高一物理圆周运动试题

高一物理圆周运动试题1.物体做圆周运动，关于向心加速度，以下说法中正确的是 ()A．向心加速度的方向始终与速度方向垂直B．向心加速度的方向保持不变C．物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心D．物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心【答案】AD【解析】曲线运动中速度的方向沿曲线上某点的切线方向，而向心加速度的方向始终指向圆心，所以向心加速度的方向始终与速度方向垂直，故A正确；物体做圆周运动的向心加速度的方向始终指向圆心，任意两时刻的方向都不相同，所以时刻在改变，故B错误；物体做匀速圆周运动时合外力充当向心力，加速度的方向始终指向圆心，物体做非匀速圆周运动时，线速度大小、方向都在改变，物体所受的合力沿半径方向的分力充当向心力，产生指圆心的向心加速度，改变线速度的方向，沿切向方向的分力产生切向加速度，改变线速度的大小，所以物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心，物体做非匀速圆周运动时的加速度方向不是始终指向圆心，故C错误，D正确。

所以选AD。

【考点】本题考查向心力、向心加速度、牛顿第二定律，意在考查考生的理解能力。

2.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的角速度比b的大B．a、b的角速度比c的大C．a、c的周期相等D．c的线速度比a、b的大【答案】 C【解析】试题分析: a、b、c三点共轴转动，角速度大小相等，则周期相等，a的半径和b的半径相等，根据v=rω知，a、b的线速度大小相等．故A错误，B错误，C正确；c的半径小，根据v=rω知，c的线速度比a、b的线速度小．故D错误。

【考点】线速度、角速度和周期3.在匀速转动的水平转盘上，有一个相对盘静止的物体随盘一起转动，关于它的受力情况，下列说法中正确的是（）A．只受到重力和盘面的支持力的作用B．只受到重力、支持力和静摩擦力的作用C．因为两者是相对静止的，转盘与物体之间无摩擦力D．受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用【答案】B【解析】物体受到重力、支持力和静摩擦力的作用，三个力的合力提供向心力，B正确。

【考点】本题考查了向心力的分析。

4.静止在地面上的物体随地球的自转而运动，它们（）A．向心加速度都指向地心B．线速度随物体所在纬度的增加而减小C．角速度随物体所在纬度的增加而减小D．同一纬度上物体的向心加速度均相同【答案】B【解析】物体的向心加速度的方向都指向地轴上的某点，选项A错误；因为地球上物体的角速度都等于地球自转的角速度，转动半径随纬度增加而减小，根据可知线速度随物体所在纬度的增加而减小，选项B 正确，C 错误；因为同一纬度上物体的转动半径不同，所以根据可知物体的向心加速度不同，选项D 错误；【考点】匀速圆周运动的规律；5.如图所示，A是用轻绳连接的小球，B是用轻杆连接的小球，都在竖直平面内作圆周运动，且绳、杆长度L相等。

忽略空气阻力，下面说法中正确的是A．A球可能作匀速圆周运动B．A球通过圆周最高点最小速度是，而B球过圆周最高点的速度最小可为零C．对B球来说，到最低点时处于超重状态，杆对球的作用力最大D．A球在运动过程中所受的合外力的方向处处指向圆心【答案】BC【解析】A是用轻绳连接的小球，最高点最小速度为，B是用轻杆连接的小球最高点最小速度为0，所以B对。

由于竖直方向有重力做功，因此动能不可能不变，不会是圆周运动，A错。

对B球来说，到最低点时处于超重状态，向心力指向圆心，杆对球的作用力最大，C对，由于A 并不是匀速圆周所以合外力不是总指向圆心，所以D错【考点】圆周运动点评：本题考察了绳子、杆带着物体做匀速圆周运动的有关速度的分析，通常需要结合受力分析找出向心力，然后判断速度。

