新人教版高中物理必修二第六章《圆周运动》测试题(包含答案解析)(2)

一、选择题
1．下列关于圆周运动的说法中正确的是（ ）
A ．匀速圆周运动是一种匀变速曲线运动
B ．广州随地球自转的线速度大于北京的线速度
C ．图中转盘上跟随水平转盘匀速转动的物块收到重力支持力、静摩擦力和向心力共4个力的作用
D ．时针与分针的角速度之比为1∶60
2．如图是自行车传动结构的示意图，其中I 是半径为r 1的大齿轮，Ⅱ是半径为r 2的小齿轮，Ⅲ是半径为r 3的后轮。

假设脚踏板的转速为n （r/s ），则自行车前进的速度为（ ）
A ．231nr r r π
B ．132nr r r π
C ．2312nr r r π
D ．132
2nr r r π 3．关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A ．由2
v a r
=可知，匀速圆周运动的向心加速度恒定 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 ．匀速圆周运动也是一种平衡状态
D ．向心加速度越大，物体速率变化越快
4．轻杆长为L ，并带着质量为m 的小球在竖直平面内以速度v =gL 做匀速圆周运动，小球在a 、b 、c 、d 四个位置时，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A ．在a 点，轻杆对球有作用力
B ．在b 点，杆对球的作用力指向圆心
C ．在c 点，杆对球的作用力大小为mg
D ．在d 点，杆对球的作用力大小为2mg
5．如图所示为某种水轮机示意图，水平管中流出的水流垂直冲击在水轮机上的挡板上，水轮机圆盘稳定转动时的角速度为ω，圆盘的半径为R ，挡板长度远小于R ，某时刻冲击挡板时该挡板和圆盘圆心连线与水平方向夹角为30°，水流的速度是该挡板线速度的4倍，不计空气阻力，则水从管口流出速度的大小为（ ）
A ．/2R ω
B ．R ω
C ．2R ω
D ．4R ω 6．物体做匀速圆周运动时，下列物理量中不发生变化的是（ ） A ．线速度 B ．动能 C ．向心力 D ．加速度 7．如图所示，一小球质量为m ，用长为L 的悬线固定在O 点，在悬点O 的正下方2
L 处有一颗钉子D 。

现将悬线拉直后，使小球从A 点静止释放，当悬线碰到钉子后的瞬间，下列说法错误的是（ ）
A ．小球的线速度没有变化
B ．小球的角速度突然增大到原来的2倍
C ．小球的向心加速度突然增大到原来的2倍
D ．悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍
8．一水平放置的圆盘绕竖直轴转动，如图甲所示。

在圆盘上沿半径开有一条均匀的狭缝。

将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且沿圆盘半径方向匀速移动，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出
光信号强度I 随时间t 变化的图像，如图乙所示，图中∆t 1＝1.0⨯10-3s ，∆t 2＝0.8⨯10-3s 。

根据上述信息推断，下列选项正确的是（ ）
A ．圆盘在做加速转动
B ．圆盘的角速度10rad/s ωπ=
C ．激光器与传感器一起沿半径向圆心运动
D ．图乙中∆t 3＝0.67⨯10-3s
9．汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，则汽车拐弯的半径必须（ ）
A ．减为原来的12
倍 B ．减为原来的
14倍 C ．增为原来的2倍 D ．增为原来的4倍 10．两根长度不同的细线下面分别悬挂着小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程中的相对位置关系示意图正确的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ． 11．关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（ ）
A ．物体做匀变速曲线运动时，其所受合外力的大小恒定、方向可以变化
B．物体做变速率曲线运动时，其所受合外力不可能是恒力
C．物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心
D．物体做速率不变的曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直
12．有关圆周运动的基本模型，下列说法不正确的是（已知重力加速度为g）（）A．如图1，汽车通过拱桥（半径为R）的最高点处最大速度不能超过gR
B．如图2所示是一圆锥摆，小球与悬点的竖直距离为h，则圆锥摆的周期
h T
g
π
=
C．如图3，两相同小球A、B受筒壁的支持力相等
D．如图4，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
13．水平转台两个质量相等的物体A和B，A、B与转轴距离分别为r、2r，当转盘和物块绕竖直转轴匀速转动时，物块与转盘始终保持相对静止（）
A．A线速度比B线速度大B．A角速度比B角速度大
C．当转速增大时，A比B先滑动D．当转速增大时，B比A先滑动
14．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=tanθB．
1
tan μ
θ=
C．μ=sinθD．μ=cosθ
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．如图所示是自行车的传动示意图，其中Ⅰ是大齿轮，Ⅱ是小齿轮，Ⅲ是后轮。

