2019_2020學(xué)年新教材高中物理章末綜合檢測(cè)(二)圓周運(yùn)動(dòng)新人教版必修第二冊(cè)

1、章末綜合檢測(cè)（二）圓周運(yùn)動(dòng)A級(jí)一學(xué)考達(dá)標(biāo)1.把一個(gè)小球放在光滑的球形容器中，使小球沿容器壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，關(guān)于小球的受力情況，下列說(shuō)法正確的是（）A.小球受到的合力為零B.小球受重力、容器壁的支持力和向心力C.小球受重力、向心力D.小球受重力、容器壁的支持力解析：選D小球沿光滑的球形容器壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)小球受力分析，小球受重力和支持力，合力指向圓心，提供向心力，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。2.下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中，正確的是（）2A.由a=L知a與r成反比 rB.由a=2r知a與r成正比C.由=-知與r成反比rD.由3=2兀n知3與轉(zhuǎn)速n成正

2、比2解析：選D由a=V知，只有當(dāng)v一定時(shí)a才與r成反比；同理，由a= 32r知，只有當(dāng)a一定時(shí)a才與r成正比；由 a=V知v一定，與r成反比，故 A、B、C均錯(cuò)誤。而=2 Tin中，2兀 是定值，與轉(zhuǎn)速n成正比，D正確。3.如圖所示，一偏心輪繞垂直紙面的軸O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，a和b是輪邊緣上的兩個(gè)點(diǎn)，則偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中a、b兩點(diǎn)（）A.角速度大小相同B.線速度大小相同C.周期大小不同D.轉(zhuǎn)速大小不同解析：選A同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度大小相等，周期、轉(zhuǎn)速都相等，選項(xiàng)A正確，C、D錯(cuò)誤;角速度大小相等，但轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不同，根據(jù)v= 31可知，線速度大小不同，選項(xiàng) B錯(cuò)誤。4 .關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的線速度、角速度

3、、周期的關(guān)系，下面說(shuō)法中正確的是（）A.線速度大的角速度一定大B.線速度大的周期一定小C.角速度大的運(yùn)動(dòng)半徑一定小D.角速度大的周期一定小解析：選D由v=1知，當(dāng)r 一定時(shí)，v與成正比，當(dāng)v 一定時(shí)，3與r成反比,2 兀 r2 7r.故A、C均錯(cuò)誤。由v = 知，當(dāng)r 一定時(shí)，v越大，T越小，故B錯(cuò)誤。由 a=可知, 川越大，T越小，故D正確。5 .實(shí)驗(yàn)室模擬拱形橋來(lái)研究汽車通過橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力。在較大的平整木板上相隔一定的距離兩端各釘4個(gè)釘子，將三合板彎曲成拱橋形兩端卡入釘內(nèi)，三合板上表面事先鋪上一層牛仔布以增大摩擦，這樣玩具車就可以在橋面上跑起來(lái)了。把這套系統(tǒng)放在電子秤上， 關(guān)于電子

4、秤的示數(shù)，下列說(shuō)法正確的是（）A.玩具車靜止在拱橋頂端時(shí)比運(yùn)動(dòng)經(jīng)過頂端時(shí)的示數(shù)小一些8 .玩具車運(yùn)動(dòng)通過拱橋頂端時(shí)對(duì)橋壓力不可能為零C.玩具車運(yùn)動(dòng)通過拱橋頂端時(shí)處于超重狀態(tài)D.玩具車運(yùn)動(dòng)通過拱橋頂端時(shí)速度越大（未離開拱橋），電子秤的示數(shù)越小解析：選D玩具車靜止在拱橋頂端時(shí)對(duì)拱橋壓力等于玩具車的重力，當(dāng)玩具車以一定2的速度通過拱橋頂端時(shí)，合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得mg- N= nvR,解得N= mg-2nvR< mg所以玩具車運(yùn)動(dòng)通過拱橋頂端時(shí)電子秤示數(shù)比玩具車靜止在拱橋頂端時(shí)的示數(shù)小，故A錯(cuò)誤。當(dāng)玩具車以 v = qgR通過拱橋頂端時(shí)，此時(shí) N= 0,故B錯(cuò)誤。玩具車運(yùn)動(dòng)通過拱2

