春人教物理新教材必修圓周運(yùn)動(dòng)含答案

2020春人教物理新教材必修第二冊(cè)第6章圓周運(yùn)動(dòng)含答案*新教材人教物理必修第二冊(cè)第6章圓周運(yùn)動(dòng)*1、(雙選)甲、乙兩個(gè)做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，它們的角速度之比為3∶1，線速度之比為2∶3，那么下列說(shuō)法正確的是()A.它們的半徑之比為2∶9 B.它們的半徑之比為1∶2C.它們的周期之比為2∶3 D.它們的周期之比為1∶32、對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列說(shuō)法中不正確的是()A．相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等B．相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等C．相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相等D．在任何相等的時(shí)間里，連接物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度都相等3、（雙選）(多選)如圖所示，在光滑水平面上釘有兩個(gè)釘子A和B，一根長(zhǎng)細(xì)繩的一端系一個(gè)小球，另一端固定在釘子A上，開(kāi)始時(shí)小球與釘子A、B均在一條直線上(圖示位置)，且細(xì)繩的一大部分沿俯視順時(shí)針?lè)较蚶p繞在兩釘子上，現(xiàn)使小球以初速度v0在水平面上沿俯視逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，使兩釘子之間纏繞的繩子逐漸釋放，在繩子完全被釋放后與釋放前相比，下列說(shuō)法正確的是()A．小球的線速度變大B．小球的角速度變大C．小球的向心力變小D．細(xì)繩對(duì)小球的拉力變小4、(雙選)如圖所示為摩擦傳動(dòng)裝置，B輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)A輪跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，已知轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中輪緣間無(wú)打滑現(xiàn)象，下述說(shuō)法中正確的是()A．A、B兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同B．A與B轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反C．A、B轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為1∶3D．A、B輪緣上點(diǎn)的向心加速度之比為3∶15、(多選)如圖所示，汽車以一定的速度經(jīng)過(guò)一個(gè)圓弧形橋面的頂點(diǎn)時(shí)，關(guān)于汽車的受力及汽車對(duì)橋面的壓力情況，以下說(shuō)法正確的是()A．豎直方向汽車受到三個(gè)力：重力、橋面的支持力和向心力B．在豎直方向汽車可能只受兩個(gè)力：重力和橋面的支持力C．在豎直方向汽車可能只受重力D．汽車對(duì)橋面的壓力小于汽車的重力6、如圖所示，當(dāng)用扳手?jǐn)Q螺母時(shí)，扳手上的P、Q兩點(diǎn)的角速度分別為ωP和ωQ，線速度大小分別為vP和vQ，則()A．ωP＜ωQ，vP＜vQ B．ωP＝ωQ，vP＜vQC．ωP＜ωQ，vP＝vQ D．ωP＝ωQ，vP＞vQ7、一輛滿載新鮮水果的貨車以恒定速率通過(guò)水平面內(nèi)的某轉(zhuǎn)盤(pán)，角速度為ω，其中一個(gè)處于中間位置的水果質(zhì)量為m，它到轉(zhuǎn)盤(pán)中心的距離為R，則其他水果對(duì)該水果的作用力為()A．mg B．mω2R\r(m2g2＋m2ω4R2) \r(m2g2－m2ω4R2)8、(雙選)如圖所示，一圓環(huán)以直徑AB為軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，P、Q、R是環(huán)上的三點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是()A．向心加速度的大小aP＝aQ＝aRB．任意時(shí)刻P、Q、R三點(diǎn)向心加速度的方向相同C．線速度vP＞vQ＞vRD．任意時(shí)刻P、Q、R三點(diǎn)的線速度方向均不同9、飛機(jī)俯沖拉起時(shí)，飛行員處于超重狀態(tài)，此時(shí)座位對(duì)飛行員的支持力大于所受的重力，這種現(xiàn)象叫過(guò)荷．過(guò)荷過(guò)重會(huì)造成飛行員大腦貧血，四肢沉重，暫時(shí)失明，甚至昏厥．受過(guò)專門(mén)訓(xùn)練的空軍飛行員最多可承受9倍重力的支持力影響．取g＝10m/s2，則當(dāng)飛機(jī)在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖速度為100m/s時(shí)，圓弧軌道的最小半徑為()A．100m B．111mC．125m D．