新教材同步系列2024春高中物理第六章圓周運(yùn)動(dòng)達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷新人教版必修第二冊(cè)

第六章達(dá)標(biāo)檢測(cè)卷(考試時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題：本題共20小題，每小題3分，共60分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．1．(2024年佛山一中月考)蕩秋千是人們平常寵愛(ài)的一項(xiàng)休閑消遣活動(dòng)，如圖甲所示某同學(xué)正在蕩秋千，圖乙中A和B分別為運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，若忽視空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是()A．在A位置時(shí)，該同學(xué)速度為零，處于超重狀態(tài)B．在A位置時(shí)，該同學(xué)速度為零，處于平衡狀態(tài)C．在A位置時(shí)，該同學(xué)所受的合外力的方向和指向3相符D．在A位置時(shí)，該同學(xué)所受的合外力的方向和指向2相符【答案】D【解析】在A位置時(shí)，該同學(xué)速度是零，即沿繩子方向的合力是零，此時(shí)其合力等于重力沿圓弧切向分力，即合外力的方向和指向2相符，因此受力不平衡，加速度沿圓弧的切線方向，有豎直向下的重量，則處于失重狀態(tài)，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．2．如圖所示，質(zhì)量相等的甲、乙兩人分別站在赤道和緯度為45°的地面上，他們隨地球一起繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列物理量相同的是()A．線速度 B．角速度C．向心力 D．向心加速度【答案】B【解析】甲、乙兩人站在地球上都隨地球轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度均與地球自轉(zhuǎn)角速度相等，由v＝rω可知，甲做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑較大，線速度較大，A錯(cuò)誤，B正確；做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力、向心加速度可表示為F＝mrω2，a＝rω2，由于甲、乙做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r不相等，則向心力、向心加速度大小均不相等，C、D錯(cuò)誤．3．(2024年長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校期末)如圖是生活中常見(jiàn)的廚房水槽，A、B分別是水槽出口上的兩點(diǎn)，當(dāng)出水口繞轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，如下圖，v代表線速度，ω代表角速度，a代表向心加速度，T代表周期，則下列說(shuō)法正確的是()A．vA>vB，TA>TB B．ωA>ωB，aA>aBC．vA<vB，aA<aB D．a(chǎn)A>aB，TA＝TB【答案】C【解析】當(dāng)出水口繞轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B的角速度、周期都相等，則ωA＝ωB，TA＝TB．由v＝ωr，又rB>rA，所以vA<vB，由a＝ω2r，rB>rA，所以aB>aA，故選C．4．(2024年江蘇學(xué)業(yè)考試)如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩物體緊貼在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒的豎直內(nèi)壁上，隨圓筒一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是()A．線速度vA＝vB B．線速度vA＞vBC．周期TA＜TB D．向心加速度aA＝aB【答案】B【解析】由題意可知A、B兩物體角速度相等，A的運(yùn)動(dòng)半徑比B的運(yùn)動(dòng)半徑大，依據(jù)v＝ωr，T＝eq\f(2π,ω)，a＝ω2r，可知vA＞vB，TA＝TB，aA＞aB，A、C、D錯(cuò)誤，B正確．5．繩子的一端拴一重物，用手握住另一端，使重物在光滑的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列推斷正確的是()A．每秒轉(zhuǎn)數(shù)相同，繩短時(shí)易斷 B．線速度大小確定，繩短時(shí)易斷C．運(yùn)動(dòng)周期確定，繩短時(shí)易斷 D．