6.如图所示，杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m＝0．5 kg，绳长l＝60 cm，求：，g 取 10m/s2．（1）若水桶转至最高点时水不流出来，求水桶的最小速率．（2）若在最高点时水桶的速率 v ="3" m/s ，求水对桶底的压力大小．【答案】m/s 2.5N【解析】（1）在最高点由重力提供向心力（2）设水对桶底的压力大小为F，则有【考点】考查圆周运动点评：本题难度较小，在求解第二问题，研究对象选择水，不要把绳子拉力分析进去7.长为L的细线，一端系一质量为m的小球，另一端固定于某点，当细线竖直时小球静止，再给小球一水平初速度V，使小球在竖直平面内做圆周运动，并且刚好能过最高点，则下列说法中正确的是A．球过最高点时速度为零B．球过最高点时细线拉力为零C．开始运动时细线对小球的拉力为D．球过最高点时加速度为g【答案】BD【解析】球恰好经过最高点，速度取最小值，故只受重力，重力提供向心力：，小球在最高点的速度为：，选项A错误；选项B正确，球经过最低点时，受重力和绳子的拉力，如图根据牛顿第二定律得到，，小球开始运动时绳对小球拉力为：，选项C错误；同理判断选项D正确；故选BD【考点】考查圆周运动点评：本题难度较小，小球在最高点绳子的拉力与重力的合力提供向心力，在最低点也是绳子的拉力与重力的合力提供向心力，可根据牛顿第二定律列式求解，同时小球从最高点运动得到最低点的过程中，只有重力做功，可运用动能定理列式求解8.如图所示两段长为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L，今使小球在竖直面内绕AB水平轴做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中的拉力恰好为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为（）A．B.C.D.【答案】A【解析】当小球到达最高点时速率为v，两段线中的拉力恰好为零，此时有，，若小球到达最高点时速率为2v，设两根绳子拉力为，对小球有可得，由合力和分力的关系可知每段线中张力大小为。

故选A【考点】竖直平面内的圆周运动点评：中等难度。

小球过最高点时重力等于向心力时，绳子拉力为零；小球在最高点速度增加后，绳子拉力的合力与重力的合力等于向心力。

9.如图所示，在水平转盘上有一小木块，随转盘一起转动（木块与转盘间无相对滑动），木块到转轴的距离r=0.2m，圆盘转动的周期T=（s）。

求：（1）木块的线速度大小；（2）木块的向心加速度大小。

【答案】（1）（2）【解析】（1）由得：（6分）（2）由得：（6分）本题考查匀速圆周运动的概念和规律，在一个周期内物体围绕圆心转一圈，线速度为周长除以周期，由向心加速度公式求得加速度大小10.一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【答案】AC【解析】本题考查的是对圆周运动的应用问题，根据，为球所受支持力方向与竖直方向的夹角，A的运动半径较大，A球的角速度必小于B球的角速度，A球的线速度必大于B球的线速度，A球的运动周期必大于B球的运动周期，A球对筒壁的压力必等于B球对筒壁的压力，AC正确，BD错误；11.关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力，下列说法中正确的是（）A．物体除其他的力外还要受到一个向心力的作用B．物体所受的合外力提供向心力C．向心力是一个恒力D．向心力是根据性质命名的一种力【答案】B【解析】本题考查的是对匀速圆周运动的向心力的理解，物体做匀速圆周运动物体所受的合外力提供向心力，B正确；向心力方向时刻变化，始终指向圆心，ACD错误；12.某高速公路弯道处设计为内侧低外侧高的圆弧弯道，使路面与水平面有一倾角，弯道半径为。

当汽车在该弯道转弯处沿侧向的摩擦力恰为零时，汽车转弯的速度为（）A．B．C．D．安全速度与汽车的质量有关【答案】A【解析】汽车的重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律可得，，A对；13.如图所示，一光滑圆环竖直放置，AB为其水平方向的直径，甲、乙两球以同样大小的初速度从A处出发，沿环内侧始终不脱离环运动到达B点，则()A．甲先到达BB．乙先到达BC．同时到达BD．若质量相同，它们同时到达B【答案】B【解析】本题考查的是圆周运动的问题，圆环是光滑的，没有摩擦力的作用，在小球由A点开始运动的过程中，只有重力对小球做功，小球的机械能守恒，甲、乙两小球在A点的速度相同，又没有任何阻力做功，则小球在B点的速度大小也相等，且与A点的速度大小相等.甲小球是先减速后加速，而乙小球则是先加速后减速，到达B点的速度均相等，所以乙小球在运动的过程中的平均速度肯定要大于甲小球运动的平均速度，所以乙小球先到达，正确选项为B.14.火车转弯时，则：A．若内外轨一样高，则向心力来源于外轨压力B．若内外轨一样高，则向心力来源于内轨压力C．若外轨高于内轨，则向心力来源于外轨压力D．若外轨高于内轨，则向心力来源于外轨压力以及重力与支持力的合力【答案】 AD【解析】火车转弯时，若内外轨一样高，由外轨的弹力提供向心力，A对；若外轨高于内轨，受力分析可知向心力来源于外轨压力以及重力与支持力的合力，D对；15.右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点在小轮上，到小轮中心的距离为r。

