新人教版高中物理必修二第六章《圆周运动》测试题(含答案解析)(5)

一、选择题
1．如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面与水平面的夹角为15，盘面上离转轴距离为1m r =处有一质量1kg m =的小物体，小物体与圆盘始终保持相对静止，且小物体在最低点时受到的摩擦力大小为6.6N 。

若重力加速度g 取l0m/s 2，sin150.26=，则下列说法正确的是（ ）
A ．小物体做匀速圆周运动线速度的大小为2m/s
B ．小物体受到合力的大小始终为4N
C ．小物体在最高点受到摩擦力大小为0.4N ，方向沿盘面指向转轴
D ．小物体在最高点受到摩擦力大小为1.4N ，方向沿盘面背离转轴
2．如图所示，水平桌面上放了一个小型的模拟摩天轮模型，将一个小物块置于该模型上某个吊篮内，随模型一起在竖直平面内沿顺时针匀速转动，二者在转动过程中保持相对静止（ ）
A ．物块在d 处受到吊篮的作用力一定指向圆心
B ．整个运动过程中桌面对模拟摩天轮模型的摩擦力始终为零
C ．物块在a 处可能处于完全失重状态
D ．物块在b 处的摩擦力可能为零
3．下面说法正确的是（ ）
A ．平抛运动属于匀变速运动
B ．匀速圆周运动属于匀变速运动
C ．圆周运动的向心力就是做圆周运动物体受到的合外力
D ．如果物体同时参与两个直线运动，其运动轨迹一定是直线运动
4．“飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜爱，这项运动由杂技演员驾驶摩托车，沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。

简化后的模型如图所示，若表演时杂技演员和摩托车的总质量不
变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，轨道平面离地面的高度为H，侧壁倾斜角度α不变，摩托车做圆周运动的H越高，则（）
A．运动的线速度越大B．运动的向心加速度越大
C．运动的向心力越大D．对侧壁的压力越大
5．2018年2月22日晚7时，平昌冬奥会短道速滑男子500米决赛正式开始，中国选手武大靖以39秒584的成绩打破世界记录强势夺冠，为中国代表团贏得平昌冬奥会首枚金牌，也是中国男子短道速滑队在冬季奥运会上的首枚金牌。

短道速滑项目中，跑道每圈的长度为111.12米，比赛的起点和终点并不是在一条线上，500米需要4圈多一点，运动员比赛过程中在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线。

图中圆弧虚线ob代表弯道，即运动正常运动路线，oa为运动员在o点时的速度方向。

下列论述正确的是（）
A．发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需的向心力
B．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心
C．若在O处发生侧滑，则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间
D．若在O处发生侧滑，则滑动的方向在Oa左侧
6．一个圆锥摆由长为l的摆线、质量为m的小球构成，小球在水平面内做匀速圆周运动，摆线与竖直方向的夹角为θ，如图所示。

已知重力加速度大小为g，空气阻力忽略不计。

下列选项正确的是（）
A．小球受到重力、拉力和向心力的作用
B．小球的向心加速度大小为a=g sinθ
C ．小球圆周运动的周期为2l T g
π= D ．某时刻剪断摆线，小球将做平抛运动
7．如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动无滑动．甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r 甲：r 乙=3：1，两圆盘和小物体m 1、m 2之间的动摩擦因数相同，小物体质量m 1=m 2，m 1距O 点为2r ，m 2距O ′点为r ，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时（ ）
A ．滑动前m 1与m 2的角速度之比ω1：ω2=3：1
B ．滑动前m 1与m 2的向心加速度之比a 1：a 2=1：3
C ．滑动前m 1与m 2的线速度之比v 1：v 2=1：1
D ．随转速慢慢增加，m 2先开始滑动
8．两个质量分别为2m 和m 的小木块a 和b （可视为质点）放在水平圆盘上，a 到转轴OO ′的距离为L ，b 到转轴的距离为2L ，a 、b 之间用长为L 的强度足够大的轻绳相连，两木块与圆盘间的最大静摩擦力均为各自所受重力的k 倍，重力加速度大小为g 。

