高一物理下冊(cè)圓周運(yùn)動(dòng)單元測(cè)試卷附答案

1、一、第六章圓周運(yùn)動(dòng)易錯(cuò)題培優(yōu)(難)1.如圖所示，疊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體A、B及物體C能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起以角速度3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A, B, C的質(zhì)量分別為3m, 2m，僅A與B、B和C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的劫摩 擦因數(shù)都為“，A和B、C離轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離分別為r、1.5%設(shè)最大靜摩擦力等于滑劫摩擦力， 下列說(shuō)法正確的是(重力加速度為g)()3A. B對(duì)A的摩擦力一泄為3 "mgB. B對(duì)A的摩擦力一左為3mco2rC.轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度需要滿足D.轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度需要滿足gjl召【答案】BD【解析】【分析】【詳解】AB.對(duì)A受力分析，受重力、支持力以及B對(duì)A的靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力，有/ = (3 70©

2、;(3 / 7)g故A錯(cuò)誤，B正確；CD.由于A、AB整體、C受到的靜摩擦力均提供向心力，故對(duì)A有 n)cerA(3m)g對(duì)AB整體有377+2m) 6?2rA/(3/n + 2/n) g對(duì)物體c有m(xr(,5r)A2ping解得故C錯(cuò)誤，D正確。故選BDo2.如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的.質(zhì)圖為m的小球，在半徑為R的豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是（）A.小球能夠到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為0B.小球能夠通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為廊C.如果小球在最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為阿，則小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)管道的外壁的作用力為刎D.如果小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為2廊，則此時(shí)小球?qū)艿赖耐獗诘淖?/p>

3、用力為3mg【答案】ACD【解析】【分析】【詳解】A.圓形管道內(nèi)壁能支撐小球，小球能夠通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為0,選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤：C.設(shè)最低點(diǎn)時(shí)管道對(duì)小球的彈力大小為F,方向豎直向上。由牛頓第二泄律得2F _niQ = m R將u =#還代入解得F = 6mg>0，方向豎直向上根據(jù)牛頓第三立律得知小球?qū)苠械膹椓Ψ较蜇Q直向下，即小球?qū)艿赖耐獗谟凶饔昧?mg, 選項(xiàng)C正確：D.小球在最高點(diǎn)時(shí)，重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二泄律有2P + niQ = in < R將r=2與代人解得F = 3 ？g>0,方向豎直向下根據(jù)牛頓第三左律知球?qū)艿赖耐獗诘淖饔昧樨兀?/p>

4、選項(xiàng)D正確。故選ACDo3.如圖所示，一個(gè)豎直放置半徑為R的光滑圓管，圓管內(nèi)徑很小，有一小球在圓管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，下列敘述中正確的是（）KA.小球在最高點(diǎn)時(shí)速度v的最小值為何B.小球在最高點(diǎn)時(shí)速度”由零逐漸增大，圓管壁對(duì)小球的彈力先逐漸減小，后逐漸增大C.當(dāng)小球在水平直徑上方運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)A管內(nèi)壁一定有壓力D.當(dāng)小球在水平直徑下方運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球?qū)A管外壁一泄有壓力【答案】BD【解析】【分析】【詳解】A.小球恰好通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，小球在最高點(diǎn)的速度為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤：B.在最高點(diǎn)時(shí)，若，軌道對(duì)小球的作用力方向向上，有可知速度越大，管壁對(duì)球的作用力越小； 若丫廊，軌道對(duì)小球的作用力方向向下，有V2N4 -

