第03周圓周運動學易試題君之周末培優(yōu)君高一物理人教版（必修2）

（測試時間：45分鐘，總分：70分）班級：____________姓名：____________座號：____________得分：____________一、選擇題（共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，第1~5題只有一項符合題目要求，第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）1．正常走動的鐘表，時針、分針和秒針都做勻速轉(zhuǎn)動，下列關于它們的說法正確的是A．分針的周期是秒針周期的60倍B．分針的角速度是秒針角速度的60倍C．時針的周期是分針周期的24倍D．時針的角速度是分針角速度的12倍【答案】A2．如圖，靜止在地球上的A、B兩物體都要隨地球一起轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是A．它們的圓周運動的半徑都是相同的B．它們的線速度都是相同的C．它們的線速度大小都是相同的D．它們的角速度是相同的【答案】D【解析】A、地球上的物體的轉(zhuǎn)動半徑是以轉(zhuǎn)軸為中心的半徑，故它們的圓周運動的半徑都是不相同的，即，故A錯誤；D、物體隨地球一起轉(zhuǎn)動時，周期都等于地球的自轉(zhuǎn)周期，所以它們的周期是相同，所以角速度一定相同，故D正確；BC、由公式得，A處半徑大，所以A處物體的線速度大，故BC錯誤；故選D。3．（2018·浙江鎮(zhèn)海中學高三第一學期選考模擬）如圖所示，汽車雨刮器在轉(zhuǎn)動時，桿上的A、B兩點繞O點轉(zhuǎn)動的角速度大小為ωA、ωA．ωA<ωB，C．ωA=ωB，【答案】C【點睛】本題關鍵是明確同軸轉(zhuǎn)動角速度相等，然后根據(jù)線速度與角速度關系公式比較線速度大?。灰部梢灾苯痈鶕?jù)線速度和角速度的定義公式判斷。4．（2018·遼寧省六校協(xié)作體高三上學期期初聯(lián)考）如圖所示，轉(zhuǎn)動軸垂直與光滑水平面，交點O的上方h處固定細繩的一端，細繩的另一端栓接一質(zhì)量為m的小球B，繩長l>h，轉(zhuǎn)動軸帶動小球在光滑水平面上做圓周運動，當轉(zhuǎn)動的角速度ω逐漸增大時，下列說法正確的是A．小球始終受三個力的作用B．細繩上的拉力始終保持不變C．要使球離開水平面角速度至少為gD．若小球飛離了水平面則線速度為gl【答案】C學%……科網(wǎng)【解析】當小球角速度較小時，小球受重力、支持力和拉力三個力作用，當小球角速度較大時，小球會脫離水平面，小球受重力和拉力兩個力作用，A錯誤；小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，豎直方向上的合力為零，當小球脫離水平面后，角速度增大時，繩子與豎直方向的夾角變大，拉力變大，B錯誤；當小球剛好離開水平面時，受重力和拉力作用，根據(jù)牛頓第二定律得，Tcosθ=mg，Tsinθ=mlsin5．（2018·山東省平邑縣曾子學校高二上學期第一次月考）甲、乙兩物體分別做勻速圓周運動，如果它們轉(zhuǎn)動的半徑之比為1∶5，線速度之比為3∶2，則下列說法正確的是A．甲、乙兩物體的角速度之比是2∶15B．甲、乙兩物體的角速度之比是10∶3C．甲、乙兩物體的周期之比是2∶15D．甲、乙兩物體的周期之比是10∶3【答案】C【點睛】此題考查勻速圓周運動的描述，熟記兩個公式v=ωr和ω=2πT6．（2018·福建省福州市高一下期末統(tǒng)考）一質(zhì)點做勻速圓周運動，其線速度大小為4m/s，轉(zhuǎn)動周期為2s，則下列說法正確的是A．角速度為0.5rad/sB．轉(zhuǎn)速為0.5r/sC．軌跡半徑為4πD．加速度大小為4πm/s2【答案】BCD【解析】由角速度與周期的關系得：ω=2πT=πrad/s，故A不正確；由轉(zhuǎn)速與周期的關系得：n=1T=0.5r/s，故B正確；根據(jù)T=【點睛】由轉(zhuǎn)速與周期、角速度的關系分析，加速度等于速度的變化率，勻速圓周運動的加速度等于向心加速度，結(jié)合線速度與周期與向心加速度的關系求出速度的變化率。7．（2018·河南省許昌市高一下學期期末考試）有一項雜技表演的是騎康托車沿圓錐面運動，其物理模型如圖所示?，F(xiàn)有兩個質(zhì)量相同的車手騎著質(zhì)量相同的摩托車A和B緊貼圓錐的內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動（圓錐壁始終固定不動，不計一切摩擦）。則下列說法正確的是學%……科網(wǎng)A．摩托車A對圓錐壁的壓力大小等于摩托車B對圓錐壁的壓力大小B．摩托車A的加速度大小等于摩托車B的加速度大小C．摩托車A的運動周期等于摩托車B的運動周期D．摩托車A的線速度大小等于摩托車B的線速度大小【答案】AB【點睛】摩托車靠重力和支持力的合力提供向心力，結(jié)合平行四邊形定則求出支持力，從而比較大小。根據(jù)牛頓第二定律得出線速度、角速度、周期的表達式，從而比較大小。8．（2018·高一下學期開學考試）如圖所示，在半徑為R的水平圓盤中心軸正上方水平拋出一小球，圓盤以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動，當圓盤半徑Ob恰好轉(zhuǎn)到與小球初速度方向相同且平行的位置時，將小球拋出，要使小球與圓盤只碰一次，且落點為b，重力加速度為g，小球拋出點a距圓盤的高度h和小球的初速度v0A．h=2gπ2ω2C．h=2gπ2ω2【答案】ABD【點睛】解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，以及知道圓盤轉(zhuǎn)動的周期性。二、實驗題（共2小題，共12分）9．（6分）用如圖所示的裝置來探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關系。兩個變速輪塔通過皮帶連接，轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的鋼球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個鋼球所受向心力的比值。如圖是探究過程中某次實驗時裝置的狀態(tài)。（1）在研究向心力的大小F與質(zhì)量m關系時，要保持_____相同。A．ω和rB．ω和m

