(shù)的彈簧,彈
簧的一端固定于軸。上,另一端連接質(zhì)量的小物塊4物塊與盤間的動(dòng)摩擦因
數(shù),開始時(shí)彈簧未發(fā)生形變,長(zhǎng)度,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取則
當(dāng)圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)周期時(shí),物塊在初始位置與圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng),求物塊受到的向心力大
小F;
圓盤的角速度多大時(shí),物塊A將開始滑動(dòng)?
當(dāng)角速度緩慢地增加到時(shí),彈簧的伸長(zhǎng)量是多少?彈簧始終在彈性限度內(nèi)且物塊
未脫離圓盤
答案和解析
1.【答案】C【解析】解:A、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變,方向變化,是變速運(yùn)
動(dòng),故A錯(cuò)誤;
B,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向始終指向圓心,加速度是變化的,是變加速運(yùn)動(dòng),故B
錯(cuò)誤;
C、物體所受合外力提供向心力,大小不變,但方向時(shí)刻指向圓心,是個(gè)變力,故C
正確,D錯(cuò)誤.
故選:C
2.【答案】A【解析】解:A、向心力的方向始終指向圓心,是變力,A錯(cuò)誤。
8、向心力是根據(jù)力的作用效果命名的,可以是某個(gè)力或幾個(gè)力的合力,也可以是某個(gè)
力的分力,B、C正確;
。、向心力跟速度方向垂直,只改變線速度的方向,不可能改變線速度的大小,。正
確;本題選錯(cuò)誤的,故選:
3.【答案】D【解析】解:A、由牛頓第二定律可知,向心加速度是由向心力的大小和
物體的質(zhì)量決定的,與速度和半徑無關(guān),所以A錯(cuò)誤。
B、由A的分析可知8錯(cuò)誤。
C、由可知角速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑、線速度都有關(guān),在線速度不變時(shí)角速度才與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成
反比,所以C錯(cuò)誤。
。、因?yàn)槭呛懔?,所以角速度與轉(zhuǎn)速成正比,所以。正確。
故選:Do
4.【答案】D【解析】勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的方向始終是指向圓心的,方向是不斷變
化的,不是恒力,不是勻變速運(yùn)動(dòng),平拋運(yùn)動(dòng)只受重力作用,合力為恒力,是勻變速
曲線運(yùn)動(dòng),故ABC錯(cuò)誤,
£?正確。
故選Do
5.【答案】B【解析】物塊A隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),受重力、支持力和指向圓心
的靜摩擦力,重力和支持力平衡,靠靜摩擦力提供向心力,故B正確,ACO錯(cuò)誤。
故選Bo
6.【答案】A【解析】解:AB.共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的各點(diǎn)角速度相等,故A、8兩點(diǎn)的角速度相
等,但運(yùn)動(dòng)半徑不等,所以線速度不等,故A正確,2錯(cuò)誤;
C、設(shè)球的半徑為R,當(dāng)時(shí),A的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑,8的半徑為R,根據(jù)可知,,故C錯(cuò)誤;
。、共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的各點(diǎn)角速度相等,故A、8兩點(diǎn)的角速度相等,周期也相等,故。錯(cuò)
誤.
故選:A
共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的各點(diǎn)角速度相等,再根據(jù)判斷線速度的大小關(guān)系,根據(jù)判斷周期的關(guān)系.
7.【答案】A【解析】【分析】A、8兩點(diǎn)靠摩擦傳動(dòng),具有相同的線速度,根據(jù),半徑
比為2:1,則角速度之比為1:故A正確,B、C、。錯(cuò)誤。
故選Ao
8.【答案】B【解析】解:A、汽車做圓周運(yùn)動(dòng),速度在改變,加速度一定不為零,受
力一定不平衡.故A錯(cuò)誤.
8、C汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)時(shí),向心力豎直向上,合力豎直向上,加速度豎直向
上,根據(jù)牛頓第二定律得知,汽車過于超重狀態(tài),所以車對(duì)橋的壓力比汽車的重力
大,故B正確,C錯(cuò)誤.
。、對(duì)汽車,根據(jù)牛頓第二定律得:,則得,可見,v越大,路面的支持力越大,據(jù)牛
頓第三定律得知,車對(duì)橋面的壓力越大,故。錯(cuò)誤.
