高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版必修2章末檢測　圓周運(yùn)動

1、章末檢測(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1大型游樂場中有一種“摩天輪”的娛樂設(shè)施，如圖1所示，坐在其中的游客隨輪的轉(zhuǎn)動而做勻速圓周運(yùn)動，對此有以下說法，其中正確的是()圖1A游客處于一種平衡狀態(tài)B游客做的是一種變加速曲線運(yùn)動C游客做的是一種勻變速運(yùn)動D游客的速度不斷地改變，加速度不變答案B解析游客做勻速圓周運(yùn)動，速度和加速度的大小不變，但它們的方向時刻在改變，均為變量，因此游客做的是變加速曲線運(yùn)動，而非勻變速運(yùn)動，處于非平衡狀態(tài)2如圖2所示是自行車傳動結(jié)構(gòu)的示意圖，其中是半徑為r1的大齒輪，是半徑為r2的小齒輪，是半徑為r3的后輪，假設(shè)腳踏板

2、的轉(zhuǎn)速為n r/s，則自行車前進(jìn)的速度為()圖2A BC D答案C解析自行車前進(jìn)速度即為輪的線速度，由同一個輪上的角速度相等，同一鏈條上的線速度相等可得：1r12r2，32，再有12n，v3r3，所以v3在離心澆鑄裝置中，電動機(jī)帶動兩個支承輪同向轉(zhuǎn)動，管狀模型放在這兩個輪上靠摩擦轉(zhuǎn)動，如圖3所示，鐵水注入之后，由于離心作用，鐵水緊緊靠在模型的內(nèi)壁上，從而可得到密實(shí)的鑄件，澆鑄時轉(zhuǎn)速不能過低，否則，鐵水會脫離模型內(nèi)壁，產(chǎn)生次品已知管狀模型內(nèi)壁半徑為R，則管狀模型轉(zhuǎn)動的最低角速度為()圖3A B C D2答案A解析以管狀模型內(nèi)最高點(diǎn)處的鐵水為研究對象，轉(zhuǎn)速最低時，重力提供向心力，即mgm2R，得4

3、一汽車通過拱形橋頂點(diǎn)時速度為10 m/s，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?，如果要使汽車在橋頂對橋面沒有壓力，車速至少為()A15 m/s B20 m/sC25 m/s D30 m/s答案B解析當(dāng)NG時，因?yàn)?，GNm，所以Gm；當(dāng)N0時，Gm，所以v2v20 m/s5如圖4所示，質(zhì)量為m的物塊從半徑為R的半球形碗邊向碗底滑動，滑到最低點(diǎn)時的速度為v，若物塊滑到最低點(diǎn)時受到的摩擦力是f，則物塊與碗的動摩擦因數(shù)為()圖4A BC D答案B解析物塊滑到最低點(diǎn)時受豎直方向的重力、支持力和水平方向的摩擦力三個力作用，據(jù)牛頓第二定律得Nmgm，又fN，聯(lián)立解得，選項(xiàng)B正確6如圖5所示，光滑固定的水平圓盤中心有一個光

4、滑的小孔，用一細(xì)繩穿過小孔連接質(zhì)量分別為m1、m2的小球A和B，讓B球懸掛，A球在光滑的圓盤面上繞圓盤中心做勻速圓周運(yùn)動，角速度為，半徑為r，則關(guān)于r和關(guān)系的圖象正確的是()圖5答案B解析根據(jù)m2gm1r2得：r，可知r與成正比，與2成反比，故A錯誤，B正確；因?yàn)?，則與2成正比，故C、D錯誤二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)7如圖6所示，“旋轉(zhuǎn)秋千”中的兩個座椅A、B質(zhì)量相等，通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上不考慮空氣阻力的影響，當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是()圖6AA的速度比B的大BA的向心加速度比B的小C懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等D懸

5、掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小答案BD解析因?yàn)锳、B的角速度相同，線速度vr，而rArB，所以vAvB，則A項(xiàng)錯；根據(jù)ar2知aAaB，則B項(xiàng)正確；如圖，tan ，而B的向心加速度較大，則B的纜繩與豎直方向夾角較大，纜繩拉力T，則TAmg，杯中水受到的杯子彈力不可能等于0，所以D對9如圖8所示，長0.5 m的輕質(zhì)細(xì)桿，一端固定有一個質(zhì)量為3 kg的小球，另一端由電動機(jī)帶動，使桿繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，小球的速率為2 m/s.取g10 m/s2，下列說法正確的是()圖8A小球通過最高點(diǎn)時，對桿的拉力大小是24 NB小球通過最高點(diǎn)時，對桿的壓力大小是6 NC小球通過最低點(diǎn)時，對桿的拉力

6、大小是24 ND小球通過最低點(diǎn)時，對桿的拉力大小是54 N答案BD解析設(shè)小球在最高點(diǎn)時受桿的彈力豎直向上，則mgN1m，得N1mgm6 N，故小球?qū)U的壓力大小是6 N，A錯誤，B正確；小球通過最低點(diǎn)時N2mgm，得N2mgm54 N，小球?qū)U的拉力大小是54 N，C錯誤，D正確10有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺形表演臺的側(cè)壁高速行駛，做勻速圓周運(yùn)動如圖9所示，圖中虛線表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h，下列說法中正確的是()圖9Ah越高，摩托車對側(cè)壁的壓力將越大Bh越高，摩托車做圓周運(yùn)動的線速度將越大Ch越高，摩托車做圓周運(yùn)動的周期將越大Dh越高，摩托車做圓

