高一物理试题(圆周运动)新版.doc

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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，则两位置处绳子所受的张力之差是（ ）
A．6mg B．5mg
C．4mg D．2mg
3.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
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20 m/s2，g＝10 m/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．1000 r/s B．1000 r/min C．1000 r/h D．2000 r/s
7.一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12 m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为3 s，则物体在运动过程中的任一时刻，速度变化率的大小为（ ）
A．m/s2 B．8m/s2
C．0 D．8πm/s2
9.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
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∶4
B．角速度之比为4∶1
C．向心加速度之比为8∶1
D．向心加速度之比为1∶8
12.两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． B． C． D．
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（ ）

A． B．
C． 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． B．
C． D．
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
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100 t的火车，以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400 m。（g取10 m/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。

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2时绳受到的拉力。

高一物理圆周运动参考答案

1.【解析】由公式可知，越大，T一定越小，D对。
【答案】D
2.【解析】在最高点mg＋F1＝，
在最低点F2－mg＝，
所以F2－F1＝6mg。
【答案】A
3.【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】B
4.【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】C
5.【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】C
6.【解析】根据和可得，。故B正确。
【答案】B
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】D
8.【解析】速度变化率即向心加速度，an＝ωv＝v＝×12 m/s2＝8 π m/s2，D对。
【答案】D
9.【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＝⇒v＝；
（2）当0≤v<时，此时F为推力，mg－F＝；
（3）当v>时，此时F为拉力，F＋mg＝；
故选项D正确。
【答案】D
10.【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】D
11.【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＝＝＝＝ac，即aa∶ac＝1∶8，C错，D对。＝＝，B错。
【答案】D
12.【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，故选B。
【答案】B
13.【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
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：，再根据牛顿第三定律，可知杆受到球对其作用力的大小为：，故选项C正确。
【答案】C
15.【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】A
16.【解析】由，得，即r一定时，与v成正比；由知，线速度一定时，角速度与半径成反比；由知，角速度一定时，线速度与半径成正比。
【答案】B
17.【解析】在最低点由向心力公式，得，又由摩擦力公式,C对。
【答案】C
18.【解析】陀螺共轴转动，由知，a、b和c三点的角速度大小相等，B对，C错；由知，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】B
19.【解析】设每段绳子长为l，

对球2有：F2＝2mlω2
对球1有：F1－F2＝mlω2
由以上两式得：F1＝3mlω2
故＝。
【答案】3∶2
20.【解析】（1）v＝72 km/h＝20 m/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＝m＝ N＝1×105 N
由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于1×105 N。
（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mgtan θ＝m
由此可得tan θ＝＝0.1。

【答案】（1）105 N （2）0．1
21.【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；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：，故二者的线速度分别为：。
【答案】1.57rad/s，0.39m/s； 1.51rad/s，0.68m/s。
22.【解析】（1）小球刚好到达最高点的临界条件是绳的拉力为0，只有重力提供向心力，在最高点由牛顿第二定律得mg＝m，解得v0＝。
（2）小球在最高点受重力和绳的拉力作用，其合力提供向心力，由牛顿第二定律得F＋mg＝m，解得F＝3mg，由牛顿第三定律得绳受到的拉力F′＝F＝3mg。
【答案】（1）　（2）3mg
-可编辑-