250m10、(雙選)假設(shè)“神舟十一號(hào)”實(shí)施變軌后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，共運(yùn)行了n周，起始時(shí)刻為t1，結(jié)束時(shí)刻為t2，運(yùn)行速度為v，半徑為r.則計(jì)算其運(yùn)行周期可用()A．T＝eq\f(t2－t1,n) B．T＝eq\f(t1－t2,n)C．T＝eq\f(2πr,v) D．T＝eq\f(2πv,r)11、關(guān)于向心加速度，下列說(shuō)法正確的是()A．向心加速度是描述線速度大小變化快慢的物理量B．向心加速度只改變線速度的方向，不改變線速度的大小C．向心加速度的大小恒定，方向時(shí)刻改變D．向心加速度是平均加速度，大小可用a＝eq\f(v－v0,t)來(lái)計(jì)算12、（實(shí)驗(yàn)題）如圖所示是探究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置圖，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1，可使變速輪塔2和3以及長(zhǎng)槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。皮帶分別套在輪塔2和3上的不同圓盤(pán)上，可使兩個(gè)槽內(nèi)的小球6、7分別以不同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂8的擋板對(duì)小球的壓力提供，球?qū)醢宓姆醋饔昧Γㄟ^(guò)橫臂8的杠桿作用使彈簧測(cè)力套筒9下降，從而露出標(biāo)尺10，標(biāo)尺10上露出的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)球所受向心力的比值。那么：(1)在該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了________(選填“理想實(shí)驗(yàn)法”“控制變量法”或“等效替代法”)來(lái)探究向心力的大小與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。(2)當(dāng)用兩個(gè)質(zhì)量相等的小球做實(shí)驗(yàn)，且左邊小球的軌道半徑為右邊小球的2倍時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)右邊標(biāo)尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)為左邊的2倍，那么，左邊輪塔與右邊輪塔之間的角速度之比為_(kāi)_______。13、質(zhì)量m＝1000kg的汽車通過(guò)圓弧形拱形橋時(shí)的速率恒定，拱形橋的半徑R＝10m．(重力加速度g取10m/s2)試求：(1)汽車在最高點(diǎn)對(duì)拱形橋的壓力為車重的一半時(shí)汽車的速度大小；(2)汽車在最高點(diǎn)對(duì)拱形橋的壓力為零時(shí)汽車的速度大?。?020春人教物理新教材必修第二冊(cè)第6章圓周運(yùn)動(dòng)含答案*新教材人教物理必修第二冊(cè)第6章圓周運(yùn)動(dòng)*1、(雙選)甲、乙兩個(gè)做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，它們的角速度之比為3∶1，線速度之比為2∶3，那么下列說(shuō)法正確的是()A.它們的半徑之比為2∶9 B.它們的半徑之比為1∶2C.它們的周期之比為2∶3 D.它們的周期之比為1∶3解析由v＝ωr，所以r＝eq\f(v,ω)，r甲∶r乙＝eq\f(v甲,ω甲)∶eq\f(v乙,ω乙)＝2∶9，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由T＝eq\f(2π,ω)，所以T甲∶T乙＝eq\f(1,ω甲)∶eq\f(1,ω乙)＝1∶3，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤。答案AD2、對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列說(shuō)法中不正確的是()A．相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等B．相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的弧長(zhǎng)相等C．相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移相等D．在任何相等的時(shí)間里，連接物體和圓心的半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度都相等【答案】C[勻速圓周運(yùn)動(dòng)是指速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng)，因此在相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程相等、弧長(zhǎng)相等、轉(zhuǎn)過(guò)的角度相等，A、B、D項(xiàng)正確；相等時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移大小相等，方向不一定相同，故C項(xiàng)錯(cuò)誤．]