5、橋頂端時(shí)，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，故C錯(cuò)誤。根據(jù)N= mg- mR知，速度越大，支持力N越小，則示數(shù)越小，故 D正確。6.如圖所示，汽車車廂頂部懸掛一個(gè)輕質(zhì)彈簧，彈簧下端系一個(gè)質(zhì) 量為m的小球，當(dāng)汽車以某一不為零的速率在水平地面上勻速行駛時(shí)彈 簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)i；當(dāng)汽車以同一速率勻速率通過一個(gè)橋面為圓弧形凸形橋的最高點(diǎn)時(shí)，彈簧豎直且長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,下列說(shuō)法正確的是（）A. Li = L2B. Li>L2C. Li<L2D.三種情況均有可能解析：選B當(dāng)汽車在水平地面上勻速行駛時(shí)，設(shè)彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)c,勁度系數(shù)為k。根據(jù)平衡條件得 mg= k（Li-Lo）,解得吃Lo,當(dāng)汽車以同一速率勻速率通

6、過一個(gè)橋面為圓弧形凸形橋的最高點(diǎn)時(shí),22由牛頓第二定律得 mg-k（L2Lo）=m，解得L2=7gU L0笑，比較可得Li>L2,故A、 Rk kRC D錯(cuò)誤，B正確。7.如圖所示，質(zhì)量為m的小球固定在輕質(zhì)細(xì)桿的一端, 桿的另一端做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)速度 R是球心到O點(diǎn)的距離，則球?qū)U的作用力是 （）1B. 2 mg的壓力1A. 2mg的拉力C.2mg的拉力3D.2 mg的壓力解析：選A在最高點(diǎn)，設(shè)桿對(duì)球的弓t力向下，大小為F,根據(jù)牛頓第二定律得 m/Ff= mg> 0,說(shuō)明假設(shè)正確，即桿對(duì)球產(chǎn)生的是拉力，根據(jù)牛頓i第三定律得知，球?qū)U的作用力是 2mg的拉力。故

7、A正確。8 .我們可以用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究影響向心力大小的因素。長(zhǎng)槽上的擋板B到轉(zhuǎn)軸的距離是擋板 A的2倍，長(zhǎng)槽上白擋板 A和短槽上的擋板 C到各自轉(zhuǎn)軸的距離相等。 轉(zhuǎn) 動(dòng)手柄使長(zhǎng)槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 橫臂的擋板對(duì)球的壓力提供了向心力， 球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)球所受向心力的比值。（1）當(dāng)傳動(dòng)皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上時(shí)，塔輪邊緣處的 相等（選填“線速度”或“角速度”）；（2）探究向心力和角速度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)將傳動(dòng)皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將質(zhì)量相同的小球分別放在擋

8、板 和擋板 處（選填" A或" B或" C'）。解析：（1）兩塔輪是用傳動(dòng)皮帶連接，塔輪邊緣處的線速度相等。（2）要探究向心力和角速度的大小關(guān)系，所研究的兩球的質(zhì)量和圓周運(yùn)動(dòng)的半徑均相同，故質(zhì)量相同的小球應(yīng)分別放在擋板A和擋板C處。答案：（1）線速度 （2） A C9 .有一種叫“飛椅”的游樂項(xiàng)目，示意圖如圖所示。長(zhǎng)為L(zhǎng)的鋼繩一 端系著座椅，另一端固定在半徑為 r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣。轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為e。不計(jì)鋼繩的重力,求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼繩與轉(zhuǎn)動(dòng)軸在同一角速度3與夾角9的關(guān)系。解析：對(duì)座椅受力

9、分析，如圖所示。轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 3時(shí)，鋼繩與豎直方向的夾根據(jù)牛頓第二定律得 mgan2 .=mo R,角為e ,則座椅到轉(zhuǎn)軸的距離即座椅做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑gtan0r + Lsin9 °/ gtan 8答案：a=、/r + Lsin0B級(jí)一選考提能10 .多選下列敘述中正確的是()A.離心運(yùn)動(dòng)是由于合力不足以提供向心力而引起的B.離心運(yùn)動(dòng)的軌跡-一定是 直線C.洗衣機(jī)的脫水筒是利用離心運(yùn)動(dòng)把濕衣服甩干的D.汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過大，會(huì)因離心運(yùn)動(dòng)造成交通事故解析：選ACD物體做離心運(yùn)動(dòng)的軌跡并不一定是直線。當(dāng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到 的合力突然消失時(shí)，將做勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)物體受到的合力不為