5、m2 = m可知速度越大，管壁對(duì)球的彈力越大。選項(xiàng)B正確：C.當(dāng)小球在水平直徑上方運(yùn)動(dòng)，恰好通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，小球?qū)A管內(nèi)外壁均無(wú)作用力，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤；D.當(dāng)小球在水平直徑下方運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受豎直向下的重力，要有指向圓心的向心力，則小球 對(duì)圓管外壁一定有壓力作用，選項(xiàng)D正確。故選BD。4.如圖所示，在水平圓盤上沿半徑方向放苣用細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）。A和B距軸心0的距離分別為上R, s2R,且A、B與轉(zhuǎn)盤之間的最大靜摩 擦力都是忌，兩物塊A和B隨著圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，始終與圓盤保持相對(duì)靜止。則在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速 度從0緩慢增大的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A. B所受合力一直等于A

6、所受合力B. A受到的摩擦力一直指向圓心C. B受到的摩擦力先增大后不變D. A、B兩物塊與圓盤保持相對(duì)靜止的最大角速度【答案】CD【解析】【分析】【詳解】當(dāng)圓盤角速度比較小時(shí)，由靜摩擦力提供向心力。兩個(gè)物塊的角速度相等，由尸二 Wr可知半徑大的物塊B所受的合力大，需要的向心力增加快，最先達(dá)到最大靜摩擦力，之 后保持不變。當(dāng)B的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力之后，細(xì)線開始提供拉力，根據(jù)T +- mar 2R可知隨著角速度增大，細(xì)線的拉力7增大，A的摩擦力辦將減小到零然后反向增大，當(dāng)A的摩擦力反向增大到最大，即/A二-人時(shí)，解得CO角速度再繼續(xù)增大，整體會(huì)發(fā)生滑動(dòng)。由以上分析，可知AB錯(cuò)誤,CD正確。故

7、選CD。5.如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩個(gè)小球懸于同一懸點(diǎn)6且在0點(diǎn)下方垂直距離h=lm處的同一 水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，懸線長(zhǎng)Li=3m, b=2m,則A、B兩小球（）A.周期之比門：72 = 2： 3B.九速度Z比31： 32 = 1： 1C.線速度之比巾：V2=78 ： J亍 D.向心加速度之比5： 3【答案】BC【解析】【分析】【詳解】AB.小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力由重力mg和懸線拉力F的合力提供，設(shè)懸線與豎直方向的 夾角為此對(duì)任意一球受力分析，由牛頓第二能律有： 在豎直方向有FcosO-mg=0.（D 在水平方向有FsinO = m- Zsin T由得分析題意可知，連接兩小球的懸

8、線的懸點(diǎn)距兩小球運(yùn)動(dòng)平而的距離為h=£cose,相等，所以 周期相等Ti ： r2=i ： 1角速度2龍0>=T則角速度之比C01 : 0）2=1 1故A錯(cuò)誤，B正確；C.根據(jù)合力提供向心力得門 V"niQtan 0 = m -'htanO解得v = tanOygh 根據(jù)幾何關(guān)系可知tanA. = V8hjli-lT Uan/9.-v- -衛(wèi) - h故線速度之比Vj ： V2 =故C正確：D.向心加速度則向心加速度之比等于線速度之比為q：偏二A/8: >/3故D錯(cuò)誤。故選BCo6 . 一羥桿一端固住質(zhì)量為m的小球，以另一端0為圓心，使小球在豎直而內(nèi)做半徑

9、為R的圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（） 0 /A.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，桿所受到的彈力可以等于零B.小球過(guò)最高點(diǎn)的最小速度是J賦C.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一左隨速度增大而增大D.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力可能隨速度增大而增大【答案】AD【解析】【分析】【詳解】A.當(dāng)小球到達(dá)最高點(diǎn)彈力為零時(shí)，重力提供向心力，有V2除加一解得即當(dāng)速度/二型時(shí)，桿所受的彈力為零，選項(xiàng)A正確；B.小球通過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD.小球在最高點(diǎn)，若卜莎，則有ms F=m R桿的作用力隨著速度的增大而減小：若如/呼則有2m2 + F=m R桿的作用力隨著速度增大而增大。選項(xiàng)c錯(cuò)誤，D正確。故

