高一物理圆周运动规律试卷及答案

高一物理圆周运动规律试卷及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）1.做匀速圆周运动的物体，下列物理量中不变的是（）A.线速度B.角速度C.向心加速度D.向心力2.一个物体以角速度ω做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是（）A.轨道半径越大线速度越小B.轨道半径越大线速度越大C.轨道半径越大周期越大D.轨道半径越大周期越小3.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变化的物理量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.向心加速度大小恒定，方向时刻改变D.向心加速度的大小也可用\(a=\frac{\Deltav}{\Deltat}\)来计算4.甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为\(1:2\)，转动半径之比为\(1:2\)，在相等时间里甲转过\(60^{\circ}\)，乙转过\(45^{\circ}\)，则它们所受合外力之比为（）A.\(1:4\)B.\(2:3\)C.\(4:9\)D.\(9:16\)5.汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，要使汽车转弯时不向外侧滑动，则汽车转弯的半径必须（）A.减为原来的\(\frac{1}{2}\)B.减为原来的\(\frac{1}{4}\)C.增为原来的2倍D.增为原来的4倍6.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\(\sqrt{4gR+v^{2}}\)，则两位置处绳子所受的张力之差是（）A.\(6mg\)B.\(5mg\)C.\(4mg\)D.\(2mg\)7.如图所示，小物体\(A\)与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则\(A\)受到的力是（）A.重力、支持力B.重力、支持力、向心力C.重力、支持力、指向圆心的摩擦力D.重力、支持力、与运动方向相同的摩擦力8.火车转弯做匀速圆周运动，若速度超过规定速度，则（）A.轮缘对外轨的侧压力增大B.轮缘对内轨的侧压力增大C.轮缘对内、外轨无侧压力D.向心力不变9.质量为\(m\)的飞机，以速率\(v\)在水平面上做半径为\(R\)的匀速圆周运动，空气对飞机作用力的大小等于（）A.\(m\sqrt{g^{2}+\left(\frac{v^{2}}{R}\right)^{2}}\)B.\(m\frac{v^{2}}{R}\)C.\(m\sqrt{\left(\frac{v^{2}}{R}\right)^{2}-g^{2}}\)D.\(mg\)10.如图所示，用细线吊着一个质量为\(m\)的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆），关于小球受力，正确的是（）A.受重力、拉力、向心力B.受重力、拉力C.受重力D.以上说法都不正确二、多项选择题（每题2分，共20分）1.关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.线速度不变B.角速度不变C.频率不变D.周期不变2.下列关于圆周运动的说法正确的是（）A.做匀速圆周运动的物体，所受合外力一定指向圆心B.做圆周运动的物体，其加速度可以不指向圆心C.做圆周运动的物体，其加速度一定指向圆心D.做圆周运动的物体，只要所受合外力不指向圆心，其速度方向就不与合外力方向垂直3.物体做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是（）A.物体必须受到恒力的作用B.物体所受合外力必须等于零C.物体所受合外力的大小不变，方向不断改变D.物体所受合外力的大小、方向都不断改变4.如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有\(A\)、\(B\)、\(C\)三点，这三点所在处半径\(r_{A}>r_{B}=r_{C}\)，则这三点的向心加速度\(a_{A}\)、\(a_{B}\)、\(a_{C}\)的关系是（）A.\(a_{A}=a_{B}=a_{C}\)B.\(a_{C}>a_{A}>a_{B}\)C.\(a_{C}=a_{B}>a_{A}\)D.\(a_{C}<a_{A}<a_{B}\)5.一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定，有质量相同的小球\(A\)和\(B\)沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，\(A\)的运动半径较大，则（）A.\(A\)球的角速度必小于\(B\)球的角速度B.\(A\)球的线速度必小于\(B\)球的线速度C.\(A\)球的运动周期必大于\(B\)球的运动周期D.