圆周运动——2024-2025第二学期高一物理期末复习每天一练（鲁科版）

2024-2025第二学期高一物理期末复习每天一练（鲁科版） 圆周运动参考答案 1.【答案】  【解析】A.图甲旋转木马工作时，所有木马转动的角速度都相等，越靠外侧的木马做圆周运动的半径越大，由可知，越靠外侧的木马线速度越大，故A错误； B.图乙轨道外轨高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力与重力的合力提供向心力，故 B错误 C.图丙空中飞椅游戏中，所有飞椅转动的角速度相等，外排飞椅做圆周运动的半径更大，根据公式，可知外排飞椅向心加速度更大，故C正确； D.图丁脱水机工作时，当衣服中的水珠所受的合外力不足以提供水珠做圆周运动的向心力时，水珠将做离心运动，从桶孔飞出，故D错误。 2.【答案】  【解析】A.对小姑娘受力分析，小姑娘受重力、绳索拉力，向心力是按效果命名的，受力分析时不能说物体受向心力，故A错误； ．小姑娘经过最高点时，速度为零，受重力和拉力，沿半径方向加速度为零，合力沿着切线方向，加速度方向沿圆弧的切线方向，所以小姑娘经过最高点时的加速度不可能为，加速度沿切线方向，故B错误，C正确； D.小姑娘经过最低点时，受到的拉力与重力的合力提供向上的向心力，所以绳索张力大于重力，故D错误。 故选C。 3.【答案】  【解析】A.汽车通过拱桥最高点时，加速度向下，有向心加速度，不是平衡状态，故 A错误。 B.在最高点，根据牛顿第二定律，可得，车速越快，越大，越小，根据牛顿第三定律，汽车对桥面压力越小，故 B错误。 C.汽车在拱桥最高点做圆周运动，圆心在下方，所以所需要的向心力方向竖直向下，故C正确。 D.向心力是效果力，不是物体实际受到的力，汽车在最高点在竖直方向受到重力、支持力，故 D错误。 4.【答案】  【解析】、由于质点、绕中心点在竖直面内匀速转动，则两质点具有相同的角速度，但质点转动半径小于的转动半径，根据  可知，质点的线速度小于质点的线速度，故AB错误； C、质点所受合外力大小为 ，由此可知，二者质量不相等，合外力大小可能相等，但方向指向圆心，二者方向不同，故C错误； D、根据，虽然，但与不相等，当、满足一定关系时，有可能使得，即质点、的动能可能相等，故D正确。 5.【答案】  【解析】半径为的大齿轮匀速率转动，大齿轮与半径为的中齿轮垂直咬合，二者线速度相等，，中齿轮通过横轴与半径为小齿轮相连，二者角速度相等，抽水桶的运动速率，故A项正确。 6.【答案】  【解析】解：、对火车进行受力分析，如图所示 火车对内外铁轨均没有侧向压力时，有 所以此时铁轨对火车的支持力大于，故A正确，B错误； 、若，则火车需要的向心力为 要使火车安全驶过弯道，则外轨对外侧车轮轮缘有挤压，故C正确，D错误。 7.【答案】  【解析】解：在最高点对小球受力分析，根据牛顿第二定律由： 。 A、可知时，杆对球没有弹力，故A正确； B、小球过最高点时，速度为零时，，故B错误； C、在最低点，球受到重力和杆的拉力，其合力提供向心力，故杆对球的作用力一定竖直向上，故C错误； D、小球过最高点时，当杆对小球的支持力等于重力时，此时合力为零，速度为零，故D正确； 故选：。 对物体在最高点进行受力分析，根据牛顿第二定律列方程求解，根据的不同情况进行分析。 本题考查了杆模型，知道在最高点，杆可以表现为拉力，可以表现为支持力．知道杆模型和绳模型的区别，绳模型最高点的最小速度为，杆模型最高点的最小速度为零． 8.【答案】  【解析】设在、所在弧的切线与水平方向的夹角为、，根据力的合成可得的向心力、的向心力，而，故向心力的大小，根据牛顿第二定律，可得向心加速度的大小，故A正确，D错误； B.由可得，因为、，所以，故B正确； C、由于，转速，，故C错误。 9.【答案】  【解析】A.