第二章匀速圆周运动单元综合测试-2021-2022学年高一下学期物理教科版必修第二册Word版含解析

第二章匀速圆周运动单元综合测试一、单选题1．（2022·全国·高一专题练习）如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4∶1∶16，在用力蹬脚踏板前进的过程中，下列说法正确的是()A．小齿轮和后轮的角速度大小之比为16∶1B．大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1∶4C．大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1∶4D．大齿轮和小齿轮轮缘的向心加速度大小之比为4∶12．（2022·河北邯郸·高一开学考试）如图所示，咬合传动的甲、乙两齿轮，半径分别为、，小物体m与两轮面间的动摩擦因数相同。将m放在甲轮边缘处时恰能相对静止，现保持转动情况不变，将m放在乙轮盘面上仍能相对静止，则m距乙轮圆心的距离应满足（）A．即可 B．就能满足C．必须满足 D．在区间才能满足3．（2021·辽宁·沈阳二中高一阶段练习）如图所示，在粗糙水平板上放一个物体，使水平板和物体一起在竖直平面内做完整匀速圆周运动，为水平直径，为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则（）A．物块始终受到三个力作用B．在、两点，水平板对物块的作用力指向圆心C．物体全程所受的摩擦力大小不变D．物体全程所受合力大小不变4．（2021·江苏·淮安市淮安区教师发展中心学科研训处高一期中）质量为20kg的小朋友在荡秋千，若小朋友重心到圆心的距离为2.5m，运动到最低点时速度大小为4m/s，则此时他所需要的向心力大小为（）A．32N B．64N C．72N D．128N5．（2022·江苏淮安·高一阶段练习）无级变速是在变速范围内任意连续变换速度的变速系统。如图所示是无级变速模型示意图，主动轮、从动轮中间有一个滚轮，各轮间不打滑，通过滚轮位置改变实现无级变速。A、B为滚轮轴上两点，则（）A．从动轮和主动轮转动方向始终相反B．滚轮在A处，从动轮转速大于主动轮转速C．滚轮在B处，从动轮转速大于主动轮转速D．滚轮从A到B，从动轮转速先变大后变小6．（2021·湖南·常德市第二中学高一期中）如图所示，一个小球用细线牵引，在光滑的水平桌面上绕O点做匀速圆周运动，当小球线速度大小分别为v1、v2时，细线对小球的拉力大小分别为F1、F2。若v1<v2，则F1、F2的关系为（）A．F1<F2 B．F1=F2 C．F1>F2 D．无法确定7．（2021·江苏东台·高一阶段练习）向心力演示器如图所示。把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们做圆周运动的半径相同，依次调整塔轮上的皮带的位置，匀速转动手柄，可以探究（）A．向心力的大小与质量的关系B．向心力的大小与半径的关系C．向心力的大小与角速度的关系D．向心力的大小与手柄转速的关系8．（2021·安徽·定远县育才学校高一阶段练习）质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的摩擦因数为μ，则物体在最低点时，下列说法正确的是（）A．受到向心力为 B．受到的摩擦力为C．受到的摩擦力为 D．受到的合力方向斜向左上方9．（2021·安徽·定远县育才学校高一阶段练习）如图所示，位于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量分别为m1和m2的两带孔小球穿于环上。当圆环最终以角速度ω绕竖直直径匀速转动时，发现两小球均离开了原位置，它们和圆心的连线与竖直方向的夹角分别记为θ1和θ2，下列说法正确的是（）A．若m1>m2，则θ1>θ2B．若m1<m2，则θ1>θ2C．θ1和θ2总是相等，与m1和m2的大小无关D．以上说法均错误10．（2021·安徽·定远县育才学校高一阶段练习）图为某种品牌的共享单车的链轮、链条、飞轮、踏板、后轮示意图，在骑行过程中，踏板和链轮同轴转动、飞轮和后轮同轴转动，已知链轮与飞轮的半径之比为，后轮直径为，当踩踏板做匀速圆周运动的角速度为时，后轮边缘处A点的线速度大小为（）A． B． C． D．11．（2022·广东·模拟预测）如图所示，园林工人正在把一棵枯死的小树苗掰折，已知树苗的长度为L，该工人的两手与树苗的接触位置（树苗被掰折的过程手与树苗接触位置始终不变）距地面高为h，树苗与地面的夹角为α时，该工人手水平向右的速度恰好为v，则树苗转动的角速度为（）A． B． C． D．12．（2022·全国·高一课时练习）如图所示，竖直杆AB在A、B两点通过光滑铰链连接两等长轻杆AC和BC，AC和BC与竖直方向的夹角均为θ，轻杆长均为L，在C处固定一质量为m的小球，重力加速度为g，在装置绕竖直杆AB转动的角速度ω从0开始逐渐增大的过程中，下列说法正确的是（）A．