1、1高一物理圆周运动测试题一、选择题：（每题 5 分，共 50 分。选不全者得 3 分）1、做匀速圆周运动的物体所受的向心力是( )A因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力B因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小C物体所受的合外力D向心力和向心加速度的方向都是不变的2、汽车在水平路面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大.若汽车的速率增大为原来的 2 倍，汽车的转弯半径将（ ）A.至少增大到原来的 4 倍 B.至少增大到原来的 2 倍C.减少到原来的 2/3 倍 D.减少到原来的 1/2 倍3一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑铁环的半径为 R20 cm
2、，环上有一穿孔的小球 m，仅能沿环做无摩擦的滑动，如果圆环绕着过环心的竖直轴以 10 rad/s 的角速度旋转(取 g10 m/s2)，则相对环静止时小球与环心 O 的连线与 O1O2 的夹角 是( )A30 B45C60 D754.杂技演员表演“水流星” ，在长为 1.6 m 的细绳的一端，系一个与水的总质量为 m0.5 kg 的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图 5721 所示，若“水流星”通过最高点时的速率为 4 m/s，则下列说法正确的是(g10 m/s 2)( )A “水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B “水流星”通过最高点时，绳的拉力及容器底部受到的压
3、力均为零C “水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D “水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为 5 N5如图 426 所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面， 圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球 A 和 B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（ ）A球 A 的线速度一定大于球 B 的线速度B球 A 的角速度一定小于球 B 的角速度C球 A 的运动周期一定小于球 B 的运动周期D球 A 对筒壁的压力一定大于球 B 对筒壁的压力26、如图所示，物块 P 置于水平转盘上随转盘一起运动，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
4、匀速转动时，P 受摩擦力方向为 a 方向B当转盘加速转动时，P 受摩擦力方向为 b 方向C当转盘加速转动时，P 受摩擦力方向为 c 方向D当转盘减速转动时，P 受摩擦力方向为 d 方向7、两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动则它们的( )A运动周期相同B运动的线速度相同C运动的角速度相同D向心加速度相同8、如图所示，一单摆拉至水平位置放手，让它自由摆下，在 P 点有一钉子挡住 OP 部分的细绳的运动，在绳子接触钉子的瞬间A、摆球的线速度突然减小 B、摆球的角速度突然增加C、摆绳的拉力突然增加 D、摆球的向心力突然减小9、质量为 m 的小球在竖直平面内的圆管
5、轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图5722 所示已知小球以速度 v 通过最高点时对圆管的外壁的压力恰好为 mg，则小球以速度 通过圆管的最高点时( )v2A小球对圆管的内、外壁均无压力B小球对圆管的外壁压力等于mg2C小球对圆管的内壁压力等于mg2D小球对圆管的内壁压力等于 mg10如图所示，光滑杆上穿两个小球，用细绳把两球相连，当盘架匀速转动，两球恰能与杆保持相对静止，此时两小球到转轴的距离之比为 23，可知两小球质量 m1 与 m2 之比为( )A12 B23 PO3C32 D. 2 3二、填空题(每空 4 分，共 12 分)11、如图是自行车传动机构的示意图，其中是大齿轮，是小
6、齿轮，是后轮(1)假设脚踏板的转速为 n，则大齿轮的角速度是_(2)要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大，除需要测量大齿轮的半径 r1、小齿轮的半径 r2 外，还需要测量的物理量是_(3)用上述量推导出自行车前进速度的表达式：_.三、计算题：12 （14 分）游乐园的小型“摩天轮”上对称站着质量均为 m 的 8 位同学，如图 15 所示， “摩天轮”在竖直平面内逆时针匀速转动，若某时刻转到顶点 a 上的甲同学让一小重物做自由落体运动，并立即通知下面的同学接住，结果重物掉落时正处在 c 处（如图）的乙同学恰好在第一次到达最低点 b 处接到，己知“摩天轮”半径为 R，重力加速度为 g， （不计
