高一下冊(cè)物理圓周運(yùn)動(dòng)同步單元檢測(Word版含答案)

1、一、第六章圓周運(yùn)動(dòng)易錯(cuò)題培優(yōu)（難）1. 如圖所示，水平圓盤可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤上放有小物體A、B、C,質(zhì)量分別為m、 2m. 3m, A疊放在B上，C、B離圓心O距離分別為2r、3r C、B之間用細(xì)線相連，圓盤 靜止時(shí)細(xì)線剛好伸直無張力。已知C、B與圓盤間動(dòng)摩擦因數(shù)為“，A、B間摩擦因數(shù)為 3,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g,現(xiàn)讓圓盤從靜止緩慢加速，則A S厝 時(shí)，A、B即將開始滑動(dòng)B. 當(dāng)血=孚時(shí)，細(xì)線張力駕生c.當(dāng)e = 時(shí)，受到圓盤的摩擦力為當(dāng)乘 時(shí)剪斷細(xì)線，C將做離心運(yùn)動(dòng)【答案】BC【解析】【詳解】A. 當(dāng)A開始滑動(dòng)時(shí)有：fA = 3“緩=IH - 3廠 9（；解得：嚴(yán)時(shí)

2、,AB未發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;8當(dāng)血=時(shí)，以ab為整體，根據(jù)Fmraf可知“9飾=3加3廠心 =-/imgB與轉(zhuǎn)盤之間的最大靜摩擦力為:心=（加+ 2加）g =3pmg所以有:對(duì)AB有:對(duì)C有：解得此時(shí)細(xì)線有張力，設(shè)細(xì)線的拉力為T,3pmg +T = 3m 3廠 0fc +T = 3m2r co2T = 3“?g f = 3加 g2 Jc 廠選項(xiàng)B正確：C. = 時(shí)，AB需要的向心力為:Fab=3m 3r a=9fimg =Tf + fBm解得此時(shí)細(xì)線的拉力廠二9“ig - fBm = 6“wtgc需要的向心力為：Fc=3m - 2r e=6“zgc受到細(xì)線的拉力恰好等于需要的向心力，所以

3、圓盤對(duì)C的摩擦力一左等于0,選項(xiàng)C正 確；D.旳0 = J警時(shí)，對(duì)C有：】 12fc +T = 3m 2r co1 = jt/mg 5剪斷細(xì)線，則A =y Pmg FKmg=m K根據(jù)牛頓第三定律可知對(duì)軌道的壓力大小A正確：BC.物塊受到的摩擦力f =嘰=（噸+加9KBC錯(cuò)誤：D. 水平方向合力向左，豎直方向合力向上，因此物塊受到的合力方向斜向左上方，D正 確。故選AD。3. 如圖所示，水平的木板B托著木塊A 起在豎直平而內(nèi)做圓心為0的勻速圓周運(yùn)動(dòng), Oa水平，從最高點(diǎn)b沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)的過程中（）”脈、/、/、/K/、”，A. B對(duì)A的支持力越來越大B. B對(duì)A的支持力越來越小C. B

4、對(duì)A的摩擦力越來越小D. B對(duì)A的摩擦力越來越大【答案】AD【解析】【分析】【詳解】由于始終做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力指向圓心，合力大小不變，從最高點(diǎn)b沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng) 到a點(diǎn)的過程中，合力的水平分量越來越大，豎宜向下的分量越來越小，而合力由重力， 支持力和摩擦力提供，因此對(duì)A進(jìn)行受力分析可知，A受到的摩擦力越來越大，B對(duì)A的 支持力越來越大，因此AD正確，BC錯(cuò)誤。故選ADo4蕩秋千是大家喜愛的一項(xiàng)體冇活動(dòng)。某秋千的簡化模型如圖所示，長度均為（的兩根細(xì) 繩下端拴一質(zhì)量為m的小球，上端拴在水平橫桿上，小球靜止時(shí)，細(xì)繩與豎直方向的夾角 均為0。保持兩繩處于伸宜狀態(tài)，將小球拉高H后由靜止釋放，已知重力加