3、（雙選）(多選)如圖所示，在光滑水平面上釘有兩個(gè)釘子A和B，一根長(zhǎng)細(xì)繩的一端系一個(gè)小球，另一端固定在釘子A上，開(kāi)始時(shí)小球與釘子A、B均在一條直線上(圖示位置)，且細(xì)繩的一大部分沿俯視順時(shí)針?lè)较蚶p繞在兩釘子上，現(xiàn)使小球以初速度v0在水平面上沿俯視逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，使兩釘子之間纏繞的繩子逐漸釋放，在繩子完全被釋放后與釋放前相比，下列說(shuō)法正確的是()A．小球的線速度變大B．小球的角速度變大C．小球的向心力變小D．細(xì)繩對(duì)小球的拉力變小【答案】CD[在繩子完全被釋放后與釋放前相比，由于小球所受的拉力與速度垂直，故不改變速度大小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由v＝ωr，v不變，r變大，則角速度ω變小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；小球的向心力Fn＝meq\f(v2,r)，v不變，r變大，則Fn變小，選項(xiàng)C正確；細(xì)繩對(duì)小球的拉力F＝meq\f(v2,r)，v不變，r變大，則F變小，選項(xiàng)D正確．]4、(雙選)如圖所示為摩擦傳動(dòng)裝置，B輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)A輪跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，已知轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中輪緣間無(wú)打滑現(xiàn)象，下述說(shuō)法中正確的是()A．A、B兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相同B．A與B轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反C．A、B轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為1∶3D．A、B輪緣上點(diǎn)的向心加速度之比為3∶1【答案】BC[A、B兩輪屬齒輪傳動(dòng)，A、B兩輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，A錯(cuò)誤，B正確．A、B兩輪邊緣的線速度大小相等，由ω＝eq\f(v,r)知，eq\f(ω1,ω2)＝eq\f(r2,r1)＝eq\f(1,3)，C正確．根據(jù)a＝eq\f(v2,r)得，eq\f(a1,a2)＝eq\f(r2,r1)＝eq\f(1,3)，D錯(cuò)誤．]5、(多選)如圖所示，汽車以一定的速度經(jīng)過(guò)一個(gè)圓弧形橋面的頂點(diǎn)時(shí)，關(guān)于汽車的受力及汽車對(duì)橋面的壓力情況，以下說(shuō)法正確的是()A．豎直方向汽車受到三個(gè)力：重力、橋面的支持力和向心力B．在豎直方向汽車可能只受兩個(gè)力：重力和橋面的支持力C．在豎直方向汽車可能只受重力D．汽車對(duì)橋面的壓力小于汽車的重力BCD[一般情況下汽車受重力和支持力作用，且mg－FN＝meq\f(v2,r)，故支持力FN＝mg－meq\f(v2,r)，即支持力小于重力，A錯(cuò)誤，B、D正確；當(dāng)汽車的速度v＝eq\r(gr)時(shí)，汽車所受支持力為零，C正確．]6、如圖所示，當(dāng)用扳手?jǐn)Q螺母時(shí)，扳手上的P、Q兩點(diǎn)的角速度分別為ωP和ωQ，線速度大小分別為vP和vQ，則()A．ωP＜ωQ，vP＜vQ B．ωP＝ωQ，vP＜vQC．ωP＜ωQ，vP＝vQ D．ωP＝ωQ，vP＞vQ【答案】B[由于P、Q兩點(diǎn)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以P、Q兩點(diǎn)的角速度是相等的，即ωP＝ωQ；同時(shí)由圖可知，Q點(diǎn)到螺母的距離比較大，由v＝ωr可知，Q點(diǎn)的線速度大，即vP＜正確．]7、一輛滿載新鮮水果的貨車以恒定速率通過(guò)水平面內(nèi)的某轉(zhuǎn)盤(pán)，角速度為ω，其中一個(gè)處于中間位置的水果質(zhì)量為m，它到轉(zhuǎn)盤(pán)中心的距離為R，則其他水果對(duì)該水果的作用力為()A．mg B．mω2R\r(m2g2＋m2ω4R2) \r(m2g2－m2ω4R2)【答案】C[處于中間位置的水果在水平面內(nèi)隨車轉(zhuǎn)彎，做水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力提供水平方向的向心力，則F向＝mω2R，根據(jù)平衡條件及平行四邊形定則可知，其他水果對(duì)該水果的作用力大小為F＝eq\r(mg2＋mω2R2)，選項(xiàng)C正確，其他選項(xiàng)均錯(cuò)誤．]8、(雙選)如圖所示，一圓環(huán)以直徑AB為軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，P、Q、R是環(huán)上的三點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是()A．向心加速度的大小aP＝aQ＝aRB．任意時(shí)刻P、Q、R三點(diǎn)向心加速度的方向相同C．線速度vP＞vQ＞vRD．