高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 向心加速度当堂达标检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 向心加速度当堂达标检测题，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
6.3向心加速度同步练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题1．下列关于向心加速度的说法错误的是（　　）A．向心加速度的方向始终与速度方向垂直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．物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心D．物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心2．质量为的小球在竖直面内做半径为的圆周运动，当它到达最高点时速度为，此时小球的向心力为（　　）A． B． C． D．3．如图所示，完全相同的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，两物块始终相对于圆盘静止，A离圆盘中心较远，则两物块（　　）A．线速度大小相同B．角速度相同C．向心力相同D．同时发生滑动4．汽车后备厢盖一般都配有可伸缩的液压杆，如图所示，可伸缩液压杆上端固定于后盖上A点，下端固定于箱内O'点，B为后盖上一点，后盖可绕过O点的固定铰链转动。在合上后备厢盖的过程中（　　）A．A点相对O'点做圆周运动B．A点与B点相对于O点转动的线速度大小相等C．A点与B点相对于O点转动的角速度大小相等D．A点与B点相对于O点转动的向心加速度大小相等5．我国古代的指南车是利用齿轮来指引方向的.指南车某部分结构如图所示，在A、B、C三个齿轮的边缘上分别取1、2和3三点，齿轮B和C在同一转动轴上，三个齿轮的半径分别为、、，且。下列说法正确的是（　　）A．1和3的线速度大小关系：B．1和2的角速度大小关系：C．1和3的周期大小关系：D．1和2的向心加速度大小关系：6．如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转轴上，其半径之比为R∶R＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦力作用，B轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的（　　）A．线速度大小之比为3∶2∶2B．角速度之比为3∶3∶2C．转速之比为2∶3∶2D．向心加速度大小之比为9∶6∶47．在2022年3月23日的“天宫课堂”上，航天员叶光富用绳子一端系住装有水油混合的瓶子，做如图所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层（水在瓶底），以空间站为参考系，水油分离后圆周运动过程中，下列说法正确的是（　　）A．油的线速度大于水的线速度B．水和油的向心加速度大小相等C．水对油的作用力大于油对水的作用力D．水对油有指向圆心的作用力8．如图所示是静止在地面上的起吊重物的吊车，某次操作过程中，液压杆长度收缩，吊臂绕固定转轴顺时针转动，吊臂上的M、N两点做圆周运动，此时M点的角速度为ω，ON＝2OM＝2L，则（　　）A．M点的速度方向垂直于液压杆B．N点的角速度为2ωC．两点的线速度大小关系为v＝4vD．N点的向心加速度大小为2ω2L9．如图所示，a为地球赤道上相对地面静止的物体，b为在地球表面附近绕地心做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（　　）A．角速度的大小关系为 B．向心加速度的大小关系为C．线速度的大小关系为 D．周期关系为10．如图所示是一个陀螺玩具，a、b、c是陀螺表面上的三个点，a、b离中心轴线的距离相同，当中心轴线垂直于地面，且陀螺以角速度稳定旋转时（　　）A．a、b两点的角速度比c点的大 B．a、b两点的加速度比c点的大C．a、b两点的线速度相同 D．a、b、c三点的线速度大小相等11．如图为某发动机的模型，O点为发动机转轴，A、B为发动机叶片上的两点，v表示线速度，ω表示角速度，T表示周期，a表示向心加速度，下列说法正确的是（　　）A．v>v，T>T B．v<v，ωA=ωBC．ωA<ωB，a=a D．a>a，T=T12．如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度摆下。经验告诉我们，当细绳与钉子相碰时，钉子的位置越靠近小球，绳就越容易断。以下说法正确的是（　　）A．小球的线速度大小不变 B．小球的角速度大小不变C．小球的周期不变 D．小球的向心加速度大小不变 二、多选题13．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的图线是双曲线，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的角速度大小不变14．如图所示，转盘甲、乙具有同一转轴，转盘丙的转轴为，用一皮带按如图的方式将转盘乙和转盘丙连接，A、B、C分别为转盘甲，乙、丙边缘的点，且，。现让转盘丙绕转轴做匀速圆周运动，皮带不打滑。则下列说法正确的是（　　）A．