C．m和r

D．m和F（2）圖中所示，兩個鋼球質(zhì)量和半徑相等，則是在研究向心力的大小F與______的關系。A．質(zhì)量m

B．半徑r

C．角速度ω（3）若圖中標尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為1:9，與皮帶連接的兩個變速輪塔的半徑之比為______。學%……科網(wǎng)A．1:3

B．3:1

C．1:9

D．9:1.【答案】（1）A（2）C（3）B（每空2分）10．（6分）一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動。用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動時的角速度。實驗器材：電磁打點計時器、米尺、紙帶、復寫紙片。實驗步驟：（1）如圖1所示，將電磁打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在待測圓盤的側(cè)面上，使得圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上。（2）啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動，同時接通電源，打點計時器開始打點。（3）經(jīng)過一段時間，停止轉(zhuǎn)動和打點，取下紙帶，進行測量。①由已知量和測得量表示的角速度的表達式為ω=，式中各量的意義是：。②某次實驗測得圓盤半徑r=5.50×10﹣2m，得到的紙帶的一段如圖2所示，求得角速度為?！敬鸢浮竣賂為電磁打點計時器打點的周期，r為圓盤的半徑，L是用米尺測量的紙帶上選定的兩點間的長度，n為選定的兩點間的打點周期數(shù)②rad/s（每空2分）三、計算題（共3小題，共34分）11．（6分）有一如圖所示的裝置，輕繩上端系在豎直桿的頂端O點，下端P連接一個小球（小球可視為質(zhì)點），輕彈簧一端通過鉸鏈固定在桿的A點，另一端連接在P點，整個裝置可以在外部驅(qū)動下繞OA軸旋轉(zhuǎn)。剛開始時，整個裝置處于靜止狀態(tài)，彈簧處于水平方向。現(xiàn)在讓桿從靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動，整個過程中，繩子一直處于拉伸狀態(tài)，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦和空氣阻力。已知：OA=4m，OP=5m，小球質(zhì)量m=1kg，彈簧原長l=5m，重力加速度g取10m/s2。求：（1）彈簧的勁度系數(shù)k；（2）當彈簧彈力為零時，整個裝置轉(zhuǎn)動的角速度ω?！敬鸢浮浚?）QUOTEk=3.75N（2）QUOTEω=5rad/s12．（11分）某電視臺正在策劃的“快樂向前沖”節(jié)目的場地設施，如圖所示，AB為水平直軌道，上面安裝有電動懸掛器，可以載人（人可看作質(zhì)點）運動，下方水面上漂浮著一個勻速轉(zhuǎn)動的半徑為R=1m鋪有海綿墊的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤軸心離平臺的水平距離為L，平臺邊緣與轉(zhuǎn)盤平面的高度差H=3.2

m。選手抓住懸掛器后，按動開關，在電動機的帶動下從A點沿軌道做初速度為零，加速度為a=2m/s2的勻加速直線運動。起動后2s懸掛器脫落。已知人與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g=10m/s2。學科……%網(wǎng)（1）求人隨懸掛器水平運動的位移大小和懸掛器脫落時人的速率；（2）若選手恰好落到轉(zhuǎn)盤的圓心上，求L的大小；（3）假設選手落到轉(zhuǎn)盤上瞬間相對轉(zhuǎn)盤速度立即變?yōu)榱?，為保證他落在任何位置都不會被甩下轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的角速度ω應限制在什么范圍？【答案】（1）4m（3）13．（17分）如圖所示，水平實驗臺A端固定，B端左右可調(diào)，將彈簧左端與實驗平臺固定，右端有一可視為質(zhì)點，質(zhì)量為2kg的滑塊緊靠彈簧（未與彈黃連接），彈簧壓縮量不同時，將滑塊彈出去的速度不同。D點，AB段最長時，BC兩點水平距離xBCm，實驗平臺距地面髙度hm，圓弧半徑Rm，θ=37°，已知sin，cos。完成下列問題：（1）軌道末端AB段不縮短，壓縮彈簧后將滑塊彈出，滑塊經(jīng)過B點速度為vB，求落到C點時速度與水平方向夾角；（2）滑塊沿著圓弧軌道運動后能在DE上繼續(xù)滑行2m