圓周運動測試試卷及答案

一、單項選擇題1.做勻速圓周運動的物體，下列物理量中不變的是（）A.線速度B.角速度C.向心加速度D.向心力答案：B2.一個物體以角速度ω做勻速圓周運動時，下列說法中正確的是（）A.軌道半徑越大線速度越大B.軌道半徑越大線速度越小C.軌道半徑越大周期越大D.軌道半徑越大周期越小答案：A3.關于向心加速度，下列說法正確的是（）A.向心加速度是描述線速度變化的物理量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.向心加速度大小恒定，方向時刻改變D.向心加速度的大小也可用a=Δv/Δt來計算答案：B4.如圖所示，小物體A與水平圓盤保持相對靜止，隨盤一起做勻速圓周運動，則A的受力情況是（）A.受重力、支持力B.受重力、支持力和指向圓心的摩擦力C.受重力、支持力、向心力和摩擦力D.以上均不正確答案：B5.汽車在水平地面上轉彎時，地面的摩擦力已達到最大，當汽車速率增為原來的2倍時，若要不發(fā)生險情，則汽車轉彎的半徑必須（）A.減為原來的1/2B.減為原來的1/4C.增為原來的2倍D.增為原來的4倍答案：D6.質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的圓形軌道的內(nèi)側運動，經(jīng)過最高點而不脫離軌道的臨界速度值是v，當小球以2v的速度經(jīng)過最高點時，對軌道的壓力大小是（）A.0B.mgC.3mgD.5mg答案：C7.洗衣機的脫水筒采用帶動衣物旋轉的方式脫水，下列說法中錯誤的是（）A.脫水過程中，衣物是緊貼筒壁的B.水會從桶中甩出是因為水滴受到向心力很大的緣故C.加快脫水筒轉動角速度，脫水效果會更好D.靠近中心的衣物脫水效果不如四周的衣物脫水效果好答案：B8.如圖，細桿的一端與一小球相連，可繞過O點的水平軸自由轉動?，F(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運動，圖中a、b分別表示小球軌道的最低點和最高點，則桿對球的作用力可能是（）A.a處為拉力，b處為拉力B.a處為拉力，b處為推力C.a處為推力，b處為拉力D.a處為推力，b處為推力答案：AB9.如圖所示，在勻速轉動的水平圓盤上，沿半徑方向放著用細線相連的質(zhì)量相等的兩個物體A和B，它們與盤間的動摩擦因數(shù)相同，當圓盤轉速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動時，燒斷細線，則（）A.兩物體均沿切線方向滑動B.物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，同時所受摩擦力減小C.兩物體仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，不會發(fā)生滑動D.物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，物體A發(fā)生滑動，離圓盤圓心越來越遠答案：D10.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊從半徑為R的半球形碗邊向碗底滑動，滑到最低點時的速度為v，若物塊滑到最低點時受到的摩擦力是Ff，則物塊與碗的動摩擦因數(shù)為（）A.Ff/mgB.Ff/(mg+mv2/R)C.Ff/(mg-mv2/R)D.Ff/(mv2/R)答案：B二、多項選擇題1.關于圓周運動的下列說法中正確的是（）A.做勻速圓周運動的物體，在任何相等的時間內(nèi)通過的位移都相等B.做勻速圓周運動的物體，在任何相等的時間內(nèi)通過的路程都相等C.