内容正文:
第六章 圆周运动 单元基础夯实 综合检测训练 A 卷
一、单选题
1.分析图中A、B两点的线速度的关系是( )
A.大小相等 B.A点线速度大
C.B点线速度大 D.以上说法都不对
2.如图所示,一圆筒绕中心轴转动,小物块紧靠在圆筒的内壁上,相对于圆筒处于静止状态。小物块受到的作用力有( )
A.重力、静摩擦力和弹力
B.重力、滑动摩擦力和弹力
C.重力、静摩擦力、弹力和向心力
D.重力、静摩擦力、弹力和离心力
3.旱冰爱好者在地面上滑行如图所示,若他正沿圆弧弯道以不变的速率滑行,则他( )
A.做匀速运动 B.所受的合力为0
C.受到重力、弹力、摩擦力和向心力 D.向心加速度方向不断变化
4.结合生活常识可以判断钟表里时针转动的角速度和地球自转的角速度之比为( )
A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.365:1
5.如图所示,利用向心力演示仪,探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系,若皮带套在两个半径相等的塔轮上,且做匀速圆周运动,两侧分别放置铝球和钢球,则此时正在研究哪两个物理量之间的关系( )
A.研究向心力与质量之间的关系
B.研究向心力与角速度之间的关系
C.研究向心力与半径之间的关系
D.研究向心力与线速度之间的关系
6.对于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是
A.线速度不变 B.向心力不变 C.角速度不变 D.运动状态不变
7.如右图所示,自行车上连接踏脚板的曲柄长r,由踏脚板带动大牙盘,牙盘通过链条与飞轮齿盘连接,带动半径为R的后轮转动.设大牙盘齿数N1,飞轮齿盘齿数N2。该自行车的脚踏板转动一周,自行车前进的距离为( )
A.2πRN1 B.2πRN2
C. D.
8.转动手柄使槽内小球做匀速圆周运动,如图所示,正在探究向心力大小F( )
A.与质量m的关系 B.与角速度ω的关系
C.与半径r的关系 D.与弹簧弹力的关系
9.图为皮带传动装置,右轮半径为r,a为它边缘上一点;左侧是一轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若传动过程中皮带不打滑,则( )
A.a、c两点角速度大小之比为1︰1
B.a、c两点向心加速度大小之比为1︰2
C.b、d两点角速度大小之比为1︰1
D.b、c两点向心加速度大小之比为2︰1
10.杂技演员表演“水流星”,在长为0.9m的细绳的一端,系一个与水的总质量为m=0.5kg的盛水容器,以绳的另一端为圆心,在竖直平面内做圆周运动,如图所示,若“水流星”通过最高点时的速度为3m/s,则下列说法正确的是()( )
A.“水流星”通过最高点时,有水从容器中流出
B.“水流星”通过最高点时,绳的张力及容器底部受到的压力均为零
C.“水流星”通过最高点时,处于完全失重状态,不受力的作用
D.“水流星”通过最高点时,绳子的拉力大小为5N
二、多选题
11.下列关于甲、乙两个做匀速圆周运动的物体的有关说法中正确的是( )
A.若甲、乙两物体的线速度相等,则角速度一定相等
B.若甲、乙两物体的角速度相等,则线速度一定相等
C.若甲、乙两物体的周期相等,则角速度一定相等
D.若甲、乙两物体的周期相等,则转速一定相等
12.质量为m的球用长为L的细绳悬于天花板的O点,并使之在水平面内做匀速圆周运动,细线与竖直线成θ角,则以下正确的是( )
A.摆球受重力、拉力和向心力的作用
B.摆球只受重力、拉力的作用
C.摆球做匀速圆周运动的向心力为mgtanθ
D.摆球做匀速圆周运动的向心加速度为gtanθ
13.如图所示,地球绕与赤道面垂直的地轴由西向东匀速转动,O为地心。A点和C点位于赤道上,B点与C点位于同一条经线上。以地心O为参考系,记A、B、C三点的线速度大小分别为vA、vB和vC,向心加速度大小分别为aA、aB和aC,绕地轴转动的周期分别为TA、TB和TC,下列说法正确的是( )
