精品解析：北京市第十九中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

北京市第十九中学高一物理第六章圆周运动练习月考 一、不定项选择题（每题全选对5分，选对但不全3分） 1. 物体做匀速圆周运动的过程中，下列物理量中不发生变化的是（ ） A. 线速度 B. 向心加速度 C. 角速度 D. 受到的合力 【答案】C 【解析】 【详解】做匀速圆周运动的物体，线速度方向是圆周上一点的切线方向，方向始终变化；向心加速度和受到的合力方向始终指向圆心，所以方向也始终在变化；角速度是矢量，其方向由右手定则判定，垂直于旋转平面。在匀速圆周运动中，角速度的大小和方向均保持不变，顺时针或逆时针描述的是转动方向。 故选C。 2. 如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A的受力情况是（ ） A. 受重力、支持力 B. 重力、支持力、向心力、摩擦力 C. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 D. 以上都不正确 【答案】C 【解析】 【详解】物体在水平面上，一定受到重力和支持力作用，物体在转动过程中，有背离圆心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力，故物体只受重力、支持力和摩擦力作用。 故选C。 3. 如图所示的传动带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的点，且RA=RC=2RB，则三点角速度和线速度的关系分别为（传动带不打滑）（　　） A. ωA：ωB：ωC=1：2：1，vA：vB：vC=1：2：1 B. ωA：ωB：ωC=2：2：1，vA：vB：vC=2：1：1 C. ωA：ωB：ωC=1：2：2，vA：vB：vC=1：1：2 D. ωA：ωB：ωC=2：2：1，vA：vB：vC=1：2：2 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由于B轮和C轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故 vC=vB vB：vC=1：1 由于A轮和B轮共轴，故两轮角速度相同，即 ωA=ωB 故 ωA：ωB=1：1 由角速度和线速度的关系式 v=ωr 可得 vA：vB=RA：RB=2：1 vA：vB：vC=2：1：1 ωA：ωB：ωC=2：2：1 故B正确，ACD错误。 故选B。 点睛：解决传动类问题要分清是摩擦传动（包括皮带传动，链传动，齿轮传动，线速度大小相同）还是轴传动（角速度相同）． 4. 如图所示，轻绳的上端系于天花板上的O点，下端系一小球。将小球拉离平衡位置一个角度后无初速释放。当绳摆到竖直位置时，与钉在O点正下方P点的钉子相碰。在绳与钉子相碰瞬间前后，以下哪些物理量变大（ ） A. 小球的线速度大小 B. 小球的角速度大小 C. 小球的向心加速度大小 D. 小球所受拉力的大小 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．绳与钉子相碰瞬间，由于碰撞时间极短，小球在水平方向不受外力，线速度大小保持不变，故A错误； B．由角速度与线速度的关系 可知，线速度不变，碰后圆周运动的半径减小，则角速度变大，故B正确； C．由向心加速度公式 可知，线速度不变，半径减小，则向心加速度变大，故C正确； D．在最低点，由牛顿第二定律得 解得拉力 线速度不变，半径减小，则小球所受拉力变大，故D正确。 故选BCD。 5. 静止在地球表面不同纬度的物体，因随地球自转而做匀速圆周运动，这些物体运动的（　　） A. 线速度大小相等 B. 向心加速度大小相等 C. 周期相同 D. 角速度相同 【答案】CD 【解析】 【详解】A．角速度相等，转动半径不同，根据 线速度不同，故A错误； B．角速度相等，转动半径不同，根据 向心加速度不等，故B错误； CD．静止在地球表面不同纬度的物体是同轴转动，周期和角速度相等，故CD正确。 故选CD。 6. 如图所示，半径为R，表面光滑的半圆柱体固定于水平地面，其圆心在O点，位于竖直面内的曲线轨道AB的底端水平，与半圆柱相切于圆柱面顶点B。质量为m的小滑块沿轨道滑至B点时的速度大小为，方向水平向右。滑块在水平地面上的落点为C（图中未画出），不计空气阻力，则（ 　　） A. 滑块将沿圆柱体表面始终做圆周运动滑至C点 B. 滑块将从B点开始做平抛运动到达C点 C. OC之间的距离为 D. OC之间的距离为R 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】小球运动到C点，根据合力提供向心力，如果球与圆柱体间无压力，则小球仅受重力，有初速度，将做平抛运动。由向心力公式可得 所以 N=0 小球仅受重力，有初速度，将做平抛运动 由竖直方向可得 由水平方向可得 故选BC。 7. 如图所示，两个质量相等的小球，被长度不等的细线悬挂在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动．则两个小球的（　　） A. 运动周期相等 B. 运动线速度相等 C. 运动角速度相等 D. 向心加速度相等 【答案】AC 【解析】 【详解】C．对其中的一个小球受力分析，如图所示 小球受重力、绳子的拉力的作用，合力作为向心力，设绳子与竖直方向夹角为，绳子与悬点间的高度差为，由几何知识可得 由牛顿第二定律可得 联立解得 与绳子的长度和半径无关，即两球的角速度相同，C正确； A．由可知，周期也相同，A正确； B．由可知，两球的转动半径不同，故线速度大小不同，B错误； D．由可知，两球的转动半径不同，故向心加速度大小不同，D错误。 故选AC。 