人教版高中物理必修二單元素養(yǎng)評價(二)

單元素養(yǎng)評價(二)第六章圓周運動[合格性考試]1．對于做勻速圓周運動的物體，下列說法中正確的是()A．線速度不變B．向心加速度不變C．周期不變D．運動狀態(tài)不變答案：C2．[2019·江西南康中學檢測]一輛轎車正在通過如圖所示的路段，關于該轎車在轉(zhuǎn)彎的過程中，下列說法正確的是()A．轎車的速度大小不一定變化B．轎車處于平衡狀態(tài)C．轎車加速度的方向一定沿運動軌跡的切線方向D．轎車加速度的方向一定垂直于運動軌跡的切線方向答案：A3．一球繞過球心的豎直軸勻速運動，如圖所示，球面上有A、B兩點，則()A．可能vA＜vB，也可能vA＞vBB．A、B兩點的向心加速度都指向球心OC．由a＝eq\f(v2,r)可知aA＞aBD．由a＝ω2r可知aA＜aB解析：由于A、B兩點是同軸轉(zhuǎn)動，故它們的角速度相同，由題圖可知rA＜rB，根據(jù)v＝ωr，可知vA＜vB，故A錯誤；A、B兩點的向心加速度方向都指向所在平面的圓的圓心，而不是指向球心O，故B錯誤；由于rA＜rB，而且vA＜vB，所以不能使用a＝eq\f(v2,r)判斷得出aA和aB的關系，故C錯誤；由于A、B兩點是同軸轉(zhuǎn)動，故它們的角速度相同，由圖可知rA＜rB，根據(jù)a＝ω2r可知aA＜aB，故D正確．答案：D4．[2019·海南卷]如圖，一硬幣(可視為質(zhì)點)置于水平圓盤上，硬幣與豎直轉(zhuǎn)軸OO′的距離為r，已知硬幣與圓盤之間的動摩擦因數(shù)為μ(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，重力加速度大小為g.若硬幣與圓盤一起繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動，則圓盤轉(zhuǎn)動的最大角速度為()A.eq\f(1,2)eq\r(\f(μg,r))B.eq\r(\f(μg,r))C.eq\r(\f(2μg,r))D．2eq\r(\f(μg,r))解析：摩擦力提供向心力，角速度最大時：μmg＝mrω2，解得角速度ω＝eq\r(\f(μg,r))，選項B正確．答案：B5.如圖所示為錐形齒輪的傳動示意圖，大齒輪帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，大、小齒輪的角速度大小分別為ω1、ω2，兩齒輪邊緣處的線速度大小分別為v1、v2，則()A．ω1<ω2，v1＝v2B．ω1>ω2，v1＝v2C．ω1＝ω2，v1>v2D．ω1＝ω2，v1<v2解析：兩個齒輪的區(qū)別是各自的齒數(shù)不同，相同時間內(nèi)小齒輪轉(zhuǎn)過的角度大，故齒輪的角速度大小關系為ω1<ω2；由于兩齒輪單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的齒數(shù)是相同的，故兩齒輪邊緣處的線速度大小相等，即v1＝v2.答案：A6.如圖所示，在驗證向心力公式的實驗中，質(zhì)量相同的鋼球①、②分別放在轉(zhuǎn)盤A、B上，它們到所在轉(zhuǎn)盤軸的距離之比為2:1.a、b分別是與A盤、B盤同軸的輪．a(chǎn)、b的輪半徑之比為1:2，用皮帶連接a、b兩輪轉(zhuǎn)動時，鋼球①、②所受的向心力之比為()A．8:1B．4:1C．2:1D．1:2解析：皮帶傳動，邊緣上的點線速度大小相等，所以va＝vb，a輪、b輪半徑之比為1:2，所以由v＝rω得：eq\f(ωa,ωb)＝eq\f(rb,ra)＝eq\f(2,1)，共軸的點角速度相等，兩個鋼球的角速度分別與共軸輪的角速度相等，則eq\f(ω1,ω2)＝eq\f(2,1).根據(jù)向心加速度a＝rω2，則知eq\f(a1,a2)＝eq\f(8,1).鋼球的質(zhì)量相等，由F＝ma得，向心力之比為eq\f(F1,F2)＝eq\f(8,1)，所以A正確，B、C、D錯誤．答案：A7.[2019·山西省實驗中學檢測]如圖所示，地球可以看成一個巨大的拱形橋，橋面半徑R＝6400km，地面上行駛的汽車中駕駛員的重力G＝800N，在汽車不離開地面的前提下，下列分析中正確的是()A．汽車的速度越大，則汽車對地面的壓力也越大B．不論汽車的行駛速度如何，駕駛員對座椅壓力大小都等于800NC．只要汽車行駛，駕駛員對座椅壓力大小都小于他自身的重力D．如果某時刻速度增大到使汽車對地面壓力為零，則此時駕駛員會有超重的感覺解析：汽車的重力和地面對汽車的支持力的合力提供向心力，則有mg－FN＝meq\f(v2,R)，重力是一定的，v越大，則FN越小，故A、B錯誤；因為駕駛員的一部分重力用于提供駕駛員做圓周運動所需的向心力，所以駕駛員對座椅壓力小于他自身的重力，故C正確；如果速度增大到使汽車對地面的壓力為零，說明汽車和駕駛員的重力全部用于提供做圓周運動所需的向心力，處于完全失重狀態(tài)，此時駕駛員會有失重的感覺，故D錯誤．