物理人教2019必修第二册第6章：圆周运动 练习附答案

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物理人教2019必修第二册第6章：圆周运动  练习附答案一、选择题。1、共享单车是一种新型、便捷的公共交通方式。如图甲所示是某共享单车采用的无链传动系统，利用圆锥齿轮90°轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动，杜绝了传统自行车“掉链子”的问题。如图乙所示是圆锥齿轮90°轴交示意图，其中A是圆锥齿轮转轴上的点，B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，两个圆锥齿轮中心轴到A、B、C三点的距离分别记为rA、rB和rC(rA≠rB≠rC)。下列说法正确的是(　　)A．ωB＝ωC     B．vC＝vA       C．ωB＝ωA   D．vA＝vC2、(多选)如图所示，在水平转台上放一个质量M＝2 kg的木块，它与转台间的最大静摩擦力为Fmax＝6.0 N，绳的一端系在木块上，另一端通过转台的中心孔O(孔光滑)悬挂一个质量m＝1.0 kg的物体，当转台以角速度ω＝5 rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O点的距离可以是(g取10 m/s2，M、m均视为质点)(　　)A．0.04 m　　B．0.08 m　　C．0.16 m　　D．0.32 m3、如图所示，一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，一个小孩坐在距圆心为r处的P点不动(P未画出)，关于小孩的受力，以下说法正确的是(　　)A.小孩在P点不动，因此不受摩擦力的作用B.小孩随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力的合力充当向心力C.小孩随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力D.若使圆盘以较小的转速转动，小孩在P点受到的摩擦力不变4、(双选)一质点沿螺旋线自外向内运动，如图所示。已知其走过的弧长s与时间t成正比。则关于该质点的运动，下列说法正确的是(　　)隐含：质点的线速度大小不变A.质点运动的线速度越来越大   B.质点运动的向心力越来越大C.质点运动的角速度越来越大    D.质点所受的合外力不变5、（双选）如图所示：   是甲、乙两球做圆周运动的向心加速度随半径变化的关系图像，下列说法中正确的是(　　)A．甲球线速度大小保持不变    B．乙球线速度大小保持不变C．甲球角速度大小保持不变    D．乙球角速度大小保持不变6、为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B，盘A、B平行且相距l＝2 m，轴杆的转速为n＝3 600 r/min。子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔所在半径的夹角θ＝30°，如图所示。则该子弹的速度可能是(　　)A.360 m/s    B.720 m/s     C.1 440 m/s    D.108 m/s7、（双选）如图所示，OM＝MN＝R，两球质量都是m，a、b为水平轻绳．小球正随水平圆盘以角速度ω匀速转动，摩擦不计，则绳a、b的拉力为(　　)A．Fa＝mω2R    B．Fa＝3mω2R    C．Fb＝mω2R    D．Fb＝2mω2R8、如图所示，甲、乙、丙三个齿轮的半径分别为r1、r2、r3。若甲齿轮的角速度为ω1，则丙齿轮的角速度为(　　)  A.      B.     C.     D.9、如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，且与圆盘相对静止，图中c沿半径指向圆心，a与c垂直，下列说法正确的是(　　)A．当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向为b方向B．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为c方向C．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为a方向D．当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为d方向10、关于向心加速度，下列说法正确的是(　　)A．向心加速度是描述线速度大小变化快慢的物理量B．向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小C．向心加速度的大小恒定，方向时刻改变D．向心加速度是平均加速度，大小可用a＝来计算11、如图所示，一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘的水平距离为L。将飞镖对准A点以初速度v0水平抛出，在飞镖抛出的同时，圆盘以角速度ω绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动。要使飞镖恰好击中A点，则飞镖的初速度和圆盘的角速度应满足(　　)A.v0＝L，ω＝nπ(n＝1，2，3，…)B.v0＝L，ω＝(2n＋1)π(n＝0，1，2，…)C.v0＞0，ω＝2nπ(n＝1，2，3，…)D.只要v0＞L，就一定能击中圆盘上的A点12、为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B，盘A、B平行且相距2 m，轴杆的转速为3 600 r/min。子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔所在半径的夹角θ＝30°，如图所示。则该子弹的速度可能是(　　)A．360 m/s    B．720 m/s      C．1 440 m/s   D．108 m/s13、（双选）如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是(　　)A．