当大齿轮Ⅰ（脚踏板）的转速为n（r/s）时，则大齿轮的角速度是__________rad/s。

若已知道大齿轮Ⅰ的半径r1，小齿轮Ⅱ的半径r2，后轮Ⅲ的半径r3，请用上述物理量推导出自行车前进速度的表达式v=__________。

17．如图所示，质量为m的小球固定在长度为R的轻杆一端，在竖直面内绕杆的另一端O
做圆周运动，当小球运动到最高点时，瞬时速度为3
2
gR，则小球对杆的作用力为______
（选填“拉力”或“压力”），大小等于______。

18．如图，光滑圆锥面内侧有两个玻璃小球 A、B 沿锥面在水平面内做匀速圆周运动（A、B 两球的质量不相等，它们的线速度关系是v A__v B；它们的角速度关系是ωA____ωB，它们的加速度关系是 a A______a B（填“＞””＜”或“=”）
19．某微波炉的盛物盘的直径为27cm，当盛物盘以0.5r/min的转速做匀速圆周运动时，放在该盛物盘边缘上花生米的线速度为_________m/s，角速度为________rad/s。

20．图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。

左侧是一轮
轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点和c点分别位于小轮和大轮的边缘上，若
v v v=_______，abc三点角速度在传动过程中，皮带不打滑。

则abc三点线速度之比::
a b c
ωωω=_____。

之比::
a b c
21．汽车质量为2t，凸形桥、凹形桥半径均为50m，车速为10m/s，车与桥面间的动摩擦因数为0.2，车经过凸形桥顶点时对桥面的压力大小为______N，所受摩擦力大小为
_________N；车经过凹形桥顶点时对桥面的压力大小为_______N，所受摩擦力大小为
_______N.
22．如图所示，半径为R的圆筒绕竖直中心轴OO'以角速度ω匀速转动，质量为m的小物块A靠在圆筒的内壁上不下滑，已知物体与筒壁间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力大小为_________;若该物体恰好不沿筒壁下滑，则角度为_____________ ;若筒以该角速度匀速转动，把物块换成质量为2m的同种材料制成的物体，则物体____________(填“会”，或“不会”)沿筒壁下滑。

23．美国物理学家蔡特曼（Zarman）和我国物理学家葛正权于1930−1934年对施特恩测定分子速率的实验作了改进,设计了如图所示的装置。

半径为 R 的圆筒B可绕O轴以角速度ω匀速转动,aOcd 在一直线上,银原子以一定速率从d点沿虚线方向射出,穿过筒上狭缝c打在圆筒内壁 b点,ab弧长为s,其间圆筒转过角度（未知）小于 90∘ ,则圆筒_____方向转动（填“顺时针”,“逆时针”），银原子速率为_____.
24．A、B两质点分别做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的弧长之比
:2:3A B s s =，转过的角度之比:3:2A B ψψ=，则它们的：线速度之比
:A B v v =________，角速度之比:A B ωω=________，它们的周期之比:A B T T =________，半径之比:A B R R =________。

25．一物体在水平面内沿半径 R = 20cm 的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度v = 0.2m/s ，那么，它的角速度______rad/s ，它的频率___H Z ，它的周期为______s ，它的转速为_____r/s ，它的向心加速度为______m/s 2．
26．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）
三、解答题
27．如图所示，质量是1kg 的小球用长为0.5m 的细线悬挂在O 点，O 点距地面高度为1m ，如果使小球绕OO '轴在水平面内做圆周运动，若细线最大承受拉力为
()212.5N 10m /s g =，求：
(1)当小球的角速度为多大时，细线将断裂；
(2)线断裂后小球落地点与悬点的水平距离。

28．如图所示，长度为L 的细绳上端固定在天花板上O 点，下端拴着质量为m 的小球。

当把细绳拉直时，细绳与竖直线的夹⻆为θ=60︒，此时小球静止于光滑的水平面上。

(1)当球以多大角速度做圆锥摆运动时，球对水平面的压力为0？
(2)当球以⻆速度12g L
ω='N F 是多大？
(3)当球以⻆速度
23g L
ω=做圆锥摆运动时，细绳的张力
T
F'是多大？
29．如图所示，一个人用一根长1米，只能承受74N拉力的绳子，系着一个质量为1kg的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面的高度H=6m。

转动中小球在圆周的最低点是绳子刚好被拉断，绳子的质量忽略不计，g=10m/s2。

求：
(1)绳子被拉断时，小球的速度？
(2)绳子断后，小球落地点与抛出点间的水平距离多大？
30．近年来，我国高铁技术迅猛发展。

目前已经全线通车的沪昆高铁，穿越沪、浙、赣、湘、黔、滇六省，使得从上海到昆明的耗时减少为原来的四分之一。

在沪昆高铁的怀化至贵阳段，由于山势原因，设计师根据地形设计了一半径为3000m，限定时速为180km/h （此时车轮轮缘不受力）的弯道。

试参考题目信息结合以下条件求过此弯道时的外轨超高值d为多少。

（已知我国的轨距L为1500mm，且角度较小时，可认为正弦跟正切相等，重力加速度g=10m/s2）。