当ω=0时，AC杆和BC杆对球的作用力都表现为拉力B．AC杆对球的作用力先增大后减小C．一定时间后，AC杆与BC杆上的力的大小之差恒定D．当ω=时，BC杆对球的作用力为0二、填空题13．（2020·四川·遂宁中学高一阶段练习）如图所示，在皮带传送装置中，右边两轮是连在一起同轴转动，图中三个轮的半径关系为：RA=RC=2RB，皮带不打滑，则三轮边缘上一点的线速度之比vA：vB：vC=________；角速度之比ωA：ωB：ωC=_____；向心加速度之比aA：aB：aC=_________。14．（2022·上海崇明·一模）已知地球半径R=6.37×103km，假设地球是一个标准的圆球体，位于北纬30°附近的某地有一质点A，其随地球自转的线速度为______m/s，A的向心加速度方向沿______方向（选填AO、AB、AC）。15．（2021·全国·高一课前预习）火车转弯（1）如果铁道弯道的内外轨一样高，火车转弯时，由__________提供向心力，由于火车质量太大，因此需要很_____的向心力，靠这种方法得到向心力，不仅铁轨和车轮极易受损，还可能使火车侧翻。（2）铁路弯道的特点a.弯道处外轨____内轨。b.火车转弯时铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道的_____。支持力与重力的合力指向___。c.在修筑铁路时，要根据弯道的___和_______，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力G和弹力FN的合力来提供。16．（2021·福建泉州·高一期末）如图，水平转盘以角速度=2rad/s匀速转动，转盘上放有质量m=2kg的物块（可视为质点），物块和转盘间的最大静摩擦力是物块对转盘压力的0.4倍，物块到转轴OO'的距离为r。当r=0.5m时物块受到的摩擦力大小___________N；要使物块与转盘不发生相对滑动，r的最大值为__________m（取g=10m/s2）。17．（2021·辽宁·沈阳二中高一阶段练习）某同学用圆锥摆验证向心力公式，先在一张白纸上以为圆心画一组同心圆，再将白纸铺在水平桌面上，在点正上方距桌面某一高度处的处的铁架台（图中未画出）上用长度为的细线悬挂一质量为的小球，设法使小球沿着半径为的圆周运动但恰不与纸面接触。（1）现用刻度尺测得、，用天平测得，重力加速度，则小球所受的合力__________。（2）为了测出小球圆周运动的角速度，先用秒表测得小球完成次圆周运动共用时，则由向心力公式求得小球做圆周运动的向心力__________，代入数值，验证是否成立。（3）实验结果显示比稍大些，其原因可能是下述中的()A．小球质量测量结果偏大B．半径测量结果偏大C．秒表测量时间时，完成圆周运动的次数少记录一次三、解答题18．（2022·全国·高一专题练习）一光滑圆锥固定在水平地面上，其圆锥角为74°，圆锥底面的圆心为O′.用一根长为0.5m的轻绳一端系一质量为0.1kg的小球（可视为质点），另一端固定在光滑圆锥顶上O点，O点距地面高度为0.75m，如图所示，如果使小球在光滑圆锥表面上做圆周运动．（1）当小球的角速度为4rad/s时，求轻绳中的拉力大小；（2）逐渐增加小球的角速度，若轻绳受力为N时会被拉断，求当轻绳断裂后小球落地点与O′点间的距离．（取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）19．（2020·四川·遂宁中学高一阶段练习）如图所示，水平转盘上放有质量为m的物体，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的轻绳刚好被拉直（绳上张力为零）。物体和转盘间的最大静磨擦力是其正压力的μ倍。求：（1）当时，绳上的拉力多大？（2）当时，绳上的拉力多大？20．（2021·江苏·歌风中学高一阶段练习）第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年在中国北京和张家口举行。如图所示为简化后的雪道示意图，运动员以一定的初速度从半径R=10m的圆弧轨道AB末端水平飞出，落在倾角为θ=37°的斜坡上，已知运动员到B点时对轨道的压力是其重力的5倍，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。已知，，求：（1）运动员飞出圆弧轨道的速度大小；（2）运动员在斜坡上的落点距B点的距离；（3）运动过程中运动员从B点到离斜坡最远所用的时间。参考答案：1．B2．C3．D4．D5．B6．A7．C8．D9．C10．B11．C12．C13．

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