線速度大小確定，繩長(zhǎng)時(shí)易斷【答案】B【解析】由牛頓其次定律，得F＝eq\f(mv2,r)＝4π2mn2r＝eq\f(4π2mr,T2)，B正確，A、C、D錯(cuò)誤．6．如圖甲所示，游樂(lè)園的嬉戲項(xiàng)目——旋轉(zhuǎn)飛椅，飛椅從靜止起先緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一小段時(shí)間，坐在飛椅上的游客的運(yùn)動(dòng)可以看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)．整個(gè)裝置可以簡(jiǎn)化為如圖乙所示的模型，忽視轉(zhuǎn)動(dòng)中的空氣阻力．設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ，則()A．飛椅受到重力、繩子拉力和向心力作用B．θ角越大，小球的向心加速度就越大C．只要線速度足夠大，θ角可以達(dá)到90°D．飛椅運(yùn)動(dòng)的周期隨著角θ的增大而增大【答案】B【解析】飛椅受到重力和繩子的拉力作用，二者的合力供應(yīng)向心力，故A錯(cuò)誤；依據(jù)牛頓其次定律可知mgtanθ＝man，則向心加速度大小為an＝gtanθ，可知θ角越大，小球的向心加速度就越大，故B正確；若夾角可以達(dá)到90°，則在水平方向繩子的拉力供應(yīng)向心力，豎直方向合力為零，但是豎直方向只有重力作用，合力不行能為零，故C錯(cuò)誤；設(shè)繩長(zhǎng)為L(zhǎng)，則依據(jù)牛頓其次定律可知mgtanθ＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))eq\s\up12(2)(Lsinθ＋d)，整理可以得到T＝eq\r(\f(4π2(Lsinθ＋d),gtanθ))，當(dāng)θ增大則T減小，故D錯(cuò)誤．7．洗衣機(jī)的甩干桶勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有一衣物附在筒壁上，下列說(shuō)法不正確的是()A．筒壁對(duì)衣物的摩擦力隨筒的轉(zhuǎn)速的增大而增大B．筒壁對(duì)衣服的彈力隨筒的轉(zhuǎn)速的增大而增大C．衣服隨筒壁做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由所受的合力供應(yīng)D．衣服受到重力、筒壁的彈力、摩擦力【答案】A【解析】衣物受到重力、筒壁的彈力和摩擦力的作用，靠彈力供應(yīng)向心力，在豎直方向上，衣服所受的重力和摩擦力平衡，所以摩擦力不變，因彈力供應(yīng)向心力，由F＝mω2r知，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大，向心力增大，則彈力F增大，故A錯(cuò)誤，B、D正確；衣服做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力是由所受的合力供應(yīng)，故C正確．8．一物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其線速度大小為2m/s，則物體在0.5s內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)為()A．4m B．3mC．2m D．1m【答案】D【解析】物體在0.5s內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)為s＝vt＝1m．9．(2024年潮州饒平縣二中月考)如圖所示，兩個(gè)嚙合齒輪，小齒輪半徑為10cm，大齒輪半徑為20cm，大齒輪上的C點(diǎn)離圓心O2的距離為10cm，A，B分別為兩個(gè)齒輪邊緣上的點(diǎn)，則A，B，C三點(diǎn)的()A．A，B線速度之比為2∶1 B．A，B角速度之比為1∶1C．B，C向心加速度之比2∶1 D．B，C轉(zhuǎn)動(dòng)周期之比為2∶1【答案】C【解析】?jī)蓚€(gè)嚙合齒輪傳動(dòng)，故線速度大小相等，則A，B線速度之比為1∶1，故A錯(cuò)誤；由ω＝eq\f(v,r)，可得A，B角速度之比為2∶1，故B錯(cuò)誤；B、C屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，周期相等，由a＝ω2r可得B，C向心加速度之比為2∶1，故C正確，D錯(cuò)誤．10．如圖所示為“感受向心力”的試驗(yàn)，細(xì)繩的一端拴著一個(gè)小球，手握細(xì)繩的另一端使小球在光滑水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)細(xì)繩的拉力來(lái)感受向心力．下列說(shuō)法正確的是()A．只增大小球運(yùn)動(dòng)的角速度，細(xì)繩的拉力不變B．