2020-2021學(xué)年人教版高一物理必修二：圓周運(yùn)動(dòng) 單元測(cè)試卷（B）卷 解析卷

圓周運(yùn)動(dòng)單元測(cè)試（B）卷一、單項(xiàng)選擇題（本題共8小題，每小題3分，共24分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意．請(qǐng)將解答填涂在答題卡的相應(yīng)位置上。）1.（北京市北師大二附中2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列哪些量是不變的（）A.線速度 B.角速度 C.向心加速度 D.向心力【答案】B【解析】【詳解】在描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量中，線速度、向心加速度、向心力這幾個(gè)物理量都是矢量，雖然其大小不變但是方向在變，因此這些物理量是變化的；所以保持不變的量是角速度，故B正確，ACD錯(cuò)誤。2.（山東省菏澤市2019-2020學(xué)年高一（下）期中考試物理試題）下面四個(gè)公式中表示勻透圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度，表示勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，表示勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度，表示周期，表示勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，則下面四個(gè)式子中正確的是（）①②③④A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)向心加速度的基本公式：an=，結(jié)合v=ωr，所以an＝ω2r；；又：；所以：an＝rω2＝r()2＝，所以①②③正確，④錯(cuò)誤．故選A．【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是明確線速度、角速度、向心加速度的定義公式，同時(shí)要記住線速度與角速度的關(guān)系公式v=Rω，能正確推導(dǎo)各量之間的關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵．3.（河北省邢臺(tái)市2019-2020學(xué)年高一下學(xué)期三月月考物理試題）圖示為東漢時(shí)期出現(xiàn)的記里鼓車．每行駛一里（）路，木人自動(dòng)擊鼓一次，有一記里鼓車，車輪的直徑為，沿一平直路面勻速行駛時(shí)，每行駛木人擊鼓一次，則車輪邊緣質(zhì)點(diǎn)的角速度大小為（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】由題可知每車行駛的位移為，所以車輪邊緣的線速度：，由線速度與角速度關(guān)系可得：．A.，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.，與結(jié)論相符，選項(xiàng)D正確；4.（湖北省荊州中學(xué)2019-2020學(xué)年高一下學(xué)期3月物理試題）如圖所示，B為豎直圓軌道的左端點(diǎn)，它和圓心O的連線與豎直方向的夾角為，一質(zhì)量的小球在圓軌道左側(cè)的A點(diǎn)以速度平拋，恰好沿B點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓軌道，圓軌道半徑，自由落體加速度取，則（）A.小球由A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為B.A、B之間的水平距離為C.小球進(jìn)入圓軌道的B點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力為7ND.小球進(jìn)入圓軌道的B點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力為5N【答案】C【解析】【詳解】A．小球平拋恰好沿切線方向進(jìn)入豎直圓軌道，在點(diǎn)分解速度，則豎直方向上速度豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)解得A錯(cuò)誤；B．小球水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)B錯(cuò)誤；CD．在點(diǎn)速度根據(jù)牛頓第二定律解得根據(jù)牛頓第三定律可知小球在點(diǎn)對(duì)軌道的壓力為，C正確，D錯(cuò)誤。故選C。5.（江蘇省海安高級(jí)中學(xué)2019-2020學(xué)年高一下學(xué)期3月線上考試物理試題）如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿，一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端固定在水平轉(zhuǎn)軸O上，現(xiàn)讓桿繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為，某時(shí)刻桿對(duì)球的作用力恰好與桿垂直，則此時(shí)桿與水平面的夾角滿足（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【詳解】小球所受重力和桿子的作用力的合力提供向心力，受力如圖所示；根據(jù)牛頓第二定律有：，解得：，AC．，A正確C錯(cuò)誤；BD．求出來(lái)是的表達(dá)式，而并非的表達(dá)式，BD錯(cuò)誤．6.