高中物理必修二第六章《圓周運動》檢測題(含答案解析)

一、選擇題1．輕桿長為L，并帶著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)以速度v=做勻速圓周運動，小球在a、b、c、d四個位置時，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．在a點，輕桿對球有作用力B．在b點，桿對球的作用力指向圓心C．在c點，桿對球的作用力大小為mgD．在d點，桿對球的作用力大小為mg2．一水平放置的圓盤繞豎直軸轉(zhuǎn)動，如圖甲所示。在圓盤上沿半徑開有一條均勻的狹縫。將激光器與傳感器上下對準，使二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，分別置于圓盤的上下兩側(cè)，且沿圓盤半徑方向勻速移動，傳感器接收到一個激光信號，并將其輸入計算機，經(jīng)處理后畫出光信號強度I隨時間t變化的圖像，如圖乙所示，圖中t1＝1.010-3s，t2＝0.810-3s。根據(jù)上述信息推斷，下列選項正確的是（）A．圓盤在做加速轉(zhuǎn)動B．圓盤的角速度C．激光器與傳感器一起沿半徑向圓心運動D．圖乙中t3＝0.6710-3s3．一個圓錐擺由長為l的擺線、質(zhì)量為m的小球構(gòu)成，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，擺線與豎直方向的夾角為θ，如圖所示。已知重力加速度大小為g，空氣阻力忽略不計。下列選項正確的是（）A．小球受到重力、拉力和向心力的作用B．小球的向心加速度大小為a=gsinθC．小球圓周運動的周期為D．某時刻剪斷擺線，小球?qū)⒆銎綊佭\動4．如圖所示，質(zhì)量為m的物塊隨水平轉(zhuǎn)盤繞豎直固定軸做勻速圓周運動，角速度為ω，物塊到軸的距離為l，則物塊受到的摩擦力大小為（）A．ml2ω2 B．mlω C．ml2ω D．mlω25．如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒，其軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動。有一質(zhì)量為m的小球A緊貼著筒內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，筒口半徑和筒高分別為R和H，小球A所在的高度為筒高的一半，已知重力加速度為g，則（）A．小球A受到的合力方向垂直筒壁斜向上B．小球A受到重力、支持力和向心力三個力作用C．小球A受到的合力大小為D．小球A做勻速圓周運動的角速度6．用一個水平拉力拉著一物體在水平面上繞著點做勻速圓周運動．關(guān)于物體受到的拉力和摩擦力的受力示意圖，下列四個圖中可能正確的是（）A． B． C． D．7．如圖所示為一磁帶式放音機的轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，在倒帶時，主動輪以恒定的角速度逆時針轉(zhuǎn)動，P和Q分別為主動輪和從動輪邊緣上的點，則下列說法正確的是()A．主動輪上P點的線速度方向不變B．主動輪上P點的線速度逐漸增大C．主動輪上P點的向心加速度逐漸增大D．從動輪上Q點的向心加速度逐漸增大8．如圖所示．腳盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，放在盤面上的一小物塊隨圓盤一起運動，關(guān)于小物塊的受力情況，下列說法中正確的是（）A．只受重力和支持力B．受重力、支持力和壓力C．受重力、支持力和摩擦力D．受重力、支持力，摩擦力和向心力9．如圖所示，線段OA=2AB，A、B兩球質(zhì)量相等，當它們繞O點在光滑的水平面上以相同的角速度轉(zhuǎn)動時，兩線段拉力之比為（）A．2：3 B．3：2 C．5：3 D．2：110．為限制車輛進出，通常在公園等場所門口放置若干石球。如圖所示，半徑為0.40m的固定石球底端與水平地面相切，以切點O為坐標原點，水平向右為正方向建立直線坐標系。