5、速度為g,忽 略空氣阻力及摩擦，以下判斷正確的是（）A. 小球釋放瞬間處于平衡狀態(tài)B.小球釋放瞬間，每根細(xì)繩的拉力大小均為LcosO-H2厶 cos 0C. 小球擺到最低點(diǎn)時(shí)，每根細(xì)繩的拉力大小均為2 cos V5 rad/s時(shí)整體會(huì)發(fā)生滑動(dòng)C. 當(dāng)y/2 rad/s fy /5 rad/s時(shí)，在增大的過程中8、C間細(xì)線的拉力不斷增大【答案】BC【解析】【分析】【詳解】ABC.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增大時(shí)，由靜摩擦力提供向心力。三個(gè)物體的角速度相等，由F = mccrr知，由于C的半徑最大，質(zhì)量最大，故C所需要的向心力增加得最快，最先達(dá)到最大靜摩 擦力，此時(shí)“ 2mg = 2?襯 2rc得當(dāng)C所受的摩擦力

6、達(dá)到最大靜摩擦力之后，BC間細(xì)線開始提供拉力，3的摩擦力增大.達(dá) 到最大靜摩擦力后，&3間細(xì)線開始有力的作用，隨著角速度增大，A所受的摩擦力將減小 到零然后反向增大，當(dāng)A與B的摩擦力也達(dá)到最大值，且3、C間細(xì)線的拉力大于整體 的摩擦力時(shí)整體將會(huì)岀現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，此時(shí)人與B還受到細(xì)線的拉力，對(duì)C有T + jli 2mg = 2/nty； 2r對(duì)整體有T = 2 ping得處=呼，當(dāng)co = y/5 rad/s時(shí)，整體會(huì)發(fā)生滑動(dòng)。故A錯(cuò)誤，BC正確。D.當(dāng)rad/s v 0 v J了 rad/s時(shí)，在力增大的過程中，3C間細(xì)線的拉力逐漸增大。故 D錯(cuò)誤。故選BC。如圖所示，在水平圓盤上放有質(zhì)疑分別為m

7、、m. 2m的可視為質(zhì)點(diǎn)的三個(gè)物體人、3、 C,圓盤可繞垂直圓盤的中心軸00轉(zhuǎn)動(dòng)。三個(gè)物體與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，最大靜 摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。三個(gè)物體與軸0共線且OA = OB = BC = r,現(xiàn)將三個(gè)物體用輕 質(zhì)細(xì)線相連，保持細(xì)線伸宜且恰無張力。使圓盤從靜止開始轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度極其緩慢地增 大，則對(duì)于這個(gè)過程，下列說法正確的是（）A. &、B兩個(gè)物體同時(shí)達(dá)到最大靜摩擦力B. B、C兩個(gè)物體所受的靜摩擦力先增大后不變，A物體所受的靜摩擦力先增大后減小再D.當(dāng)時(shí)整體會(huì)發(fā)生滑動(dòng)co =m r解得選項(xiàng)c正確：D. 若在最高點(diǎn)速度為2莎，根據(jù)牛頓第二泄律得2F + mg = m 一解得F = 3mg

8、選項(xiàng)D正確。本題選不正確的，故選肌8. 如圖1所示，輕桿的一端固立一小球（視為質(zhì)點(diǎn)）另一端套在光滑的水平軸0上，0 軸的正上方有一速度傳感器，可以測量小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小火0軸處有力傳感 器，可以測量小球通過最髙點(diǎn)時(shí)0軸受到桿的作用力F,若豎直向下為力的正方向，小球 在最低點(diǎn)時(shí)給不同的初速度，得到尸-，圖像如圖2所示，取g=10 m/s2,則（）圖I跑A. 小球恰好通過最髙點(diǎn)時(shí)的速度大小為5m/sB. 小球以2m/s的速度通過最髙點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的拉力大小為0.6NC. 0軸到球心間的距離為0.5mD. 小球的質(zhì)量為3kg【答案】C【解析】【分析】【詳解】A. 由于是球桿模型，小球恰好通過最

9、髙點(diǎn)時(shí)的速度為零，A錯(cuò)誤：D.當(dāng)小球通過最髙點(diǎn)的速度為零時(shí)，桿對(duì)小球的支持力恰好等于小球的重量，由圖2可 知，小球的重量為3N,即質(zhì)量為0.3kg, D錯(cuò)誤;C.當(dāng)小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度的平方為5m2/s2時(shí)，恰好對(duì)桿沒有作用力，此時(shí)重力提供 向心力，根據(jù)v2mg = m 可知桿的長度為0.5m, C正確：B. 當(dāng)小球以2m/s的速度通過最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)2mg+T = m 可得T = -0.6N此時(shí)桿對(duì)球的支持力大小為0.6N, B錯(cuò)誤。故選C。10小明撐一雨傘站在水平地而上，傘而邊緣點(diǎn)所囤圓形的半徑為乩現(xiàn)將雨傘繞豎直傘 桿以角速度3勻速旋轉(zhuǎn)，傘邊緣上的水滴落到地而，落點(diǎn)形成一半徑為廠的圓形，當(dāng)