（河北省邯鄲永年縣第二中學(xué)2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）如圖所示為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為r，是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑是4r，小輪的半徑為2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r，點(diǎn)和點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上。若在傳動(dòng)過程中，皮帶不打滑。則（）A.點(diǎn)與點(diǎn)的線速度大小相等 B.點(diǎn)與點(diǎn)的角速度大小相等C.點(diǎn)與點(diǎn)的線速度大小相等 D.點(diǎn)與點(diǎn)的線速度大小相等【答案】C【解析】【詳解】左、右兩輪通過皮帶傳動(dòng)，在皮帶不打滑的前提下，、兩點(diǎn)的線速度大小相等，、、三點(diǎn)的角速度大小相等，即由可得顯然則又則故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。7.（江蘇省鹽城市大豐區(qū)新豐中學(xué)2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）洗衣機(jī)的脫水筒采用帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說(shuō)法中不正確的是（）A.脫水過程中，衣物是緊貼筒壁的B.加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，脫水效果會(huì)更好C.水會(huì)從桶中甩出是因?yàn)樗问艿较蛐牧艽蟮木壒蔇.靠近中心的衣物脫水效果不如四周的衣物脫水效果好【答案】C【解析】【詳解】A．脫水過程中，衣物做離心運(yùn)動(dòng)而甩向桶壁。故A正確，不符合題意；

B．根據(jù)F=ma=mω2R，ω增大會(huì)使向心力F增大，而轉(zhuǎn)筒有洞，不能提供足夠大的向心力，水滴就會(huì)被甩出去，增大向心力，會(huì)使更多水滴被甩出去。故B正確，不符合題意；

C．水滴依附的附著力是一定的，當(dāng)水滴因做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大于該附著力時(shí)，水滴被甩掉。故C錯(cuò)誤，符合題意；

D．靠近中心的衣服，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑R比較小，角速度ω一樣，所以向心力小，脫水效果差。故D正確，不符合題意。故選C。8.（河北省灤南縣第一中學(xué)2019-2020學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題）如圖所示，下列有關(guān)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析，其中說(shuō)法正確的是（）A.汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，汽車處于失重狀態(tài)B.在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，目的是利用輪緣與外軌的側(cè)壓力助火車轉(zhuǎn)彎C.“水流星”勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，在最高點(diǎn)處水對(duì)碗底的壓力小于其在最低處水對(duì)碗底的壓力D.脫水桶的脫水原理是水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出【答案】C【解析】【詳解】A．汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可知汽車處于超重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B．在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，目的是在合適的速度下，減小車輪與軌道之間的壓力，B錯(cuò)誤；C．“水流星”勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，在最高點(diǎn)處在最低點(diǎn)所以結(jié)合牛頓第三定律可知在最高點(diǎn)處水對(duì)碗底的壓力小于其在最低處水對(duì)碗底的壓力，C正確；D．洗衣機(jī)脫水桶的原理是水滴受到的力小于它所需要的向心力，所以水滴做離心運(yùn)動(dòng)，脫離衣服，達(dá)到脫水的目的，D錯(cuò)誤。故選C。二、多項(xiàng)選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意．全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分．請(qǐng)將解答填涂在答題卡的相應(yīng)位置上。）9.（山西省太原市致遠(yuǎn)實(shí)驗(yàn)中學(xué)校2019-2020學(xué)年高一（下）期中考試物理試題）如圖所示的圖象為A、B兩球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度隨半徑變化的關(guān)系圖象，由圖象中可得知（）A.A球運(yùn)動(dòng)時(shí)線速度大小不變B.A球運(yùn)動(dòng)時(shí)角速度不變C.B球運(yùn)動(dòng)時(shí)角速度不變D.B球運(yùn)動(dòng)時(shí)線速度大小不變【答案】AC【解析】【詳解】AB．A物體向心加速度與半徑成反比，根據(jù)可知線速度大小不變。故A正確，B錯(cuò)誤；CD．B物體的向心加速度與半徑成正比，根據(jù)可知角速度不變。