7、周運(yùn)動的向心力將越大答案BC解析摩托車受力如圖所示由于N所以摩托車受到側(cè)壁的支持力與高度無關(guān)，保持不變，摩托車對側(cè)壁的壓力F也不變，A錯誤；由Fmgtan mm2rmr知h變化時，向心力F不變，但高度升高，r變大，所以線速度變大，角速度變小，周期變大，選項(xiàng)B、C正確，D錯誤三、填空題(共2小題，共12分)11 (6分)航天器繞地球做勻速圓周運(yùn)動時處于完全失重狀態(tài)，物體對支持面幾乎沒有壓力，所以在這種環(huán)境中已經(jīng)無法用天平稱量物體的質(zhì)量假設(shè)某同學(xué)在這種環(huán)境中設(shè)計(jì)了如圖10所示的裝置(圖中O為光滑小孔)來間接測量物體的質(zhì)量：給待測物體一個初速度，使它在桌面上做勻速圓周運(yùn)動設(shè)航天器中具有基本測量工具圖

8、10(1)實(shí)驗(yàn)時需要測量的物理量是_(2)待測物體質(zhì)量的表達(dá)式為m_答案(1)彈簧測力計(jì)示數(shù)F、圓周運(yùn)動的半徑R、圓周運(yùn)動的周期T(2)解析需測量物體做圓周運(yùn)動的周期T、半徑R以及彈簧測力計(jì)的示數(shù)F，則有FmR，所以待測物體質(zhì)量的表達(dá)式為m12(6分)如圖11所示皮帶傳動輪，大輪直徑是小輪直徑的2倍，A是大輪邊緣上一點(diǎn)，B是小輪邊緣上一點(diǎn)，C是大輪上一點(diǎn)，C到圓心O1的距離等于小輪半徑轉(zhuǎn)動時皮帶不打滑，則A、B兩點(diǎn)的角速度之比AB_，B、C兩點(diǎn)向心加速度大小之比aBaC_圖11答案1241四、計(jì)算題(本題共4小題，共40分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)

9、13 (8分)如圖12所示，在豎直平面內(nèi)有半徑為R的圓軌道，表演者騎著摩托車在圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動已知人和摩托車的總質(zhì)量為m，人以v1的速度過軌道最高點(diǎn)B，并以v2v1的速度過最低點(diǎn)A求A、B兩點(diǎn)摩托車對軌道的壓力大小相差多少？圖12答案6mg解析在B點(diǎn)，NBmgm，解得NBmg，根據(jù)牛頓第三定律，B點(diǎn)摩托車對軌道的壓力大小NBNBmg在A點(diǎn)，NAmgm解得NA7mg，根據(jù)牛頓第三定律，A點(diǎn)摩托車對軌道的壓力大小NANA7mg所以在A、B兩點(diǎn)車對軌道的壓力大小相差NANB6mg14 (10分)如圖13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))，連接物體和轉(zhuǎn)軸的繩子長為r，物體與轉(zhuǎn)盤間的最大

10、靜摩擦力是其壓力的倍，轉(zhuǎn)盤的角速度由零逐漸增大，求：當(dāng)角速度分別為 和 時，繩子對物體拉力的大小圖13答案0mg解析當(dāng)向心力只由最大靜摩擦力提供時，由mgm2r得： ，1 ，物體所需向心力僅由靜摩擦力提供，此時繩子對物體拉力為零2 ，物體受到的最大靜摩擦力不足以提供向心力，此時繩子對物體有拉力由Nmg，NTmr得Tmrmgmrmgmg此時繩子對物體拉力的大小為mg15(10分)如圖14所示，一光滑的半徑為R的半圓形軌道固定在水平面上，一個質(zhì)量為m的小球以某一速度沖上軌道，然后小球從軌道口B處飛出，最后落在水平面上已知小球落地點(diǎn)C距B處的距離為3R，求小球?qū)壍揽贐處的壓力為多大圖14答案mg解

11、析設(shè)小球經(jīng)過B點(diǎn)時速度為v0，則小球平拋的水平位移為xR，2Rgt2，所以tv0對小球過B點(diǎn)時由牛頓第二定律得Fmgm，F(xiàn)mg由牛頓第三定律得FFmg16(12分)如圖15所示，軌道ABCD的AB段為一半徑R0.2 m的光滑圓形軌道，圓心為O，且OA水平，BC段為高為h5 m的豎直軌道，CD段為水平軌道，一質(zhì)量為0.2 kg的小球從A點(diǎn)由靜止開始下滑，到達(dá)B點(diǎn)時速度的大小為2 m/s，離開B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(g10 m/s2)，求：圖15(1)小球離開B點(diǎn)后，在CD軌道上的落地點(diǎn)到C點(diǎn)的水平距離；(2)小球到達(dá)B點(diǎn)時對圓形軌道的壓力大?。?3)如果在BCD軌道上放置一個傾角45的斜面(如圖中虛線所示)，那么小球離開B點(diǎn)后能否落到斜面上？如果能，求它第一次落在斜面上的位置距離B點(diǎn)有多遠(yuǎn)如果不能，請說明理由答案(1)2 m(2)6 N(3)能落到斜面上，第一次落在斜面上的位置距離B點(diǎn)1.13 m解析(1)設(shè)小球離開B點(diǎn)做平拋運(yùn)動的時間為t1，落地點(diǎn)到C點(diǎn)距離為x由hgt得：t11 sxvBt12 m(2)小球到達(dá)B點(diǎn)時受重力G和豎