高中物理匀速圆周运动试题

如图甲所示，2011年11月3日凌晨，我国“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器首次成功实现了空间交会对接试验，这是我国载人太空飞行的又一个里程碑，设想在未来的时间里我国已经建成空间站，空间站绕地球做匀速圆周运动而处于完全失重状态，此时无法用天平称量物体的质量，某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实验装置，如图乙所示，光电传感器B能够接受光源A发出的细微光束，若B被档光就将一个电信号给与连接的电脑，将弹簧测力计右端用细线水平连接在空间站壁上，左端拴在另一穿过了光滑水平小圆管的细线MON上，N处系有被测小球，让被测小球在竖直面内以O点为圆心做匀速圆周运动

（1）实验时，从电脑中读出小球自第一次至第n次通过最高点的总时间t，和测力计示数F，除此之外，还需要测量的物理量是：____________________
（2）被测小球质量的表达式为m=___________________（用（1）中的物理量的负号表示）

如图所示，空间中存在范围足够大匀强电场和匀强磁场，电场方向沿y轴正方向，磁场方向垂直于xy平面（纸面）向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或撤除与撤除前的一样。一带正电荷的粒子（不计重力）从坐标原点以初速度沿x轴正方向射入，若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动，若只有磁场，粒子将做半径为R的匀速圆周运动；现在只加电场，粒子从O点开始运动，当粒子第一次通过x=R平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，求：

（1）粒子第一次通过x=P平面（图中虚线所示）时的速度。
（2）粒子从O点运动到第二次通过x=R平面（图中虚线所示）时所用的时间；
（3）粒子第二次通过x=R平面（图中虚线所示）时的位置坐标。

如图所示，两平行金属板，板间电场可视为匀强电场，板间距为d，电场强度为E；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求：

（1）粒子从电场射出时速度v的大小；
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。

如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定 在金属块Q上，Q放在带小孔（小孔光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动．现使小球在一个更高的水平面上做匀速圆周运动，而金属块Q始终静止在桌面上的同一位置，则改变高度后与原来相比较，下面的判断中正确的是

A．细线所受的拉力变小

B．小球P运动的角速度变小

C．Q受到桌面的静摩擦力变大

D．Q受到桌面的支持力变大

如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN间的距离为L，小球过M点的速度方向与x轴正方向夹角为θ。不计空气阻力，重力加速度为g，求：⑴电场强度E的大小和方向；⑵小球从A点抛出时初速度v₀的大小；⑶A点到x轴的高度h。

如图所示,光滑的水平平台中间有一光滑小孔,手握轻绳下端,拉住在平台上做圆周运动的小球.某时刻,小球做圆周运动的半径为a、角速度为ω,然后松手一段时间,当手中的绳子向上滑过h时立刻拉紧,达到稳定后,小球又在平台上做匀速圆周运动.设小球质量为m,平台面积足够大.求:
 
(1)松手之前,轻绳对小球的拉力大小;
(2)小球最后做匀速圆周运动的角速度.

一个平板小车置于光滑水平面上，其右端恰好和一个光滑圆弧轨道AB的底端等高对接，如图所示。已知小车质量M=3．0kg，长L=2．06m，圆弧轨道半径R=0．8m。现将一质量m=1．0kg的小滑块，由轨道顶端A点无初速释放，滑块滑到B端后冲上小车。滑块与小车上表面间的动摩擦因数。（取g=10m/s²）试求：

⑴滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；
⑵小车运动1．5s时，车右端距轨道B端的距离；
⑶滑块与车面间由于摩擦而产生的内能。

A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，它们的路程之比为4:3，运动方向改变的角度之比为3:2，它们的向心加速度之比为
A．1:2           B．2:1            C．4:2             D．3:4

如图所示，质量为 M 的支座上有一水平细轴。轴上套有一长为 L 的细绳，绳的另一端栓一质量为m的小球，让球在竖直面内做匀速圆周运动，当小球运动到最高点时，支座恰好离开地面，则此时小球的线速度是多少？

如图所示，有一内壁光滑的试管装有质量为1 g的小球，试管的开口端封闭后安装在水平轴O上，转动轴到管底小球的距离为5 cm，让试管在竖直平面内做匀速转动。问：

（1）转动轴达某一转速时，试管底部受到小球的压力的最大值为最小值的3倍，此时角速度多大？
（2）当转速ω＝10 rad/s时，管底对小球的作用力的最大值和最小值各是多少？（g取10 m/s²）

水平面上有倾角为θ、质量为M的斜面体，质量为m的小物块放在斜面上，现用一平行于斜面、大小恒定的拉力F作用于小物块上，绕小物块旋转一周，这个过程中斜面体和木块始终保持静止状态。下列说法中正确的是

A．小物块受到斜面的最大摩擦力为F+mgsinθ

B．小物块受到斜面的最大摩擦力为F- mgsinθ

C．斜面体受到地面的最大摩擦力为F

D．斜面体受到地面的最大摩擦力为Fcosθ

如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，x轴与绝缘的水平面重合，在y轴右方有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场．质量为m₂＝8×10^－3 kg的不带电小物块静止在原点O，A点距O点l＝0.045 m，质量m₁＝1×10^－3 kg的带电小物块以初速度v₀＝0.5 m/s从A点水平向右运动，在O点与m₂发生正碰并把部分电量转移到m₂上，碰撞后m₂的速度为0.1 m/s，此后不再考虑m₁、m₂间的库仑力。已知电场强度E＝40 N/C，小物块m₁与水平面的动摩擦因数为μ＝0.1，取g＝10 m/s²，求：

(1)碰后m₁的速度；
(2)若碰后m₂做匀速圆周运动且恰好通过P点，OP与x轴的夹角θ＝30°，OP长为l_OP＝0.4 m，求磁感应强度B的大小；
(3)其他条件不变，若改变磁场磁感应强度B′的大小，使m₂能与m₁再次相碰，求B′的大小。

如图（a）所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘N₁、N₂构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为L，盘上各开一狭缝，两狭缝夹角θ可调[如图（b）]；右为水平放置的长为d的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度为B。带正电的粒子经电压为U的电场加速后沿水平方向射入N₁，能通过N₂的粒子经O点垂直进入磁场。 O到感光板的距离为0.5d，粒子电荷量为q，质量为m，不计重力。

（1）若两狭缝平行且盘静止[如图（c）]，粒子进入磁场后，竖直向下打在感光板中心点M上，求：加速电场的电压U和粒子在磁场中运动的时间t₁；
（2）若两狭缝夹角为θ₀，N₂盘以角速度ω₀匀速转动，转动方向如图（b）。 要使粒子穿过N₁、N₂，加速电压U的可能取值
（3）若两狭缝夹角为θ₀，N₂盘匀速转动，转动方向如图（b）。要使穿过N₁、N₂的粒子均打到感光板P₁P₂连线上，试分析盘转动角速度ω的取值范围（设通过N₁的所有粒子在盘旋转一圈的时间内都能到达N₂）.

如图所示，在半径为R的半圆形碗的光滑表面上，一质量为m的小球以转数n转每秒在水平面内作匀速圆周运动，该平面离碗底的距离h为（   ）

A．R-

B．

C．

D．+

如图所示，一个静止的质量为m，带电量为+q的带电粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打至P点，设OP=x，能正确反映x与U之间函数关系的x—U图如图中的（       ）