摆球受重力和绳子拉力两个力作用，故A错误； B.重力和绳子拉力的合力提供向心力有，，联立可得，由向心力公式，由几何关系得 所以摆球的加速度，故B正确； C.由几何关系得，联立可得，故C正确； ，摆球运动线速度增大时，需要更大向心力，由，细绳与竖直方向的夹角增大，D正确。 10.【答案】；    【解析】图线为曲线，对图线的数据进行分析可以看出，当增大为原来的倍时，约增大为原来的倍，当增大为原来的倍时，约增大为原来的倍，由此可知，与成正比，则以为纵轴，为横轴，则图像是一条过原点的直线，故图丙图像横坐标代表的是； 由第问分析知，在一定时，与成正比，图像又是一条过坐标原点的直线，则与成正比，由牛顿第二定律可知，也应与成正比，归纳可知，图像的斜率为。 11.【答案】解：摆球的受力分析如图所示，  沿轴方向：  解得： 沿轴方向：     联立解得： 根据牛顿第二定律得出： 向心加速度的大小为  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 12.【答案】解：  则； 对飞行员进行受力分析，则飞行员在最低点受重力和座椅的支持力，向心力由二力的合力提供， 所以  得  代入数据得。   【解析】详细解答和解析过程见【答案】 13.【答案】解：小球在点恰好对轨道没有压力，此时重力提供向心力，有 解得 从到，对小球利用动能定理，有 解得 从到的运动过程中，摩擦力做功使机械能减小 减小的机械能 答：小球到达最高点时的速度为； 小球从到的运动过程中克服摩擦力做的功为； 小球从到的运动过程中，小球机械能减小。  【解析】详细解答和解析过程见【答案】 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025第二学期高一物理期末复习每天一练（鲁科版） 圆周运动 （考查范围：鲁科版必修2第3章 完卷时间： 60分钟 难度系数 0.5） 一、单选题：本大题共5小题，共25分。 1.为了形象生动地说明圆周运动的运动规律，教科书设置了许多插图，下列关于插图的表述正确的是(    ) A. 图甲旋转木马工作时，越靠外侧的木马线速度越小 B. 图乙轨道外轨高于内轨，火车转弯时外轨对火车一定没有弹力作用 C. 图丙空中飞椅游戏中，外排飞椅向心加速度更大 D. 图丁脱水机工作时，衣服中的水珠在离心力的作用下从桶孔飞出 2.荡秋千是一项非常有趣的娱乐活动，如图所示，公园里一个小姑娘在荡秋千，小姑娘包括坐着的踏板可视为质点，不考虑绳索的重力，下列判断正确的是(    ) A. 小姑娘受重力、绳索拉力和向心力的作用 B. 小姑娘经过最高点时的加速度为 C. 小姑娘在某时刻的加速度可能沿切线方向 D. 小姑娘经过最低点时的绳索张力大小可能等于其重力 3.如图所示，汽车过拱桥可以看做圆周运动．则汽车通过拱桥最高点时，汽车 A. 处于平衡状态 B. 车速越快，对桥面压力越大 C. 所需要的向心力方向竖直向下 D. 竖直方向受到重力、支持力和向心力 4.年蛇年春晚的舞台上，秧节目开场，一群穿着花棉袄的机器人在舞台上扭起了秧歌，引起观众惊叹。其中机器人转手绢的动作，使手绢绕中心点在竖直面内匀速转动，如图所示，若手绢上有质量不相等的两质点、，则(    ) A. 质点、的线速度相同 B. 质点、的角速度不相同 C. 质点、受到的合外力可能相同 D. 质点、的动能可能相等 5.如图所示是天工开物中牛力齿轮的图画及其原理简化图，牛拉动横杆驱动半径为的大齿轮匀速率转动，大齿轮与半径为的中齿轮垂直咬合，中齿轮通过横轴与半径为小齿轮相连，小齿轮驱动抽水桶抽水，已知牛拉横杆转一圈需要时间为，则抽水桶的运动速率约为(    ) A. B. C. D. 二、多选题：本大题共4小题，共28分。 6.图甲为一列质量为的火车转弯时的情景。