10、零但不足以提供向心力時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線，故 B錯(cuò)誤。11 .多選乘坐游樂園中的翻滾過山車時(shí)，質(zhì)量為m的人隨車一起在豎直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，則()A.人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位仍可能產(chǎn)生壓力，但是壓力可能小于mgB.車在最高點(diǎn)時(shí)人處于倒立狀態(tài)，全靠保險(xiǎn)帶拉住，沒有保險(xiǎn)帶人就會(huì)掉下來(lái)C.人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力大于mgD.人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力等于mg解析：選 AC若在最高點(diǎn)時(shí)人與座位間恰好沒有作用力，由重力提供向心力，臨界速度為V0 = /gr,則當(dāng)人在最高點(diǎn)的速度 v加7時(shí)，人對(duì)座位就會(huì)產(chǎn)生壓力， 當(dāng)速度v/2gr 時(shí)，壓力Fvmg當(dāng)速度v寸M時(shí)，沒有保險(xiǎn)帶，人也不會(huì)掉下來(lái)，故 A正確，B錯(cuò)誤；人 在最低點(diǎn)

11、時(shí)，加速度方向豎直向上，人處于超重狀態(tài)，人對(duì)座位的壓力大于mg故C正確，D錯(cuò)誤。12 .多選用細(xì)繩拴著質(zhì)量為 m的小球，在豎直平面內(nèi)做半徑為 R的 $圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是（）/ 1 A.小球通過最高點(diǎn)時(shí)，繩子張力可以為01*B.小球通過最高點(diǎn)日的最小速度是0C.小球剛好通過最高點(diǎn)時(shí)的速度是gRD.小球通過最高點(diǎn)時(shí)，繩子對(duì)小球的作用力可以與球所受重力方向相反解析：選 AC設(shè)小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度為v。由合力提供向心力及牛頓第二定律得2mg Ft= nR。當(dāng)Ft=。時(shí)，v=ygR,故A正確；當(dāng)vv，gR寸,Ft< 0,而繩子只能產(chǎn)生拉力,不能產(chǎn)生與重力方向相反的支持力，故B

12、、D錯(cuò)誤；當(dāng)丫>弼時(shí)，F(xiàn)t>0,小球能沿圓弧通過最高點(diǎn)，可見，vygR是小球能沿圓弧通過最高點(diǎn)的條件，故c正確。13 .多選如圖所示，A B兩個(gè)小球質(zhì)量相等，用一根輕繩相連，另有一根輕繩的兩端分別連接 O點(diǎn)和小球B,讓兩個(gè)小球繞O點(diǎn)在光滑水 平桌面上以相同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若 OB期上的拉力大小為 Fi, AB繩上的拉力大小為 F2, OB= AB則（）A. A球的向心力為Fl, B球的向心力為F2B. A球的向心力為F2, B球的向心力為 FlC. A球的向心力為F2, B球的向心力為 Fi-F2D. Fi ： F2 = 3 ： 2解析：選CD小球在光滑水平桌面上做勻速圓周

13、運(yùn)動(dòng)，設(shè)角速度為3,在豎直方向上所受重力與桌面支持力平衡，水平方向不受摩擦力，繩子的拉力提供向心力。由牛頓第二定3律，對(duì)A球有F2=mr232,對(duì)B球有FiF2=mri3：已知2=2ri,各式聯(lián)立解得 Fi=2 F2,故C D正確。14 .多選如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為 m的小木塊a和b（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO的距離為l,b與轉(zhuǎn)軸的距離為21,:占占木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為go若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，用3表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，下列說(shuō)法正確的是 （）A. b一定比a先開始滑動(dòng)B. a、b所受的摩擦力始終相等b開始滑動(dòng)的臨界角速度D