故選:B
第2頁,共2頁
9.【答案】A【解析】根據(jù)得,加速度”1■小uW,線速度,角速度,A球細(xì)線與豎直
方向的夾角較大,則A的加速度比8球的加速度大,兩球Ai、。相等,則兩球的角速
度相等,A球的軌道半徑較大,細(xì)線與豎直方向的夾角較大,則線速度較大,即A的
線速度比2的線速度大,故BC正確,A錯(cuò)誤;
D根據(jù)豎直方向上平衡有:〃”,A球與豎直方向的夾角較大,則A所受細(xì)線
的拉力較大,故。正確。
本題選錯(cuò)誤的,故選A。
10.【答案】8【解析】A、B兩物體的角速度相等,根據(jù)知,質(zhì)量相等,半徑之比為
3:2,則向心力之比為3:2,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤.
故選:B.
11.【答案】B【解析】【分析】因?yàn)閍、b、c三點(diǎn)共軸,所以,故8正確,C錯(cuò)誤;
由于三點(diǎn)半徑不等,所以三點(diǎn)的線速度大小不等,。、b兩點(diǎn)半徑比c點(diǎn)大,所以°、b
兩點(diǎn)的線速度比c點(diǎn)大,故錯(cuò)誤。
故選Bo
12.【答案】C【解析】解:轉(zhuǎn)速為單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù),因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)
一圈,對(duì)圓心轉(zhuǎn)的角度為,所以,因?yàn)橐獪y(cè)量自行車前進(jìn)的速度,即
車輪/〃邊緣上的線速度的大小,根據(jù)題意知:輪/和輪〃邊緣上的線
速度的大小相等,據(jù)可知:,己知,則輪〃的角速度因?yàn)檩啞ê洼啞?
共軸,所以轉(zhuǎn)動(dòng)的相等即,根據(jù)可知,
故選C
13.【答案】BC【解析】A兩球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),在豎直方向上的合力為零,
由:,,貝必,所以,故A錯(cuò)誤。
區(qū)小球A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,小球B做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,可知小球A、8的向心力
之比為1:3,故B正確。
根據(jù)得,角速度,線速度,可知角速度之比為1:1,線速度大小之比為1:3,故C正
確,。錯(cuò)誤。
故選BCo
14.【答案】8?!窘馕觥坑?,解得,,,半徑大的線速度大,角速度小,周期大,與質(zhì)
量無關(guān),故AC錯(cuò)誤,B正確;
。.物體受力如圖:將沿水平和豎直方向分解得:所以有:兩球質(zhì)量相等,則兩球?qū)ν?/p>
壁的壓力相等,故。正確。
故選3。
15.【答案】AC【解析】解:C、2點(diǎn)和C點(diǎn)具有相同大小的線速度,根據(jù),知8、C
兩點(diǎn)的角速度之比等于半徑之反比,所以:::而A點(diǎn)和B點(diǎn)具有相同的角速度,則
得:
:::2:選項(xiàng)C正確
8、根據(jù),知A、8的線速度之比等于半徑之比,所以:::、C線速度相等,所以:::
1:選項(xiàng)B錯(cuò)誤
A。、根據(jù)得:::::::2:選項(xiàng)A正確,D錯(cuò)誤
故選:ACo
16.【答案】AC【解析】解:A、物體繞軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng),角速度相等,有,由于C
物體的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑最大,故向心加速度最大,故A正確;
8、物體繞軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng),角速度相等,靜摩擦力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律
可得,,故8的摩擦力最小,故B錯(cuò)誤;
C、對(duì)C分析可知,當(dāng)C物體恰好滑動(dòng)時(shí),靜摩擦力達(dá)到最大,有解得:
,故臨界角速度為,故c正確;
。、由C的分析可知,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑越大的臨界角速度越小,越容易滑動(dòng),與物體的質(zhì)量
無關(guān),故物體C先滑動(dòng),物體A、B將一起后滑動(dòng),故D錯(cuò)誤。
故選:ACo
17.【答案】AC【解析】把懸線沿水平方向拉直后無初速度釋放,當(dāng)懸線碰到釘子的
前后瞬間,由于繩子拉力與重力都與速度垂直,所以不改變速度大小,即線速度大小
不變,而半徑變?yōu)樵瓉淼囊话?,根?jù),則角速度增大到原來的2
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