10、選ADo7 .如圖所示，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上放有質(zhì)量分別為2kg和3kg的小物體A、B, A、B間用細(xì) 線沿半徑方向相連。它們到轉(zhuǎn)軸的距離分別為RE） 2m、/?B=0.3md A、B與盤而間的最大靜 摩擦力均為重力的0.4倍。9取10m/s2,現(xiàn)極其緩慢地增大圓盤的角速度，則下列說(shuō)法正確的是()A.小物體A達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，B受到的摩擦力大小為12N8 .當(dāng)A恰好達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，圓盤的角速度為4rad/sC,細(xì)線上開始有彈力時(shí)，圓盤的角速度為rad/s3D.當(dāng)A恰好達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，剪斷細(xì)線，A將做向心運(yùn)動(dòng)，B將做離心運(yùn)動(dòng)【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A.當(dāng)增大原盤的角速度，B

11、先達(dá)到最大靜摩擦力，所以A達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，B受摩擦力 也最大，大小為滄 kmBg=0.4x3x 10N=12N故A正確；B.當(dāng)A恰好達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，圓盤的角速度為3,此時(shí)細(xì)線上的拉力為T,由牛頓第二定 律，對(duì)Aknh8-T = nicdR對(duì)B聯(lián)立可解得IO>/2co = -rad/sV13故B錯(cuò)誤：C.當(dāng)細(xì)線上開始有彈力時(shí)，此時(shí)B物體受到最大摩擦力，由牛頓第二上律，有皿髭叫姊Rb可得2屈c(diǎn)oi =rad/s故C正確：D.當(dāng)A恰好達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，剪斷細(xì)線，A物體摩擦力減小，隨圓盤繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)， 而B不再受細(xì)線拉力，最大摩擦力不足以提供向心力，做離心運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選AC。8

12、 .如圖所示，在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放宜有輕繩相連的質(zhì)量相同的滑塊1和滑塊2,轉(zhuǎn)臺(tái)繞轉(zhuǎn)軸00,以角速度3勻運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，輕繩始終處于水平狀態(tài)，兩滑塊始終相對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)靜止，且與轉(zhuǎn)臺(tái) 之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，滑塊1到轉(zhuǎn)軸的距離小于滑塊2到轉(zhuǎn)軸的距離.關(guān)于滑塊1和滑塊2受 到的摩擦力丘和丘與0?的關(guān)系圖線，可能正確的是m -宓【解析】【詳解】?jī)苫瑝K的角速度相等，根據(jù)向心力公式F=mru>2,考慮到兩滑塊質(zhì)量相同,滑塊2的運(yùn)動(dòng)半徑較 大，摩擦力較大，所以角速度增大時(shí)，滑塊2先達(dá)到最大靜摩擦力.繼續(xù)增大角速度，滑塊2 所受的摩擦力不變，繩子拉力增大，滑塊1的摩擦力減小，當(dāng)滑塊1的摩擦力減小到零后，又 反向增大，當(dāng)

13、滑塊1摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，再增大角速度，將發(fā)生相對(duì)滑動(dòng).故滑塊2的摩擦 力先增大達(dá)到最大值不變.滑塊1的摩擦力先增大后減小，在反向增大.故A、C正確，B、D 錯(cuò)誤,故選AC.9 .如圖所示，b球在水平而內(nèi)做半徑為/?的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，3c為圓周運(yùn)動(dòng)的直徑，豎直平臺(tái) 與b球運(yùn)動(dòng)軌跡相切于B點(diǎn)且高度為乩當(dāng)b球運(yùn)動(dòng)到切點(diǎn)8時(shí)，將a球從切點(diǎn)正上方的人點(diǎn) 水平拋出，重力加速度大小為g,從a球水平拋出開始計(jì)時(shí)，為使b球在運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)與 a球相遇（a球與水平而接觸后不反彈），則下列說(shuō)法正確的是（）A. a球在C點(diǎn)與b球相遇時(shí)，a球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短B. a球在C點(diǎn)與b球相遇時(shí)，a球的初始速度最小C.若a球在C