14、.當(dāng)3 =、/2kg時(shí)，a所受摩擦力的大小為kmg2解析：選AC小木塊a、b做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由靜摩擦力提供向心力，即f = mo R當(dāng)角速度增加時(shí)，靜摩擦力增大，當(dāng)增大到最大靜摩擦力時(shí)，發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)木塊a： fa= rrto a2i ,當(dāng) fa=kmg時(shí)，kmg= mo a2l , 3 a= ??；對(duì)木塊 b： fb=mo b2 - 21 ,當(dāng) fb= kmg 時(shí)，kmg=mb2 - 21 , 3b=、J|g,所以b先達(dá)到最大靜摩擦力，即 b先開始滑動(dòng)，選項(xiàng) A 正確。兩木塊滑動(dòng)前轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，則 fa=mo 21 , fb=mo 221, faVfb,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。選項(xiàng)C正確。當(dāng)3 =

15、2kg時(shí)，a沒有滑動(dòng)，則fa=mo 2115.某學(xué)習(xí)小組做探究向心力與向心加速度關(guān)系實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲：一輕質(zhì)細(xì)線上端固定在拉力傳感器 O點(diǎn)，下端懸掛一質(zhì)量為 m的小鋼球。小球從A點(diǎn)靜止釋放后繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)沿著圓弧 ABC罷動(dòng)。已知重力加速度為 g,主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球直徑 do(2)按圖甲所示把實(shí)驗(yàn)器材安裝調(diào)節(jié)好。當(dāng)小球靜止時(shí)，如圖乙所示，毫米刻度尺0刻度與懸點(diǎn)O水平對(duì)齊(圖中未畫出)，測(cè)得懸點(diǎn)O到球心白距離L=m。(3)利用拉力傳感器和計(jì)算機(jī)， 描繪出小球運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)線拉力大小隨時(shí)間變化的圖線， 如圖丙所示。(4)利用光電計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)測(cè)出小千經(jīng)過 B點(diǎn)過程

16、中，其直徑的遮光時(shí)間為 At; 可得小球經(jīng)過 B點(diǎn)瞬時(shí)速度為v=(用d、At表示)。(5)若向心力與向心加速度關(guān)系遵循牛頓第二定律，則小球通過B點(diǎn)時(shí)物理量 m v、L、g、Fi(或F2)應(yīng)滿足的關(guān)系式為： 。解析：(2)由題圖所示刻度尺可知，其分度值為1 mm,其示數(shù)為：86.30 cm =0.863 0 m（0.862 5 0.863 5 均正確）；小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度：丫=等；（5）由題圖所示圖像可知，小球經(jīng)過 B點(diǎn)時(shí)繩子的拉力為F2,繩子的拉力與重力的合力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得:2vF2- mg=氣。答案：（2）0.863 0 （0.86250.8635 均平）

17、（4） （5） F2-mg=416.如圖所示，水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為 m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）， 物體和轉(zhuǎn)軸的輕繩長(zhǎng)為r,物體與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是其重力的倍，轉(zhuǎn)盤的角速度由零逐漸增大，求：（1）繩子對(duì)物體的拉力為零時(shí)的最大角速度；連接（2）當(dāng)角速度為、/穿時(shí)，繩子對(duì)物體拉力的大小。解析：（1）當(dāng)物體恰由最大靜摩擦力提供向心力時(shí)，繩子拉力為零，此時(shí)符合條件的角速度最大，設(shè)此時(shí)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為3。，則（1 mg= nto 0 r,得w 0=（2）當(dāng)3 =、/崇時(shí),3>30,此時(shí)繩子的拉力F和最大靜摩擦力共同提供向心力,2此時(shí)有 F+（1 mg= mo r,1解得F= 2 W mg1（2） 2 W mg17.（2019 聊城高一檢測(cè)）一個(gè)人用一根長(zhǎng)1 m,只能承受35 N拉 力的繩子，拴著一個(gè)質(zhì)量為 1 kg的小球，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，已知 轉(zhuǎn)軸O離地面高為6 m,如圖所示。（g取10 m/s 2）小球做圓周運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的速度v達(dá)到多少時(shí)方