高中物理必修二第六章圆周运动专项训练(带答案)

高中物理必修二第六章圆周运动专项训练

单选题1、如图所示，在竖直杆上的A点系一不可伸长的轻质细绳，绳子的长度为，绳的另一端连接一质量为的小球，小球可看作质点，现让小球以不同的角速度绕竖直轴做匀速圆周运动，小球离A点的竖直高度为，重力加速度为，下列说法正确的是（

）A．小球离A点的竖直高度与小球运动的角速度成正比B．小球离A点的竖直高度与小球运动的角速度成反比C．绳子的拉力与小球运动的角速度成正比D．绳子的拉力与小球运动的角速度的平方成正比答案：DAB．小球受力如图所示根据牛顿第二定律解得得到即与角速度的平方成反比，故AB错误；CD．绳子的拉力为即绳子的拉力与小球运动的角速度的平方成正比，故D正确，

C错误。故选D。2、下列关于向心力的说法正确的是（）A．物体由于做圆周运动而产生了向心力B．向心力就是物体受到的合力C．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D．向心力改变做圆周运动的物体的速度方向答案：DA．物体做圆周运动就需要有向心力，向心力是由外界提供的，不是由物体本身产生的，选项A错误；B．匀速圆周运动中由合力提供向心力，变速圆周运动中合力与向心力是不同的，选项B错误；C．向心力始终指向圆心，方向时刻在改变，即向心力是变化的，选项C错误；D．向心力的方向与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，选项D正确。故选D。3、如图所示为时钟面板，当时钟正常工作时，关于时针、分针和秒针的转动，下列判断正确的是（

）A．时针的角速度最大B．秒针的周期最大C．分针尖端的线速度大于时针尖端的线速度D．时针、分针、秒针的转动周期相等答案：CBD．时针的周期为，分针的周期为，秒针的周期为，故BD错误；A．根据由于时针的周期最大，可知时针的角速度最小，故A错误；C．分针的周期小于时针的周期，则分针的角速度大于时针的角速度，根据分针尖端的半径大于时针尖端的半径，故分针尖端的线速度大于时针尖端的线速度，故C正确。故选C。4、甲、乙两物体都做匀速圆周运动，转动半径之比为1：2，在相等时间里甲转过60°角，乙转过45°角，则它们的（

）A．角速度之比为4：3B．角速度之比为2：3C．线速度之比为1：1D．线速度之比为4：9答案：AAB．相同时间内甲转过60°角，乙转过45°角，根据角速度定义可知ω1：ω2=4：3选项A正确，B错误；CD．由题意可知r1：r2=1：2根据公式v=ωr可知v1：v2=ω1r1：ω2r2=2：3选项CD错误。故选A。5、用材料相同、粗细相同、长短不同的绳子，各系一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，如图所示，下列说法正确的是（）A．两个小球以相同的线速度运动时，长绳易断B．两个小球以相同的角速度运动时，长绳易断C．两个小球以相同的周期运动时，短绳易断D．两个小球以相同的加速度运动时，短绳易断答案：BA．由公式可知，两球的线速度相等时，绳子越短，向心力越大，绳子的拉力越大，越容易断。A错误；B．由公式可知，两球的角速度相等时，绳子越长，向心力越大，绳子的拉力越大，越容易断。B正确；C．由公式可知，两球的周期相等时，绳子越长，向心力越大，绳子的拉力越大，越容易断。C错误；D．由公式可知，两球的加速度大小相等时，绳子的拉力大小相等，绳子断裂程度相同。D错误。故选B。6、如图所示的皮带（皮带不打滑）传动装置中，A、B、C分别是三个轮边缘的点，半径关系是RA=RC>RB．关于这三点的角速度ω、线速度大小v、周期T和向心加速度a关系正确的是（

）A．ωA=ωB=ωCB．vA≠vB=vCC．TA≠TB=TCD．aA=aB≠aC答案：BA、B绕同一转轴转动，角速度ωA=ωB，周期TA=TB，半径不同，线速度大小不同，由a=ω2r可得两点的向心加速度不同，且aA>aB；B、C两点的线速度大小相等，即vB=vC，半径不同，角速度和周期不同，由可知，两点的向心加速度不同，且aB>aC。故选B。7、如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒固定不动且轴线竖直，两个质量相同的球甲、乙紧贴着内壁，分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，半径R甲>R乙，则（