任意時(shí)刻P、Q、R三點(diǎn)的線速度方向均不同【答案】BC[R、Q、P三點(diǎn)的軌道圓心都在軸AB上，且它們的軌道平面互相平行，因此三點(diǎn)的角速度相同，由于向心加速度方向也相同且指向軸AB，由an＝rω2可知：aP＞aQ＞aR，又由v＝ωr可知vP＞vQ＞vR，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B、C正確；三點(diǎn)的線速度方向都沿軌跡的切線方向，故它們的線速度方向相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．]9、飛機(jī)俯沖拉起時(shí)，飛行員處于超重狀態(tài)，此時(shí)座位對(duì)飛行員的支持力大于所受的重力，這種現(xiàn)象叫過(guò)荷．過(guò)荷過(guò)重會(huì)造成飛行員大腦貧血，四肢沉重，暫時(shí)失明，甚至昏厥．受過(guò)專門(mén)訓(xùn)練的空軍飛行員最多可承受9倍重力的支持力影響．取g＝10m/s2，則當(dāng)飛機(jī)在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖速度為100m/s時(shí)，圓弧軌道的最小半徑為()A．100m B．111mC．125m D．250m【答案】C[由題意知，8mg＝meq\f(v2,R)，代入數(shù)值得R＝125m．]10、(雙選)假設(shè)“神舟十一號(hào)”實(shí)施變軌后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，共運(yùn)行了n周，起始時(shí)刻為t1，結(jié)束時(shí)刻為t2，運(yùn)行速度為v，半徑為r.則計(jì)算其運(yùn)行周期可用()A．T＝eq\f(t2－t1,n) B．T＝eq\f(t1－t2,n)C．T＝eq\f(2πr,v) D．T＝eq\f(2πv,r)【答案】AC[由題意可知“神舟十一號(hào)”勻速圓周運(yùn)動(dòng)n周所需時(shí)間Δt＝t2－t1，故其周期T＝eq\f(Δt,n)＝eq\f(t2－t1,n)，選項(xiàng)A正確；由周期公式有T＝eq\f(2πr,v)，選項(xiàng)C正確．]11、關(guān)于向心加速度，下列說(shuō)法正確的是()A．向心加速度是描述線速度大小變化快慢的物理量B．向心加速度只改變線速度的方向，不改變線速度的大小C．向心加速度的大小恒定，方向時(shí)刻改變D．向心加速度是平均加速度，大小可用a＝eq\f(v－v0,t)來(lái)計(jì)算【答案】B[向心加速度只改變線速度的方向，不改變線速度的大小，它是描述線速度方向變化快慢的物理量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；只有勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小才恒定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；公式a＝eq\f(v－v0,t)適用于平均加速度的計(jì)算，向心加速度是瞬時(shí)加速度，D錯(cuò)誤．]12、（實(shí)驗(yàn)題）如圖所示是探究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置圖，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1，可使變速輪塔2和3以及長(zhǎng)槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。皮帶分別套在輪塔2和3上的不同圓盤(pán)上，可使兩個(gè)槽內(nèi)的小球6、7分別以不同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂8的擋板對(duì)小球的壓力提供，球?qū)醢宓姆醋饔昧Γㄟ^(guò)橫臂8的杠桿作用使彈簧測(cè)力套筒9下降，從而露出標(biāo)尺10，標(biāo)尺10上露出的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)球所受向心力的比值。那么：(1)在該實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用了________(選填“理想實(shí)驗(yàn)法”“控制變量法”或“等效替代法”)來(lái)探究向心力的大小與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。(2)當(dāng)用兩個(gè)質(zhì)量相等的小球做實(shí)驗(yàn)，且左邊小球的軌道半徑為右邊小球的2倍時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)右邊標(biāo)尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)為左邊的2倍，那么，左邊輪塔與右邊輪塔之間的角速度之比為_(kāi)_______。解析(1)由前面分析可知該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法。(2)線速度大小相等，則角速度與半徑成反比，故可知左邊輪塔與右邊輪塔之間的角速度之比為1∶2。答案(1)控制變量法(2)1∶213、質(zhì)量m＝1000kg的汽車通過(guò)圓弧形拱形橋時(shí)的速率恒定，拱形橋的半徑R＝10m．(重力