學(xué)年高中物理第章勻速圓周運(yùn)動(dòng)章末檢測(cè)魯科版必修

1、學(xué)年高中物理第章勻速圓周運(yùn)動(dòng)章末檢測(cè)魯科版必修學(xué)年高中物理第章勻速圓周運(yùn)動(dòng)章末檢測(cè)魯科版必修PAGE學(xué)年高中物理第章勻速圓周運(yùn)動(dòng)章末檢測(cè)魯科版必修第4章勻速圓周運(yùn)動(dòng)章末檢測(cè)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(共10小題，每題5分，共50分。17題為單項(xiàng)選擇題，810題為多項(xiàng)選擇題)1.(2018淮安高一檢測(cè))某物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以下描述其運(yùn)動(dòng)的物理量中，恒定不變的是()A.向心力B.向心加速度C.線速度D.周期分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線速度大小不變，方向改變；向心加速度大小不變，方向向來(lái)指向圓心；向心力大小不變，方向向來(lái)指向圓心；周期不變。故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。答案D2.大型游樂(lè)

2、場(chǎng)中有一種“摩天輪”的娛樂(lè)設(shè)施，如圖1所示，坐在其中的游客隨輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)此有以下說(shuō)法，其中正確的選項(xiàng)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(dòng)C.游客做的是一種勻變速運(yùn)動(dòng)D.游客的速度不斷地改變，加速度不變分析游客做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度和加速度的大小不變，但它們的方向時(shí)辰在改變，均為變量，因此游客做的是變加速曲線運(yùn)動(dòng)，而非勻變速運(yùn)動(dòng)，處于非平衡狀態(tài)。答案B3.如圖2所示，B和C是一組塔輪，即B和C半徑不一樣樣，但固定在同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，其半徑之比為RBRC32，A輪的半徑大小與C輪相同，它與B輪緊靠在一起，當(dāng)A輪繞過(guò)其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于摩擦作用，B輪也隨

3、之無(wú)滑動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。a、b、c分別為三輪邊緣的三個(gè)點(diǎn)，則a、b、c三點(diǎn)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的()圖2A.線速度大小之比為322B.角速度之比為332C.轉(zhuǎn)速之比為232D.向心加速度大小之比為964分析A、B輪摩擦傳動(dòng)，故vavb，aRAbRB，ab32；B、C同軸，故bc，eqf(vb,RB)eqf(vc,RC)，vbvc32，因此vavbvc332，abc322，故A、B錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)速之比等于角速度之比，故C錯(cuò)誤；由av得：aaabac964，D正確。答案D4.如圖3所示，A、B兩個(gè)小球質(zhì)量相等，用一根輕繩相連，還有一根輕繩的兩端分別連接O點(diǎn)和B點(diǎn)，讓兩個(gè)小球繞O點(diǎn)在圓滑水平桌面上以相同的角速度做勻速

4、圓周運(yùn)動(dòng)，若OB繩上的拉力為F1，AB繩上的拉力為F2，OBAB，則()圖3A.A球所受向心力為F1，B球所受向心力為F2B.A球所受向心力為F2，B球所受向心力為F1C.A球所受向心力為F2，B球所受向心力為F1F2D.F1F223分析小球在圓滑水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)角速度為，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，繩子的拉力供應(yīng)向心力。由牛頓第二定律，對(duì)A球有F2mr22，對(duì)B球有F1F2mr12，已知r22r1，各式聯(lián)立解得F1eqf(3,2)F2，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案C5.一汽車經(jīng)過(guò)拱形橋極點(diǎn)時(shí)速度為10m/s，車對(duì)橋頂?shù)膲毫檐囍氐膃qf(3,4)，

5、若是要使汽車在橋頂對(duì)橋面沒(méi)有壓力，車速最少為()A.15m/sB.20m/sC.25m/sD.30m/s分析當(dāng)Neqf(3,4)G時(shí)，由于，GNmeqf(v2,r)，因此eqf(1,4)Gmeqf(v2,r)；當(dāng)N0時(shí)，Gmeqf(v2,r)，因此v2v20m/s。答案B6.(2018青島高一檢測(cè))小球P和Q用不可以伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短。將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖4所示。將兩球由靜止釋放。在各自軌跡的最低點(diǎn)()圖4A.P球的速度必然大于Q球的速度B.P球的動(dòng)能必然小于Q球的動(dòng)能C.P球所受繩的拉力必然大于Q球所受繩的拉力D.

