春人教物理新教材必修圓周運動習(xí)題及答案

2020春人教物理新教材必修第二冊第6章圓周運動習(xí)題及答案*新教材人教物理必修第二冊第6章圓周運動*1、(雙選)變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度，如圖是某一變速車齒輪轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒，則()A.該車可變換兩種不同擋位B.該車可變換四種不同擋位C.當A輪與D輪組合時，兩輪角速度之比ωA∶ωD＝1∶4D.當A輪與D輪組合時，兩輪角速度之比ωA∶ωD＝4∶12、對于做勻速圓周運動的物體，下列說法中不正確的是()A．相等的時間內(nèi)通過的路程相等B．相等的時間內(nèi)通過的弧長相等C．相等的時間內(nèi)通過的位移相等D．在任何相等的時間里，連接物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度都相等3、(雙選)如圖所示，一小球用細繩懸掛于O點，將其拉離豎直位置一個角度后釋放，則小球以O(shè)點為圓心做圓周運動，提供運動中小球所需向心力的是()沿半徑方向上的合力A.繩的拉力B.重力和繩拉力的合力C.重力和繩拉力的合力沿繩方向的分力D.繩的拉力和重力沿繩方向分力的合力4、(雙選)如圖所示為摩擦傳動裝置，B輪轉(zhuǎn)動時帶動A輪跟著轉(zhuǎn)動，已知轉(zhuǎn)動過程中輪緣間無打滑現(xiàn)象，下述說法中正確的是()A．A、B兩輪轉(zhuǎn)動的方向相同B．A與B轉(zhuǎn)動方向相反C．A、B轉(zhuǎn)動的角速度之比為1∶3D．A、B輪緣上點的向心加速度之比為3∶15、(雙選)如圖所示，在高速路口的轉(zhuǎn)彎處，路面外高內(nèi)低．已知內(nèi)外路面與水平面的夾角為θ，彎道處圓弧半徑為R，重力加速度為g，當汽車的車速為v0時，恰由支持力與重力的合力提供了汽車做圓周運動的向心力，則()A．v0＝eq\r(Rgtanθ)B．v0＝eq\r(Rgsinθ)C．當該路面結(jié)冰時，v0要減小D．汽車在該路面行駛的速度v＞v0時，路面會對車輪產(chǎn)生沿斜面向下的摩擦力6、如圖所示，當用扳手擰螺母時，扳手上的P、Q兩點的角速度分別為ωP和ωQ，線速度大小分別為vP和vQ，則()A．ωP＜ωQ，vP＜vQ B．ωP＝ωQ，vP＜vQC．ωP＜ωQ，vP＝vQ D．ωP＝ωQ，vP＞vQ7、如圖所示，把一個小球放在玻璃漏斗中，晃動漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動。小球的向心力由以下哪個力提供()A.重力B.支持力C.重力和支持力的合力D.重力、支持力和摩擦力的合力8、(雙選)如圖所示，一圓環(huán)以直徑AB為軸做勻速轉(zhuǎn)動，P、Q、R是環(huán)上的三點，則下列說法正確的是()A．向心加速度的大小aP＝aQ＝aRB．任意時刻P、Q、R三點向心加速度的方向相同C．線速度vP＞vQ＞vRD．任意時刻P、Q、R三點的線速度方向均不同9、(多選)在修筑鐵路時，彎道處的外軌會略高于內(nèi)軌．如圖所示，當火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的擠壓，設(shè)此時的速度大小為v，重力加速度為g，兩軌所在面的傾角為θ，則()A．該彎道的半徑r＝eq\f(v2,gtanθ)B．當火車質(zhì)量改變時，規(guī)定的行駛速度大小不變C．當火車速率大于v時，內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓D．