答案：C8．在“用圓錐擺驗證向心力的表達式”實驗中，如圖甲所示，細繩的懸點剛好與一個豎直的刻度尺的零刻度線平齊．將畫著幾個同心圓的白紙置于水平桌面上，使鋼球靜止時剛好位于圓心．用手帶動鋼球在水平面內(nèi)做圓錐擺，設法使它剛好對紙面無壓力沿紙上某個半徑為r的圓周運動，鋼球的質(zhì)量為m，重力加速度為g.(1)用秒表記錄運動n圈的總時間為t，那么鋼球做圓周運動時需要的向心力表達式為Fn＝________.(2)通過刻度尺測得鋼球運動的軌道平面距懸點的高度為h，那么鋼球做圓周運動時外力提供的向心力表達式為Fn＝________.(3)改變鋼球做圓周運動的半徑，多次試驗，得到如圖乙所示的關系圖象，可以達到粗略驗證向心力表達式的目的，該圖線斜率的表達式為________．解析：(1)根據(jù)向心力公式：Fn＝meq\f(v2,r)，而v＝eq\f(2πr,T)＝eq\f(2πrn,t)，得Fn＝mreq\f(4π2n2,t2).(2)如圖所示，由幾何關系可得：Fn＝mgtanθ＝mgeq\f(r,h).(3)由上面分析得：mgeq\f(r,h)＝mreq\f(4π2n2,t2)整理得：eq\f(t2,n2)＝eq\f(4π2,g)h故圖線斜率的表達式為k＝eq\f(4π2,g).答案：(1)mreq\f(4π2n2,t2)(2)mgeq\f(r,h)(3)k＝eq\f(4π2,g)9．汽車以很大的速度在廣闊的水平面上勻速行駛，駕駛員突然發(fā)現(xiàn)前方有一條橫溝，為了避免發(fā)生事故，駕駛員應該急剎車還是急轉(zhuǎn)彎？(兩種情況下，地面提供的摩擦力相同)解析：設地面提供的摩擦力大小為F，則急剎車時：veq\o\al(2,0)＝2ax，且a＝eq\f(F,m)，解得急剎車位移x＝eq\f(mv\o\al(2,0),2F)急轉(zhuǎn)彎時：F＝eq\f(mv\o\al(2,0),r)，得半徑r＝eq\f(mv\o\al(2,0),F)由于x<r，故急剎車安全．應該急剎車．答案：應該急剎車[等級性考試]10.如圖所示，光滑固定的水平圓盤中心有一個光滑的小孔，用一細繩穿過小孔連接質(zhì)量分別為m1、m2的小球A和B，讓B球懸掛，A球在光滑的圓盤面上繞圓盤中心做勻速圓周運動，角速度為ω，半徑為r，則關于r和ω關系的圖象可能正確的是()

解析：根據(jù)m2g＝m1rω2得r＝eq\f(m2g,m1)·eq\f(1,ω2)，可知r與eq\f(1,ω2)成正比，即r與ω2成反比，故A錯誤，B正確．又eq\f(1,r)＝eq\f(m1,m2g)ω2，則eq\f(1,r)與ω2成正比，故C、D錯誤．答案：B11．如圖所示，過山車的軌道可視為豎直平面內(nèi)半徑為R的圓軌道．質(zhì)量為m的游客隨過山車一起運動，當游客以速度v經(jīng)過圓軌道的最高點時()A．處于超重狀態(tài)B．速度v的大小一定為eq\r(gR)C．向心加速度方向豎直向下D．座位對游客的作用力為meq\f(v2,R)解析：游客做圓周運動，在最高點，受重力和軌道的壓力，合外力提供向心力，合外力向下，加速度豎直向下，游客處于失重狀態(tài)，故A錯誤．C正確；在最高點，根據(jù)向心力公式得mg＋FN＝meq\f(v2,R)，只有當FN＝0時，r＝eq\r(gR)，故B錯誤；在最高點，根據(jù)向心力公式得mg＋FN＝meq\f(v2,R)，解得FN＝meq\f(v2,R)－mg，故D錯誤．答案：C12．一輛載重卡車，在丘陵地區(qū)以不變的速率行駛，地形如圖所示，由于輪胎已舊，途中爆胎，你認為A、B、C、D四處中，爆胎可能性最大的一處是()A．A處B．B處C．C處D．D處解析：在坡頂，由牛頓第二定律得mg－FN＝meq\f(v2,r)，解得FN＝mg－meq\f(v2,r)，即FN<mg；在坡谷，由牛頓第二定律得FN－mg＝meq\f(v2,r)，解得FN＝mg＋meq\f(v2,r)，即FN>mg，由以上分析可知在B、D兩點比在A、C兩點更容易爆胎，而D點半徑比B點小，則在D點最容易爆胎，故選D.答案：D13.[2019·河北唐山一中檢測]如圖所示，圓弧軌道AB是在豎直平面內(nèi)的eq\f(1,4)圓周，半徑為r，在B點軌道的切線是水平的．在圓弧軌道的下面有一半徑為R的水平圓盤，繞垂直于盤面的中心軸BO2勻速轉(zhuǎn)動，一小球(可看成質(zhì)點)從圓弧軌道上某處下滑，達到B點時速度為v(此時速度方向恰與O2C平行)．求：(1)小球到達B點時的向心加速度大小；(2)要使小球剛好落在C點，BO2間的距離h；(3)要使小球剛好落在C點，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度ω.解析：(1)向心加速度a＝eq\f(v2,r).(2)小球從B點起做平拋運動，設下落時間為t.水平方向有R＝v