6、P球的向心加速度必然小于Q球的向心加速度分析小球由靜止釋放，由機(jī)械能守恒定律，可知mgleqf(1,2)mv2，即veqr(2gl)。因mPmQ，lPlQ，則vPvQ，動(dòng)能大小無(wú)法判斷，A、B錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)時(shí)滿足FTmgeqf(mv2,l)，將veqr(2gl)代入可得FT3mg，mPmQ，故FTPFTQ，C正確；向心加速度aneqf(v2,l)2g，與m及l(fā)沒(méi)關(guān)，故anPanQ，D錯(cuò)誤。答案C7.質(zhì)量為m的小球被系在輕繩一端，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球碰到空氣阻力的作用。設(shè)某一時(shí)辰小球經(jīng)過(guò)軌道的最低點(diǎn)，此時(shí)繩子的張力為7mg，此后小球連續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)半個(gè)圓周恰能經(jīng)過(guò)

7、最高點(diǎn)，則在此過(guò)程中小球戰(zhàn)勝空氣阻力所做的功為()A.eqf(mgR,4)B.eqf(mgR,3)C.eqf(mgR,2)D.mgR分析小球在圓周最低點(diǎn)時(shí)，設(shè)速度為v1則7mgmgeqf(mveqoal(2,1),R)設(shè)小球恰能經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)的速度為v2則mgeqf(mveqoal(2,2),R)設(shè)轉(zhuǎn)過(guò)半個(gè)圓周過(guò)程中小球戰(zhàn)勝空氣阻力做的功為W，由動(dòng)能定理得mg2RWeqf(mveqoal(2,2),2)eqf(mveqoal(2,1),2)由解得Weqf(mgR,2)，選項(xiàng)C正確。答案C8.在加拿大溫哥華舉行的第二十一屆冬奧會(huì)花式滑冰雙人自由滑比賽中，中國(guó)選手申雪、趙宏博獲得冠軍。如圖5所示，若是

8、趙宏博以自己為轉(zhuǎn)動(dòng)軸拉著申雪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若趙宏博的轉(zhuǎn)速為30r/min，手臂與豎直方向夾角為60，申雪的質(zhì)量是50kg，她觸地冰鞋的線速度為4.7m/s，則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖5A.申雪做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為rad/sB.申雪觸地冰鞋做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑約為2mC.趙宏博手臂拉力約是850ND.趙宏博手臂拉力約是500N分析申雪做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度等于趙宏博轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。則2neqf(230,60)rad/srad/s，由vr得r1.5m，A正確，B錯(cuò)誤；由Fcos30mr2，解得F850N，C正確，D錯(cuò)誤。答案AC9.如圖6所示，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則以

9、下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()圖6A.小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力不可以能為零B.若小球恰好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則其在最高點(diǎn)的速率為eqr(gL)C.小球過(guò)最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力必然大于小球重力D.若在最低點(diǎn)速度為3eqr(gL)，則無(wú)法到達(dá)最高點(diǎn)分析由于不知道小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)的速率，故無(wú)法確定繩子的拉力大小，A錯(cuò)誤；若小球恰好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則其在最高點(diǎn)的速率滿足mgmeqf(v2,L)，推導(dǎo)可得veqr(gL)，B正確；若最高點(diǎn)速度為eqr(gL)，由eqf(1,2)mv22mgLeqf(1,2)mv2得最低點(diǎn)的最小速度veqr(5gL)，D錯(cuò)誤；小球過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，向心力方向向上，故繩子

10、的拉力必然大于小球重力，選項(xiàng)C正確。答案BC10.如圖7所示，長(zhǎng)0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿，一端固定有一個(gè)質(zhì)量為3kg的小球，另一端由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，使桿繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球的速率為2m/s。取g10m/s2，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖7A.小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是24NB.小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的壓力大小是6NC.小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是24ND.小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是54N分析設(shè)小球在最高點(diǎn)時(shí)受桿的彈力豎直向上，則mgN1meqf(v2,l)，得N1mgmeqf(v2,l)6N，故小球?qū)U的壓力大小是6N，A錯(cuò)誤，B正確；小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)N2mgmeq

11、f(v2,l)，得N2mgmeqf(v2,l)54N，小球?qū)U的拉力大小是54N，C錯(cuò)誤，D正確。答案BD二、非選擇題(共5小題，共50分)11.(4分)航天器繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)處于圓滿失重狀態(tài)，物體對(duì)支持面幾乎沒(méi)有壓力，因此在這種環(huán)境中已經(jīng)無(wú)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8所示的裝置(圖中O為圓滑小孔)來(lái)間接測(cè)量物體的質(zhì)量：給待測(cè)物體一個(gè)初速度，使它在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)航天器中擁有基本測(cè)量工具。圖8(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)量的物理量是_。(2)待測(cè)物體質(zhì)量的表達(dá)式為m_。分析需測(cè)量物體做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T、半徑R以及彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，則有Fmeqf(42,T2)