當火車速率大于v時，外軌將受到輪緣的擠壓10、(雙選)假設(shè)“神舟十一號”實施變軌后做勻速圓周運動，共運行了n周，起始時刻為t1，結(jié)束時刻為t2，運行速度為v，半徑為r.則計算其運行周期可用()A．T＝eq\f(t2－t1,n) B．T＝eq\f(t1－t2,n)C．T＝eq\f(2πr,v) D．T＝eq\f(2πv,r)11、(雙選)一質(zhì)點沿螺旋線自外向內(nèi)運動，如圖所示。已知其走過的弧長s與時間t成正比。則關(guān)于該質(zhì)點的運動，下列說法正確的是()隱含：質(zhì)點的線速度大小不變A.質(zhì)點運動的線速度越來越大B.質(zhì)點運動的向心力越來越大C.質(zhì)點運動的角速度越來越大D.質(zhì)點所受的合外力不變12、關(guān)于向心加速度，下列說法正確的是()A．向心加速度是描述線速度大小變化快慢的物理量B．向心加速度只改變線速度的方向，不改變線速度的大小C．向心加速度的大小恒定，方向時刻改變D．向心加速度是平均加速度，大小可用a＝eq\f(v－v0,t)來計算13、如圖所示，小球繞O′在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，可以說小球受重力、繩的拉力和指向O′的向心力嗎？14、如圖所示，甲、乙兩物體自同一水平線上同時開始運動，甲沿順時針方向做勻速圓周運動，圓半徑為R；乙做自由落體運動，當乙下落至A點時，甲恰好第一次運動到最高點B，求甲物體做勻速圓周運動的向心加速度的大?。?重力加速度為g)2020春人教物理新教材必修第二冊第6章圓周運動習(xí)題及答案*新教材人教物理必修第二冊第6章圓周運動*1、(雙選)變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度，如圖是某一變速車齒輪轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒，則()A.該車可變換兩種不同擋位B.該車可變換四種不同擋位C.當A輪與D輪組合時，兩輪角速度之比ωA∶ωD＝1∶4D.當A輪與D輪組合時，兩輪角速度之比ωA∶ωD＝4∶1【解析】A輪通過鏈條分別與C、D連接，自行車可有兩種速度，B輪分別與C、D連接，又可有兩種速度，所以該車可變換4種擋位，故A錯誤，B正確；當A與D組合時，兩輪邊緣線速度大小相等，A輪轉(zhuǎn)一圈，D轉(zhuǎn)4圈，即eq\f(ωA,ωD)＝eq\f(1,4)，故C正確，D錯誤?！敬鸢浮緽C2、對于做勻速圓周運動的物體，下列說法中不正確的是()A．相等的時間內(nèi)通過的路程相等B．相等的時間內(nèi)通過的弧長相等C．相等的時間內(nèi)通過的位移相等D．在任何相等的時間里，連接物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度都相等【答案】C[勻速圓周運動是指速度大小不變的圓周運動，因此在相等時間內(nèi)通過的路程相等、弧長相等、轉(zhuǎn)過的角度相等，A、B、D項正確；相等時間內(nèi)通過的位移大小相等，方向不一定相同，故C項錯誤．]3、(雙選)如圖所示，一小球用細繩懸掛于O點，將其拉離豎直位置一個角度后釋放，則小球以O(shè)點為圓心做圓周運動，提供運動中小球所需向心力的是()沿半徑方向上的合力A.繩的拉力B.重力和繩拉力的合力C.重力和繩拉力的合力沿繩方向的分力D.繩的拉力和重力沿繩方向分力的合力【解析】分析向心力來源時沿著半徑方向求合力即可，注意作出正確的受力分析圖。如圖所示，對小球進行受力分析，它受到重力和繩子的拉力作用，向心力是指向圓心方向的合力。