現(xiàn)使石球最上端的小物塊（可視為質(zhì)點）獲得大小為水平向右的速度，不計小物塊與石球之間的摩擦及空氣阻力，取重力加速度，則小物塊落地點坐標為（）A． B． C． D．11．以下是我們所研究的有關(guān)圓周運動的基本模型，如圖所示，下列說法正確的是（）A．如圖甲，火車轉(zhuǎn)彎小于規(guī)定速度行駛時，外軌對輪緣會有擠壓作用B．如圖乙，汽車通過拱橋的最高點時受到的支持力大于重力C．如圖丙，兩個圓錐擺擺線與豎直方向夾角θ不同，但圓錐高相同，則兩圓錐擺的線速度大小不相等D．如圖丁，同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運動，則在A、B兩位置小球所受筒壁的支持力大小不相等12．如圖所示是一種古老的舂米機．舂米時，稻谷放在石臼A中，橫梁可以繞O軸轉(zhuǎn)動，在橫梁前端B處固定一舂米錘，當腳踏在橫梁另一端C點往下壓時，舂米錘便向上抬起．然后提起腳，舂米錘就向下運動，擊打A中的稻谷，使稻谷的殼脫落變?yōu)榇竺祝阎狾C>OB，則在橫梁繞O轉(zhuǎn)動過程中()A．B、C的向心加速度相等B．B、C的線速度關(guān)系滿足vB<vCC．B、C的角速度關(guān)系滿足ωB<ωCD．舂米錘擊打稻谷時對稻谷的作用力大于稻谷對舂米錘的作用力二、填空題13．自行車的“牙盤”和“飛輪”用鏈條相連，如圖所示，當把后輪架空，勻速搖動腳踏板時，“牙盤”和“飛輪”邊緣都可看作勻速圓周運動。如果已知某型號自行車的“牙盤”和“飛輪”的半徑之比為，那么，“牙盤”和“飛輪”的周期之比為____，角速度之比為_________，線速度之比為______。14．某同學騎自行車時突然想測下自行車的速度，他用電子手表記錄了自己在t秒內(nèi)踩了踏板n圈，他騎的自行車型號已知，后輪直徑為D.則他計算自行車前進的速度還需要知道_____________，計算自行車前進速度的表達式為________________15．如圖所示的傳動裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，A、B兩輪用皮帶傳動，三輪半徑關(guān)系，若皮帶不打滑，求AB．C輪邊緣的a、b、c三點的角速度:=_______,線速度大小=___________，向心加速度大小=___________.16．在一段半徑為R=16m的圓孤形水平彎道上，已知彎道路面對汽車輪胎的最大靜摩擦力等于車重的μ=0.40倍，則汽車拐彎時的最大速度是___m/s．17．一物體在水平面內(nèi)沿半徑R=20cm的圓形軌道做勻速圓周運動，線速度v=0.2m/s，那么，它的角速度______rad/s，它的頻率___HZ，它的周期為______s，它的轉(zhuǎn)速為_____r/s，它的向心加速度為______m/s2．18．一質(zhì)量為m的小物塊沿半徑為R的圓弧軌道下滑，滑到最低點時的速度為v，若小物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ，則當小物塊滑到最低點時所受到的摩擦力為__________。19．半徑為R＝0.4m的輪子繞軸心O勻速轉(zhuǎn)動，邊緣上的A點的線速度為6m/s．則輪子半徑轉(zhuǎn)動的角速度為_____________rad/s；距O點0.1m的B點在0.2s內(nèi)通過的弧長為_____________m．20．一把雨傘邊緣的半徑為r，且高出水平地面h，當雨傘以角速度ω旋轉(zhuǎn)時，雨點自邊緣甩出落在地面上成一個大圓周，這個大圓的半徑為__．（當?shù)刂亓铀俣葹間）三、解答題21．如圖所示，一個豎直放置的圓錐筒可繞其中心軸'轉(zhuǎn)動，筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為和，筒內(nèi)壁點的高度為筒高的一半，內(nèi)壁上能靜止放置著一個質(zhì)量為的小物塊，，求：(1)當筒不轉(zhuǎn)動時，物塊靜止在筒壁點受到的摩擦力和支持力的大小；(2)當物塊在點隨筒做勻速轉(zhuǎn)動，且其所受到的摩擦力為零時，筒轉(zhuǎn)動的角速度；(3)若圓錐筒以第(2)問求得的角速度的兩倍做勻速圓周運動，且物塊在點與圓錐筒仍相對靜止，此時物塊所受的摩擦力。