若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，开始时轻绳刚好伸直但无张力，用ω表示圆盘转动的角速度，在加速转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A ．a 比b 先达到最大静摩擦力
B ．a 、b 所受的摩擦力始终相等
C ．2kg L ω=b 开始滑动的临界角速度
D ．当23kg L
ω=a 所受摩擦力的大小为53
kmg 9．如图所示为一种修正带，其核心结构包括大小两个齿轮、压嘴座等部件，大小两个齿轮是分别嵌合于大小轴孔中的并且齿轮相互吻合良好，a 、b 点分别位于大小齿轮的边缘且R a ：R b ＝3：2，c 点位于大齿轮的半径中点，当纸带以速度v 匀速走动时b 、c 点的向心加速度之比是（ ）
A．1：3 B．2：3 C．3：1 D．3：2
10．在光滑圆锥形容器内固定了一根光滑的竖直细杆，细杆与圆锥的中轴线重合，细杆上穿有小环(小环可以自由转动，但不能上下移动)，小环上连接一轻绳，与一质量为m的光滑小球相连，让小球在圆锥内做水平面上的匀速圆周运动，并与圆锥内壁接触.如下图所示，图甲中小环与小球在同一水平面上，图乙中轻绳与竖直细杆成 角．设甲图和乙图中轻绳对球的拉力分别为T a和T b，圆锥内壁对小球的支持力分别为N a和N b，则下列说法中，正确的是
A．T a一定为零，T b一定为零
B．T a可以为零，T b不可以为零
C．N a一定不为零，N b可以为零
D．N a可以为零，N b可以不为零
11．如图所示，水平圆盘可绕通过圆心的竖直轴转动，盘上放两个小物体P和Q，它们的质量相同，与圆盘的最大静摩擦力都是f m，两物体中间用一根细线连接，细线过圆心O，P 离圆心距离为r1，Q离圆心距离为r2，且r1＜r2，两个物体随圆盘以角速度ω匀速转动，且两个物体始终与圆盘保持相对静止，则
A．ω取不同值时，P和Q所受静摩擦力均指向圆心
B．ω取不同值时，Q所受静摩擦力始终指向圆心，而P所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背离圆心
C．ω取不同值时，P所受静摩擦力始终指向圆心，而Q所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背离圆心
D．ω取不同值时，P和Q所受静摩擦力可能都指向圆心，也可能都背离圆心
12．一个物体做匀速圆周运动，则这个物体（）
A．线速度不变
B．向心加速度不变
C ．角速度不变
D ．做匀变速运动
13．将一平板折成如图所示形状，AB 部分水平且粗糙，BC 部分光滑且与水平方向成θ角，板绕竖直轴OO ′匀速转动，放在AB 板E 处和放在BC 板F 处的物块均刚好不滑动，两物块到转动轴的距离相等，则物块与AB 板的动摩擦因数为（ ）
A ．μ=tan θ
B ．1tan μθ=
C ．μ=sin θ
D ．μ=cos θ 14．在自行车传动系统中，已知大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别是r 1，r 2，r 3，当大齿轮以角速度ω匀速转动时，后轮边缘的线速度大小为（ ）
A ．3r ω
B ．123r r r ω
C ．132r r r ω
D ．321
r r r ω 15．如图，B 和C 是一组塔轮，即B 和C 半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为R B ∶R C ＝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∶3∶2
B ．角速度之比为3∶3∶2
C ．转速之比为2∶3∶2
D ．向心加速度大小之比为9∶6∶2
二、填空题
16．一辆质量为34.010kg ⨯的汽车，以10m/s 的速率通过半径为40m 的圆弧形凸桥，当汽车通过桥顶部时，桥面受到汽车的压力大小为___________N ；如果该汽车通过此桥顶
部时速率达到___________m/s 时，汽车就恰好对桥面无压力（取210m/s g =）。

17．如图所示的皮带传动装置中，轮 A 和 B 同轴，A 、B 、C 分别是三个轮边缘的质点，且R A = R C =2R B ， 三 质点 的线速 度之比 为V A ∶V B ∶V C =__， 角速 度之比 为ωA ：ωB ：ωC = ______。

18．某同学设计了一个测定油漆喷枪向外喷射油漆雾滴速度的实验。

他采用如图（甲）所示的装置，该油漆喷枪能够向外喷射四种速度大小不同的油漆雾滴，一个直径为D =20cm 的纸带环安放在水平转台上，纸带环上刻有一条狭缝A ，在狭缝A 的正对面画一条标志线。

在转台开始转动达到稳定转速时，向侧面同样开有狭缝B 的纸盒中沿水平方向喷射油漆雾滴，当狭缝A 转至与狭缝B 正对平行时，雾滴便通过狭缝A 在纸带的内侧面留下油漆痕迹。