因此，它可以是小球所受合力沿繩方向的分力，也可以是各力沿繩方向的分力的合力。故選項C、D正確?！敬鸢浮緾D4、(雙選)如圖所示為摩擦傳動裝置，B輪轉(zhuǎn)動時帶動A輪跟著轉(zhuǎn)動，已知轉(zhuǎn)動過程中輪緣間無打滑現(xiàn)象，下述說法中正確的是()A．A、B兩輪轉(zhuǎn)動的方向相同B．A與B轉(zhuǎn)動方向相反C．A、B轉(zhuǎn)動的角速度之比為1∶3D．A、B輪緣上點的向心加速度之比為3∶1【答案】BC[A、B兩輪屬齒輪傳動，A、B兩輪的轉(zhuǎn)動方向相反，A錯誤，B正確．A、B兩輪邊緣的線速度大小相等，由ω＝eq\f(v,r)知，eq\f(ω1,ω2)＝eq\f(r2,r1)＝eq\f(1,3)，C正確．根據(jù)a＝eq\f(v2,r)得，eq\f(a1,a2)＝eq\f(r2,r1)＝eq\f(1,3)，D錯誤．]5、(雙選)如圖所示，在高速路口的轉(zhuǎn)彎處，路面外高內(nèi)低．已知內(nèi)外路面與水平面的夾角為θ，彎道處圓弧半徑為R，重力加速度為g，當汽車的車速為v0時，恰由支持力與重力的合力提供了汽車做圓周運動的向心力，則()A．v0＝eq\r(Rgtanθ)B．v0＝eq\r(Rgsinθ)C．當該路面結(jié)冰時，v0要減小D．汽車在該路面行駛的速度v＞v0時，路面會對車輪產(chǎn)生沿斜面向下的摩擦力【答案】AD[路面的斜角為θ，以汽車為研究對象，作出汽車的受力圖，根據(jù)牛頓第二定律得：mgtanθ＝meq\f(v\o\al(2,0),R)，解得：v0＝eq\r(Rgtanθ)，A正確，B錯誤；當路面結(jié)冰時與未結(jié)冰時相比，由于支持力和重力不變，則v0的值不變，C錯誤；車速若高于v0，所需的向心力增大，此時摩擦力指向內(nèi)側(cè)，增大提供的向心力，車輛不會向外側(cè)滑動，D正確．]6、如圖所示，當用扳手擰螺母時，扳手上的P、Q兩點的角速度分別為ωP和ωQ，線速度大小分別為vP和vQ，則()A．ωP＜ωQ，vP＜vQ B．ωP＝ωQ，vP＜vQC．ωP＜ωQ，vP＝vQ D．ωP＝ωQ，vP＞vQ【答案】B[由于P、Q兩點屬于同軸轉(zhuǎn)動，所以P、Q兩點的角速度是相等的，即ωP＝ωQ；同時由圖可知，Q點到螺母的距離比較大，由v＝ωr可知，Q點的線速度大，即vP＜正確．]7、如圖所示，把一個小球放在玻璃漏斗中，晃動漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動。小球的向心力由以下哪個力提供()A.重力B.支持力C.重力和支持力的合力D.重力、支持力和摩擦力的合力【解析】小球受到豎直向下的重力作用和垂直于漏斗壁向上的支持力作用，兩者的合力提供小球做勻速圓周運動的向心力，選項C正確?！敬鸢浮緾8、(雙選)如圖所示，一圓環(huán)以直徑AB為軸做勻速轉(zhuǎn)動，P、Q、R是環(huán)上的三點，則下列說法正確的是()A．向心加速度的大小aP＝aQ＝aRB．任意時刻P、Q、R三點向心加速度的方向相同C．線速度vP＞vQ＞vRD．任意時刻P、Q、R三點的線速度方向均不同【答案】BC[R、Q、P三點的軌道圓心都在軸AB上，且它們的軌道平面互相平行，因此三點的角速度相同，由于向心加速度方向也相同且指向軸AB，由an＝rω2可知：aP＞aQ＞aR，又由v＝ωr可知vP＞vQ＞vR，選項A錯誤，B、C正確；三點的線速度方向都沿軌跡的切線方向，故它們的線速度方向相同，選項D錯誤．]9、(多選)在修筑鐵路時，彎道處的外軌會略高于內(nèi)軌．