高中物理第二單元圓周運(yùn)動(dòng)試題教科物理必修2

第頁高中同步測(cè)試卷(二)第二單元圓周運(yùn)動(dòng)(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題5分，共35分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確．)1．下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說法正確的是()A．當(dāng)物體所受離心力大于向心力時(shí)產(chǎn)生離心現(xiàn)象B．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都消失時(shí)，它將做背離圓心的運(yùn)動(dòng)C．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都消失時(shí)，它將沿切線做直線運(yùn)動(dòng)D．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的一切力都消失時(shí)，它將做曲線運(yùn)動(dòng)2．一走時(shí)準(zhǔn)確的時(shí)鐘(設(shè)它們的指針連續(xù)均勻轉(zhuǎn)動(dòng))()A．時(shí)針的周期是1h，分針的周期是60sB．分針的角速度是秒針的12倍C．如果分針的長(zhǎng)度是時(shí)針的1.5倍，則分針端點(diǎn)的向心加速度是時(shí)針端點(diǎn)的1.5倍D．如果分針的長(zhǎng)度是時(shí)針的1.5倍，則分針端點(diǎn)的線速度是時(shí)針端點(diǎn)的18倍3．兩個(gè)小球固定在一根長(zhǎng)為1m的桿的兩端，桿繞O點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如圖所示，當(dāng)小球A的速度為3m/s時(shí)，小球B的速度為12m/s.則小球B到轉(zhuǎn)軸O的距離是 ()A．0.2m B．0.3m C．0.6m D．0.8m4．物體m用細(xì)繩通過光滑的水平板上的小孔與裝有細(xì)沙的漏斗M相連，并且正在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，如果緩慢減小M的質(zhì)量，則物體的軌道半徑r、角速度ω變化情況是()A．r不變，ω變小 B．r增大，ω減小C．r減小，ω增大 D．r減小，ω不變5．質(zhì)量為m的飛機(jī)，以速度v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，空氣對(duì)飛機(jī)的升力大小等于()A．meq\r(g2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,R)))\s\up12(2)) B．meq\f(v2,R)C．meq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,R)))\s\up12(2)－g2) D．mg6．火車在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，需要靠鐵軌的支持力提供向心力．下列關(guān)于火車轉(zhuǎn)彎的說法中正確的是()A．在轉(zhuǎn)彎處使外軌略高于內(nèi)軌 B．在轉(zhuǎn)彎處使內(nèi)軌略高于外軌C．在轉(zhuǎn)彎處使內(nèi)軌、外軌在同一水平高度 D．在轉(zhuǎn)彎處火車受到的支持力豎直向上7.為了測(cè)定子彈的飛行速度，在一根水平放置的軸桿上固定兩個(gè)薄圓盤A、B，A、B平行相距2m，軸桿的轉(zhuǎn)速為3600r/min，子彈穿過兩盤留下兩彈孔a、b，測(cè)得兩彈孔半徑的夾角是30°，如圖所示，則該子彈的速度可能是()A．360m/s B．720m/sC．1440m/s D．108m/s二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題5分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選的得0分．)8．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)半徑增大為原來的2倍，則()A．如果線速度大小不變，角速度變?yōu)樵瓉淼?倍B．如果角速度不變，周期變?yōu)樵瓉淼?倍C．如果周期不變，向心加速度大小變?yōu)樵瓉淼?倍D．如果角速度不變，線速度大小變?yōu)樵瓉淼?倍9．下列關(guān)于向心加速度的說法錯(cuò)誤的是()A．向心加速度越大，物體速率變化越快B．向心加速度越大，物體轉(zhuǎn)動(dòng)得越快C．物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度方向始終指向圓心D．在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度是恒定的10.如圖所示，皮帶傳動(dòng)裝置中，右邊兩輪連在一起共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中三輪半徑分別為：r1＝3r，r2＝2r，r3＝4r；A、B、C三點(diǎn)為三個(gè)輪邊緣上的點(diǎn)，皮帶不打滑．A、B、C三點(diǎn)的線速度分別為v1、v2、v3，角速度分別為ω1、ω2、ω3，向心加速度分別為a1、a2、a3，則下列比例關(guān)系正確的是()A.eq\f(a1,a2)＝eq\f(3,2) B.eq\f(ω1,ω2)＝eq\f(2,3)C.eq\f(v2,v3)＝eq\f(2,1) D.eq\f(a2,a3)＝eq\f(1,2)11.如圖所示，兩根長(zhǎng)度不同的細(xì)線分別系有一個(gè)小球，細(xì)線的上端都系于O點(diǎn)．設(shè)法讓兩個(gè)小球在同一水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．已知細(xì)線長(zhǎng)度之比為L(zhǎng)1∶L2＝eq\r(3)∶1，L1跟豎直方向成60°角．下列說法中正確的有()A．兩小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期必然相等 B．兩小球的質(zhì)量m1∶m2＝eq\r(3)∶1C．L2跟豎直方向成30°角 D．L2跟豎直方向成45°角12．