A.vA=vC>vB B.TA=TB>TC
C.aA=aC>aB D.aA、aB和aC的方向均始终指向地心O
14.A,B两个质点,分别做匀速圆周运动,在相同的时间内它们通过的路程之比sA:sB=2:3,转过的角度之比φA:φB=3:2,则下列说法正确的是( )
A.它们的半径之比rA:rB=2:3 B.它们的半径之比rA:rB=4:9
C.它们的周期之比TA:TB=2:3 D.它们的频率之比fA:fB=2:3
15.山崖边的公路常常称为最险公路。如图所示,外圈临悬崖,一辆汽车欲安全下坡通过此弯道公路,下列说法 正确的是( )
A.若汽车以恒定的角速度转弯,选择内圈较为安全
B.若汽车以大小恒定的线速度转弯,选择外圈较为安全
C.汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用
D.汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用
16.一小球被细绳拴着,在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,向心加速度大小为a,那么( )
A.小球运动的角速度
B.小球在时间t内通过的路程
C.小球做匀速圆周运动的周期
D.小球在时间t内可能发生的最大位移为2R
三、填空题
17.线速度:
(1)定义:物体做圆周运动,在一段______的时间Δt内,通过的弧长为Δs,则Δs与Δt的______叫作线速度,公式:v=。
(2)意义:描述做圆周运动的物体______的快慢。
(3)方向:物体做圆周运动时该点的______方向。
18.完成以下填空∶
(1)做变速圆周运动的物体所受合力F不指向圆心,根据F产生的效果,可以把F分解为两个相互垂直的分力∶跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。Ft改变物体速度的____;Fn提供物体做圆周运动的向心力,改变物体速度的____。
(2)一般的曲线运动研究方法
对于一般曲线运动,可以把这条曲线分割为许多极短的小段,质点在每一小段的运动都可以看作_______,然后采用圆周运动的分析方法进行处理。
19.圆周运动中向心力与角速度的关系为Fn=__________;向心力与周期的关系为Fn=__________。
20.如图所示,A、B两个小球用轻质细杆连着,在光滑的水平桌面上以相同的角速度绕轴O做匀速圆周运动.两个小球的质量比mA∶mB=1∶2,OA∶AB=1∶1,则球的向心加速度之比aA∶aB=________;两段杆OA、AB受的拉力之比为________.
四、解答题
21.波轮洗衣机中的脱水筒(图)在脱水时,衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时,有一质量的硬币被甩到桶壁上,随桶壁一起做匀速圆周运动。求桶壁对它的静摩擦力和弹力的大小。在解答本题时可以选择表格中有用的数据。重力加速度g取10。
型号
××
额定电压、频率
~220V、50
额定脱水功率
225W
质量
31
脱水转速
600
脱水筒尺寸
直径300,高370
外形尺寸
长555,宽510,高870
22.2022年2月19日,北京2022年冬奥会花样滑冰双人滑自由滑比赛在首都体育馆举行,中国选手隋文静/韩聪夺得双人滑冠军。如图所示是模拟韩聪(男)以自己为转动轴拉着隋文静(女)做匀速圆周运动的示意图,若韩聪的转速为,隋文静触地冰鞋的线速度为。求
(1)隋文静做圆周运动的角速度;
(2)隋文静触地冰鞋做圆周运动的半径;
(3)若他们手拉手绕他们连线上的某点做匀速圆周运动,已知男、女运动员触地冰鞋的线速度分别为和,则男、女运动员做圆周运动的半径之比为多少?