改变喷射速度v 0重复实验，在纸带上留下四个油漆痕迹a 、b 、c 、d 。

将纸带从转台上取下来，展开平放在刻度尺旁边，如图（乙）所示，已知0D v ωπ
>
(1)图（乙）中，速度最大的雾滴所留的痕迹是___________点；
(2)已知转台转动的角速度ω=16rad/s ，如果不计雾滴所受空气的阻力，则喷枪喷出雾滴速度的最大值为___________m/s ； 考虑到空气阻力的影响，该测量值___________真实值（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
19．一汽车以速度10m/s 通过凸形桥的最高点，若车对桥的压力为车重的34
，则桥的半径为___________米，此时汽车处于___________（选填“超重”或“失重”）状态；当车速为___________m/s 时，车对桥面的压力恰好为零（g 取210m/s ）。

20．如图所示的传动装置中，B 、C 两轮固定在一起绕同一轴转动，A 、 B 两轮用皮带传动，三轮半径关系2==A c B r r r ，若皮带不打滑，求A B ．C 轮边缘的a 、b 、 c 三点的角速度: a b c ::ωωω=_______, 线速度大小::a b c v v v =___________，向心加速度大小::na nb nc a a a = ___________.
21．半径为R 的水平圆盘绕过圆心O 的竖直轴匀速转动，A 为圆盘边缘上一点，在O 的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v 水平抛出时，半径OA 方向恰好与v 的方向相同，如图所示，若小球与圆盘只碰一次，且落在A 点，重力加速度为g ，则小球抛出时距
O的高度为h＝，圆盘转动的角速度大小为ω=．
22．如下图所示,将一根长20cm,劲度系数为360N/m的弹簧一端固定于O点,另一端接一质
量为0.5kg的小球.当小球以360
π
r/min的转速在光滑水平面上做匀速圆周运动时,弹簧的伸
长量为__________cm．
23．如图所示，压路机后轮半径是前轮半径的3倍，A、B分别为前轮和后轮边缘上的一点，C为后轮上的一点，它离后轮轴心的距离是后轮半径的一半，则A、B、C三点的角速度之比____________，线速度之比__________，向心加速度之比____________.（化简为最简比例）
24．如图，一个圆盘在水平面内绕中心轴匀速转动，角速度为 2rad/s，盘面上距圆盘中心0.2m 处有一个质量为 0.5kg 的小物体随盘一起做匀速圆周运动，则圆盘对物体的静摩擦力大小为_____N．
25．如图所示，质量为m=0.5kg的小球固定在长为L=0.4m的轻杆的一端，杆可绕O点的水平转轴在竖直平面内转动．当小球在最高点的速度为4m/s时，球对杆的作用力的大小为_____N，方向_____ （填“竖直向上”或“竖直向下”，g=10m/s2）．
26．如图所示，暗室内，电风扇在频闪光源照射下运转，光源每秒闪光30次，如图电扇叶片有3个，相互夹角120°，已知该电扇的转速不超过500 r/min，现在观察者感觉叶片有6个，则电风扇的转速是__________r/min．
三、解答题
27．如图所示，水平转盘的中心有个竖直小圆筒，质量为m 的物体A 放在转盘上，A 到竖直筒中心的距离为r 。

物体A 通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B 相连，B 与A 质量相同。

物体A 与转盘间的摩擦系数为μ（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），则转盘转动的角速度在什么范围内，物体A 才能随盘转动。

28．如图所示，竖直平面内的34
圆形光滑轨道的半径R =10m ，A 端与圆心O 等高，AD 为与水平方向成45θ︒=角且足够长的斜面。

圆弧轨道的B 点在O 点的正上方，一个质量=1kg 的小球（视为质点）从A 点正上方释放，下落至A 点后进入圆弧轨道，运动到B 点时，小球在B 处受到的弹力大小30N 。

不计空气阻力，g =10m/s 2，求：
(1)小球到达B 点的速度大小；
(2)小球刚落到斜面上C 点时的速度大小v C 。

29．汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s 时，车对桥的压力为车重的
34。

g 取10m/s 2，求： (1)拱桥半径为多少？ (2)如果使汽车行驶至桥顶时对桥恰无压力，则汽车速度大小为多少？
30．质量M =1000kg 的汽车通过圆形拱形桥，拱形桥的半径R =10m ，g =10m/s 2，求：
(1)若汽车到达桥顶时速度为5m/s ，桥对汽车的支持力F N 的大小；
(2)若要安全通过桥面，汽车在最高点的最大速度。