14、點(diǎn)與b球相遇，則a球拋出時(shí)的速率為J麗D.若。球在C點(diǎn)與b球相遇，則b球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.平拋時(shí)間只取決于豎直高度，高度R不變，時(shí)間均為尸 樣 故A錯(cuò)BC.平拋的初速度為XV時(shí)間相等，在C點(diǎn)相遇時(shí)，水平位移最大= 27?則初始速度最大為：故B錯(cuò)誤，C正確*D.在C點(diǎn)相遇時(shí).b球運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期，故b球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為q=2/ =故D錯(cuò)誤。故選Co10 .如圖所示，兩輪緊挨在一起靠摩擦力傳動(dòng)而同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，其中B是兩輪邊緣上的點(diǎn)，c為q上的一點(diǎn)，且c點(diǎn)到q的距離與B點(diǎn)到。?的距離相等，則下列說(shuō)法正確的c. BC兩點(diǎn)角速度相等B.兩點(diǎn)角速度相等D. A3兩點(diǎn)

15、線速度大小相等【答案】D【解析】【分析】【詳解】BD. 4、B兩點(diǎn)靠傳送帶傳動(dòng),線速度大小相等,即VA=VI根據(jù)v = tyr可知半徑不同因此角速度不相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確：AC. A、C共觸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同，即根據(jù)v = 6yr可知A線速度大于C的線速度，所以VB 工 Vc,tyB H選項(xiàng)AC錯(cuò)誤。故選D。11 .如圖所示，轉(zhuǎn)臺(tái)上固左有一長(zhǎng)為牡的水平光滑細(xì)桿，兩個(gè)中心有孔的小球A、B從細(xì)桿穿過(guò)并用原長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕彈簧連接起來(lái)， 小球A、B的質(zhì)量分別為3”、2%豎直轉(zhuǎn)軸處于轉(zhuǎn)臺(tái)及細(xì)桿的中心軸線上，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí)（）A.小球A、B受到的向心力之比為3： 2B.當(dāng)輕彈簧長(zhǎng)度變?yōu)? （時(shí)，小

16、球A做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為1.5 AC.當(dāng)輕彈簧長(zhǎng)度變?yōu)?0時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為3,則彈簧的勁度系數(shù)為L(zhǎng)Smco2D.如果角速度逐漸增大，小球A先接觸轉(zhuǎn)臺(tái)邊沿【答案】C【解析】【分析】【詳解】A.由于禪簧的拉力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，彈簧對(duì)兩個(gè)小球的拉力相等，因此兩個(gè)小 球的向心力相等，A錯(cuò)誤；B.由于向心力相等，因此-2marry而輕彈簧長(zhǎng)度變?yōu)?L時(shí)斤+幾=2 A可得 l*=0.8 A 1 r, = 1.2 A當(dāng)輕彈簧長(zhǎng)度變?yōu)?L時(shí)，小球A做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為0.8£, B錯(cuò)誤；C.當(dāng)長(zhǎng)度為3L時(shí)，即r /；= 3L可得r ； =1,2L此時(shí)彈簧的彈力提供A球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，

17、則k(3L -L) = 3mco:x 1,2L整理得k = .Sm（dc正確；D.由于B球的軌道半徑總比A球的大，因此B球先接觸轉(zhuǎn)臺(tái)邊沿，D錯(cuò)誤。故選C。12.在粗糙水平桌而上，長(zhǎng)為/=0.2m的細(xì)繩一端系一質(zhì)量為m=2kg的小球，手握住細(xì)繩另一端 0點(diǎn)在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球也隨手的運(yùn)動(dòng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。細(xì)繩始終與桌而保持水 平，。點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=0.15m,小球與桌而的動(dòng)摩擦因數(shù)為“二0.6 ,g = 10m/s2 o當(dāng)細(xì)繩與。點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡相切時(shí)，則下列說(shuō)法正確的是（）A.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小為6NB.。點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為4>/2rad/sC.小球做圓周運(yùn)