绳的拉力B．重力和绳拉力的合力C．重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力14、做匀速圆周运动的两物体甲和乙，它们的向心加速度分别为a1和a2，且a1>a2，下列判断正确的是(　　)A．甲的线速度大于乙的线速度B．甲的角速度比乙的角速度小C．甲的轨道半径比乙的轨道半径小D．甲的速度方向比乙的速度方向变化快15、通过阅读课本，几个同学对生活中的圆周运动的认识进行交流．甲说：“ 洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动．” 乙说：“ 火车转弯时，若行驶速度超过规定速度，则内轨与车轮会发生挤压．” 丙说：“ 汽车过凸形桥时要减速行驶，而过凹形桥时可以较大速度行驶．” 丁说：“ 我在游乐园里玩的吊椅转得越快，就会离转轴越远，这也是利用了离心现象．” 你认为正确的是(　　)A．甲和乙 　　 B．乙和丙     C．丙和丁    D．甲和丁二、非选择题。16、（实验题）如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图，转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：(1)在该实验中应用了________(选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。(2)当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为________。17、（计算题）一汽车发动机的曲轴每分钟转2 400周，求：(1)曲轴转动的周期与角速度；(2)距转轴r＝0.2 m点的线速度．18、如图所示甲、乙两物体自同一水平线上同时开始运动，甲沿顺时针方向做匀速圆周运动，圆半径为R；乙做自由落体运动，当乙下落至A点时，甲恰好第一次运动到最高点B，求甲物体做匀速圆周运动的向心加速度的大小。(重力加速度为g)19、（计算题）如图所示，是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道．表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动．已知人和摩托车的总质量为m，人以v1＝ 的速度过轨道最高点B，并以v2＝ v1的速度过最低点A.求在A、B两点轨道对摩托车的压力大小相差多少？        2022—2023学年物理人教2019必修第二册第6章：圆周运动  练习附答案一、选择题。1、共享单车是一种新型、便捷的公共交通方式。如图甲所示是某共享单车采用的无链传动系统，利用圆锥齿轮90°轴交，将动力传至后轴，驱动后轮转动，杜绝了传统自行车“掉链子”的问题。如图乙所示是圆锥齿轮90°轴交示意图，其中A是圆锥齿轮转轴上的点，B、C分别是两个圆锥齿轮边缘上的点，两个圆锥齿轮中心轴到A、B、C三点的距离分别记为rA、rB和rC(rA≠rB≠rC)。下列说法正确的是(　　)A．ωB＝ωC     B．vC＝vA       C．ωB＝ωA   D．vA＝vC【答案】B　  2、(多选)如图所示，在水平转台上放一个质量M＝2 kg的木块，它与转台间的最大静摩擦力为Fmax＝6.0 N，绳的一端系在木块上，另一端通过转台的中心孔O(孔光滑)悬挂一个质量m＝1.0 kg的物体，当转台以角速度ω＝5 rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O点的距离可以是(g取10 m/s2，M、m均视为质点)(　　)A．0.04 m　　B．0.08 m　　C．0.16 m　　D．0.32 m【答案】BCD　  3、如图所示，一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，一个小孩坐在距圆心为r处的P点不动(P未画出)，关于小孩的受力，以下说法正确的是(　　)A.小孩在P点不动，因此不受摩擦力的作用B.小孩随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力的合力充当向心力C.小孩随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力D.若使圆盘以较小的转速转动，小孩在P点受到的摩擦力不变【答案】C   4、(双选)一质点沿螺旋线自外向内运动，如图所示。已知其走过的弧长s与时间t成正比。则关于该质点的运动，下列说法正确的是(　　)隐含：质点的线速度大小不变A.质点运动的线速度越来越大   B.质点运动的向心力越来越大C.质点运动的角速度越来越大    D.质点所受的合外力不变【答案】BC   5、（双选）如图所示：   是甲、乙两球做圆周运动的向心加速度随半径变化的关系图像，下列说法中正确的是(　　)A．甲球线速度大小保持不变    B．乙球线速度大小保持不变C．甲球角速度大小保持不变    D．乙球角速度大小保持不变【答案】AD　  6、为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B，盘A、B平行且相距l＝2 m，轴杆的转速为n＝3 600 r/min。子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔所在半径的夹角θ＝30°，如图所示。则该子弹的速度可能是(　　)A.360 m/s    B.720 m/s     C.1 440 m/s    D.108 m/s【答案】C    7、（双选）如图所示，OM＝MN＝R，两球质量都是m，a、b为水平轻绳．小球正随水平圆盘以角速度ω匀速转动，摩擦不计，则绳a、b的拉力为(　　)A．Fa＝mω2R    B．Fa＝3mω2R    C．Fb＝mω2R    D．Fb＝2mω2R【答案】BD  8、如图所示，甲、乙、丙三个齿轮的半径分别为r1、r2、r3。若甲齿轮的角速度为ω1，则丙齿轮的角速度为(　　)  A.      