8. 向心力演示器如图所示。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，根据标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度大小的关系，下列做法正确的是（　　） A. 在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验 B. 在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验 C. 在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验 D. 在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】根据 可知，要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和半径不变，故A正确，BCD错误。 故选A。 9. 如图所示，长度l=0.50m的轻质杆OA，A端固定一个质量m=3.0kg的小球，小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动。通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，则此时细杆OA（　　） A. 受到6.0N的拉力 B. 受到6.0N的压力 C. 受到24N的拉力 D. 受到54N的拉力 【答案】B 【解析】 【详解】设细杆对小球的支持力为F，以小球为研究对象，由牛顿第二定律可知 解得 由牛顿第三定律可知，球对细杆OA的压力为6.0N，方向竖直向下。 故选B。 10. 一架总质量为M的飞机，以速率v在空中的某一水平面上做半径为r的匀速圆周运动，重力加速度为g，则空气对飞机作用力的大小等于（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】 飞机做水平面内的匀速圆周运动，仅受竖直向下的重力Mg、空气对飞机的作用力F，两个力的合力提供圆周运动的向心力，匀速圆周运动的向心力指向圆心（水平方向），大小为 重力竖直向下，向心力水平，二者相互垂直，因此空气对飞机的作用力是重力与向心力的矢量和，根据勾股定理得空气对飞机作用力的大小为 故选A。 二、计算题 11. 如图所示，质量为0.10kg的金属块P放在转动的水平圆盘上，金属块距圆盘中心O的距离为10cm，随圆盘一起绕中心O点做匀速圆周运动，金属块的线速度大小为1.0m/s。求： （1）金属块做匀速圆周运动的周期； （2）金属块受到圆盘的摩擦力大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由公式 所以 【小问2详解】 由题意，对P受力分析n 得 12. 质量m= 的小轿车，驶过半径R=50m的一段圆弧形桥面，重力加速度为10m/s²。求： （1）若桥面为凹形，汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时，受到桥面的支持力是多大？ （2）若桥面为凸形，汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面的压力是多大？ （3）汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由牛顿第二定律 其中 解得 【小问2详解】 由牛顿第二定律 其中 解得 【小问3详解】 当汽车对桥面刚好没有压力时， 由  解得  13. 用长为L的细绳拴住一质量m的小球，当小球在一水平面上做匀速圆周运动时，如图细绳与竖直方向成α角，（重力加速度为g）求; （1）细线的拉力大小． （2）小球做匀速圆周运动的周期． 【答案】（1）（2） 【解析】 【详解】（1）小球做圆周运动时的受力情况如图所示， 细线的拉力大小 （2）由牛顿第二定律得， 由几何关系可知，r=Lsinα． 联立解得 14. 用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量为0.5千克，绳长为60厘米，求： （1）最高点水不流出的最小速率； （2）水在最高点速率v=3m/s时，水对桶底的压力大小。（g=10m/s2） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，当在最高点水不流出的速率最小时，应只有重力提供向心力，则根据牛顿第二定律有 解得最小速率为 【小问2详解】 根据题意，在最高点对水进行受力分析，根据牛顿第二定律有 解得此时桶底对水的压力大小为 则根据牛顿第三定律可知，此时水对桶底的压力大小为。 15. 如图所示，质量为M的支座顶部装有水平轴O，轴O的中点拴一根细绳，绳下端系一个质量为m的小球，球心到轴的距离为L。现使小球在垂直于轴O的竖直面内做圆周运动，当小球运动到圆周最高点时，支座对地面的压力恰好为零。则此时小球的线速度大小是多少？已知重力加速度为g。（左边的图为正视图，右边的图为左视图） 【答案】 【解析】 【详解】对支座受力分析，由于支座对地面的压力恰好为零，可知绳子对轴的拉力大小等于支座的重力，即 对小球在最高点受力分析，小球受重力和绳子拉力，由牛顿第二定律可知 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第十九中学高一物理第六章圆周运动练习月考 一、不定项选择题（每题全选对5分，选对但不全3分） 1. 物体做匀速圆周运动的过程中，下列物理量中不发生变化的是（ ） A. 线速度 B. 向心加速度 C. 角速度 D. 受到的合力 2. 如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A的受力情况是（ ） A. 