10、地重力加速度的大小為g，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可推知傘邊緣距地而的高度為（）A.宀）B.C. gl D.耳2coR2corIcoR2coR【答案】A【解析】【分析】【詳解】雨點(diǎn)甩出后做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向有水平方向初速度為雨傘邊緣的線速度，所以Vq=Ci)R雨點(diǎn)甩出后水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)x=vota)R2co2R2傘邊緣上的水滴落到地而，落點(diǎn)形成一半徑為r的圓形，根據(jù)幾何關(guān)系可知水平距離為所以解得故選A.點(diǎn)評(píng)：本題就是對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的考查，平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為在水平方向上的勻速直線運(yùn) 動(dòng)，和豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)來求解.11如圖所示，一個(gè)半徑為R的實(shí)心圓盤，其中心軸與豎直方向的夾角為30，開始時(shí)， 圓盤

11、靜I匕其上表而覆蓋著一層灰塵，沒有掉落?，F(xiàn)將圓盤繞英中心軸旋轉(zhuǎn)，其角速度從 零緩慢增大至3,此時(shí)圓盤表而上的灰塵75%被甩掉。設(shè)灰塵與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)為/T牛:亠，重力加速度為g,則e的值為（）2A- MB馬C.蜃【答案】A【解析】【分析】【詳解】越靠近邊緣的灰塵越容易被甩掉，剩余的灰塵半徑為，則（l-75%）/?2=r2解得在圓盤的最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓的第二立律jLimg cos 0 一 mg sin 0 = marr 解得爆A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。RA.當(dāng)12如圖是徳國物理學(xué)家史特恩設(shè)讓的最早測左氣體分子速率的示意圖.M、N是兩個(gè)共 軸圓筒的橫截面，外筒N的半徑為/?,內(nèi)筒的半徑比R小得

12、多，可忽略不計(jì).筒的兩端封 閉，兩筒之間抽成真空，兩筒以相同角速度“繞其中心軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng).M筒開有與轉(zhuǎn)軸 平行的狹縫S,且不斷沿半徑方向向外射岀速率分別為兒和匕的分子，分子到達(dá)N筒后被 吸附，如果力、保持不變，G取某合適值，則以下結(jié)論中正確的是（）令知時(shí)5為正整數(shù)），分子落在不同的狹條上R R 2ttB. 當(dāng)+ ?7 = 時(shí)（n為正整數(shù)）,分子落在同一個(gè)狹條上C. 只要時(shí)間足夠長，N筒上到處都落有分子D. 分子不可能落在N筒上某兩處且與S平行的狹條上【答案】A【解析】微粒從M到N運(yùn)動(dòng)時(shí)間/ =-,對(duì)應(yīng)N筒轉(zhuǎn)過角度& = COt = ,即如果以V】射出時(shí)，轉(zhuǎn)過 VVcoR亠門coR角度M=3t

13、=#如果以V2射出時(shí)，轉(zhuǎn)過角度*3t=#只要氐02不是相V.人差加的整數(shù)倍，即當(dāng)-*/ vt v2 co時(shí)（n為正整數(shù)）,分子落在不同的兩處與S平行的狹條上，故A正確，D錯(cuò)誤；若相差2兀的 RR整數(shù)倍，則落在一處,即當(dāng)一一 一=vi v2“時(shí)（n為正整數(shù)）,分子落在同一個(gè)狹條上故B錯(cuò)誤；若微粒運(yùn)動(dòng)時(shí)間為N筒轉(zhuǎn)動(dòng)周期的整數(shù)倍，微粒只能達(dá)N筒上固走的位置,因此，故Ct昔誤故選A點(diǎn)睛：解答此題一走明確微粒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與N筒轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間相等，在此基礎(chǔ)上分別以vi、V2射出時(shí) 來討論微粒落到N筒上的可能位置.13. 游樂園里有一種叫飛椅的游樂項(xiàng)目，簡化后的示意圖如圖所示.已知飛椅用鋼繩系 著，鋼繩上端的懸點(diǎn)

