高中物理 章末綜合測(cè)評(píng)2 圓周運(yùn)動(dòng)(含解析)粵教版必修第二冊(cè)-粵教版高中必修第二冊(cè)物理試題

word章末綜合測(cè)評(píng)(二)圓周運(yùn)動(dòng)(時(shí)間：90分鐘分值：100分)1．(4分)G20峰會(huì)“最憶是杭州〞的文藝演出中，芭蕾舞演員保持如下列圖姿勢(shì)原地轉(zhuǎn)，此時(shí)手臂上B兩點(diǎn)角速度大小分別為ωω，線速度大小分別為vv，如( )A B A BA．ω＜ω B．ω＞ωA BC．v＜v

A BD．v＞vA B A BD[由于B兩點(diǎn)在人自轉(zhuǎn)的過程中周期一樣，所以根據(jù)ω2π AB＝T可知，、

兩點(diǎn)的角速度一樣，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；根據(jù)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)半徑大，所以ADC2．(4B球的軌道半徑是B球軌道半徑的2倍，A的轉(zhuǎn)速為30r/min，B的轉(zhuǎn)速為15r/min。如此兩球的向心加速度之比( )A．1∶1C．4∶1

B．2∶1D．8∶1DBω∶ω＝n∶n＝2∶1，所以兩小球的向心加A速度之比a∶a＝2R2R＝8∶1D

B A BA B AA BB3．(4O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的俯視圖。質(zhì)量為60kg的學(xué)員在A點(diǎn)位置，質(zhì)量為70kg的教練員在B點(diǎn)位置點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎半徑為5.0點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎半徑為4.0m，如此學(xué)員和教練均可視為質(zhì))( )A．運(yùn)動(dòng)周期之比為5∶4B．C．-1-/11wordD．受到的合力大小之比為15∶14AB T2π vD[、兩點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等，根據(jù)＝ω知，周期相等，故A＝r，半徑之比為5∶4，知線速度大小之比為5∶4，故B錯(cuò)誤。根據(jù)r2知，向心加速C15∶14，故D4．(4需的向心力由重力和空氣對(duì)它的作用力的合力來提供。質(zhì)量為m的飛鳥，以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R)()22 22A．m

R

－2

B．mRC．m

22R

D．mgF合2gg ＝mR，根據(jù)平行四邊形法如此得，空氣對(duì)鳥的作用力F＝

mg2＋2＝m合

2R，故C正確。]5.(4分)如下列圖，乘坐游樂園的翻滾過ft車時(shí)，質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)如下說法正確的答案( )A．B．人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位不可能產(chǎn)生大小為mg的壓力C．人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力等于mgD．人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力大于mg[過ft車是豎直面內(nèi)桿系小球圓周運(yùn)動(dòng)模型的應(yīng)用。人在最低點(diǎn)時(shí)，由向心力公式可2 2F－mg＝mRCDgR時(shí)，向心力由座位對(duì)人的壓力和人的重力的合力提供，假設(shè)時(shí)，向心力由人的重力提供，假設(shè)時(shí)，人才靠保險(xiǎn)帶拉住，選項(xiàng)A-2-/11word2mR－m，當(dāng)＝2Rg時(shí)＝m，選項(xiàng)B6．(4分)近年來我國(guó)高速鐵路開展迅速，現(xiàn)某新型國(guó)產(chǎn)列車某車廂質(zhì)量為m，如果列車要進(jìn)入半徑為R的彎道，如下列圖，兩軌間寬度為L(zhǎng)，內(nèi)外軌高度差為h，重力加速度為g，該彎道處的設(shè)計(jì)速度最為適宜的是()gRhA．

gRL2－2 2－2gR2－2 gRLh D． hA[此題易錯(cuò)之處是向心力方向確實(shí)定。列車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力由列車的重力和軌道對(duì)列車的支持力的合力提供，方向沿水平方向，根據(jù)牛頓第二定律可知mg·