7、人和吊篮的大小及重物的质量） 问：（1）接住前重物下落运动的时间 t=?（2）人和吊篮随“摩天轮”运动的线速度大小 v=?（3）乙同学在最低点处对地板的压力 FN=?图 15413.(12 分) 如图所示，有一水平放置的圆盘，上面放有一劲度系数为 k 的轻质弹簧，弹簧的一端固定于轴 O 点，另一端拴一质量为 m 的物体，物体与盘面间最大静摩擦力为其重力的 倍，开始时弹簧处于自然长度，长为 R，求：(1)盘的转速 n0 多大时，物体开始滑动？(2)当转速达到 2n0 时，弹簧的伸长量 x 是多大？(结果用 、m 、R、k、g 表示)14 （12 分）如图 5-5-3 所示，半径为 R 的圆板置于
8、水平面内，在轴心 O 点的正上方高 h 处，水平抛出一个小球，圆板做匀速转动，当圆板半径 OB 转到与抛球初速度方向平行时，小球开始抛出，要使小球和圆板只碰一次，且落点为 B，求：(1)小球初速度的大小(2)圆板转动的角速度5高一物理圆周运动测试题答案1、答案 BC解析：在 A、D 选项中忽略了匀速圆周运动的向心力的方向性，在匀速圆周运动中，向心力的方向一直指向圆心，是不断地发生改变的2、 答 案 ： A.解 析 ： 汽 车 在 水 平 地 面 上 转 弯 时 所 需 要 的 向 心 力 ， 是 由 地 面 对 汽 车 的 静 摩 擦 力 提 供 的 ， 即mg=mv2/r， 有 r=v2/g
9、.当 速 率 增 大 到 原 来 的 2 倍 ， 则 转 弯 半 径 应 为 原 来 的 4 倍 .3、答案：C解析：当圆环绕 O1O2 旋转时，小球则在水平面内做匀速圆周运动，球受的重力和环的支持力的合力等于球做圆周运动的向心力由牛顿第二定律得：mgtan m 2r即 tan ，cos 2Rsing g2R 101020.2 12所以 60.4、答案：B解析：选 B.水流星在最高点的临界速度 v 4 m/s，由此知绳的拉力恰为零，且水恰不流gL出故正确答案为 B.5、答案：AB6、答案：BD解析：圆周运动，沿半径方向一定受力；匀速圆周运动，切向方向不受力变速圆周运动，切向方向一定受力，加速沿
10、 a 方向，减速沿 a 反方向摩擦力即为两个方向的合力由此可判断 B、D 正确7、答案：AC解析：设细线与竖直方向的夹角为 ，水平面距悬点的高度为 h，细线的拉力与重力的合力提供向心力，则 mgtan m( )2htan ，解得 T2 ，由此可知 T 与细线长无关，A、C 正2T hg确，B 、 D 错误8、答案：BC解析 抓住碰钉子前后速度大小不变，半径减小进行讨论。9、答案：C解析：选 C.依题意，小球以速度 v 通过最高点时，由牛顿第二定律得 2mgm v2R6令小球以速度 通过圆管的最高点时小球受向下的压力 FN，有 mgF Nm v2 v/22r由式解得 FNmg2上式表明，小球受到
11、向上的压力，由牛顿第三定律知小球对圆管内壁有向下的压力，大小为 .mg2选项 C 正确10、答案 C解析 两球的角速度相等，且向心力均等于绳拉力，由 m1r12m 2r22，知质量与转动半径成反比11、答案：(1)2n (4 分) (2)后轮的半径 R(4 分) (3)v (4 分)2nr1Rr2解析：(1)大齿轮的角速度 12n.(2)对、两齿轮有 1r1 2r2，设后轮半径为 R，则自行车前进的速度v 2R R .1r1r2 2nr1Rr2所以还需要测量的物理量是后轮的半径 R.(3)v .2nr1Rr212答案：（1） （2） （3） ，方向竖直向下tg18vg2(1)64NFmg解析（
12、1）由运动学公式： （2 分）tR（2 分）gt（2）由 （1 分）tsv得： （2 分）gR8（3）设支持力为 F，由牛顿第二定律得： （2 分）RmvgF则得： （2 分）mg)641(7由作用力与反作用力关系得： （2 分）mgFN)641(方向向下（1 分）13、答案：(1) (2)12gR 3mgRkR 4mg解析：(1)当圆盘开始转动时，物体所需向心力较小，当未滑动时，由静摩擦力提供向心力，设最大静摩擦力对应的最大角速度为 0，则 mgmR ，(3 分)20又 0 2n0，所以物体开始滑动时的转速 n0 (2 分)12gR(2)转速增大到 2n0 时，由最大静摩擦力和弹力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有：mgkxm 2r，(3 分)此时 rR x，4n 0，(2 分)由以上各式解得 x .(2 分)3mgRkR 4mg14 答案：(1)R (2)2n (n1，2，)hg2h解析：(1)小球做平抛运动在竖直方向： h gt2 （2 分）在水平方向： sv 1tv 0 R （2 分）g所以 v0R（2 分）h2(2)因为 tnTn（2 分）即 n （2 分）gh2所以 2n （2 分）(n 1，2， )8