）A．角速度ω甲<ω乙B．对筒壁的弹力N甲>N乙C．加速度a甲>a乙D．线速度v甲>v乙答案：ADAB．两球所受的重力大小相等，根据力的合成，知两支持力大小、合力大小相等，合力沿水平方向，提供向心力。根据得r大则角速度小，所以球甲的角速度小于球乙的角速度，A正确，B错误；C．根据公式可知，由于合力相同，故向心加速度相同，C错误；D．根据公式解得合力、质量相等，r大线速度大，所以球甲的线速度大于球乙的线速度，

D正确。故选AD。8、飞机由俯冲转为上升的一段轨迹可以看成圆弧，如图所示，如果这段圆弧的半径r=800m，飞行员能承受的力最大为自身重力的8倍。飞机在最低点P的速率不得超过（g=10m/s2）（

）A．m/sB．C．D．答案：D飞机在最低点做圆周运动，飞行员能承受的力最大不得超过8mg才能保证飞行员安全，设飞机给飞行员竖直向上的力为FN，则有且FN≤8mg解得故飞机在最低点P的速率不得超过。故选D。多选题9、关于曲线运动，下列说法中正确的有（）A．做曲线运动的物体，受到的合外力方向一定不断改变B．只要物体做匀速圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心C．做曲线运动的物体速度方向在时刻改变，故曲线运动是变速运动D．物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动答案：BCA．物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但合外力方向不一定变化，如平抛运动。故A错误。B．物体做匀速圆周运动，它的速度的大小是不变的，所以物体一定不受改变速度大小的加速度，但速度的方向在变，一定要受到改变速度方向的加速度，而改变速度方向的加速度是指向圆心的，所以所受的合外力一定指向圆心，故B正确。C．无论是物体速度的大小变了，还是速度的方向变了，都说明速度是变化的，都是变速运动，做曲线运动的物体的速度方向在时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动，故C正确。D．匀速圆周运动的物体受到的合力方向始终是指向圆心的，即合力方向始终与速度方向垂直；但合力垂直于初速度的方向，并不一定始终与速度的方向垂直，比如平抛运动的受力就是这样，故D错误。故选BC。10、下列现象中，与离心运动有关的是（）A．汽车转弯时速度过大，乘客感觉往外甩B．运动员投掷链球时，在高速旋转的时候释放链球C．洗衣服脱水桶旋转时，衣服紧贴在桶壁上D．汽车启动时，乘客向后倒答案：ABCA．汽车转弯时速度过大，乘客做离心运动感觉往外甩，A符合题意；B．运动员投掷链球时，在高速旋转的时候释放链球，链球做离心运动，B符合题意；C．洗衣服脱水桶旋转时，衣服紧贴在桶壁上，水滴做离心运动被甩出，C符合题意；D．汽车启动时，乘客因惯性向后倒，不是离心运动，D不符合题意。故选ABC。11、如图所示，水平圆盘可绕竖直轴转动，圆盘上的物体A、B、C的质量分别为m、2m、3m，A叠放在B上，C、B离圆心O距离分别为2r、3r，C、B之间用细线相连。圆盘静止时细线刚好拉直。已知C、B与圆盘间的动摩擦因数均为μ，A、B间的动摩擦因数为4μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，现让圆盘从静止缓慢加速转动，直到有木块即将发生相对滑动为止。用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（

）A．当时，轻绳的拉力为零B．B木块与转台间摩擦力一直增大C．当时，C木块与转台间摩擦力为零D．ω的最大值为答案：ACDA．因为C、B与圆盘间的动摩擦因数均为μ，A、B间的动摩擦因数为4μ，所以B、C先发生滑动，A、B之间后滑动。距离圆心远的先滑动，AB比C先滑动。轻绳拉力快好为零时，对AB根据牛顿第二定律得解得当时，轻绳的拉力为零，A正确；D．最大角速度时，对AB根据牛顿第二定律得对C根据牛顿第二定律得解得ω的最大值为，D正确；B．当时，B木块与转台间摩擦力一直不变，B错误；C．

C木块与转台间摩擦力为零时，对C根据牛顿第二定律得对AB根据牛顿第二定律得解得C正确。故选ACD。12、如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是（