h 2＝mR，解得v2－2gRh＝

，選項(xiàng)A正確。]2－2ω轉(zhuǎn)動(dòng)，盤面上離轉(zhuǎn)軸2.5m3的動(dòng)摩擦因數(shù)為 g2。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，盤面與水平面間的夾角為30°，取10m/s2。如此ω的最大值( )5rad/sB．3rad/srad/s D．0.5rad/sC由牛頓第二定律得μmcos30°msin30°m2，解得＝1rad/，應(yīng)當(dāng)選。]8.(6Fωr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2345-3-/11word23、7動(dòng)。小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂88910現(xiàn)將兩小球分別放在兩邊的槽內(nèi)，為了探究小球受到的向心力大小和角速度的關(guān)系如下說法中正確的答案。B．C．D．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〞來探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。[解析](1)根據(jù)＝mr2球的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑不變，故A正確。(2)以采用的是控制變量法。[答案](1)A(2)控制變量法9．(10mR時(shí)，連接物塊和轉(zhuǎn)軸的繩剛好被拉直(繩中張力為零)，物塊與轉(zhuǎn)盤間最大靜摩擦力是其重力的倍，求：kg轉(zhuǎn)盤的角速度為ω

2時(shí)繩中的張力T；1轉(zhuǎn)盤的角速度為ω2

r 13kg22r時(shí)繩中的張力T。2-4-/11word[解析]設(shè)角速度為ω0

時(shí)繩剛好被拉直且繩中張力為零，如此由題意有kmg＝mω2r①0解得ω0

kgr。②r10kgr101當(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度為ω1

2時(shí)，有ω<ω，物塊所受靜摩擦力足以提供物塊隨轉(zhuǎn)盤做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力③即：T＝0。④1當(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度為ω＝

3kg時(shí)，有

ω>ω，物塊所受最大靜摩擦力不足以提供物2 2r 2 0塊隨轉(zhuǎn)盤做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力⑤如此kmTm2⑥2 2T1解得＝kmg。⑦2 21[答案](1)0(2)kmg210．(101m74N1kgO離地面g10m/s2)繩子斷時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的角速度為多大？繩斷后，小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)間的水平距離是多少？[解析](1)設(shè)繩斷時(shí)小球角速度為，由牛頓第二定律得mm2L代入數(shù)據(jù)得rad/s。(2)其初速度vm/s01由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有＝g22得s水平距離。0-5-/11word[答案](1)8rad/s(2)8m11.(4分如下列圖摩天輪懸掛的座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)座艙的質(zhì)量為運(yùn)動(dòng)半徑為角速度大小為重力加速度為如此座( )2πRA．運(yùn)動(dòng)周期為ω線速度的大小為ωRC．受摩天輪作用力的大小始終為D．所受合力的大小始終為mRBD由角速度的定義ω2π T2π＝T，可知＝ω，選項(xiàng)A，故B合力為向心力＝m，選項(xiàng)D正確；座艙在最高點(diǎn)時(shí)所受摩天輪的作用力＝m－m2，′＝m＋m2，所以選項(xiàng)C12．(4分)如下列圖，圓盤繞過圓心且垂直于盤面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其上有a、b、c三點(diǎn)，Oc1，如此如下說法中正確的答案( )＝Oa2b兩點(diǎn)線速度一樣c三點(diǎn)的角速度一樣C．c點(diǎn)的線速度大小是ac三點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周期一樣

T

abcBCD

＝ω知，、、

三點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)周-6-/11word期一樣，D正確；根據(jù)可知c點(diǎn)的線速度大小是a、b13.(4分如下列圖，兩個(gè)質(zhì)量不同的小球用長(zhǎng)度不等的細(xì)線拴在同一點(diǎn)，并在同一水面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如此它們( )A．運(yùn)動(dòng)周期一樣B．運(yùn)動(dòng)線速度一樣C．運(yùn)動(dòng)角速度一樣D．向心加速度一樣-7-/11wordAC有mtan＝m＝m2sin＝m 2 4π2sin＝m