只增大小球運(yùn)動(dòng)的角速度，細(xì)繩的拉力減小C．只更換一個(gè)質(zhì)量較大的小球，細(xì)繩的拉力不變D．只更換一個(gè)質(zhì)量較大的小球，細(xì)繩的拉力增大【答案】D【解析】依據(jù)F＝mω2r，則只增大小球運(yùn)動(dòng)的角速度，細(xì)繩的拉力變大，只更換一個(gè)質(zhì)量較大的小球，細(xì)繩的拉力增大．11．如圖，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的一個(gè)葉片上有a、b兩點(diǎn)，葉片在風(fēng)力的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)．關(guān)于a、b兩點(diǎn)在某一時(shí)刻的線速度和角速度，下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的線速度大小相等B．a(chǎn)點(diǎn)的線速度大于b點(diǎn)的線速度C．a(chǎn)點(diǎn)的角速度大于b點(diǎn)的角速度D．a(chǎn)點(diǎn)的角速度小于b點(diǎn)的角速度【答案】B【解析】由于a、b兩點(diǎn)是同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，故a點(diǎn)的角速度等于b點(diǎn)的角速度，依據(jù)線速度和角速度的關(guān)系v＝ωr，可知，a點(diǎn)的線速度大于b點(diǎn)的線速度，A、C、D錯(cuò)誤，B正確．12．如圖為“天津之眼”摩天輪，游客A某時(shí)刻位于勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的摩天輪的最頂端，則從今時(shí)刻起游客A的向心加速度()A．大小不變 B．漸漸減小C．漸漸增大 D．先減小再增大【答案】A【解析】做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度表達(dá)式為an＝eq\f(v2,r)，而游客做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則線速度大小不變，故向心加速度大小不變．13．(2024年汕尾期末)總長(zhǎng)約55千米的港珠澳大橋是全球規(guī)模最大的跨海工程．如圖所示的路段是其中一段半徑約為120m的圓弧形彎道，路面水平，若汽車(chē)通過(guò)該圓弧形彎道時(shí)視為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，路面對(duì)輪胎的徑向最大靜摩擦力約為正壓力的0.8倍，重力加速度g取10m/s2，下列說(shuō)法正確的是()A．汽車(chē)轉(zhuǎn)彎過(guò)程受重力、支持力、摩擦力和向心力B．汽車(chē)以108km/h的速率可以平安通過(guò)此彎道C．汽車(chē)速度太大時(shí)做離心運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿搅穗x心力作用D．下雨天時(shí)，汽車(chē)應(yīng)以較小速度轉(zhuǎn)彎，保證其受到的合外力大于須要的向心力【答案】B【解析】汽車(chē)轉(zhuǎn)彎過(guò)程受重力、支持力、摩擦力和牽引力，合外力為徑向靜摩擦力，指向圓心，充當(dāng)向心力，故A錯(cuò)誤；汽車(chē)通過(guò)此圓弧形彎道時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑R＝120m，徑向靜摩擦力供應(yīng)向心力，依據(jù)0.8mg＝meq\f(v2,R)，最大平安速度v＝eq\r(0.8gR)＝eq\r(960)m/s≈31m/s＝111.6km/h>108km/h，故B正確；速度太大時(shí)做離心運(yùn)動(dòng)是因?yàn)閷?shí)際受到的力不足以供應(yīng)所需向心力，故C錯(cuò)誤；雨天時(shí)汽車(chē)以較小速度轉(zhuǎn)彎做圓周運(yùn)動(dòng)，合力等于向心力，故D錯(cuò)誤．14．關(guān)于下列四幅圖，說(shuō)法正確的是()A．如圖甲，汽車(chē)通過(guò)拱橋的最高點(diǎn)時(shí)處于超重狀態(tài)B．如圖乙，直筒洗衣機(jī)脫水時(shí)，被甩出去的水滴受到離心力作用C．如圖丙，火車(chē)轉(zhuǎn)彎超過(guò)規(guī)定速度行駛時(shí)，外軌對(duì)輪緣會(huì)有擠壓作用D．