18、動(dòng)的線速度為2 V2nVsD小球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為打8【答案】B【解析】【分析】【詳解】AD.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑如圖根據(jù)幾何關(guān)系有R = J P+ = o.25m 則有tun 0 =I解得0 = 37°正交分解兩式相比解得Pmgtan 3706x2x103N = 16N故AD錯(cuò)誤；FA=marRB.小球和0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，根據(jù)可知故B正確：C.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度v = coR = 4 近x 0.25m/s = V2m/s故C錯(cuò)誤。故選B。13.游樂園里有一種叫飛椅的游樂項(xiàng)目，簡(jiǎn)化后的示意圖如圖所示.已知飛椅用鋼繩系著， 鋼繩上端的懸點(diǎn)固左在頂部水平轉(zhuǎn)盤上的圓周上.轉(zhuǎn)盤繞

19、穿過(guò)其中心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穩(wěn)泄 后，每根鋼繩（含飛椅及游客）與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平而內(nèi),圖中P、Q兩位游客懸于同一個(gè)圓 周上，P所在鋼繩的長(zhǎng)度大于Q所在鋼繩的長(zhǎng)度，鋼繩與豎直方向的夾角分別為 物$不計(jì)鋼 繩的重力-下列判斷正確的是（）A.尸、Q兩個(gè)飛椅的線速度大小相同B.無(wú)論兩個(gè)游客的質(zhì)量分別有多大，%一泄大于%C.如果兩個(gè)游客的質(zhì)疑相同，則有嚼于抄2D.如果兩個(gè)游客的質(zhì)量相同，則Q的向心力一立大于P的向心力【答案】B【解析】【詳解】BC 設(shè)鋼繩延長(zhǎng)線與轉(zhuǎn)軸交點(diǎn)與游客所在水平而的高度為b,對(duì)游客受力分析，由牛頓第二定律和向心力公式可得: ?gtan& = marhtanff則：hp -

20、/Jo設(shè)圓盤半徑為r,繩長(zhǎng)為L(zhǎng),據(jù)幾何關(guān)系可得：rh =Leos©tan&因?yàn)椋篖p > Q所以：目,q由上分析得：無(wú)論兩個(gè)游客的質(zhì)量分別有多大，&一泄大于% ；故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。A.設(shè)游客做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,由幾何關(guān)系可得：R = r + LsinO 所以：RpRQ兩游客轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等，據(jù)p二。笈可得：VP>%故A項(xiàng)錯(cuò)誤。D.對(duì)游客受力分析，游客所受向心力：E； = ?gtan&如果兩個(gè)游客的質(zhì)量相同，所以P的向心力一立大于Q的向心力，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。14.如圖所示，一根輕桿，在其B點(diǎn)系上一根細(xì)線，細(xì)線長(zhǎng)為R,在細(xì)線下端連上一質(zhì)量為m小 球.以輕桿的A點(diǎn)為頂點(diǎn)，使輕桿旋轉(zhuǎn)起來(lái)，苴B點(diǎn)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),輕桿的軌跡為 一個(gè)母線長(zhǎng)為L(zhǎng)的圓錐，輕桿與中心軸A0間的夾角為a.同時(shí)小球在細(xì)線的約束下開始做圓周 運(yùn)動(dòng),輕桿旋轉(zhuǎn)的角速度為3,小球穩(wěn)泄后,細(xì)線與輕桿間的夾角B = 2a.重力加速度用g表示，則（A.細(xì)線對(duì)小球的拉力為mg /sinaB.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為n/3C.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度的乘積為gtan2aD.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度的比值為(L+R)sina【答案】D【解