做圓周運動的物體的加速度一定指向圓心D.做圓周運動的物體的線速度方向時刻改變答案：BD2.下列關于線速度、角速度和周期的說法中正確的是（）A.線速度大的物體角速度一定大B.角速度大的物體周期一定小C.線速度大的物體周期一定小D.角速度大的物體線速度一定大答案：B3.物體做勻速圓周運動時，下列說法正確的是（）A.物體必須受到恒力的作用B.物體所受合力必須等于零C.物體所受合力的大小可能變化D.物體所受合力的大小不變，方向不斷改變答案：D4.如圖所示，用長為L的細繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則下列說法正確的是（）A.小球在圓周最高點時所受向心力一定為重力B.小球在圓周最高點時繩子的拉力不可能為零C.若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則其在最高點的速率為√(gL)D.小球在圓周最低點時拉力一定大于重力答案：CD5.如圖所示，A、B兩物塊置于繞豎直軸勻速轉動的水平圓盤上，兩物塊始終相對圓盤靜止，已知兩物塊的質(zhì)量mA＜mB，運動半徑rA＞rB，則下列關系正確的是（）A.角速度ωA=ωBB.線速度vA＞vBC.向心加速度aA＞aBD.向心力FA＞FB答案：ABC6.下列哪些現(xiàn)象利用了離心現(xiàn)象（）A.汽車轉彎時要限制速度B.轉速很高的砂輪半徑不能做得太大C.在修建鐵路時，轉彎處內(nèi)軌要低于外軌D.工作的洗衣機脫水桶轉速很大答案：D7.如圖所示，在水平轉臺上放有A、B兩個小物塊，它們的質(zhì)量之比mA：mB=1：2，與轉臺間的動摩擦因數(shù)相同，它們到轉軸的距離之比rA：rB=2：1。當轉臺繞轉軸以角速度ω勻速轉動時，兩物塊都隨轉臺一起做勻速圓周運動，則（）A.A、B兩物塊的線速度大小之比為2：1B.A、B兩物塊的向心加速度大小之比為2：1C.當ω增大時，A先開始滑動D.當ω增大時，B先開始滑動答案：ABC8.質(zhì)量為m的物體，用長為L的輕繩懸掛于天花板上，在水平拉力F作用下，物體靜止在如圖所示的位置，此時輕繩與豎直方向的夾角為θ，則（）A.水平拉力F=mgtanθB.輕繩的拉力T=mg/cosθC.若緩慢增大F，物體受到的輕繩拉力一直增大D.若突然撤去F，物體將做圓周運動答案：ABC9.如圖所示，在光滑水平桌面ABCD中央固定有一邊長為0.4m的光滑小方柱abcd。長為1m的細線，一端拴在a上，另一端拴住一個質(zhì)量為m=0.5kg的小球。小球的初始位置在ad連線上a的一側，把細線拉直，并給小球以v=2m/s的垂直于細線方向的水平速度使它做圓周運動。由于光滑小方柱abcd的存在，使線逐步纏在abcd上。若細線能承受的最大張力為7N，則從開始運動到細線斷裂應經(jīng)過多長時間（）A.1.1sB.1.2sC.1.3sD.1.4s答案：A10.如圖所示，兩個質(zhì)量不同的小球用長度不等的細線拴在同一點，并在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則它們的（）A.運動周期相同B.運動線速度一樣大C.運動角速度相同D.向心加速度大小相同答案：AC三、判斷題1.做勻速圓周運動的物體，其線速度大小不變，方向時刻改變。（√）2.角速度越大，周期一定越小。（√）3.勻速圓周運動是勻變速曲線運動。（×）4.物體做圓周運動時，所受合力一定指向圓心。（×）5.汽車在水平路面上轉彎時，向心力由重力和支持力的合力提供。（×）6.洗衣機脫水時，水是因為受到離心力而被甩出的。（×）7.做圓周運動的物體，當合外力不足以提供所需向心力時，物體將做離心運動。（√）8.