）A．当时，A、B相对于转盘会滑动B．当，绳子一定有弹力C．ω在范围内增大时，B所受摩擦力变大D．ω在范围内增大时，A所受摩擦力一直变大答案：ABDA．当A、B所受摩擦力均达到最大值时，A、B相对转盘即将滑动，则有解得所以，当时，A、B相对于转盘会滑动，故A正确；B．当B所受静摩擦力达到最大值后，绳子开始有弹力，即有解得可知当时，绳子有弹力，故B正确；C．当时，B已达到最大静摩擦力，则ω在范围内增大时，B受到的摩擦力不变，故C错误；D．ω在范围内，A相对转盘是静止的，A所受摩擦力为静摩擦力，当时，绳上无拉力，则当ω增大时，静摩擦力也增大；当时，B的摩擦力不变，有可知随着ω增大，绳上拉力增大，对A有得可知随着ω增大，A所受摩擦力也增大，故D正确。故选ABD。13、诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯”缆线的制造成为可能，人类将有望通过“太空电梯”进入太空。现假设有一“太空电梯”悬在赤道上空某处，相对地球静止，如图所示，那么关于“太空电梯”，下列说法正确的是（

）A．“太空电梯”各点均处于完全失重状态B．“太空电梯”各点运行周期相同C．“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离的开方成反比D．“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离成正比答案：BDA．“太空电梯”各点随地球一起做匀速圆周运动，只有位置达到同步卫星的高度的点才处于完全失重状态，A错误；B．“太空电梯”相对地球静止，各点做圆周运动的周期都等于地球自转周期，各点运行周期相等，B正确；CD．“太空电梯”相对地球静止，各点角速度ω相等，各点线速度，与该点离地球球心距离r成正比，C错误，D正确.故选BD。填空题14、长L＝0.5

m、质量可忽略的轻绳，其一端系于O点，一端连有质量m＝2

kg的

小球，现使小球绕O点在竖直平面内做圆周运动。如图所示，求下列情况下轻绳受到的力，g

=10

m/s2：（1）若小球通过最高点A时vA＝5

m/s，轻绳受到的拉力为__________N；（2）若小球通过最低点B时vB＝6

m/s，轻绳受到的拉力为__________N；（3）若小球通过O点的等高点C时vC＝4

m/s，轻绳受到的拉力为__________N。答案：

80

164

64(1)[1]在A点由供需关系可知

代入数据得(2)[2]在B点由供需关系可知代入数据得(3)[3]在C点由供需关系可知代入数据得15、如图所示，图甲为“向心力演示器验证向心力公式”的实验示意图，图乙为俯视图；图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同，让a、b轮在皮带传动下匀速转动，可以探究向心力大小与哪些因素有关。

现有两质量相同的钢球，①球放在A槽的边缘，②球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为2：1，则①、②两球受到的向心力之比为______。答案：2:1因ab轮半径相等，两轮边缘的线速度相等，则两轮的角速度相等，则①、②两球转动的角速度相等，根据F=mω2r，两球质量相等，转动半径之比为2:1，则向心力之比为2:1。16、小超同学非常热爱用身边的器材来完成一些物理实验。如图甲，他将手机紧靠蔬菜沥水器中蔬菜篮边缘放置，盖上盖子，从慢到快转动手柄，可以使手机随蔬菜篮转动。利用手机自带软件Phyphox可以记录手机向心加速度a和角速度的数值。更换不同半径的沥水器，重复上述的操作，利用电脑拟合出两次的图像如图乙所示。（1）在从慢到快转动手柄的过程中，蔬菜篮侧壁与手机间的压力___________；（填“变大”、“变小”、“不变”）

（2）由作出的图像可知，___________（填“直线1”或“直线2”）对应的沥水器半径更大；

（3）若测量出蔬菜篮的直径，计算出手机相应的线速度v，利用所得的数据拟合出的图像应该为___________图像。（填“线性”或“非线性”）答案：

变大

直线1

线性（1）[1]手机随蔬菜蓝的转动做的圆周运动可看作是圆锥摆运动，设蔬菜蓝侧壁与水平方向夹角为，侧壁对手机的压力为FN，则有可知：在从慢到快转动手柄的过程中，角速度增大，蔬菜篮侧壁与手机间的压力变大。（2）[2]由图乙可以看出，同样的角速度，直线1的加速度更大，由知：直线1对应的沥水器半径更大。（3）[3]由知，在蔬菜蓝直径一定的情况下，手机的加速度与线速度大小的平方成正比，图像是线性图像。解答题17、如图所示是生产流水线上的皮带传输装置，传输带上等间距地放着很多半成品产品。A轮处装有光电计数器，它可以记录通过A处的产品数目，已测得轮A，B的半径分别为rA＝20

cm、rB＝10

cm，相邻两产品间的距离为30

cm，