A、B、C的线速度大小之比为B．A、B、C的角速度之比为C．A、B、C的向心加速度大小之比为D．如果转盘丙沿顺时针方向转动，则转盘乙沿逆时针方向转动15．如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑。图中轮上三点所在处半径分别为，且，则下列说法正确的是（　　）A．  B．  C．  D．以上说法都不正确 三、实验题16．为验证匀速圆周运动的向心加速度与角速度、轨道半径间的定量关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置。其中AB是固定在竖直转轴上的水平平台，A端固定的压力传感器可测出小物体对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。实验步骤如下：①测出挡光片与转轴间的距离L；②将小物体紧靠传感器放置在平台上，测出小物体中心与转轴的距离r；③使平台AB绕转轴匀速转动；④记录压力传感器的示数F和对应的挡光时间；⑤保持小物体质量和距离r不变，多次改变转动角速度，记录压力传感器示数F和对应的挡光时间。（1）小物体转动的角速度______（用L、d、表示）；若某次实验中挡光片的宽度如图乙所示，其读数为______mm；（2）要验证小物体的向心加速度与角速度、轨道半径间的定量关系，还需要测出小物体的质量m，则在误差允许范围内，本实验需验证的关系式为______（用所测物理量的符号表示）。17．探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1。（1）在这个实验中，利用了_______(选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”)来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系；（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量_______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与______（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径______（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮；（3）当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球半径的2倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1：2，则左、右两边塔轮的半径之比为________。 四、解答题18．滑板运动是深受青少年喜爱的运动，如图所示，质量为50kg的滑板运动员恰好从B点进入半径为2.0m的光滑圆弧轨道，该圆弧轨道在C点与水平光滑轨道相接，运动员滑到C点时的速度大小为10m/s。求他到达C点前瞬间的加速度大小和对轨道的压力大小。（不计各种阻力，g取10m/s2）19．如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心处放置一小物块，其质量为，物块与圆盘间的动摩擦因数。当圆盘转动的角速度时，物块随圆盘一起转动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。求：（1）物块的线速度大小；（2）物块的向心加速度大小。
参考答案：1．C【详解】A．向心加速度的方向沿半径指向圆心，速度方向则沿圆周的切线方向，向心加速度的方向始终与速度方向垂直，选项A正确；B．向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小，选项B正确；CD．物体做匀速圆周运动时，只有向心加速度，加速度方向始终指向圆心，物体做变速圆周运动时，加速度的方向并不始终指向圆心，选项C错误，D正确。故选C。2．B【详解】由题意，根据合力提供小球所需向心力，由牛顿第二定律有故选B。3．B【详解】A．由于A、B两物块在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相同，根据线速度与角速度的关系可知，由于两物块距离中心的距离不同，所以线速度不同，故选项A错误；B．由于A、B两物块在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相同，故选项B正确；C．根据向心力公式，可以知道，质量相等、角速度相等的条件下，半径不同则向心力不同，故选项C错误；D．根据向心力公式，可以知道，质量相等、角速度相等的条件下，半径不同则向心力不同，由于物块A距离中心较远，因此物块A所需向心力较大，会先发生滑动，故选项D错误。故选B。4．C【详解】A．在合上后备厢盖的过程中，O'A的长度是变化的，因此A点相对O'点不是做圆周运动，故A错误；BC．在合上后备厢盖的过程中，A点与B点都是绕O点做圆周运动，相同的时间绕O点转过的角度相同，即A点与B点相对O点的角速度相等，又由于OB大于OA，根据v=rω可知B点相对于O点转动的线速度大，故B错误，C正确；D．根据向心加速度a=rω2可知，B点相对O点的向心加速度大于A点相对O点的向心加速度，故D错误。故选C。5．D【详解】BD．