在弯道处外轨比内轨高，其简图如图乙所示，已知内、外轨道连线与水平面的夹角为，弯道处圆弧半径为，火车转弯时的速度满足时，火车对内、外铁轨均没有侧向挤压，则下列说法正确的是  (    ) A. 此时铁轨对火车的支持力大于 B. 此时铁轨对火车的支持力等于 C. 若，则外轨对外侧车轮轮缘有挤压 D. 若，则内轨对内侧车轮轮缘有挤压 7.如图所示，一长为的轻杆一端固定一质量为的小球，以另一端为圆心，使小球在竖直面内做圆周运动。以下说法正确的是(    ) A. 小球过最高点时，杆对球的作用力可能为零 B. 小球恰能过最高点时的速度为 C. 小球过最低点时，杆对球的作用力一定竖直向下 D. 小球恰能过最高点时的速度为 8.设计师设计了一个非常有创意的募捐箱，如图甲所示，把硬币从投币口放入，接着在募捐箱上类似于漏斗形的部位如图乙所示，点为漏斗形口的圆心滑动很多圈之后从中间的小孔掉入募捐箱。如果硬币在不同位置的运动都可以看成匀速圆周运动，摩擦阻力忽略不计，则某一枚硬币在、两处时(    ) A. 向心加速度大小 B. 角速度大小 C. 转速 D. 向心力大小 9.如图所示，将一质量为的摆球用长为的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，此时细绳与竖直方向的夹角为，重力加速度为，下列说法正确的是(    ) A. 摆球受重力、拉力和向心力的作用 B. 摆球的加速度为 C. 摆球运动周期为 D. 摆球运动线速度增大时细绳与竖直方向的夹角越大 三、实验题：本大题共1小题，共6分。 10.某物理兴趣小组利用传感器进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验，实验装置如图甲所示，装置中水平光滑直杆能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直杆一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。 该小组同学先让一个滑块做半径为的圆周运动，得到图乙中图线。然后保持滑块质量不变，再将运动的半径分别调整为、、、，在同一坐标系中又分别得到图乙中、、、四条图线。 对图线的数据进行处理，获得了图像，如图丙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标代表的是          。用半径、角速度、质量表示 对条图线进行比较分析，作图像，得到一条过坐标原点的直线，则该直线的斜率为          。用半径、角速度、质量表示 四、计算题：本大题共3小题，共41分。 11.长为的细线，一端系一质量为的小球可视为质点，另一端固定在悬点，让小球在水平面内做匀速圆周运动形成圆锥摆，如图所示，若摆线与竖直方向夹角为，求： 求摆线对小球的拉力大小； 小球运动的角速度速度大小； 小球运动的向心加速度大小； 12.飞机在做俯冲拉起运动时，可以看成是在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若在最低点附近做半径为的圆周运动，飞行员的质量，飞机经过最低点时的速度为，试计算： 飞机经过最低点时，飞机的向心加速度的大小； 飞机经过最低点时，座椅对飞行员的支持是多大．取 13.如图所示，在竖直平面内有一半径为的圆弧轨道，半径水平、竖直，一个质量为的小球可视为质点自点的正上方点由静止开始自由下落，小球沿圆弧轨道到达最高点时恰好对轨道没有压力，已知，重力加速度为，忽略空气阻力。 求：小球到达圆弧轨道最高点的速度大小； 小球在此过程中克服摩擦力做的功； 计算从到的运动过程中，小球机械能的变化。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$