2021全國高一（上）期中物理匯編：圓周運動

9/92021全國高一（上）期中物理匯編圓周運動一、單選題1．質(zhì)量為m的物體隨水平傳送帶一起勻速運動，A為傳送帶的終端皮帶輪如圖所示，皮帶輪半徑為r，要使物體通過終端時能水平拋出，皮帶輪的轉(zhuǎn)速至少為A． B． C． D．2．圖甲為游樂場中一種叫“魔盤”的娛樂設(shè)施，游客坐在轉(zhuǎn)動的魔盤上，當(dāng)魔盤轉(zhuǎn)速增大到一定值時，游客就會滑向盤邊緣，其裝置可以簡化為圖乙。若魔盤轉(zhuǎn)速緩慢增大，則游客在滑動之前（）A．游客受到魔盤的摩擦力緩慢增大 B．游客受到魔盤的摩擦力緩慢減小C．游客受到魔盤的支持力緩慢增大 D．游客受到魔盤的支持力不變3．如圖所示，汽車雨刮器在轉(zhuǎn)動時，桿上A、B兩點繞O點轉(zhuǎn)動的角速度大小為、，線速度大小為、，則（）A．，B．，C．，D．，4．一質(zhì)量為m的汽車?yán)@彎道做半徑為R的圓周運動，當(dāng)汽車的角速度為時，其所受的向心力大小為（

）A． B． C． D．5．一個小球繞圓心O做勻速圓周運動，已知圓周半徑為r，該小球運動的線速度為v，則它運動角速度的大小為（

）.A． B．vr C． D．6．小紅坐在水平轉(zhuǎn)盤上，與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動。有關(guān)小紅的運動狀態(tài)及受力情況，下列說法正確的是（

）A．合力為零 B．線速度不變C．向心加速度不變 D．角速度不變7．如圖所示，一小球用繩OA和OB拉住，OA水平，OB與水平方向成60°角。則（）A．剪斷OB瞬間，小球的加速度為g，方向豎直向下B．剪斷OB瞬間，小球的加速度為gcos60°，方向水平向左C．剪斷OA瞬間，小球的加速度為gtan60°，方向豎直向下D．剪斷OA瞬間，小球的加速度為gsin60°，方向水平向左8．如圖所示，A、B、C三個物體放在水平旋轉(zhuǎn)圓臺上，動摩擦因數(shù)均為μ，A的質(zhì)量為2m，B、C的質(zhì)量均為m，A、B離軸的距離為R，C離軸的距離為2R，當(dāng)慢慢增加圓臺轉(zhuǎn)速，最先滑動的是（）A．A B．B C．C D．三個物體同時滑動二、實驗題9．用如圖所示的實驗裝置來探究小球做圓周運動所需向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系，轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪1和變速塔輪2做勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的小球就隨槽做勻速圓周運動。橫臂的擋板對小球的壓力提供向心力，小球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上黑白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的大小關(guān)系。（1）在探究向心力與半徑、質(zhì)量、角速度的關(guān)系時，用到的實驗方法是___________；A．理想實驗法

B．控制變量法

C．等效替代法

D．演繹推理法（2）通過本實驗的定性分析可以得到：在小球質(zhì)量和運動半徑一定的情況下，小球做圓周運動的角速度越大，受到的向心力就越___________（填“大”或“小”）；（3）由更精確的實驗可得向心力的表達(dá)式為___________（用題干中所給的字母表示）。在某次探究實驗中，當(dāng)、兩個相同小球轉(zhuǎn)動的半徑相等時，圖中標(biāo)尺上黑白相間的等分格顯示出、兩個小球所受向心力的比值為，由此表達(dá)式可求得與皮帶連接的兩個變速塔輪對應(yīng)的半徑之比為___________。10．某同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置來“探究a與F、m之間的定量關(guān)系”。（1）實驗時，必須先平衡小車與木板之間的摩擦力，該同學(xué)是這樣操作的：如圖乙，將小車靜止地放在水平長木板上，并連著已穿過打點計時器的紙帶，調(diào)整木板右端的高度，接通電源，用手輕推小車，讓打點計時器在紙帶上打出一系列__________的點，說明小車已平衡摩擦力。（2）如果該同學(xué)先如（1）中的操作，平衡了摩擦力。以砂和砂桶的重力為F，在小車質(zhì)量M保持不變情況下，不斷往桶里加砂，砂和砂桶的質(zhì)量最終達(dá)到M，測小車加速度a，作a--F的圖像。下列圖線正確的是________。A．B．C．D．（3）下圖是實驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為xAB＝4.22cm，xBC＝4.65cm，xCD＝5.08cm，xDE＝5.49cm，xEF＝5.91cm，xFG＝6.34cm，已知打點計時器的工作頻率為50Hz，則紙帶上D點的速度vD=______m/s，小車的加速度a＝______m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（4）若實際工作頻率是48Hz，而該同學(xué)不知情，則該同學(xué)算出來的加速度______真實值（填“大于”、“等于”、“小于”）。三、解答題11．如圖所示，內(nèi)壁粗糙、半徑為R的半球形容器固定在水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺可以繞過容器球心O的豎直軸線以角速度勻速轉(zhuǎn)動。半球形容器的直徑水平，與軸線的夾角，與軸線的夾角，小物塊質(zhì)量為m，重力加速度為g，則：（1）若轉(zhuǎn)臺靜止不動，小物塊從M處由靜止釋放，到達(dá)A點時速率為，求小物塊到達(dá)A點時對軌道的壓力大??；（2）若轉(zhuǎn)臺以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，小物塊恰好在A處隨容器一起轉(zhuǎn)動，且所受摩擦力恰好為0，求角速度的值；（3）保持轉(zhuǎn)臺以第（2）問中的角速度值轉(zhuǎn)動，當(dāng)小物塊在B處時也可以隨容器一起勻速轉(zhuǎn)動，求小物塊在B處時所受支持力的大小及摩擦力的大小和方向。