14、固左在頂部水平轉(zhuǎn)盤上的圓周上.轉(zhuǎn)盤繞穿過其中心的豎直軸勻速轉(zhuǎn) 動(dòng).穩(wěn)左后，每根鋼繩（含飛椅及游客）與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平而內(nèi).圖中P、Q兩位游客懸于 同一個(gè)圓周上，P所在鋼繩的長度大于Q所在鋼繩的長度，鋼繩與豎直方向的夾角分別為 %、良不計(jì)鋼繩的重力.下列判斷正確的是（）A. P、Q兩個(gè)飛椅的線速度大小相同B. 無論兩個(gè)游客的質(zhì)量分別有多大，肌一左大于02C. 如果兩個(gè)游客的質(zhì)量相同，則有必等于洗D. 如果兩個(gè)游客的質(zhì)量相同，則Q的向心力一泄大于P的向心力【答案】B【解析】【詳解】BC.設(shè)鋼繩延長線與轉(zhuǎn)軸交點(diǎn)與游客所在水平而的高度為b,對(duì)游客受力分析，由牛頓第 二泄律和向心力公式可得：?gtan&

15、 = mco2htan0則：hp = fjQ設(shè)圓盤半徑為r,繩長為L,據(jù)幾何關(guān)系可得：rh =+ LcosOtan&因?yàn)椋篖p Lq所以：目由上分析得：無論兩個(gè)游客的質(zhì)量分別有多大，泄大于;故B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。A. 設(shè)游客做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,由幾何關(guān)系可得：R = r+LsnO所以：Rp Rq兩游客轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等，據(jù)vcoR可得： %故A項(xiàng)錯(cuò)誤。D.對(duì)游客受力分析，游客所受向心力：Fn =?gtan&如果兩個(gè)游客的質(zhì)量相同，qg,所以p的向心力一立大于q的向心力，故d項(xiàng)錯(cuò)誤。14. 如圖所示，一根輕桿，在其B點(diǎn)系上一根細(xì)線，細(xì)線長為R,在細(xì)線下端連上一質(zhì)量為m 小球.以輕桿的A點(diǎn)為頂點(diǎn)，

16、使輕桿旋轉(zhuǎn)起來，英B點(diǎn)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),輕桿的 軌跡為一個(gè)母線長為L的圓錐，輕桿與中心軸A0間的夾角為a.同時(shí)小球在細(xì)線的約束下 開始做圓周運(yùn)動(dòng),輕桿旋轉(zhuǎn)的角速度為3,小球穩(wěn)立后，細(xì)線與輕桿間的夾角B = 2a.重力加A. 細(xì)線對(duì)小球的拉力為mg /sinaB. 小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為n/3c.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度的乘積為gtan2aD.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度的比值為(L+R)sina【答案】D【解析】【分析】【詳解】細(xì)線的拉力滿足Fcosa = mg,得F =選項(xiàng)A錯(cuò)誤：小球達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后做勻速cos a圓周運(yùn)動(dòng)，其周期與輕桿旋轉(zhuǎn)的周期相同，周期7 = .選項(xiàng)B錯(cuò)誤

17、：小球做圓周運(yùn) CD動(dòng)，根據(jù)題意有mg(2a-a) = mvco得，小球的線速度與角速度的乘積是 wy=gtana,選項(xiàng)C錯(cuò)誤：小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度的比值即是半徑，根據(jù)題 意得r = (L+R)sina f選項(xiàng)D正確.綜上所述本題答案是：D15質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質(zhì)細(xì)桿的A點(diǎn)和3點(diǎn),如圖所示，繩q與 水平方向成0角，繩b在水平方向且長為/ ,當(dāng)輕桿繞軸AB以角速度3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小球 在水平而內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是()A. 。繩的張力可能為零B. a繩的張力隨角速度的增大而增大C. 若b繩突然被剪斷，則a繩的彈力一泄發(fā)生變化D.當(dāng)角速度血,b繩將岀現(xiàn)彈力【答案】D【解析】【分析】【詳解】A、小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上的合力為零，水平方向上的合力提供向心力，所 以a繩在豎直方向上的分