如圖所示，當火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的擠壓，設(shè)此時的速度大小為v，重力加速度為g，兩軌所在面的傾角為θ，則()A．該彎道的半徑r＝eq\f(v2,gtanθ)B．當火車質(zhì)量改變時，規(guī)定的行駛速度大小不變C．當火車速率大于v時，內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓D．當火車速率大于v時，外軌將受到輪緣的擠壓【答案】ABD[火車拐彎時不側(cè)向擠壓車輪輪緣，靠重力和支持力的合力提供向心力，設(shè)轉(zhuǎn)彎處斜面的傾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律得：mgtanθ＝meq\f(v2,r)，解得：r＝eq\f(v2,gtanθ)，故A正確；根據(jù)牛頓第二定律得：mgtanθ＝meq\f(v2,r)，解得：v＝eq\r(grtanθ)，可知火車規(guī)定的行駛速度與質(zhì)量無關(guān)，故B正確；當火車速率大于v時，重力和支持力的合力不能夠提供足夠的向心力，此時外軌對火車有側(cè)壓力，輪緣擠壓外軌，故C錯誤，D正確．]10、(雙選)假設(shè)“神舟十一號”實施變軌后做勻速圓周運動，共運行了n周，起始時刻為t1，結(jié)束時刻為t2，運行速度為v，半徑為r.則計算其運行周期可用()A．T＝eq\f(t2－t1,n) B．T＝eq\f(t1－t2,n)C．T＝eq\f(2πr,v) D．T＝eq\f(2πv,r)【答案】AC[由題意可知“神舟十一號”勻速圓周運動n周所需時間Δt＝t2－t1，故其周期T＝eq\f(Δt,n)＝eq\f(t2－t1,n)，選項A正確；由周期公式有T＝eq\f(2πr,v)，選項C正確．]11、(雙選)一質(zhì)點沿螺旋線自外向內(nèi)運動，如圖所示。已知其走過的弧長s與時間t成正比。則關(guān)于該質(zhì)點的運動，下列說法正確的是()隱含：質(zhì)點的線速度大小不變A.質(zhì)點運動的線速度越來越大B.質(zhì)點運動的向心力越來越大C.質(zhì)點運動的角速度越來越大D.質(zhì)點所受的合外力不變【解析】質(zhì)點沿螺旋線自外向內(nèi)運動，說明運動軌跡半徑R不斷減小，根據(jù)其走過的弧長s與運動時間t成正比，由v＝eq\f(s,t)可知，線速度大小不變，故A錯誤；根據(jù)F向＝meq\f(v2,R)，可知v不變，R減小時，F(xiàn)向增大，故B正確；根據(jù)ω＝eq\f(v,R)可知，v不變，R減小時，ω增大，故選項C正確；線速度大小不變、方向變化越來越大，說明其速度變化量越來越大，加速度變大，合外力增大，故選項D錯誤?！敬鸢浮緽C12、關(guān)于向心加速度，下列說法正確的是()A．向心加速度是描述線速度大小變化快慢的物理量B．向心加速度只改變線速度的方向，不改變線速度的大小C．向心加速度的大小恒定，方向時刻改變D．向心加速度是平均加速度，大小可用a＝eq\f(v－v0,t)來計算【答案】B[向心加速度只改變線速度的方向，不改變線速度的大小，它是描述線速度方向變化快慢的物理量，選項A錯誤，B正確；只有勻速圓周運動的向心加速度大小才恒定，選項C錯誤；公式a＝eq\f(v－v0,t)適用于平均加速度的計算，向心加速度是瞬時加速度，D錯誤．]13、如圖所示，小球繞O′在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，可以說小球受重力、繩的拉力和指向O′的向心力嗎？答案不能，向心力是按效果命名的力，物體實際受到的沿半徑方向的合力即為向心力，不是另外受到的某一個力