鲁科版 (2019)必修 第二册第2节 科学探究:向心力达标测试

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3.2科学探究：向心力基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册一、选择题（共15题）1．如图所示，小物体A与水平圆盘保持相对静止，随着圆盘一起做匀速圆周运动，下列关于A的受力情况说法正确的是（　　）A．受重力、支持力B．受重力、支持力、摩擦力和向心力C．受重力、支持力和指向圆心的摩擦力D．受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力2．在离心浇铸装置中，电动机带动两个支承轮同向转动，管状模型放在这两个轮上靠摩擦转动，接触处不打滑，如图所示。铁水注入后，由于离心作用，铁水紧紧靠在模型的内壁上，从而可得到密实的铸件，浇铸时转速不能过小，否则铁水会脱离模型内壁，产生次品。已知管状模型内壁的半径为R，铁水与模型转动的角速度相同，铁水的厚度可忽略。则（　　）A．管状模型转动的最小角速度B．管状模型转动的最小角速度C．若发现产生次品，应增大浇铸时转动的周期D．支承轮边缘转动的线速度大于模型外边缘转动的线速度3．关于曲线运动，下列说法正确的是（）A．做曲线运动的物体，速度和加速度都在改变B．只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心C．做曲线运动的物体，受到的合外力可以是恒力D．做匀速圆周运动物体，只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，4．甲乙两个做匀速圆周运动的质点，它们的角速度之比为3：1，线速度之比为2：3，质量之比为1：1，那么下列说法中正确的是（　　）A．它们的半径之比是2：3B．它们的向心加速度之比为2：1C．它们的周期之比为3：1D．它们的向心力之比为1：25．有一箱鸡蛋在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的鸡蛋质量为，它可视为质点到转轴的距离为，则其周围鸡蛋对该鸡蛋的作用力大小可表示为（　　）A．mg B．C． D．6．物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　）A．物体的向心加速度越大，速度变化越大B．物体的向心加速度越大，速率变化越快C．匀速圆周运动是线速度大小不变，方向时刻改变的运动，故“匀速”是指速率不变D．物体除受向心力外，还受到其它力，但所受合力大小不变，方向始终指向圆心7．在公路上常会看到凸形和凹形的路面，如图所示。一质量为m的汽车，通过凸形路面的最高处时对路面的压力为N1，通过凹形路面最低处时对路面的压力为N2，则（　　）A．N1>mg B．N1<mg C．N2=mg D．N2<mg8．如图，有一固定且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，有两个可视为质点且质量相同的小球A和B，在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为α=53°和β=37°，（sin37°=0.6）则（　　）A．A、B两球所受支持力的大小之比为3∶4B．A、B两球运动的周期之比为2∶C．A、B两球的角速度之比为2∶D．A、B两球的线速度之比为4：9．如图所示，A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上。已知两物块的质量，运动半径，两物块动摩擦因数均为，重力加速度为g。则在两物块随圆盘转动过程中，下列说法正确的是（　　）A．两物块相对圆盘静止时线速度 B．两物块相对圆盘静止时向心力FA>FBC．当圆盘角速度增加到时A物块开始相对圆盘滑动D．当圆盘角速度增加到时A物块开始相对圆盘滑动10．如图所示，ABC为竖直平面内的金属半圆环，AC连线水平,AB为固定在A、B两点间的直金属棒，在直棒和圆环的BC部分上分别套着小环M、N(棒和半圆环均光滑），现让半圆环绕竖直对称轴以角速度做匀速转动，小环M、N在图示位置．如果半圆环的角速度变为，比稍微小一些．关于小环M、N的位置变化，下列说法正确的是A．小环M将到达B点，小环N将向B点靠近稍许B．小环M将到达B点，小环N的位置保持不变C．小环M将向B点靠近稍许，小环N将向 B点靠近稍许D．小环M向B点靠近稍许，小环N的位置保持不变11．如图所示，用长为L的细绳拴住质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动（不计空气阻力），则下列说法中正确的是（　　）A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为D．小球过最低点时处于失重状态12．如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一起，大圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲不打滑转动。大、小圆盘的半径之比为3∶1，两圆盘和小物体m1、m2间的动摩擦因数相同。m1离甲盘圆心O点2r，m2距乙盘圆心O´点r，当甲缓慢转动且转速慢慢增加时（　　）A．