由题意可知1和2的线速度大小相等，即，根据，由于，可知1和2的角速度大小关系为，1和2的向心加速度大小关系为，故B错误，D正确；AC．由题意可知2和3的角速度相等，即，又有，故有，根据，结合，可知1和3的线速度大小关系为，1和3的周期大小关系为，故AC错误。故选D。6．D【详解】A．A、B靠摩擦传动，则边缘上a、b两点的线速度大小相等，即va∶vb＝1∶1BC同轴转动角速度相等，根据v=ωR又RB∶RC＝3∶2可得vb∶vc＝3∶2解得线速度大小之比为va∶vb∶vc=3∶3∶2故A错误；BC．B、C同轴转动，则边缘上b、c两点的角速度相等，即ωb＝ωca、b两点的线速度大小相等，根据v=ωR依题意，有RB∶RA＝3∶2解得ωb：ωa=2:3解得角速度之比为ωa：ωb：ωc =3∶2∶2又ω＝2πn所以转速之比na：nb：nc=3∶2∶2故BC错误；D．对a、b两点，由解得aa∶ab＝3∶2对b、c两点，由an＝ω2R解得ab∶ac＝3∶2可得aa∶ab∶ac＝9∶6∶4故D正确。故选D。7．D【详解】A．油和水绕O点转动的角速度相等，根据v=ωr可知，因水在外层，转动半径较大，可知油的线速度小于水的线速度，选项A错误；B．根据a=ω2r可知，水的向心加速度大小大于油的向心加速度大小，选项B错误；C．水对油的作用力与油对水的作用力是相互作用力，等大反向，选项C错误；D．“天宫课堂”瓶子和水油在太空中处于完全失重状态，此时油做匀速圆周运动，则水对油有指向圆心的作用力，选项D正确。故选D。8．D【详解】A．吊臂是绕固定转轴O旋转的，因此M点的速度方向垂直于吊臂，故A错误；B．M、N点在吊臂上绕同一固定转轴O旋转，有相同的角速度，即N点的角速度应该等于M点的角速度，故B错误；C．根据v＝ωr可知vN＝2vM，故C错误；D．根据a＝ω2r可知，N点的向心加速度大小为aN＝2ω2L，故D正确。故选D。9．B【详解】A．a、c角速度相等，即ωa=ωc，而rb<rc，根据可知ωc<ωb所以ωa=ωc<ωb故A错误；B．由a=ω2r可得aa<ac由可得则ac<ab故故B正确；C．AC比较，角速度相等，由v=ωr，可知va<vc，故C错误；D．卫星C为同步卫星，所以Ta=Tc，根据且ωc<ωb，可知Tc>Tb，所以Ta=Tc>Tb故D错误。故选B。10．B【详解】A．根据题意知a、b、c三点是同轴转动，角速度相等，A错误；B．由a=rω，r=r＞r知a=a＞a故B正确；CD．由和r=r＞r可知v=v＞v由于线速度是矢量，所以a、b两点的线速度大小相等，都大于c点的线速度大小，但方向不同，CD错误。故选B。11．B【详解】由图可知，A、B两点同轴做匀速转动，角速度相等由于A点转动的半径小，B点转动的半径大；由公式，则A、B两点的线速度大小关系为向心加速度：，由于A点转动的半径小，则A的向心加速度小，即由于是同轴转动，二者的角速度相等，周期也相等。故B正确，ACD错误。故选B。12．A【详解】A．细绳与钉子相碰前后线速度大小不变，因为水平方向不受力的作用，故A正确；B．半径变小，根据v=ωr得知，角速度增大，故B错误；C．根据，周期变小，故C错误；D．根据可知，向心加速度大小变大，故D错误。故选A。13．AD【详解】AB．由图像知，质点P的向心加速度随半径r的变化曲线是双曲线，因此可以判定质点P的向心加速度与半径的积是一个常数，即aPr=k可得与向心加速度的计算公式对照可得v2=k即质点P的线速度大小不变，选项A正确，B错误；CD．同理，知道质点Q的向心加速度aQ=k'r与aQ=ω2r对照可得ω2=k'即质点Q的角速度（常数）质点Q的角速度保持不变，选项D正确，C错误。故选AD。14．AD【详解】AB．B、C两点为皮带传动，线速度大小相等，即根据可得A、B两点为同轴转动，角速度大小相等，即联立可得故A正确，B错误；C．根据可得故C错误；D．如果转盘丙沿顺时针方向转动，则转盘丙所受的摩擦力为逆时针，皮带所受转盘丙的摩擦力为顺时针，对皮带根据平衡条件可知，转盘乙对皮带的摩擦力为逆时针，则皮带对转盘乙的摩擦力为顺时针，可知转盘乙逆时针转动，故D正确。故选AD。15．AC【详解】ACD．、为同轴转动，故、为皮带传动，故根据可知联立可得故AC正确，D错误；B．根据可得故B错误。故选AC。16．          4.90     【详解】（1）[1]挡光片的线速度小钢球和挡光片同轴，则小钢球的角速度[2]20分度的游标卡尺，精度为0.05mm，则挡光片的宽度为（2）[3]根据牛顿第二定律，要求出加速度还需要测量小钢球的质量，根据即又则即17．     控制变量法     相同     挡板B     相同     2:1【详解】（1） [1]本实验中要分别探究向心力大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系，所以需要用到控制变量法。（2）[2]探究向心力大小与圆周运动半径的关系时，需要控制小球的质量和运动角速度相同，所以应选择两个质量相同的小球。（3）[3]据F=mω2R，由题意可知F右=2F左R左=2R右可得ω左：ω右=1:2由v=ωr可得r左轮：r右轮=2:1左、右两边塔轮的半径之比是2:118．50m/s2，3000N【详解】运动员到达C点前的瞬间做圆周运动，根据向心力计算公式以及牛顿第二定律可得加速度大小为加速度方向为在该位置指向圆心，即竖直向上。重力和轨道支持力的合力提供向心力，所以有代入数据解得由牛顿第三定律可知，运动员对轨道的压力与轨道的支持力为作用力与反作用力，大小相等，所以运动员对轨道的压力为19．（1）；（2）【详解】（1）物块的线速度大小（2）物块的向心加速度大小