22．位于豎直平面上的圓弧光滑軌道，半徑為R，OB沿豎直方向，圓弧軌道上端A點距地面高度為H，質(zhì)量為m的小球從A點由靜止釋放，在B點小球?qū)壍赖膲毫?mg，最后落在地面C點處，不計空氣阻力，求：(1)小球在B點的瞬時速率；(2)小球落地點C與B的水平距離s為多少？23．如圖所示，M是水平放置的半徑足夠大的圓盤，繞過其圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，規(guī)定經(jīng)過O點且水平向右為x軸正方向。在圓心O點正上方距盤面高為h處有一個可間斷滴水的容器，從t=0時刻開始容器沿水平軌道向x軸正方向做初速為零的勻加速直線運動。已知t=0時刻滴下第一滴水，以后每當前一滴水剛好落到盤面時再滴下一滴水。則(1)每一滴水離開容器后經(jīng)過多長時間滴落到盤面上？(2)要使每一滴水在盤面上的落點都位于同一直線上，圓盤的角速度ω應(yīng)為多大？(3)當圓盤的角速度為時，第二滴水與第三滴水在盤面上落點間的距離為s，求容器的加速度a。24．如圖，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形軌道BC相切于B點，半圓軌道半徑為R，質(zhì)量為m的木塊從A處由彈簧沿AB方向彈出，當它經(jīng)過B點時對半圓軌道的壓力是其重力的6倍，到達頂點C時剛好對軌道無作用力，并從C點飛出且剛好落回A點．已知重力加速度為g（不計空氣阻力），求：（1）木塊經(jīng)過B點時的速度大小vB=？（2）求A、B間的距離L=？25．如圖所示，兩個可視為質(zhì)點的、相同的木塊A和B放在轉(zhuǎn)盤上，兩者用長為L的細繩連接，木塊與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦力均為各自重力的倍，A放在距離轉(zhuǎn)軸L處，整個裝置繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸O1O2轉(zhuǎn)動。開始時，繩恰好伸直但無彈力，現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動，使角速度緩慢增大，請分析求解：(1)細繩開始表現(xiàn)張力時，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度；(2)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度在什么范圍內(nèi)，細繩有張力且兩個物體與轉(zhuǎn)盤均不發(fā)生相對滑動。26．如圖所示，質(zhì)量為0.5kg的小杯里盛有1kg的水，用繩子系住小杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演，轉(zhuǎn)動半徑為1m，小杯通過最高點的速度為4m/s，g取10m/s2，求：(1)在最高點時，繩的拉力？(2)在最高點時水對小杯底的壓力？(3)為使小杯經(jīng)過最高點時水不流出，在最高點時最小速率是多少？【參考答案】***試卷處理標記，請不要刪除一、選擇題1．D解析：DA．在a點，由牛頓第二定律有，v=解得F=0則在a點，輕桿對球沒有作用力，所以A錯誤；B．由于小球做勻速圓周運動，合外力提供向心力，則在b點，桿對球的作用力與球的重力的合力指向圓心，所以B錯誤；C．由于小球做勻速圓周運動，合外力提供向心力，則在c點有，v=解得F=2mg所以C錯誤；D．由于小球做勻速圓周運動，合外力提供向心力，在d點的合外力為mg，所以桿對球的作用力大小為則D正確；故選D。2．D解析：DAB．