c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。

若在传动过程中，皮带不打滑A．a点与d点的向心加速度大小相等B．a点与b点的角速度大小相等C．a点与c点的线速度大小相等D．a点与b点的线速度大小相等【答案】 AC【解析】ac两点为共线关系，线速度相等，bc角速度相等，由v=wr可知b的线速度小于c的线速度，由可知AC对；16.下列关于甲、乙两个做匀速圆周运动的物体的有关说法正确的是A．甲、乙两物体线速度相等，角速度一定也相等B．甲、乙两物体角速度相等，线速度一定也相等C．甲、乙两物体周期相等，角速度一定也相等D．甲、乙两物体周期相等，线速度一定也相等【答案】C【解析】由v=wr可知AB错；由可知C对；D错；17.在光滑的水平面上，用绳子系一小球做半径为R的匀速圆周运动，若绳子拉力为F，在小球经过圆周的时间内，F所做的功为( )A．0B．RF C．RF D．RF【答案】A【解析】经过一段时间速度大小不变，动能不变，F做功为零，A对；18.如图所示，质量是1 kg的小球用长为0.5 m的细线悬挂在O点，O点距地面高度为1.2 m，如果使小球绕OO＇轴在水平面内做圆周运动,若细线最承受拉力为12.5 N,则当小球的角速度为多大_____________ rad/s时线将断裂,断裂后小球落地点与悬点的水平距离为__________ m.(g="10" m/s2)【答案】5 0.6【解析】当细线拉力为12.5N时细线断裂，绳子的拉力与重力的合力提供向心力，由勾股定理可知合力为7.5N，，R=0.3m，角速度为5rad/s，断裂后小球做平抛运动，初速度为wr=1.5m/s，运动时间为t，，在由勾股定理求出水平距离为0.6m19.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对桶壁静止，则：A．物体受到4个力的作用B．物体受到的摩擦力的大小不变C．物体的向心力是弹力提供的D．物体的向心力是摩擦力提供的【答案】BC【解析】物体在转动过程中竖直方向受重力和向上的摩擦力，水平方向上受筒壁给的支持力，所以物体受三个力作用，物体在竖直方向上受力平衡即重力等于摩擦力，物体的向心力是由筒壁的支持力提供的，所以BC 正确，20. 如图所示，在匀速转动的圆盘上，沿半径方向放置以细线相连的质量均为m 的A 、B 两个小物块，A 离轴心r 1＝20 cm ，B 离轴心r 2＝30 cm ，A 、B 与盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.4倍．求：(1)若细线上没有张力，圆盘转动的角速度ω应满足什么条件？(2)欲使A 、B 与盘面间不发生相对滑动，则盘转动的最大角速度多大？(3)当圆盘转速达到A 、B 刚好不滑动时，烧断细绳，则A 、B 将怎样运动？(g 取10 m/s2) 【答案】(1) 当ω≤ω0＝3.6 rad/s 时，细线上不会有张力．(2) 4.0 rad/s.【解析】(1)当物块B 所需向心力F B ≤F fm 时，细线上张力为零．随着角速度的增大，当F B ＝F fm 时，有kmg ＝mωr 2， 得ω0＝＝＝＝3．6 rad/s.当ω≤ω0＝3.6 rad/s 时，细线上不会有张力．(2)当A 、B 所受静摩擦力均达到最大静摩擦力时，圆盘的角速度达到最大值ωm ，超过ωm 时，A 、B 将相对圆盘滑动．(设细线中张力为T.) 对A 有kmg －T ＝mωm 2·r 1， 对B 有kmg ＋T ＝mωm 2·r 2， 解得ωm ＝＝＝4.0 rad/s.(3)烧断细线时，A 做圆周运动所需向心力F A ＝mωm 2r 1＝3.2 N ，最大静摩擦力为4 N ，A 物体随盘一起转动．B 此时所需向心力为F B ＝mωm 2r 2＝4.8 N ，大于它的最大静摩擦力4 N ，因此B 物体将沿一条曲线运动，离圆心越来越远．两物体做圆周运动的向心力由沿径向方向的合力提供，及最大静摩擦力提供，第二问中分别以两小球为研究对象，绳子的拉力和静摩擦力的合力提供向心力列式求解21. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥的轴线垂直于水平面，圆锥固定不动，两个质量相同的球A 、B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则( )A ．球A 的线速度必大于球B 的线速度 B ．球A 的角速度必大于球B 的角速度C ．球A 的运动周期必小于球B 的运动周期D ．球A 对筒壁的压力必大于球B 对筒壁的压力 【答案】A【解析】两球做匀速圆周运动的向心力都是重力和支持力充当的，即，所以两球对筒壁的压力相等,D 错误，两球的向心力相等，有公式得，半径越大，线速度就越大，所以A 正确，，有公式得，半径越大，角速度越小，所以B 错。