\(A\)球对筒壁的压力必大于\(B\)球对筒壁的压力6.如图所示，用长为\(L\)的细绳拴着质量为\(m\)的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是（）A.小球在圆周最高点时所受向心力一定为重力B.小球在圆周最高点时绳子的拉力不可能为零C.若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为\(\sqrt{gL}\)D.小球在圆周最低点时拉力一定大于重力7.关于向心力的说法正确的是（）A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力不改变圆周运动物体速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为所受合外力D.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的8.汽车在水平公路上转弯，沿曲线由\(M\)向\(N\)行驶，速度逐渐减小。下列四个图中分别画出了汽车转弯时所受合力\(F\)的四种方向，你认为正确的是（）9.如图所示，质量为\(m\)的物体用轻绳\(AB\)悬挂于天花板上，用水平力\(F\)拉着绳的中点\(O\)，使\(OA\)段绳偏离竖直方向一定角度，在保持物体静止的情况下（）A.绳\(OA\)的拉力逐渐增大B.绳\(OA\)的拉力逐渐减小C.水平拉力\(F\)逐渐增大D.水平拉力\(F\)逐渐减小10.质量为\(m\)的物块，沿着半径为\(R\)的半球形金属壳内壁滑下，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\(\mu\)，则物体在最低点时，下列说法正确的是（）A.受到的向心力为\(mg+\frac{mv^{2}}{R}\)B.受到的摩擦力为\(\mu\left(mg+\frac{mv^{2}}{R}\right)\)C.受到的摩擦力为\(\mu\frac{mv^{2}}{R}\)D.受到的合力方向斜向上三、判断题（每题2分，共20分）1.做匀速圆周运动的物体，其线速度大小不变，方向时刻改变。（）2.匀速圆周运动是匀变速曲线运动。（）3.物体做圆周运动时，其向心力就是物体所受的合外力。（）4.向心加速度越大，物体速度方向变化越快。（）5.汽车过拱形桥时，速度越大，对桥面的压力越大。（）6.火车转弯处，外轨比内轨高，是为了减小轮缘与轨道间的挤压。（）7.做圆周运动的物体，当合外力不足以提供所需向心力时，物体将做离心运动。（）8.圆锥摆运动中，小球所受合力就是向心力。（）9.质量一定的物体，做匀速圆周运动时，其向心力与线速度的平方成正比。（）10.竖直平面内做圆周运动的物体，在最高点的速度可以为零。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述匀速圆周运动的特点。答案：线速度大小不变，方向时刻改变；角速度不变；周期、频率不变；加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速曲线运动。2.汽车在水平路面上转弯时，为什么速度不能过大？答案：汽车转弯时，靠静摩擦力提供向心力\(F_{向}=m\frac{v^{2}}{r}\)，速度过大，所需向心力超过最大静摩擦力，汽车将做离心运动，容易发生侧滑等危险。3.竖直平面内，小球在绳子拉力作用下做圆周运动，在最高点时绳子拉力为零的条件是什么？答案：当小球在最高点时重力恰好提供向心力，即\(mg=m\frac{v^{2}}{r}\)，此时绳子拉力为零，速度\(v=\sqrt{gr}\)。4.简述向心力的来源。答案：向心力是按效果命名的力，它可以由一个力提供，如绳子拉力；也可由几个力的合力提供，如圆锥摆中小球的重力与绳子拉力的合力；还可由某个力的分力提供。五、讨论题（每题5分，共20分）1.讨论在游乐场中旋转木马、过山车等游乐设施中圆周运动规律的应用。答案：旋转木马做匀速圆周运动，靠摩擦力提供向心力。过山车在轨道上运动，在最高点靠重力和轨道压力的合力提供向心力，应用圆周运动规律设计轨道半径、速度等，保证安全与刺激体验。2.生活中还有哪些常见的圆周运动例子？分析其中向心力的来源。答案：如洗衣机脱水桶工作时，衣服和水做圆周运动，桶壁对衣服的支持力提供衣服做圆周运动的向心力，水因附着力小于所需向心力而被甩出。又如地球自转，地球上物体随地球做圆周运动，由万有引力的一个分力提供向心力。3.当汽车过凹形桥时，速度对桥面对汽车的支持力有什么影响？讨论并说明原因。答案：汽车过凹形桥时，在最低点\(N-mg=m\frac{v^{2}}{r}\)（\(N\)为支持力），\(N=mg+m\frac{v^{2}}{r}\)，速度越大，\(m\frac{v^{2}}{r}\)越大，桥面对汽车的支持力\(N\)越大。4.对于在竖直平面内做圆周运动的物体，从能量角度讨论其在不同位置速度的变化情况。答案：若只有重力做功，机械能守恒。从最低点到最高点，重力势能增加，动能减小，速度减小；从最高点到最低点，重力势能减小，动能增加，速度增大。若有其他力做功，机械能不守恒，速度变化情况需根据具体做功情况