由圖象可知轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動周期T=1.0s-0.2s=0.8s保持不變，所以圓盤做勻速圓周運動，故角速度為故AB錯誤；C．由于電脈沖信號寬度在逐漸變窄，表明光能通過狹縫的時間逐漸減少，即圓盤上對應(yīng)探測器所在位置的線速度逐漸增加，因此激光器和探測器沿半徑由中心向邊緣移動，故C錯誤；D．0.2s時刻的線速度1.0s時刻的線速度1.8s時刻的線速度由于沿圓盤半徑方向勻速移動，所以有r2-r1=r3-r2解得△t3=0.67×10-3s故D正確。故選D。3．D解析：D對小球受力分析如圖所示A．小球受到重力和拉力的作用，這兩個力的合力提供向心力，向心力是一種作用效果，物體受力分析時不能說受到向心力，故A錯誤；B．根據(jù)牛頓第二定律得mgtanθ=ma得a=gtanθ故B錯誤；C．根據(jù)牛頓第二定律得解得小球圓周運動的周期故C錯誤；D．某時刻剪斷細線，小球只受重力的作用，有水平方向的速度，所以小球做平拋運動，故D正確；故選D。4．D解析：D由題可知物體做勻速圓周運動的向心力由摩擦力提供，根據(jù)向心力的公式可知聯(lián)立得故選D。5．D解析：DAD．如下圖所示小球受重力和支持力而做勻速圓周運動，則合外力一定指向圓心；由力的合成可知由幾何關(guān)系可知解得故A錯誤，D正確；B．小球只受重力和支持力，向心力是由合外力充當，故B錯誤；C．由A的分析可知，合外力故C錯誤。故選D。6．C解析：C【解析】試題分析：由于物體做勻速圓周運動，所以物體受到的合力方向指向圓心，合力提供的是向心力，再根據(jù)力的合成的知識可知，C中的二個力的合力才會指向圓心，而其余的三種情況下的合力都不能指向圓心，故該題選C．考點：勻速圓周運動．7．D解析：D【解析】在倒帶時，主動輪以恒定的角速度逆時針轉(zhuǎn)動，根據(jù)，可知P點的線速度大小不變，方向時刻在變化，根據(jù)，可知P點的向心加速度大小不變，故ABC錯誤；主動輪與從動輪有相同的線速度，根據(jù)可知，主動輪的r不斷增大，故線速度不斷增大，則從動輪的線速度也不斷增大，而從動輪的半徑r不斷減小，根據(jù)可知，從動輪的角速度不斷增大，根據(jù)，可知Q點的向心加速度不斷增大，故D正確；故選D．【點睛】主動輪和從動輪邊緣上的點線速度相等，A的角速度恒定，半徑增大，線速度增大，根據(jù)和進行分析求解．8．C解析：C【解析】試題分析：對小物塊進行受力分析，分析時按照重力彈力摩擦力的順序，并且找一下各力的施力物體，再根據(jù)圓周運動的特點知道是哪些力提供了向心力，即可得知各選項的正誤．解：小木塊做勻速圓周運動，合力指向圓心，對木塊受力分析，受重力、支持力和靜摩擦力，如圖所示，重力和支持力平衡，靜摩擦力提供向心力．選項C正確，選項ABD錯誤．故選C．9．C解析：C設(shè)，則，角速度為ω，每個小球的質(zhì)量為m。則根據(jù)牛頓第二定律，對B球?qū)球聯(lián)立以上兩式得故選C。10．D解析：D小物塊在最高點只有重力提供向心力恰好做圓周運動時的速度為，由得因為，所以小物塊做平拋運動，又，得小物塊落地點坐標故選D。11．C解析：CA．火車轉(zhuǎn)彎時，剛好由重力和支持力的合力提供向心力時，有解得當時，重力和支持力的合力大于所需的向心力，則火車做近心運動的趨勢，所以車輪內(nèi)軌的輪緣對內(nèi)軌有擠壓，故A錯誤；B．汽車通過拱橋的最高點時，其所受合力方向指向圓心，所以汽車有豎直向下的加速度，汽車重力大于其所受支持力，故B錯誤；C．擺球做圓周運動的半徑為R=htanθ擺球受到重力和細繩拉力作用，由其合力提供向心力，即則圓錐擺的角速度為因為圓錐的高h不變，所以圓錐擺的角速度不變，線速度并不相同，故C正確；D．小球在兩位置做勻速圓周運動，由其合力提供向心力，受筒壁的支持力為（θ為椎體頂角的一半），故支持力大小相等，故D錯誤。故選C。12．B解析：BAC.由圖可知，B與C屬于同軸轉(zhuǎn)動，則它們的角速度是相等的，即ωC=ωB.由：a=ω2r，而OC＞OB，可知C的向心加速度較大；故A錯誤，C錯誤；B.由于OC＞OB，由v=ωr，可知C點的線速度大；故B正確；D.