火車轉彎處，外軌比內(nèi)軌高，是為了減小輪緣與鐵軌間的擠壓。（√）9.質(zhì)量相同的兩物體，在同一水平圓盤上隨圓盤一起做勻速圓周運動，離軸越遠的物體越容易滑動。（√）10.用細繩拉著小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，小球在最高點時繩子的拉力可以為零。（√）四、簡答題1.簡述勻速圓周運動的特點。答：勻速圓周運動線速度大小不變，方向時刻沿圓周切線方向變化；角速度恒定不變；周期固定；向心加速度大小不變，方向始終指向圓心；合外力大小不變，方向始終指向圓心，提供向心力。其本質(zhì)是變速曲線運動，因為速度方向不斷改變，只是速率不變。2.分析汽車在水平路面上轉彎時向心力的來源。答：汽車在水平路面轉彎時，輪胎與地面間有靜摩擦力。由于汽車有沿切線方向運動的趨勢，地面就會給汽車一個指向轉彎圓心方向的靜摩擦力，這個靜摩擦力提供了汽車轉彎所需的向心力，使汽車能夠改變運動方向做圓周運動。若速度過快，所需向心力超過最大靜摩擦力，汽車就會做離心運動而失控。3.解釋為什么在豎直平面內(nèi)做圓周運動的小球，在最高點的速度有臨界值。答：小球在豎直平面內(nèi)最高點時，重力和繩子拉力（或軌道支持力）的合力提供向心力。當繩子拉力（或軌道支持力）為零時，重力單獨提供向心力，此時速度最小，即臨界速度。若速度小于此臨界值，重力無法提供足夠向心力，小球不能繼續(xù)做完整圓周運動；只有速度大于等于臨界值，小球才能在最高點完成圓周運動并繼續(xù)沿軌道運動。4.說明離心運動的條件及生活中利用離心運動和防止離心運動危害的例子。答：離心運動條件是物體所受合外力突然消失或不足以提供所需向心力。利用離心運動例子：洗衣機脫水，通過高速旋轉使水做離心運動被甩出。防止離心運動危害例子：汽車轉彎時要限速，防止因速度過快，所需向心力大于地面摩擦力，汽車做離心運動而側滑；轉動的砂輪要限制轉速，防止因離心運動破裂飛出傷人。五、討論題1.討論在圓周運動中，線速度、角速度、周期、向心加速度和向心力之間的關系。答：線速度v、角速度ω、周期T之間關系為v=ωr，ω=2π/T，所以v=2πr/T。向心加速度a=v2/r=ω2r，它描述線速度方向變化快慢。向心力F=ma=mv2/r=mω2r，是改變物體運動方向，使物體做圓周運動的力。線速度決定了物體沿圓周運動快慢，角速度反映轉動快慢，周期是轉動一周時間，向心加速度體現(xiàn)速度方向改變程度，向心力是維持圓周運動的原因，各物理量相互關聯(lián)，共同描述圓周運動特性。2.分析在圓錐擺運動中，擺球的受力情況以及向心力的來源，并討論擺球的周期與哪些因素有關。答：圓錐擺中，擺球受重力和繩子拉力。將繩子拉力分解，水平方向分力提供向心力，豎直方向分力與重力平衡。設擺線與豎直方向夾角為θ，擺長為L，根據(jù)牛頓第二定律，水平方向有F向=mgtanθ=mω2Lsinθ?；喛傻忙?√(g/Lcosθ)，周期T=2π/ω=2π√(Lcosθ/g)?？梢娭芷谂c擺長在豎直方向投影和重力加速度有關，與擺球質(zhì)量無關。3.當游樂設施“大擺錘”啟動后，游客會在豎直平面內(nèi)做圓周運動。請討論在運動過程中游客在不同位置的受力情況以及感受。答：在最低點時，游客受重力和座椅向上的支持力，合力向上提供向心力，支持力大于重力，游客會感覺超重，有強烈的壓迫感。在最高點時，重力和座椅支持力（可能方向向下）的合力提供向心力，若速度合適，支持力可能為零，游客會感覺失重，有短暫懸空感。在其他位置，重力和座椅支持力的合力沿半徑方向分力提供向心力，游客會感受到不同程度的超重或失重，同時還會有離心力的感覺，身體會向外側傾斜。4.假設地球是一個完美的球體，在地球表面不同緯度的地方，物體