參考答案1．A【詳解】當(dāng)物塊恰好被水平拋出時，在皮帶上最高點時由重力提供向心力，則由牛頓第二定律得：解得：設(shè)此時皮帶轉(zhuǎn)速為n，則有2πnr=v，得到：故A正確，BCD錯誤．故選A．2．A【詳解】對游客受力分析如圖分別對水平和豎直方向列方程，水平方向豎直方向則隨著魔盤轉(zhuǎn)速緩慢增大，游客需要的向心力增大，但必須保證豎直方向受力平衡，因為重力不變，則f、N兩個力只能一個增大一個減小，結(jié)合水平方向，只能f增大，N減小。BCD錯誤，A正確；故選A。3．D【詳解】桿上A、B兩點繞O點轉(zhuǎn)動，則兩點的角速度相等，即根據(jù)可知故選D。4．A【詳解】由向心力公式可知故選A。5．A【詳解】根據(jù)圓周運動的線速度公式則有故A正確，BCD錯誤。故選A。6．D【詳解】A．勻速圓周運動，合力提供向心力，合力不為零，故A錯誤；B．勻速圓周運動的線速度大小不變，方向沿圓周的切線方向，時刻改變，故B錯誤；C．勻速圓周運動的向心加速度大小不變，方向始終指向圓心，時刻改變，故C錯誤；D．勻速圓周運動的角速度大小方向均不變，故D正確。故選D。7．A【詳解】AB．剪斷OB之后，小球?qū)⒁訟為懸點做圓周運動，則在O點的合力豎直向下，所以在剪斷OB瞬間，繩OA拉力消失，小球只受重力作用，加速度為g，方向豎直向下，故A正確，B錯誤；CD．剪斷OA之后，小球?qū)⒁訠為懸點做圓周運動，則在O點的合力垂直于OB斜向左下，繩OB拉力平衡重力沿繩向外的分力，合力即為重力沿圓弧切線方向的分力；所以在剪斷OA瞬間，小球合力為mgsin30°，則加速度為gsin30°，故CD錯誤。故選A。8．C【詳解】當(dāng)滑塊與轉(zhuǎn)臺間的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦?xí)r，滑塊將要產(chǎn)生滑動，則解得則當(dāng)轉(zhuǎn)動半徑越大時，最大角速度越小，也容易產(chǎn)生滑動，則當(dāng)慢慢增加圓臺轉(zhuǎn)速，最先滑動的是C。故選C。9．

B

大

3:1【詳解】（1）[1]在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時，需先控制某些量不變，研究另外兩個物理量的關(guān)系，該方法為控制變量法。故選B；（2）[2]由可知，在小球質(zhì)量和運動半徑一定的情況下，小球做圓周運動的角速度越大，受到的向心力就越大；（3）[3]由更精確的實驗可得向心力的表達(dá)式為[4]根據(jù)F=mω2r，兩球的向心力之比為1：9，半徑和質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)動的角速度之比為1：3，因為靠皮帶傳動，變速輪塔邊緣的線速度大小相等，根據(jù)v=rω，知與皮帶連接的變速輪塔對應(yīng)的半徑之比為3：1。10．

點跡均勻

C

0.53

0.42

大于【詳解】(1)[1]若小車做勻速直線運動，此時打點計時器在紙帶上打出一系列點跡均勻的點。(2)[2]如果這位同學(xué)先如（1）中的操作，已經(jīng)平衡摩擦力，則剛開始a-F的圖象是一條過原點的直線，不斷往桶里加砂，砂的質(zhì)量最終達(dá)到，不能滿足砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，拉力比砂和砂桶的重力小，此時圖象發(fā)生向下彎曲，故C正確，ABD錯誤。故選C。(3)[3]相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫出，則計數(shù)點間的時間間隔為D點的速度等于C、E間的平均速度，打D點的速度為[4]由勻變速直線運動的推論可知，加速度為(4)[5]因為交流電的實際頻率為48Hz，則代入計算的周期比實際的周期要小，則加速度的測量值偏大。11．（1）；（2）；（3），方向垂直于OB向下【詳解】（1）若轉(zhuǎn)臺靜止不動，對小物塊到達(dá)A點時進(jìn)行受力分析，如圖所示則小物塊受的指向圓心O的合力提供向心力，即