如圖丁，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，所受的合外力不變【答案】C【解析】汽車(chē)過(guò)拱橋最高點(diǎn)時(shí)，加速度的方向向下，處于失重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；直筒洗衣機(jī)脫水時(shí)，被甩出去的水是因?yàn)樗艿暮贤饬Σ蛔阋怨?yīng)水做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，所以被甩出去了，B錯(cuò)誤；火車(chē)轉(zhuǎn)彎超過(guò)規(guī)定速度行駛時(shí)，重力和支持力的合力不夠供應(yīng)向心力，外軌受到擠壓，C正確；小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力供應(yīng)向心力，方向始終指向圓心，時(shí)刻在變更，所以合外力是變更的，D錯(cuò)誤．15．如圖所示，天車(chē)下吊著兩個(gè)質(zhì)量都是m的工件A和B，整體一起向左勻速運(yùn)動(dòng)．系A(chǔ)的吊繩較短，系B的吊繩較長(zhǎng)，若天車(chē)運(yùn)動(dòng)到P處突然停止，重力加速大小為g，則兩吊繩所受瞬間拉力FA、FB的大小是()A．FA>FB>mg B．FA<FB<mgC．FA＝FB＝mg D．FA＝FB>mg【答案】A【解析】當(dāng)天車(chē)突然停止時(shí)，A、B工件均繞懸點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)．由F－mg＝meq\f(v2,r)，得拉力F＝mg＋meq\f(v2,r)，因?yàn)閙相等，A的繩長(zhǎng)小于B的繩長(zhǎng)，即rA<rB，則A受的拉力大于B受的拉力，即FA>FB>mg，故A正確．16．如圖所示，一輛可視為質(zhì)點(diǎn)的小汽車(chē)沿著兩個(gè)相同的圓弧組成的豎直軌道以恒定的速率從A點(diǎn)經(jīng)B、C、D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)，其中A、C、E在同一水平面上，B、D兩點(diǎn)分別為軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()A．小汽車(chē)的合外力始終為零B．小汽車(chē)在從A到C的過(guò)程中加速度大小不變C．小汽車(chē)從A到C的平均速度大于從C到E的平均速度D．B、D兩點(diǎn)軌道對(duì)小車(chē)的支持力相等【答案】B【解析】小汽車(chē)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受合力供應(yīng)向心力用于變更速度的方向，A錯(cuò)誤；小汽車(chē)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力供應(yīng)向心加速度，其大小不變，方向沿徑向變更，B正確；小汽車(chē)從A到C和從C到E的位移相同，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，依據(jù)eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(x,t)，可知兩過(guò)程的平均速度相同，C錯(cuò)誤；小汽車(chē)在B點(diǎn)加速度向上，處于超重，可知支持力大于其重力；小汽車(chē)在D點(diǎn)的加速度向下，處于失重，可知支持力小于重力，則B、D兩點(diǎn)軌道對(duì)小車(chē)的支持力不相等，D錯(cuò)誤．17．變速自行車(chē)靠變換齒輪組合來(lái)變更行駛速度．如圖所示是某一變速自行車(chē)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒，則()A．當(dāng)B輪與D輪組合時(shí)，兩輪的角速度之比ωB∶ωD＝21∶6B．當(dāng)B輪與D輪組合時(shí)，兩輪邊緣的線速度大小之比vB∶vD＝6∶21C．當(dāng)A輪與D輪組合時(shí)，兩輪的轉(zhuǎn)速之比nA∶nD＝4∶1D．該自行車(chē)可變換四種不同擋位【答案】D【解析】輪子的齒數(shù)之比等于半徑之比，當(dāng)B輪與D輪組合時(shí)，兩輪邊緣的線速度相等，依據(jù)v＝ωr，可得兩輪的角速度之比ωB∶ωD＝6∶21，A、B錯(cuò)誤；當(dāng)A輪與D輪組合時(shí)，兩輪邊緣的線速度相等，依據(jù)v＝2πnr，可得兩輪的轉(zhuǎn)速之比nA∶nD＝1∶4，C錯(cuò)誤；該自行車(chē)可變換四種不同擋位，即BD組合，BC組合，AC組合，AD組合，D正確．18．(2024年湛江一中期末)如圖是一種新型高速列車(chē)，當(dāng)它轉(zhuǎn)彎時(shí)，車(chē)廂會(huì)自動(dòng)傾斜，供應(yīng)轉(zhuǎn)彎須要的向心力．假設(shè)這種新型列車(chē)以360km/h的速度在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎，彎道半徑為1.5km，則質(zhì)量為75kg的乘客在列車(chē)轉(zhuǎn)彎過(guò)程中所受到的合外力為()A．