故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。10.（江蘇省沭陽(yáng)縣2019-2020學(xué)年高一（下）期中調(diào)研測(cè)試物理試題）如圖所示為洗衣機(jī)脫水筒。在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的洗衣機(jī)脫水筒內(nèi)壁上有一件濕衣服與圓筒一起運(yùn)動(dòng)，衣服相對(duì)于圓筒壁靜止，則（）A.衣服受重力、彈力和摩擦力三個(gè)力作用B.衣服受重力、彈力、摩擦力和向心力四個(gè)力作用C.洗衣機(jī)脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)得越快，衣服與筒壁間的摩擦力就越大D.衣服上的水滴與衣服間的附著力小于所需的向心力時(shí)，水滴做離心運(yùn)動(dòng)【答案】AD【解析】【詳解】AB．衣服受重力、彈力和摩擦力三個(gè)力作用，故B錯(cuò)誤，A正確；C．由于衣服在圓筒上不掉下來(lái)，豎直方向上沒有加速度，即重力與摩擦力二力平衡，故衣服與筒壁間的摩擦力不變，故C錯(cuò)誤；D．衣服上的水滴與衣服間的附著力提供向心力，當(dāng)附著力小于提供所需的向心力時(shí)，水滴做離心運(yùn)動(dòng)，故D正確。故選AD。11.（吉林省通化市通化縣綜合高級(jí)中學(xué)2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)小木塊a、b和c放在水平圓盤上，a、b兩個(gè)質(zhì)量均為m，c的質(zhì)量為。a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l，b、c與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為，且均處于水平圓盤的邊緣。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g，若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（）A.b、c所受的摩擦力始終相等，故同時(shí)從水平圓盤上滑落B.a、b和c均未滑落時(shí)，a、c所受摩擦力的大小相等C.b和c均未滑落時(shí)線速度大小一定相等D.b開始滑動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速是【答案】BC【解析】【分析】【詳解】A．b、c所受的最大靜摩擦力不相等，故不會(huì)同時(shí)從水平圓盤上滑落，A錯(cuò)誤；B．當(dāng)a、b和c均未滑落時(shí)，木塊所受的靜摩擦力相等，，所以a、c所受的靜摩擦力相等，都小于b的靜摩擦力，故B正確；C．b和c均未滑落時(shí)，根據(jù)v=rω可知線速度大小一定相等，故C正確；D．以b為研究對(duì)象，由牛頓第二定律得解得，轉(zhuǎn)速，故D錯(cuò)誤。故選BC。12.（北京市北師大二附中2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）如圖所示，長(zhǎng)為l的輕桿，一端固定一個(gè)小球，另一端固定在軸上，使小球在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g。下列敘述正確的是（）A.小球在最高點(diǎn)時(shí)的最小速度B.小球在最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力可能為支持力C.小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度v由逐漸增大，桿對(duì)小球的拉力也逐漸增大D.小球在最低點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一定為拉力【答案】BCD【解析】【詳解】A．小球在最高點(diǎn)的最小速度為零，此時(shí)重力等于桿子的支持力，故A錯(cuò)誤；B．因當(dāng)小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度為時(shí)桿對(duì)球的作用力為零，小球在最高點(diǎn)時(shí)，當(dāng)速度小于時(shí)，桿對(duì)球的作用力為支持力，故B正確；C．因當(dāng)小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度為時(shí)桿對(duì)球的作用力為零，則在最高點(diǎn)球的速度v由逐漸增大時(shí)，由可知，桿對(duì)小球的拉力也逐漸增大，故C正確；D．小球在最低點(diǎn)時(shí)，由可知桿對(duì)球的作用力一定為拉力，故D正確。故選BCD。三、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共15分．）13.（山西省忻州市第一中學(xué)2019-2020學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題）在“用圓錐擺驗(yàn)證向心力的表達(dá)式”實(shí)驗(yàn)中,如圖甲所示,細(xì)繩的懸點(diǎn)剛好與一豎直放置的刻度尺零刻度線對(duì)齊.將畫著幾個(gè)同心圓的白紙置于水平桌面上,使鋼球靜止時(shí)剛好位于圓心.用手帶動(dòng)鋼球,調(diào)整白紙的位置,設(shè)法使球剛好沿紙上某個(gè)半徑為r的圓做圓周運(yùn)動(dòng),鋼球的質(zhì)量為m,重力加速度為g.(1).用秒表記錄運(yùn)動(dòng)n圈的總時(shí)間為t,那么小球做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力表達(dá)式為Fn=__________.(2).通過刻度尺測(cè)得小球運(yùn)動(dòng)軌道平面距懸點(diǎn)的高度為h,那么小球做圓周運(yùn)動(dòng)中外力提供的向心力表達(dá)式為F=__________;(3).改變小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,多次實(shí)驗(yàn),得到如圖乙所示的關(guān)系圖象為一直線時(shí),可以達(dá)到粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式的目的,該圖線的斜率表達(dá)式為k=__________.【答案】(1).(2).(3).【解析】【詳解】（1）根據(jù)向心力公式：而得：Fn=；