物块相对盘开始滑动前，m1与m2的线速度之比为1∶1B．物块相对盘开始滑动前，m1与m2的向心加速度之比为2∶9C．随转速慢慢增加，m1先开始滑动D．随转速慢慢增加，m1与m2同时开始滑动13．下列说法正确的是（　　）A．做匀速圆周运动的物体，合力提供向心力，其加速度一定指向圆心，方向时刻改变B．向心加速度描述的是线速度大小变化的快慢C．匀速圆周运动是一种匀变速曲线运动D．做匀速圆周运动物体的线速度、角速度、频率、周期不变14．如图为某游乐场翻滚过山车照片拍此照片的前后一段时间内过山车携带游客做匀速圆周运动，游客a恰好在轨迹最高点，游客b与游客a处在同一列车上两游客质量相等，忽略空气阻力，关于两游客在如图位置受力说法正确的是（　　）A．过山车给游客b的作用力与游客b受的重力之和方向竖直向下B．过山车给游客a的作用力大于给游客b的作用力C．过山车给游客a的作用力等于给游客b的作用力D．过山车给游客a的作用力小于给游客b的作用力15．火车在某个弯道按规定运行速度40m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力。若火车在该弯道实际运行速度为45m/s，则下列说法中正确的是（　　）A．仅内轨对车轮有侧压力B．仅外轨对车轮有侧压力C．内、外轨对车轮都有侧压力D．内、外轨对车轮均无侧压力二、填空题（共4题）16．有一个圆盘绕通过圆心且垂直圆盘平面的轴匀速转动，如图所示是圆盘的俯视图。在圆盘上有三点A、B、C，它们离圆心O的距离分别为a、b、c，则这三点的角速度之比为_______；线速度之比为_________。17．长度1m的细绳，一端固定于光滑水平桌面上，另一端拴接一个质量为2kg的小球，若小球以4m/s的速度在桌面上做匀速圆周运动，则小球的向心加速度大小为a向＝__________m/s2，所需向心力大小为__________N。18．实验小组利用竖直轨道和压力传感器验证机械能守恒定律，半径可调的光滑竖直轨道与光滑水平轨道连接，在轨道最低点A和最高点B各安装一个压力传感器，压力传感器与计算机相连，如图所示，将质量为m的小球（可视为质点）以某一速度进入轨道最低点，通过计算机读出两个传感器的读数，重力加速度为g，则（1）设轨道半径为R，小球能运动到最高点B，小球在最低点入射速度不得小于___________。（2）实验中压力传感器的读数之差___________时，小球的机械能守恒。（3）初速度一定的前提下，小球在做圆周运动过程中，压力传感器的读数之差与轨道半径___________（填“有关”或“无关”），压力传感器的读数之比与轨道半径___________（填“有关”或“无关”）。19．在使用向心力演示器探究向心力大小与质量、角速度、半径之间的关系实验中，回答下列问题： （1）本实验采用的科学方法是___________。（填正确答案标号）A．控制变量法            B．类比与归纳法    C．微元法 D．等效替代法（2）图示情景探究的是___________。（填正确答案标号）
 A．向心力的大小与半径的关系B．向心力的大小与线速度大小的关系C．向心力的大小与角速度大小的关系D．向心力的大小与物体质量的关系（3）通过本实验可以得到的结论有___________。（填正确答案标号）A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度成正比B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比三、综合题（共4题）20．如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道和圆轨道组成，和相切于点，与夹角为，连线是圆轨道竖直方向的直径（、为圆轨道的最低点和最高点），可视为质点的小滑块从轨道上高处的某点由静止滑下，用力传感器测出滑块经过圆轨道最低点时对轨道的压力为，并得到如图乙所示的压力与高度的关系图像，该图线截距为，且过点。（，，）求：（1）滑块的质量和圆轨道的半径R；（2）若要求滑块不脱离圆轨道，则可以从多少高度处由静止滑下；（3）是否存在某个值，使得滑块经过最高点飞出后落在圆心等高处的直轨道上。若存在，请求出值；若不存在，请说明理由。21．如图所示，一根原长为的轻弹簧套在光滑直杆上，其下端固定在杆的端，质量为的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆一起绕经过杆端的竖直轴匀速转动，且杆与水平面间始终保持角。已知杆处于静止状态时弹簧长度为，重力加速度为，，求：（1）弹簧的劲度系数；（2）弹簧为原长时，小球的角速度；（3）当杆的角速度时弹簧的长度。22．质量为1000kg的小汽车驶过一座半径为30m的圆拱桥，到达拱桥顶的速度为3m/s，求此时汽车对桥的压力。（g取10m/s2）23．如图所示一质点沿顺时针方向做匀速圆周运动，在图中画出质点在A点向心力的方向和B点线速度的方向.
参考答案1．C2．A3．C4．B5．D6．C7．B8．C9．D10．A11．C12．B13．A14．D15．B16．        17．16    32    18．        无关    有关    19．A    D    CD    20．（1）0.2kg，1m；（2）或；（3）21．（1）（2）（3）22．9700N，方向竖直向下23．