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章末素养测评卷(二) 圆周运动
(时间:90分钟 满分:100分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.关于做匀速圆周运动物体的向心加速度的方向,下列说法正确的是( )
A.与线速度方向始终相同
B.与线速度方向始终相反
C.始终指向圆心
D.始终保持不变
C [向心加速度的方向始终指向圆心和线速度的方向垂直,不改变线速度的大小,只是改变线速度的方向,由于加速度是矢量,因此向心加速度是时刻变化的.所以A、B、D错误,C正确.]
2.位于潍坊滨海区白浪河入海口处的“渤海之眼”摩天轮总高度145 m,有36个轿厢,每个轿厢能够坐8到10人,运行一周约需要30 min.轿厢中的人随摩天轮匀速转动过程中( )
A.线速度不变 B.角速度不变
C.向心加速度不变 D.在最高点处于超重状态
B [匀速圆周运动中,线速度方向、向心加速度方向时刻改变,A、C错误;角速度不变,B正确.在最高点加速度向下,处于失重状态,D错误.]
3.如图所示,玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动(忽略摩擦),这时球受到的力是( )
A.重力和向心力
B.重力和支持力
C.重力、支持力和向心力
D.重力
B [玻璃球沿碗内壁做匀速圆周运动的向心力由重力和支持力的合力提供,向心力不是物体受到的力,故B正确.]
4.(2021·浙江省杭州市模拟考试)[“科学推理”素养]“S路”曲线行驶是我国驾驶证考试中的一个项目,某次练习过程中,学员与教练分别坐在驾驶座和副驾驶座上,并且始终与汽车保持相对静止,汽车在弯道上行驶时可视为做圆周运动,行驶过程中未发生打滑.如图所示,当汽车在水平“S路”上减速行驶时( )
A.学员与教练具有相同的线速度
B.汽车受到的摩擦力与速度方向相反
C.坐在副驾驶座上的教练受到汽车的作用力较大
D.汽车对学员的作用力大小大于学员所受的重力大小
D [学员与教练离圆心的距离不相等,v=rω,所以线速度大小不相同,故A错误;汽车所需向心力由摩擦力的分力提供,不与速度方向相反,故B错误;学员与教练质量未知,无法比较受到汽车的作用力大小,故C错误;汽车对学员的作用力的竖直分力等于学员所受的重力,水平分力等于合力,故汽车对学员的作用力大小大于重力大小,故D正确.]
5.如图所示,光滑的水平面上,小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球到达P点时F突然发生变化,下列关于小球运动的说法正确的是( )
A.F突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动
B.F突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动
C.F突然变大,小球将沿轨迹Pb做离心运动
D.F突然变小,小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心
A [若F突然消失,小球所受合外力突变为0,将沿切线方向匀速飞出,A正确。若F突然变小,不足以提供所需向心力,小球将做逐渐远离圆心的离心运动,B、D错误。若F突然变大,超过了所需向心力,小球将做逐渐靠近圆心的运动,C错误。]
6.(2021·郑州外国语学校检测)如图所示,质量为m1的球1与质量为m2的球2放置在某向心力演示器上.该演示器可以将向心力的大小由两边立柱的刻度显示出来,左边立柱可显示球1所受的向心力F1的大小,右边立柱可显示球2所受的向心力F2的大小.皮带与轮A、轮B有多种组合方式,图示为其中的一种组合,此时连接皮带的两轮半径RA=RB.图中两球到立柱转轴中心的距离r1=r2,下列说法正确的是( )
A.若m1>m2,摇动手柄,则立柱上应显示F1<F2
B.若m1=m2,仅将球1改放在N位置,摇动手柄,则立柱上应显示F1>F2
C.若m1=m2,仅调整皮带位置使RA>RB,则立柱上应显示F1>F2
D.若m1>m2,既调整皮带位置使RA>RB,又将球1改放在N位置,则立柱上应显示F1>F2
B [因为RA=RB所以ωA=ωB,根据F=mω2r可知,若m1>m2,则F1>F2,A错误.仅将球1改放在N位置,则r1>r2根据F=mω2r可知,若m1=m2,则F1>F2,B正确.仅调整皮带位置使RA>RB,两轮边缘线速度相等,根据v=ωr可知ωA<ωB,根据F=mω2r可知,若m1=m2,则F1<F2,C错误.调整皮带位置使RA>RB,则ωA<ωB,将球1改放在N位置,则r1>r2,根据F=mω2r可知,F1与F2大小关系不确定,D错误.]
7.两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球,细线上端固定在同一点,若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动,则两个小球在运动过程中,下列相对位置关系示意图中正确的是( )
B [小球做匀速圆周运动,设细线长度为L,对小球受力分析如图所示.可得mg tan θ=mω2L sin θ,整理得L