Lsinθ，解得θ

Lsinθ＝· h ，v＝gLsinθ·tanθ，ω＝

θ gT＝2π

hg。]14.(4分如下列圖，長(zhǎng)0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿，一端固定一個(gè)質(zhì)量為3kg的小球，另一端由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)使桿繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)小球的速率為2m/sg取10如下說法正確的答案( )小球通過最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是24N小球通過最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的壓力大小是6N小球通過最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是24N小球通過最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是54N2 2BD[設(shè)小球在最高點(diǎn)時(shí)受桿的彈力向上，如此mg－N＝mlN＝mg－ml＝62 26N，A正確；小球通過最低點(diǎn)時(shí)N－mg＝mlN＝mg＋ml＝54N，小球?qū)U的拉力大小是54N，C錯(cuò)誤，D正確。]15.(4分)如下列圖，水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放著A、B、C三個(gè)物體，質(zhì)量分別為2m、m、m，離轉(zhuǎn)軸的距離分別為R、R、2R，與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)一樣。當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，如下說法中正確的答案是()-8-/11wordA．假設(shè)三個(gè)物體均未滑動(dòng)，如此CB．假設(shè)三個(gè)物體均未滑動(dòng)，如此B物體受的摩擦力最大C．假設(shè)轉(zhuǎn)速增加，如此A物體比B物體先滑動(dòng)D．假設(shè)轉(zhuǎn)速增加，如此C物體最先滑動(dòng)AD[三物體都未滑動(dòng)時(shí)，角速度一樣，設(shè)角速度為，根據(jù)向心加速度公式＝，知CAf＝(2f＝m2，A Bfm2(2)，所以物體B受到的摩擦力最小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；增加轉(zhuǎn)速，可知C最先達(dá)到最大CC、B的臨界角速度相等，可知、BC16．(6實(shí)驗(yàn)時(shí)用手撥動(dòng)旋臂產(chǎn)生圓周運(yùn)動(dòng)，力傳感器和光電門固定在實(shí)驗(yàn)器上，測(cè)量向心力和角速度。甲 乙電腦通過光電門測(cè)量擋光桿通過光電門的時(shí)間，并由擋光桿的寬度、擋光桿通過光電門的時(shí)間、擋光桿做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑自動(dòng)計(jì)算出砝碼做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度，如此計(jì)算角速度的表達(dá)式。圖乙中①②兩條曲線為一樣半徑不同質(zhì)量下向心力與角速度的關(guān)系圖線為拋物線由圖可知，曲線①對(duì)應(yīng)的砝碼質(zhì)量 選填“大于〞或“小于〞)曲線②對(duì)應(yīng)的砝碼質(zhì)量。d v d[解析](1)砝碼轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度v＝Δt，由ω＝r，計(jì)算得出：ω＝rΔt。(2)圖中拋物線說明：向心力F和2做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度不變，由牛頓第二定律可以知道，質(zhì)量大的物體需要的向心力大，所以曲線①對(duì)應(yīng)的砝碼質(zhì)量小于曲線②對(duì)應(yīng)的砝碼質(zhì)量。d[答案](2)小于為進(jìn)入彎道AB段的距離s＝14，彎道半徑。汽車到達(dá)AB-9-/11wordA點(diǎn)時(shí)速度v＝16A力，g10m/s2。要確保汽車進(jìn)入彎道后不側(cè)滑。求汽車：在彎道上行駛的最大速度；在AB段做勻減速運(yùn)動(dòng)的最小加速度；為提高BC[解析](1)在BC彎道，由牛頓第二定律得：m2

maxR代入數(shù)據(jù)解得v＝12m/smax汽車勻減速至B12m/s2as＝2－2minAB max A代入數(shù)據(jù)解得a＝4m/s2minBC彎道路面建成外高內(nèi)低，增大路面摩擦因數(shù)，使BC[答案](1)12m/s(2)4m/s2(3)BC彎道路面建成外高內(nèi)低或增大路面摩擦因數(shù)或使BC彎道的彎道半徑變大18．(10mBCBBC2m。CmO與C點(diǎn)在同一豎直線上OEOB一質(zhì)量kgB點(diǎn)時(shí)，圓盤開始從圖示位置繞通過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。物塊通過圓弧軌道上B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為N，物塊由Cg10m/s2，求：物塊通過B(2)小桶到圓心O(3)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω應(yīng)滿足的條件。[解析](1)物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得-10-/11word2BR解得：v＝3m/s。B從B到C根據(jù)牛頓