高一物理试题(圆周运动)

资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流临清二中高一物理试题（圆周运动）姓名：___________班级：___________考号：___________第Ⅰ卷（选择题）评卷人得分一、单选题(题型注释)1.关于物体做匀速圆周运动时的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是（）A．线速度大的角速度一定大B．线速度大的周期一定小C．角速度大的半径一定小D．角速度大的周期一定小2.质量为m的小球，用一条绳子系在竖直平面内做圆周运动，小球到达最高点时的速度为v，到达最低点时的速度变为24gRv，则两位置处绳子所受的张力之差是（）A．6mgB．5mgC．4mgD．2mg3.关于离心运动，下列说法中正确的是（）A．日常生活中遇到的离心运动都是有危害的，要防止任何离心运动的发生B．物体受到向心力作用，但可能做离心运动C．做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化，就将做离心运动D．做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时将做离心运动4.细线一端系一小球，另一端固定于悬点，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，细线的运动轨迹是圆锥面，所以这个运动装置叫圆锥摆。关于摆球A的受力情况，下列说法正确的是（）A．摆球A受重力、拉力和向心力的作用B．摆球A受拉力和向心力的作用C．摆球A受拉力和重力的作用资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流D．摆球A受重力和向心力的作用5.游客坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20m/s2，g＝10m/s2，那么，此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的()A．1倍B．2倍C．3倍D．4倍6.汽车在公路上行驶一般不打滑，轮子转一周，汽车向前行驶的距离等于车轮的周长。某国产轿车的车轮半径约为30cm，当该型号的轿车在高速公路上行驶时，速率计的指针指在120km/h上，可估算此时该车轮的转速度约为（）A．1000r/sB．1000r/minC．1000r/hD．2000r/s7.一圆台可绕通过圆台中心O且垂直于台面的竖直轴转动。在圆台上放置一小木块A，它随圆台一起做匀速圆周运动，如图所示，则关于木块A的受力情况，下列说法中正确的是（）A．木块A受重力、支持力和向心力作用B．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反C．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同D．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心8.一物体以12m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为3s，则物体在运动过程中的任一时刻，速度变化率的大小为（）A．2π3m/s2B．8m/s2C．0D．8πm/s29.如下图所示，轻杆的一端有一小球，另一端有光滑固定轴O，现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则F（）A．一定是拉力B．一定是推力资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流C．一定等于零D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于零10.飞机在空中做匀速圆周运动表演时，下列说法正确的是（）A．飞机必须受到恒力的作用B．飞机所受合力必须等于零C．飞机所受合力的大小可能变化D．飞机所受合力的大小不变，方向时刻改变11.如图所示为两级皮带传动装置，转动时皮带均不打滑，中间两个轮子是固定在一起的，轮1的半径和轮2的半径相同，轮3的半径和轮4的半径相同，且为轮1和轮2半径的一半，则轮1边缘的a点和轮4边缘的c点相比（）A．线速度之比为1∶4B．角速度之比为4∶1C．向心加速度之比为8∶1D．向心加速度之比为1∶812.两个小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆的O点做圆周运动，如图所示，当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则转轴O到小球2的距离是（）A．112LvvvB．212LvvvC．121()LvvvD．122()Lvvv13.下列各种运动中，不属于匀变速运动的是（）A．斜抛运动B．匀速圆周运动C．平抛运动D．竖直上抛运动14.质量不计的轻质弹性杆P部分插入桌面上小孔中，杆的另一端套有质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R、角速度为的匀速圆周运动，如图所示，则杆的上端受到球对其作用力的大小为（）资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流A．2mRB．242mgRC．242mgRD．不能确定15.如图所示为质点P、Q做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的图线，表示质点P的图是双曲线，表示质点Q的图线是过原点的一条直线，由图线可知（）A．质点P的线速度大小不变B．质点P的角速度大小不变C．质点Q的角速度随半径变化D．质点Q的线速度大小不变16.关于角速度和线速度，下列说法正确的是（）A．半径一定，角速度与线速度成反比B．半径一定，角速度与线速度成正比C．线速度一定，角速度与半径成正比D．角速度一定，线速度与半径成反比17.一质量为m的物体，沿半径为R的向下凹的圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点时速度为v，物体与轨道之间的动摩擦因数为，则它在最低点时受到的摩擦力为（）A．mgB．2mvRC．2()vmgRD．2()vmgR18.如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（）A．a、b和c三点的线速度大小相等B．a、b和c三点的角速度相等资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流C．