23.2022年北京冬奥会短道速滑混合团体2000米接力决赛中,我国短道速滑队夺得中国队在本届冬奥会的首金。
(1)如果把运动员起跑后进入弯道前的过程看作初速度为零的匀加速直线运动,若运动员加速到速度时,滑过的距离,求加速度的大小;
(2)如果把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动,如图所示,若甲、乙两名运动员同时进入弯道,滑行半径分别为,滑行速率分别为,求甲、乙过弯道时的向心加速度大小之比,并通过计算判断哪位运动员先出弯道。
24.绳系着装有水的水桶,在竖直平面内做圆周运动,水的质量m=0.5kg,绳长L=80cm,求:(g=10m/s2)
(1)最高点水不流出的最小速率;
(2)水在最高点速率v=4m/s时,水对桶底的压力。
试卷第1页,共3页
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《第六章 圆周运动 单元基础夯实 综合检测训练 A 卷》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
D
C
A
C
C
B
C
B
题号
11
12
13
14
15
16
答案
CD
BCD
AC
BC
ABC
ABD
1.A
【详解】A、B两点通过摩擦传动,轮子边缘上的点具有相同的线速度大小;
故选A。
2.A
【详解】对小物体块研究,做匀速圆周运动,受重力、支持力和向上的静摩擦力。故选A。
3.D
【详解】A.旱冰爱好者在绕圆弧做匀速圆周运动,速度方向在改变,不是匀速运动,故A错误;
B.他所受合力不是0,且合力需要提供做圆周运动的向心力,故B错误;
C.旱冰爱好者受到重力、弹力、摩擦力。向心力是一种效果力,合力提供向心力。故C错误;
D.向心加速度的方向与向心力的方向一致,时刻指向圆周运动的圆心,故向心加速度方向不断变化。故D正确。
故选D。
4.C
【详解】时针转动的角速度
地球自转的角速度
则
故C正确。
故选C。
5.A
【详解】铝球与钢球质量不同,转动的半径相等,线速度大小相等,本实验研究向心力与质量之间的关系,不是研究向心力与角速度、半径、线速度的关系.故A正确,BCD错误.故选A.
6.C
【详解】物体做匀速圆周运动时,相等时间内通过的弧长相等,则线速度大小保持不变,周期也保持不变,且角速度也不变;它的速度、加速度与合外力的大小保持不变而它们的方向时刻都在变化.所以线速度、加速度、合力都是变化的。
故选C。
7.C
【详解】自行车的脚踏板转动一周,则大牙盘转动一周,飞轮转动周,则后轮也转动周,自行车前进的距离为
故选C。
8.B
【详解】图中小球质量相同,转动半径相同,故探究的是向心力大小与角速度ω的关系。
故选B。
9.C
【详解】A.a点和c点为皮带传动,线速度相等,由
可得a点和c点的角速度大小之比为2︰1,故A错误;
B.由公式
可得a点和c点的向心加速度大小之比为2︰1,故B错误;
C.b点和d点为同轴转动,角速度相等,b点和d点的角速度大小之比为1︰1,故C正确;
D.b点和c点为同轴转动,角速度相等,由公式
可得b点和c点的向心加速度大小之比为1︰2,故D错误。
故选C。
10.B
【详解】ABD.当水对桶底压力为零时有
解得
由于“水流星”通过最高点的速度为3m/s,则水对桶底的压力为零,水不会从容器中流出。
对水和桶分析,有
解得
T=0
则此时绳子的拉力(张力)为零。
故AD错误,B正确;
C.“水流星”通过最高点时,仅受重力,处于完全失重状态。故C错误。
故选B。
11.CD
【详解】AB.由速度与角速度关系v=ωr可知,只有在甲乙转动半径r相等时,若线速度相等,则角速度一定相等,若角速度相等,则线速度一定相等,故AB错误;
C.由角速度与周期关系可知,甲、乙两物体的周期相等时,角速度一定相等,故C正确;
D.由周期与转速关系,得T相等,则转速n相等,故D正确。
故选CD。
12.BCD
【详解】AB.摆球受重力,拉力作用,重力和拉力的合力提供向心力,A错误B正确.