B.     C.     D.【答案】A　  9、如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，且与圆盘相对静止，图中c沿半径指向圆心，a与c垂直，下列说法正确的是(　　)A．当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向为b方向B．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为c方向C．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为a方向D．当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为d方向【答案】D　  10、关于向心加速度，下列说法正确的是(　　)A．向心加速度是描述线速度大小变化快慢的物理量B．向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小C．向心加速度的大小恒定，方向时刻改变D．向心加速度是平均加速度，大小可用a＝来计算【答案】B　  11、如图所示，一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘的水平距离为L。将飞镖对准A点以初速度v0水平抛出，在飞镖抛出的同时，圆盘以角速度ω绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动。要使飞镖恰好击中A点，则飞镖的初速度和圆盘的角速度应满足(　　)A.v0＝L，ω＝nπ(n＝1，2，3，…)B.v0＝L，ω＝(2n＋1)π(n＝0，1，2，…)C.v0＞0，ω＝2nπ(n＝1，2，3，…)D.只要v0＞L，就一定能击中圆盘上的A点【答案】B   12、为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B，盘A、B平行且相距2 m，轴杆的转速为3 600 r/min。子弹穿过两盘留下两弹孔a、b，测得两弹孔所在半径的夹角θ＝30°，如图所示。则该子弹的速度可能是(　　)A．360 m/s    B．720 m/s      C．1 440 m/s   D．108 m/s【答案】C　  13、（双选）如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是(　　)A．绳的拉力B．重力和绳拉力的合力C．重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力【答案】CD　  14、做匀速圆周运动的两物体甲和乙，它们的向心加速度分别为a1和a2，且a1>a2，下列判断正确的是(　　)A．甲的线速度大于乙的线速度B．甲的角速度比乙的角速度小C．甲的轨道半径比乙的轨道半径小D．甲的速度方向比乙的速度方向变化快【答案】D   　15、通过阅读课本，几个同学对生活中的圆周运动的认识进行交流．甲说：“ 洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动．” 乙说：“ 火车转弯时，若行驶速度超过规定速度，则内轨与车轮会发生挤压．” 丙说：“ 汽车过凸形桥时要减速行驶，而过凹形桥时可以较大速度行驶．” 丁说：“ 我在游乐园里玩的吊椅转得越快，就会离转轴越远，这也是利用了离心现象．” 你认为正确的是(　　)A．甲和乙 　　 B．乙和丙     C．丙和丁    D．甲和丁【答案】D　  二、非选择题。16、（实验题）如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图，转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：(1)在该实验中应用了________(选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。(2)当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为________。【答案】(1)控制变量法　  (2)1∶2   【解析】　(1)由前面分析可知该实验采用的是控制变量法。(2)线速度大小相等，则角速度与半径成反比，故可知左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为1∶2。17、（计算题）一汽车发动机的曲轴每分钟转2 400周，求：(1)曲轴转动的周期与角速度；(2)距转轴r＝0.2 m点的线速度．【答案】(1) s　80π rad/s　  (2)16π m/s   【解析】(1)由于曲轴每秒钟转＝40(周)，周期T＝ s；而每转一周为2π rad，因此曲轴转动的角速度ω＝2π×40 rad/s＝80π rad/s.(2)已知r＝0.2 m，因此这一点的线速度v＝ωr＝80π×0.2 m/s＝16π m/s。18、如图所示甲、乙两物体自同一水平线上同时开始运动，甲沿顺时针方向做匀速圆周运动，圆半径为R；乙做自由落体运动，当乙下落至A点时，甲恰好第一次运动到最高点B，求甲物体做匀速圆周运动的向心加速度的大小。(重力加速度为g)【答案】　π2g  【解析】　设乙下落到A点所用时间为t，则对乙，满足R＝gt2得t＝，这段时间内甲运动了T，即T＝           ①又由于an＝ω2R＝R    ②由①②得an＝π2g。  19、（计算题）如图所示，是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道．表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动．已知人和摩托车的总质量为m，人以v1＝ 的速度过轨道最高点B，并以v2＝ v1的速度过最低点A.求在A、B两点轨道对摩托车的压力大小相差多少？【答案】6mg   【解析】在B点，FB＋mg＝m 解之得FB＝mg；在A点，FA－mg＝m 解之得FA＝7mg，所以在A、B两点轨道对车的压力大小相差6mg。