錘對稻谷的作用力與稻谷對舂米錘的作用力是一對作用力與反作用力，二者大小相等；故D錯誤.二、填空題13．1：1解析：1：1[1][2][3]“牙盤”和“飛輪”通過鏈條相連，則線速度相等，即線速度之比為1：1，角速度為，則角速度之比為10：24，由公式可知，周期之比為24：1014．飛輪的半徑r以及牙盤的半徑R解析：飛輪的半徑r以及牙盤的半徑R[1][2]牙盤的角速度,牙盤與飛輪的線速度大小相等,所以飛輪的角速度,后輪的角速度與飛輪的角速度相同,則只要知道飛輪的半徑r以及牙盤的半徑R，即可求出自行車的速度15．1：2：2；1：1：2；1：2：4；解析：1：2：2；1：1：2；1：2：4；點a和點b是同緣傳動邊緣點，線速度相等，故有：va：vb=1：1根據(jù)v=rω，有：ωa：ωb=rb：ra=1：2點B和點C是同軸傳動，角速度相等，故有：ωb：ωc=1：1根據(jù)v=rω，有：vb：vc=rb：rc=1：2綜合以上，有：ωa：ωb：ωc=1：2：2va：vb：vc=1：1：2根據(jù)a=ωv可知：ana：anb：anc=1：2：416．8解析：8汽車在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎，所需的向心力由汽車輪胎與地面間的側(cè)向摩擦提供，當側(cè)向摩擦力達到最大時，向心力達到最大即速度達最大，則有：解得：．【點睛】解決本題關(guān)鍵理解汽車在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎時所需向心力由由汽車輪胎與地面間的側(cè)向摩擦提供，當側(cè)向摩擦力達到最大時，向心力達到最大即速度達最大，由，即可求出最大速度．17．1；；2；；02【分析】根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系式v=rω求出角速度的大小根據(jù)求出周期的大小解析：1；；2；；0.2【分析】根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系式v=rω求出角速度的大小，根據(jù)求出周期的大?。山撬俣扰c線速度的關(guān)系式得：；由公式得：；由公式；由頻率與轉(zhuǎn)速的物理意義相同，所以轉(zhuǎn)速為；由公式．【點睛】對于圓周運動的物理量，需掌握線速度與角速度、周期、向心加速度之間的關(guān)系，并能靈活運用．18．對小物塊在最低點受力分析，在豎直方向由牛頓第二定律可得解得則小物塊滑到最低點時所受到的摩擦力19．03【解析】試題分析：由可得角速度大?。挥杉纯捎嬎愠鲈?2s內(nèi)通過的弧長由可得：；距O點01m的B點的線速度；在02s內(nèi)通過的弧長為解析：0.3【解析】試題分析：由可得角速度大小；由即可計算出在0.2s內(nèi)通過的弧長．由可得：；距O點0.1m的B點的線速度；在0.2s內(nèi)通過的弧長為．20．【解析】雨滴飛出做平拋運動豎直方向為自由落體運動則根據(jù)得則雨滴水平方向為勻速運動則水平位移：根據(jù)幾何關(guān)系有：則點睛：解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律結(jié)合運動學公式靈活求解解析：【解析】雨滴飛出做平拋運動，豎直方向為自由落體運動，則根據(jù)得，則雨滴水平方向為勻速運動，則水平位移：根據(jù)幾何關(guān)系有：，則．點睛：解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，結(jié)合運動學公式靈活求解．三、解答題21．(1)f=6N，N=8N；(2)；(3)=18N，方向沿內(nèi)壁向下(1)當筒不轉(zhuǎn)動時，物塊靜止在筒壁點，設(shè)OA連線與水平方向夾角為，由平衡條件可得，摩擦力為支持力為代入數(shù)據(jù)可解得f=6N，N=8N。(2)當物塊在點隨筒做勻速轉(zhuǎn)動，由幾何關(guān)系可知，轉(zhuǎn)動半徑為，其所受到的摩擦力為零