CD.重力和拉力的合力提供向心力:,所以向心加速度,CD正确
13.AC
【详解】A.ABC三点均随地球绕地轴转动,属于同轴传动,则角速度相同,根据
可知
vA=vC>vB
故A正确;
B.根据
可知,周期相同,故B错误;
C.根据
可知
aA=aC>aB
故C正确;
D.向心加速度指向轨迹圆心,故AC向心加速度指向地心,B向心加速度不指向地心,故D错误。
故选AC。
14.BC
【详解】由路程之比sA:sB=2:3,可得
vA:vB=2:3
由角度之比φA:φB=3:2,可得
ωA:ωB=3:2
由公式v=rω、ω=和T=得,它们的半径之比
rA:rB=4:9
它们的周期之比
TA:TB=2:3
它们的频率之比
fA:fB=3:2
故选BC。
15.ABC
【详解】A.汽车转弯时是做圆周运动,由侧向静摩擦里提供向心力,根据向心力公式可知,当角速度不变时,半径越小,向心力越小,因此在内圈时向心力小,静摩擦力小,不容易打滑,较为安全,故A正确;
B.根据向心力公式可知,当线速度大小不变时,半径越大,向心力越小,因此在外圈时向心力小,静摩擦力小,不容易打滑,较为安全,故B正确;
CD.汽车转弯是做圆周运动,由侧向静摩擦里提供向心力,重力和支持力平衡,汽车在转弯时只受到重力、支持力和摩擦力作用,向心力是效果力,由其它力来提供,不是物理实际受到的力,故C正确,D错误。
故选ABC。
16.ABD
【详解】A.根据向心加速度与角速度的关系
所以小球运动的角速度为
故A正确;
B.小球在时间t内通过的路程为
故B正确;
C.小球做匀速圆周运动的周期为
故C错误;
D.小球在时间t内可能发生的最大位移为直径,即为2R,故D正确。
故选ABD。
17. 很短 比值 运动 切线
【详解】略
18. 大小 方向 圆周运动的一部分
【详解】(1)[1][2]做变速圆周运动的物体所受合力F圆周相切的分力Ft改变物体速度的大小;指向圆心的分力Fn提供物体做圆周运动的向心力,改变物体速度的方向。
(2)[3]对于一般曲线运动,可以把这条曲线分割为许多极短的小段,质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分,然后采用圆周运动的分析方法进行处理。
19. mω2r
【详解】[1][2]圆周运动中向心力与角速度的关系为
向心力与周期的关系为
20. 1∶2 5∶4
【详解】A、B两球绕O点在光滑的水平面上以相同的角速度做匀速圆周运动,根据公式an=ω2r,球的向心加速度之比aA∶aB=1∶2;对B球有:FTAB=2m·2l·ω2,对A球有:FTOA-FTAB=mlω2,联立两式解得:FTOA∶FTAB=5∶4.
21.0.06N,3.55N
【详解】脱水筒的转速
角速度
由题意知,脱水筒的直径d=300mm,半径r=150mm=0.15m,筒壁对硬币的弹力提供硬币做圆周运动的向心力,所以
硬币在竖直方向上静摩擦力和硬币的重力平衡,筒壁对它的静摩擦力
22.(1);(2);(3)
【详解】(1)两人的角速度相同,转速相同,根据角速度与转速关系
(2)由公式
可得隋文静触地冰鞋做圆周运动的半径为
(3)他们各自做如图所示的圆周运动,他们的角速度相同,设男运动员做圆周运动的半径为,女运动员做圆周运动的半径为,根据
可得男、女运动员做圆周运动的半径之比为
23.(1);(2),甲
【详解】(1)根据速度位移公式有
代入数据可得
(2)根据向心加速度的表达式
可得甲、乙的向心加速度之比为
甲、乙两物体做匀速圆周运动,则运动的时间为
代入数据可得甲、乙运动的时间为
,
因,所以甲先出弯道。
24.(1);(2)5N,方向竖直向上
【详解】(1)在最高点
最小速率
=
(2)以桶中的水为研究对象,设桶对水的压力为F,由牛顿第二定律得,在最高点
得
=5N
根据牛顿第三定律有水对桶底的压力
方向竖直向上。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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