如圖甲所示，龍卷風(fēng)是在極不穩(wěn)定天氣下由空氣強(qiáng)烈對(duì)流運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的一種伴隨著高速旋轉(zhuǎn)的漏斗狀云柱的強(qiáng)風(fēng)渦旋，其中心附近風(fēng)速可達(dá)100m/s～200m/s，最大300m/s，其中心的氣壓可以比周圍氣壓低百分之十，一般可低至400hPa，最低可達(dá)200hPa.假設(shè)在龍卷風(fēng)旋轉(zhuǎn)的過程中，有A、B兩個(gè)質(zhì)量相同的物體隨龍卷風(fēng)一起旋轉(zhuǎn)，將龍卷風(fēng)模擬成如圖乙所示，假設(shè)兩物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．A的線速度必定大于B的線速度 B．A的角速度必定大于B的角速度C．A的向心加速度必定大于B的向心加速度 D．A的周期必定大于B的周期題號(hào)123456789101112答案三、計(jì)算題(本題共4小題，共40分．解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．)13．(8分)汽車行駛在半徑為50m的圓形水平跑道上，速度為10m/s.已知汽車的質(zhì)量為1000kg，汽車與地面的最大靜摩擦力為車重的0.8倍．問：(g＝10m/s2)(1)角速度是多少？(2)其向心力是多大？(3)要使汽車不打滑，則其速度最大不能超過多少？14．(10分)如圖所示，桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，桿的一端固定一質(zhì)量為m的小球，桿的質(zhì)量忽略不計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)繞桿的另一端O在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求：(1)小球在最高點(diǎn)A時(shí)速度vA為多大時(shí)，才能使桿對(duì)小球的作用力為零？(2)如m＝0.5kg，L＝0.5m，vA＝0.4m/s，g＝10m/s2，則在最高點(diǎn)A時(shí)，桿對(duì)小球的作用力是多大？是推力還是拉力？15．(10分)如圖所示，一光滑的半徑為R的半圓形軌道固定在水平面上，一個(gè)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？16．(12分)如圖所示，OP＝PQ＝R，兩個(gè)小球質(zhì)量都是m，a、b為水平輕繩．兩小球正隨水平圓盤以角速度ω勻速同步轉(zhuǎn)動(dòng)．小球和圓盤間的摩擦力可以不計(jì)．求：(1)繩b對(duì)小球Q的拉力大??；(2)繩a對(duì)小球P的拉力大?。畢⒖即鸢概c解析1．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750017]【解析】選C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力是效果力．產(chǎn)生離心現(xiàn)象的原因是F合<mrω2，或是F合＝0(F突然消失)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)F＝0時(shí)，根據(jù)牛頓第一定律，物體從這時(shí)起沿切線做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故C項(xiàng)正確，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤．2．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750018]【解析】選D.時(shí)針的周期是12h，分針的周期是1h，秒針的周期為eq\f(1,60)h，所以角速度之比為eq\f(1,12)∶1∶60，故A、B錯(cuò)誤；由v＝rω可得，分針和時(shí)針端點(diǎn)線速度之比為：12×1.5∶1×1＝18∶1.故選D.3．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750019]【解析】選D.設(shè)小球A、B做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r1、r2，則v1∶v2＝ωr1∶ωr2＝r1∶r2＝1∶4，又因r1＋r2＝1m，所以小球B到轉(zhuǎn)軸O的距離r2＝0.8m，D正確．4．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750020]【解析】選B.細(xì)繩拉力提供物體m做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力，當(dāng)緩慢減小M時(shí)，對(duì)m的拉力減小，拉力不足以提供向心力，物體m做離心運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)半徑r增大，由牛頓第二定律得Mg＝T＝mω2r，因?yàn)榧?xì)繩拉力T減小，半徑r增大，因此ω減小，選項(xiàng)B正確．5．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750021]【解析】選A.首先對(duì)飛機(jī)在水平面內(nèi)的受力情況進(jìn)行分析，其受力情況如圖所示，飛機(jī)受到重力mg、空氣對(duì)飛機(jī)的支持力為F，兩力的合力為F向，方向水平指向圓心．由題意可知，重力mg與F向垂直，故F＝eq\r(（mg）2＋Feq\o\al(2,向))，又F向＝meq\f(v2,R)，代入上式，得F＝meq\r(g2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,R)))\s\up12(2))，故正確選項(xiàng)為A.6．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750022]【解析】選A.火車在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，支持力和重力的合力提供向心力，由于支持力與兩個(gè)鐵軌所在的平面垂直，故在轉(zhuǎn)彎處使外軌略高于內(nèi)軌，支持力并不是豎直向上的；故選A.7．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750023]【解析】選C.子彈從A盤到B盤，盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角度θ＝2πn＋eq\f(π,6)(n＝0，1，2，…)．盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝eq\f(2π,T)＝2πf＝2πn＝2π×eq\f(3600,60)rad/s＝120πrad/s.