12、R，因此待測(cè)物體質(zhì)量的表達(dá)式為meqf(FT2,42R)。答案(1)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F、圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R、圓周運(yùn)動(dòng)的周期T(2)eqf(FT2,42R)12.(10分)某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測(cè)玩具小車經(jīng)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R0.20m)。圖9完成以下填空：(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖甲所示，托盤秤的示數(shù)為1.00kg。(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí)，托盤秤的示數(shù)如圖乙所示，該示數(shù)為_kg。(3)將小車從凹形橋模擬器某一地址釋放，小車經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)，此過(guò)程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從

13、同一地址釋放小車，記錄各次的m值以下表所示：序號(hào)12345m/kg1.801.751.851.751.90(4)依照以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為_N；小車經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為_m/s。(重力加速度大小取9.80m/s2，計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)分析(2)托盤秤的最小標(biāo)度為0.1kg，則讀數(shù)為1.00kg4.00.1kg1.40kg。(4)小車經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為Feqf(1.80g1.75g1.85g1.75g1.90g,5)1.00g7.9N，在橋的最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得Fmgmeqf(v2,R)，其中m1.40kg1.00kg0.40kg，再代入其他數(shù)據(jù)解

14、得v1.4m/s。答案(2)1.40(4)7.91.413.(10分)在某娛樂(lè)節(jié)目中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺(tái)上，小明和小陽(yáng)觀看后對(duì)此進(jìn)行了議論。如圖10所示，他們將選手簡(jiǎn)化為質(zhì)量m60kg的質(zhì)點(diǎn)，選手抓住繩由靜止開始搖動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向夾角53，繩的懸掛點(diǎn)O距水面的高度為H3m。不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺(tái)露出水面的高度不計(jì)，水足夠深。取重力加速度g10m/s2，sin530.8，cos530.6。求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩拉力的大小F。圖10分析由機(jī)械能守恒mgl(1cos)eqf(1,2)mv2選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)Fmgmeqf(v2,l)解得F(32cos)mg1080N

15、人對(duì)繩的拉力FF，則F1080N。答案1080N14.(12分)如圖11所示，一個(gè)質(zhì)量為m0.6kg的小球以某一初速度v02m/s從P點(diǎn)水平拋出，從粗糙圓弧ABC的A點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入(不計(jì)空氣阻力，進(jìn)入圓弧時(shí)無(wú)機(jī)械能損失)且恰好沿圓弧經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)C，已知圓弧的圓心為O，半徑R0.3m，60，g10m/s2。試求：圖11(1)小球到達(dá)A點(diǎn)的速度vA的大?。?2)P點(diǎn)與A點(diǎn)的豎直高度H；(3)小球從圓弧A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C的過(guò)程中戰(zhàn)勝摩擦力所做的功W。分析(1)在A處由速度的合成得vAeqf(v0,cos)代入解得vA4m/s(2)P到A小球做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直分速度vyv0tan由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有veqoa

16、l(2,y)2gH由以上兩式解得H0.6m(3)恰好過(guò)C點(diǎn)滿足mgeqf(mveqoal(2,C),R)由A到C由動(dòng)能定理得mgR(1cos)Weqf(1,2)mveqoal(2,C)eqf(1,2)mveqoal(2,A)代入解得W1.2J。答案(1)4m/s(2)0.6m(3)1.2J15.(14分)(2018廣州高一檢測(cè))如圖12所示，圓滑圓管形軌道固定在地面上，AB部分水平，BC部分是處于豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓，圓管截面半徑rR，有一質(zhì)量為m，半徑比r略小的圓滑小球以必然水平初速度射入圓管A端，重力加速度為g，則：圖12(1)當(dāng)小球到達(dá)圓管C端時(shí)，恰好對(duì)圓管沒(méi)有壓力，則小球射入圓管A端的速度v0為多大？(2)假設(shè)小球可從圓管C端射出，試議論：小球到達(dá)C端處對(duì)管壁壓力方向不一樣樣時(shí)，對(duì)應(yīng)射入A端速度v0的條件。分析(1)小球到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí)，對(duì)圓管無(wú)壓力，