0 B．1000NC．500eq\r(2)N D．500N【答案】D【解析】列車(chē)拐彎時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)，乘客所受的合力F合＝meq\f(v2,r)，又360km/h＝100m/s，得F合＝75×eq\f(1002,1500)N＝500N，故D正確．19．“打陀螺”是一種傳統(tǒng)的體育項(xiàng)目．河南朗大爺在公園里用電鉆啟動(dòng)100斤大陀螺后，用鞭子抽打陀螺，引起許多網(wǎng)友圍觀、點(diǎn)贊．如圖，多次抽打陀螺后，陀螺邊緣上距離中心20cm處的點(diǎn)的線速度大小可以達(dá)到12.56m/s，此時(shí)陀螺繞其中心的轉(zhuǎn)速約為()A．3.14r/s B．10r/sC．31.4r/s D．100r/s【答案】B【解析】依據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有v＝rw＝2πnr，代入數(shù)據(jù)解得n＝10r/s，故選B．20．如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的彎管處于豎直平面內(nèi)，其中管道半徑為R.現(xiàn)有一個(gè)半徑略小于彎管橫截面半徑的光滑小球在彎管里運(yùn)動(dòng)，小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速率為v0，重力加速度為g，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．若v0＝eq\r(gR)，則小球?qū)軆?nèi)壁無(wú)壓力B．若v0>eq\r(gR)，則小球?qū)軆?nèi)上壁有壓力C．若0<v0<eq\r(gR)，則小球?qū)軆?nèi)下壁有壓力D．不論v0多大，小球?qū)軆?nèi)下壁都有壓力【答案】D【解析】在最高點(diǎn)，只有重力供應(yīng)向心力時(shí)，由mg＝meq\f(veq\o\al(2,0),R)，解得v0＝eq\r(gR)，此時(shí)小球?qū)軆?nèi)壁無(wú)壓力，A正確；若v0>eq\r(gR)，則有mg＋FN＝meq\f(veq\o\al(2,0),R)，表明小球?qū)軆?nèi)上壁有壓力，B正確；若0＜v0＜eq\r(gR)，則有mg－FN＝meq\f(veq\o\al(2,0),R)，表明小球?qū)軆?nèi)下壁有壓力，C正確，D錯(cuò)誤．二、非選擇題：本題共3小題，共40分．21．(10分)(2024年江門(mén)期末)某同學(xué)利用圖中所示的DIS向心力試驗(yàn)器來(lái)探究圓周運(yùn)動(dòng)向心力的影響因素．①圓柱體和另一端的擋光桿隨水平旋臂繞轉(zhuǎn)軸一起做圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)繩子連接力傳感器測(cè)量圓柱體受到的向心力F；②測(cè)得圓柱體到轉(zhuǎn)軸的距離為r，擋光桿到轉(zhuǎn)軸的距離為d，擋光桿的擋光寬度為Δs，擋光桿經(jīng)過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間Δt；③保持圓柱體的質(zhì)量和半徑r不變，變更轉(zhuǎn)速重復(fù)步驟①②，得到多組F和Δt的數(shù)據(jù)，探討F與圓柱體線速度v的關(guān)系．(1)擋光桿的角速度ω＝________，圓柱體的線速度v＝________(用所測(cè)物理量符號(hào)表示).(2)試驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)如表：v/(m·s-1)11.522.53F/N0.8823.55.57.9如圖甲、乙所示是依據(jù)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的F-v、F-v2圖像，那么保持圓柱體質(zhì)量和半徑確定時(shí)探討F與v的關(guān)系，為便利探討，應(yīng)運(yùn)用的圖像是__________.(3)上述圖像是保持r＝0.2m時(shí)得到的，由圖像可得圓柱體的質(zhì)量為_(kāi)_______kg(保留兩位有效數(shù)字).【答案】(1)eq\f(Δs,dΔt)eq\f(rΔs,dΔt)(2)乙(3)0.18(0.17或0.19都可以)【解析】(1)擋光桿的線速度大小為v1＝eq\f(Δs,Δt)，擋光桿的角速度為ω＝eq\f(v1,d)＝eq\f(Δs,dΔt)；圓柱體的線速度為v＝ωr＝eq\f(rΔs,dΔt).(2)因?yàn)镕－v2圖像為過(guò)原點(diǎn)的直線，保持圓柱體質(zhì)量和半徑確定時(shí)探討F與v的關(guān)系，為便利探討，應(yīng)運(yùn)用的圖像是乙．(3)依據(jù)向心力表達(dá)式F＝meq\f