子彈在A、B間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間等于圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，即eq\f(2,v)＝eq\f(θ,ω)，所以v＝eq\f(2ω,θ)＝eq\f(2×120π,2πn＋\f(π,6))，v＝eq\f(1440,12n＋1)(n＝0，1，2，…)．n＝0時(shí)，v＝1440m/s；n＝1時(shí)，v＝110.77m/s；n＝2時(shí)，v＝57.6m/s；……8．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750024]【解析】選CD.如果線速度大小不變，運(yùn)動(dòng)半徑增大為原來的2倍，根據(jù)v＝ωr可判，角速度應(yīng)變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)T＝eq\f(2π,ω)可判如果角速度不變，周期不變，故B錯(cuò)誤；如果周期不變，運(yùn)動(dòng)半徑增大為原來的2倍，根據(jù)a＝eq\f(4π2,T2)r可判向心加速度變?yōu)樵瓉淼?倍，故C正確；如果角速度大小不變，運(yùn)動(dòng)半徑增大為原來的2倍，根據(jù)v＝ωr可判，線速度應(yīng)變?yōu)樵瓉淼?倍，故D正確；故選CD.9．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750025]【解析】選ABD.向心加速度描述的是圓周運(yùn)動(dòng)速度方向的變化快慢，而非速度大小的變化快慢，A、B錯(cuò)誤；勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度即向心加速度，方向指向圓心，C正確；在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度大小不變，方向時(shí)刻改變，D錯(cuò)誤．10．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750026]【解析】選BD.因v1＝v2，由a＝eq\f(v2,R)得eq\f(a1,a2)＝eq\f(2,3)，A錯(cuò)；eq\f(ω1,ω2)＝eq\f(2,3)，B對(duì)，eq\f(v2,v3)＝eq\f(2ωr,4ωr)＝eq\f(1,2)，C錯(cuò)；eq\f(a2,a3)＝eq\f(2ω2r,4ω2r)＝eq\f(1,2)，D對(duì)．11．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750027]【解析】選AC.小球所受合力的大小為mgtanθ，根據(jù)mgtanθ＝mω2Lsinθ，得ω＝eq\r(\f(g,Lcosθ))，兩小球在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則兩小球的Lcosθ相等，即L1cos60°＝L2cosθ，解得θ＝30°，且角速度相等，由T＝eq\f(2π,ω)知周期相等，A、C正確，D錯(cuò)誤；由mgtanθ＝mω2Lsinθ知，小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)與質(zhì)量無關(guān)，無法求出兩小球的質(zhì)量比，B錯(cuò)誤．12．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750028]【解析】選AC.A、B兩物體的運(yùn)動(dòng)可看做是同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)v＝ωr可知，A的線速度必定大于B的線速度，選項(xiàng)A正確；A的角速度等于B的角速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)a＝ω2r可知，A的向心加速度必定大于B的向心加速度，選項(xiàng)C正確；A的周期等于B的周期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．13．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750029]【解析】(1)由v＝rω可得，角速度為ω＝eq\f(v,r)＝eq\f(10,50)rad/s＝0.2rad/s.(2分)(2)向心力的大小為：F向＝meq\f(v2,r)＝1000×eq\f(100,50)N＝2000N．(2分)(3)汽車作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由車與地面的之間靜摩擦力提供．隨車速的增加，需要的向心力增大，靜摩擦力隨著一直增大到最大值為止．由牛頓第二定律得：fm＝0.8mg＝meq\f(v2,r)(2分)汽車過彎道的允許的最大速度為：v＝eq\r(0.8gr)＝eq\r(0.8×10×50)m/s＝20m/s.(2分)【答案】(1)0.2rad/s(2)2000N(3)20m/s14．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750030]【解析】(1)若桿和小球之間相互作用力為零，那么小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力mg提供，則有mg＝eq\f(mveq\o\al(2,A),L)解得：vA＝eq\r(Lg).(4分)(2)桿長(zhǎng)L＝0.5m時(shí)，臨界速度v臨＝eq\r(Lg)＝eq\r(0.5×10)m/s＝2.2m/s(2分)vA＝0.4m/s<v臨，桿對(duì)小球有推力FA.則有mg－FA＝meq\f(veq\o\al(2,A),L)解得：FA＝mg－meq\f(veq\o\al(2,A),L)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0.5×10－0.5×\f(0.42,0.5)))N＝4.84N．(4分)【答案】(1)eq\r(Lg)(2)4.84N推力15．導(dǎo)學(xué)號(hào)17750031]【解析】設(shè)小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)速度為v0，則小球平拋的水平位移為：x＝eq\r(（3R）2－（2R）2)＝eq\r(5)R(2分)v0＝eq\f(x,t)＝eq\f(\r(5)R,\r(\f(4R,g)))＝eq\f(\r(5gR),2)(2分)對(duì)小球過