a、b的角速度比c的大D．c的线速度比a、b的大第Ⅱ卷（非选择题）评卷人得分二、计算题(题型注释)19.如图所示，两根长度相同的轻绳，连接着相同的两个小球，让它们穿过光滑的杆在水平面内做匀速圆周运动，其中O为圆心，两段细绳在同一直线上，此时，两段绳子受到的拉力之比为多少？20.有一列重为100t的火车，以72km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400m。（g取10m/s2）（1）试计算铁轨受到的侧压力大小；（2）若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度θ的正切值。资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流21.如图所示，圆环以过其直径的直线AB为轴匀速转动。已知其半径为0.5m，周期为4s，求环上P点和Q点的角速度和线速度大小。22.长为L的轻绳，其一端固定于O点，另一端连有质量为m的小球，它绕O点在竖直平面内做圆周运动。求：（1）小球刚好到达最高点时的速度；（2）小球到达最高点速度为2gL时绳受到的拉力。资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流高一物理圆周运动参考答案1.【解析】由公式2πT可知，越大，T一定越小，D对。【答案】D2.【解析】在最高点mg＋F1＝2mvR，在最低点F2－mg＝2(4)mgRvR，所以F2－F1＝6mg。【答案】A3.【解析】当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动。日常生活中遇到的离心运动不都是有危害的，有时会利用离心运动的例如洗衣机甩水桶，所以A错误；向心力的突然变小时，合力小于了物体需要的向心力，物体要做离心运动，所以B正确；合力大于需要的向心力时，物体要做向心运动，合力小于所需要的向心力时，物体就要远离圆心，做的就是离心运动，所以向心力的数值发生变化也可能做向心运动，故C错误，D错误。故选B。【答案】B4.【解析】小球只受重力和绳子的拉力，小球又能做匀速圆周运动，故而向心力就是拉力、重力的合力。【答案】C5.【解析】对位于轨道最低点的游客受力分析如图：则F－mg=ma，故F=mg+ma=3mg。即座椅对游客作用力相当于游客重力的3倍。【答案】C6.【解析】根据vr和2πn可得，331201060r/min1000r/min2π3.61023.140.3vnr。故B正确。【答案】B资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流7.【解析】木块在竖直方向上受重力和圆台的支持力作用，二力平衡。因为木块做匀速圆周运动，其合力一定指向圆心，而木块与圆台相对静止，故木块受圆台的静摩擦力一定指向圆心，是木块受到的三个力的合力，向心力是效果力，在分析木块受力时，不能说木块受到向心力。【答案】D8.【解析】速度变化率即向心加速度，an＝ωv＝2πTv＝2π3×12m/s2＝8πm/s2，D对。【答案】D9.【解析】本题考查刚性杆支撑球在竖直面内运动的基本规律。球通过最高点的条件是v≥0。情况（1）当球通过最高点，拉力为零时，有mg＝2mvR⇒v＝gR；（2）当0≤vgR时，此时F为推力，mg－F＝2mvR；（3）当vgR时，此时F为拉力，F＋mg＝2mvR；故选项D正确。【答案】D10.【解析】飞机做匀速圆周运动时，其向心力由合外力提供，大小不变，方向时刻改变。【答案】D11.【解析】由题意知2va＝2v3＝v2＝vc，其中v2、v3为轮2和轮3边缘的线速度，所以va∶vc＝1∶2，A错。设轮4的半径为r,则aa＝2aavr＝222cvr＝28cvr＝18ac，即aa∶ac＝1∶8，C错，D对。ac＝aaccvrvr＝14，B错。【答案】D12.【解析】设O到球2的距离为x，因为两球绕同一杆做圆周运动，所以角速度相同，则12212,vvLvxLxxvv，故选B。【答案】B13.【解析】匀变速运动指的是加速度不变的运动。据斜抛运动、平抛运动及竖直上抛运动的定义可知，三种运动中均是只有重力作用，运动的加速度都是重力加速度，即这三种运动都是匀变速运动，而匀速圆周运动的加速度方向指向圆心，故此加速度时刻在变化，匀速圆周运动属于变加速运动，符合题意的选项B。【答案】B资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流14.【解析】对小球进行受力分析，小球受两个力：一个是重力mg，另一个是杆对小球的作用力F，两个力的合力产生向心力。由平行四边形定则可得：242FmgR，再根据牛顿第三定律，可知杆受到球对其作用力的大小为：242FmgR，故选项C正确。【答案】C15.【解析】由图线可知，对质点P，其向心加速度an与半径r的乘积为常量，即anr＝常量，所以质点P的线速度大小不变，故A选项正确，B选项错误；质点Q的向心加速度跟r成正比，即an＝ω2r，所以质点Q做圆周运动的角速度不变，线速度随半径增大而增大，故C、D选项错误。【答案】A16.【解析】由vr，得vr，即r一定时，与v成正比；由vr知，线速度一定时，角速度与半径成反比；由vr知，角速度一定时，线速度与半径成正比。【答案】B17.【解析】在最低点由向心力公式2NvFmgmR，得2NvFmgmR，又由摩擦力公式2N()vFFmgmR,C对。【答案】C18.【解析】陀螺共轴转动，由2πT知，a、b和c三点的角速度大小相等，B对，C错；由vr知，a、b和c三点的角速度相等，半径不等，故这三点的线速度大小不相等，c的半径最小，c的线速度最小，A、D错误。【答案】B19.【解析】设每段绳子长为l，资料收集于网络，如有侵权请联系网站删除只供学习与交流对球2有：F2＝2mlω2对球1有：F1－F2＝mlω2由以上两式得：F1＝3mlω2故12FF＝32。【答案】3∶220.【解析】（1）v＝72km/h＝20m/s，外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力，所以有：FN＝m2vr＝521020400N＝1×105N由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于1×105N。（2）火车过弯道，重力和铁轨对火车的支持力的合力正好提供向心力，如图所示，则mgtanθ＝m2vr由此可得tanθ＝2vrg＝0.1。【答案】（1）105N（2）0．121.【解析】P点和Q点同轴转动，所以P点和Q点的角速度相同，且2ππrad/s1.57rad/s2T；P点和Q点绕AB做匀速圆周运动，其轨迹的圆心不同，P点和Q点的轨迹半径分别为：33