（2）如圖由幾何關(guān)系可得：；（3）由上面分析得：整理得：故斜率表達(dá)式為：；14.（江蘇省邗江中學(xué)2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）在使用如圖所示的向心力演示器探究向心力大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中．本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是______A.放大法B.累積法C.微元法D.控制變量法通過本實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)果有______A.在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比B.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成反比C.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成正比D.在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成反比．【答案】(1).D；(2).A【解析】【詳解】（1）使用向心力演示器研究向心力大小與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)半徑和角速度都不變，研究向心力大小與半徑的關(guān)系時(shí)質(zhì)量和角速度都不變，研究向心力大小與角速度的關(guān)系時(shí)半徑和質(zhì)量都不變，所以采用的科學(xué)方法是控制變量法．所以選項(xiàng)D正確．故選D.

（2）通過本實(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)果有，在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比；在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度的平方成正比；在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成正比．故選A.四、計(jì)算題（本題共4小題，共45分．）15.（河北省張家口市尚義縣第一中學(xué)2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）如圖，水平桌面中心O處有一個(gè)小孔，用細(xì)繩穿過光滑小孔，繩兩端各系質(zhì)量的物體A和的物體的中心與圓孔的距離為．(g取10m/s2)如果水平桌面光滑且固定，求A物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度應(yīng)是多大？如果水平桌面粗糙，且與A之間的最大摩擦力為1N，現(xiàn)使此平面繞中心軸線水平轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度在什么范圍內(nèi)，A可與平面處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)？【答案】（1）5rad/s（2）【解析】若水平桌面光滑固定，則A做圓周運(yùn)動(dòng)靠拉力提供向心力，則有：，，解得．若水平桌面粗糙，當(dāng)角速度最大時(shí)，有：，代入數(shù)據(jù)解得，當(dāng)角速度最小時(shí)，有：，代入數(shù)據(jù)解得，知角速度可與平面處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)．點(diǎn)睛：本題考查應(yīng)用牛頓定律處理臨界問題的能力．知道當(dāng)物體將滑動(dòng)時(shí)，靜摩擦力達(dá)到最大值，注意靜摩擦力可能的兩個(gè)方向．16.（吉林省汪清縣第六中學(xué)2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）如圖所示,一輕繩長(zhǎng)為L(zhǎng),下端拴著質(zhì)量為m的小球可視為質(zhì)點(diǎn),當(dāng)球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),繩與豎直方向間的夾角為θ,已知重力加速度為g,求：（1）繩的拉力大小F；（2）小球運(yùn)動(dòng)的線速度v的大?。唬?）小球運(yùn)動(dòng)角速度及周期T．【答案】（1）；（2）；（3）,．【解析】【詳解】（1）以球?yàn)檠芯繉?duì)象,受力分析如圖所示,由平衡條件得：．（2）由牛頓第二定律：其中,得：,（3）角速度為：,周期為：．17.（北京市北師大二附中2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）如圖所示，半徑R=0.50m的光滑四分之一圓軌道MN豎直固定在水平桌面上，軌道末端切線水平且端點(diǎn)N處于桌面邊緣，把質(zhì)量m=0.20kg的小物塊從圓軌道上某點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過N