受重力、支持力 B. 重力、支持力、向心力、摩擦力 C. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 D. 以上都不正确 3. 如图所示的传动带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的点，且RA=RC=2RB，则三点角速度和线速度的关系分别为（传动带不打滑）（　　） A. ωA：ωB：ωC=1：2：1，vA：vB：vC=1：2：1 B. ωA：ωB：ωC=2：2：1，vA：vB：vC=2：1：1 C. ωA：ωB：ωC=1：2：2，vA：vB：vC=1：1：2 D. ωA：ωB：ωC=2：2：1，vA：vB：vC=1：2：2 4. 如图所示，轻绳的上端系于天花板上的O点，下端系一小球。将小球拉离平衡位置一个角度后无初速释放。当绳摆到竖直位置时，与钉在O点正下方P点的钉子相碰。在绳与钉子相碰瞬间前后，以下哪些物理量变大（ ） A. 小球的线速度大小 B. 小球的角速度大小 C. 小球的向心加速度大小 D. 小球所受拉力的大小 5. 静止在地球表面不同纬度的物体，因随地球自转而做匀速圆周运动，这些物体运动的（　　） A. 线速度大小相等 B. 向心加速度大小相等 C. 周期相同 D. 角速度相同 6. 如图所示，半径为R，表面光滑的半圆柱体固定于水平地面，其圆心在O点，位于竖直面内的曲线轨道AB的底端水平，与半圆柱相切于圆柱面顶点B。质量为m的小滑块沿轨道滑至B点时的速度大小为，方向水平向右。滑块在水平地面上的落点为C（图中未画出），不计空气阻力，则（ 　　） A. 滑块将沿圆柱体表面始终做圆周运动滑至C点 B. 滑块将从B点开始做平抛运动到达C点 C. OC之间的距离为 D. OC之间的距离为R 7. 如图所示，两个质量相等的小球，被长度不等的细线悬挂在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动．则两个小球的（　　） A. 运动周期相等 B. 运动线速度相等 C. 运动角速度相等 D. 向心加速度相等 8. 向心力演示器如图所示。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，根据标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。现将小球分别放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角速度大小的关系，下列做法正确的是（　　） A. 在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验 B. 在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验 C. 在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验 D. 在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验 9. 如图所示，长度l=0.50m的轻质杆OA，A端固定一个质量m=3.0kg的小球，小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动。通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，则此时细杆OA（　　） A. 受到6.0N的拉力 B. 受到6.0N的压力 C. 受到24N的拉力 D. 受到54N的拉力 10. 一架总质量为M的飞机，以速率v在空中的某一水平面上做半径为r的匀速圆周运动，重力加速度为g，则空气对飞机作用力的大小等于（ ） A. B. C. D. 二、计算题 11. 如图所示，质量为0.10kg的金属块P放在转动的水平圆盘上，金属块距圆盘中心O的距离为10cm，随圆盘一起绕中心O点做匀速圆周运动，金属块的线速度大小为1.0m/s。求： （1）金属块做匀速圆周运动的周期； （2）金属块受到圆盘的摩擦力大小。 12. 质量m= 的小轿车，驶过半径R=50m的一段圆弧形桥面，重力加速度为10m/s²。求： （1）若桥面为凹形，汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时，受到桥面的支持力是多大？ （2）若桥面为凸形，汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面的压力是多大？ （3）汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？ 13. 用长为L的细绳拴住一质量m的小球，当小球在一水平面上做匀速圆周运动时，如图细绳与竖直方向成α角，（重力加速度为g）求; （1）细线的拉力大小． （2）小球做匀速圆周运动的周期． 14. 用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量为0.5千克，绳长为60厘米，求： （1）最高点水不流出的最小速率； （2）水在最高点速率v=3m/s时，水对桶底的压力大小。（g=10m/s2） 15. 如图所示，质量为M的支座顶部装有水平轴O，轴O的中点拴一根细绳，绳下端系一个质量为m的小球，球心到轴的距离为L。现使小球在垂直于轴O的竖直面内做圆周运动，当小球运动到圆周最高点时，支座对地面的压力恰好为零。则此时小球的线速度大小是多少？已知重力加速度为g。（左边的图为正视图，右边的图为左视图） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $