2024春新教材高中物理第2章圓周運動達(dá)標(biāo)檢測卷粵教版必修第二冊

其次章達(dá)標(biāo)檢測卷(考試時間：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選項中，只有一項是符合題目要求的．1．一質(zhì)點做圓周運動，在時間t內(nèi)轉(zhuǎn)過n周．已知圓周半徑為R，則該質(zhì)點的線速度大小為()A．eq\f(2πR,nt) B．eq\f(2πRn,t)C．eq\f(nR,2πt) D．eq\f(2πt,nR)【答案】B【解析】質(zhì)點做圓周運動的周期T＝eq\f(t,n)，由公式v＝eq\f(2πR,T)，得v＝eq\f(2πnR,t)，故B正確．2．如圖所示，質(zhì)量相等的汽車甲和汽車乙，以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運動，汽車甲在汽車乙的外側(cè)．兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為Ff甲和Ff乙．以下說法正確的是()A．Ff甲小于Ff乙B．Ff甲等于Ff乙C．Ff甲大于Ff乙D．Ff甲和Ff乙的大小與汽車速率無關(guān)【答案】A【解析】汽車在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，摩擦力供應(yīng)做勻速圓周運動的向心力，即Ff＝F向＝meq\f(v2,r)，由于r甲>r乙，則Ff甲<Ff乙，A正確．3．由上海飛往美國洛杉磯的飛機和洛杉磯返航飛往上海的飛機，若來回飛行時間相同，且飛經(jīng)太平洋上空等高勻速飛行，飛行中兩種狀況相比較，飛機上的乘客對座椅的壓力()A．相等 B．前者肯定稍大于后者C．前者肯定稍小于后者 D．均可能為零【答案】C【解析】飛機速度是相對地球的，地球在從西向東轉(zhuǎn)動，所以上海飛往美國洛杉磯的飛機的速度v1大于返航飛往上海的飛機的速度v2，對人受力分析，G－FN＝meq\f(v2,r)，G不變，v大的FN就小，所以由上海飛往美國洛杉磯的飛機上的乘客對座椅的壓力較?。蔆正確，A、B、D錯誤．4．如圖所示，天車下吊著兩個質(zhì)量都是m的工件A和B，整體一起向左勻速運動．系A(chǔ)的吊繩較短，系B的吊繩較長，若天車運動到P處突然停止，重力加速度大小為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)天車突然停止時，A、B工件均繞懸點做圓周運動．由F－mg＝meq\f(v2,r)，得拉力F＝mg＋meq\f(v2,r)，因為m相等，A的繩長小于B的繩長，即rA＜rB，則A受到的拉力大于B受到的拉力，即FA>FB>mg，故A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)做勻速圓周運動．下列推斷正確的是()A．每秒轉(zhuǎn)數(shù)相同，繩短時易斷 B．線速度大小肯定，繩短時易斷C．運動周期肯定，繩短時易斷 D．線速度大小肯定，繩長時易斷【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錯誤．6．洗衣機的甩干桶勻速轉(zhuǎn)動時有一衣物附在筒壁上，下列說法錯誤的是()A．筒壁對衣物的摩擦力隨筒的轉(zhuǎn)速的增大而增大B．筒壁對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動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】A7．如圖甲所示，游樂園的嬉戲項目——旋轉(zhuǎn)飛椅，飛椅從靜止起先緩慢轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一小段時間，坐在飛椅上的游客的運動可以看作勻速圓周運動．整個裝置可以簡化為如圖乙所示的模型，忽視轉(zhuǎn)動中的空氣阻力．設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ，則() 甲 乙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．飛椅運動的周期隨著角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錯誤；依據(jù)牛頓其次定律可知mgtanθ＝man，則向心加速度為大小為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錯誤；設(shè)繩長為L，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錯誤．8．一物體做勻速圓周運動，其線速度大小為2m/s，則物體在0.5s內(nèi)通過的弧長為()A．4m B．3mC．2m D．1m【答案】D【解析】物體在0.5s內(nèi)通過的弧長為s＝vt＝1m.9．(2024年邯鄲學(xué)業(yè)考試)如圖所示的皮帶傳動裝置，主動輪的半徑與從動輪的半徑之比R1∶R2＝2∶1，A、B分別是兩輪邊緣上的點，假定皮帶不打滑，則下列說法正確的是()A．A、B兩點的線速度之比為vA∶vB＝1∶2B．A、B兩點的線速度之比為vA∶vB＝1∶1C．A、B兩點的加速度之比為aA∶aB＝1∶1D．A、B兩點的加速度之比為aA∶aB＝2∶1【答案】B【解析】AB為同緣傳動，故AB線速度大小相等，A錯誤，B正確；依據(jù)a＝eq\f(v2,r)可知，A、B兩點的加速度之比為1∶2，C、D錯誤．10．如圖所示為“感受向心力”的試驗，細(xì)繩的一端拴著一個小球，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動，通過細(xì)繩的拉力來感受向心力．下列說法正確的是()A．只增大小球運動的角速度，細(xì)繩的拉力不變B．只增大小球運動的角速度，細(xì)繩的拉力減小C．只更換一個質(zhì)量較大的小球，細(xì)繩的拉力不變D．只更換一個質(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，則只增大小球運動的角速度，細(xì)繩的拉力變大，只更換一個質(zhì)量較大的小球，細(xì)繩的拉力增大．11．如圖，風(fēng)力發(fā)電機的一個葉片上有a、b兩點，葉片在風(fēng)力的作用下轉(zhuǎn)動．關(guān)于a、b兩點在某一時刻的線速度和角速度，下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b兩點的線速度大小相等B．a(chǎn)點的線速度大于b點的線速度C．a(chǎn)點的角速度大于b點的角速度D．a(chǎn)點的角速度小于b點的角速度【答案】B【解析】由于a、b兩點是同軸轉(zhuǎn)動，故a點的角速度等于b點的角速度，依據(jù)線速度和角速度的關(guān)系v＝ωr，可知a點的線連度大于b點的線速度，A、C、D錯誤，B正確．12．如圖為“天津之眼”摩天輪，游客A某時刻位于勻速轉(zhuǎn)動的摩天輪的最頂端，則從今時刻起游客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】做勻速圓周運動的向心加速度表達(dá)式為an＝eq\f(v2,r)，而游客做勻速圓周運動，則線速度大小不變，故向心加速度大小不變．13．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動，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，角速度均與地球自轉(zhuǎn)角速度相等，由v＝rω可知，甲做圓周運動的半徑較大，線速度較大，A錯誤，B正確；做勻速圓周運動的向心力、向心加速度可表示為F＝mrω2，a＝rω2，由于甲、乙做圓周運動的半徑r不相等，則向心力、向心加速度大小均不相等，C、D錯誤．14．關(guān)于下列四幅圖說法正確的是()A．如圖甲，汽車通過拱橋的最高點時處于超重狀態(tài)B．如圖乙，直筒洗衣機脫水時，被甩出去的水滴受到離心力作用C．如圖丙，火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，外軌對輪緣會有擠壓作用D．如圖丁，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動的過程中，所受的合外力不變【答案】C【解析】汽車過拱橋最高點時，加速度的方向向下，處于失重狀態(tài)，A錯誤；直筒洗衣機脫水時，被甩出去的水是因為所受的合外力不足以供應(yīng)水做圓周運動所需的向心力，所以被甩出去了，B錯誤；火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，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；小球做勻速圓周運動，合外力供應(yīng)向心力，方向始終指向圓心，時刻在變更，所以合外力是變更的，D錯誤．15．如圖所示，兩小孩在玩蹺蹺板，O為蹺蹺板的支點，A、B為蹺蹺板上的兩點，AO大于BO.設(shè)蹺蹺板轉(zhuǎn)動過程中A、B兩點線速度的大小分別為vA、vB，角速度分別為ωA、ωB，則()A．vA>vB B．vA<vBC．ωA>ωB D．ωA<ωB【答案】A【解析】兩點同軸轉(zhuǎn)動，則角速度相等，C、D錯誤；依據(jù)v＝ωr，角速度相等且AO大于BO，則vA>vB，A正確，B錯誤．16．如圖所示，一輛可視為質(zhì)點的小汽車沿著兩個相同的圓弧組成的豎直軌道，以恒定的速率從A點經(jīng)B、C、D點運動到E點，其中A、C、E在同一水平面上，B、D兩點分別為軌道的最低點和最高點，下列說法正確的是()A．小汽車的合外力始終為零B．小汽車在從A到C的過程中加速度大小不變C．小汽車從A到C的平均速度大于從C到E的平均速度D．B、D兩點軌道對小車的支持力相等【答案】B【解析】小汽車做勻速圓周運動，所受合力供應(yīng)向心力用于變更速度的方向，A錯誤；小汽車做勻速圓周運動，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；小汽車從A到C和從C到E的位移相同，做勻速圓周運動的時間相同，依據(jù)eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(x,t)，可知兩過程的平均速度相同，C錯誤；小汽車在B點加速度向上，處于超重，可知支持力大于其重力；小汽車在D點的加速度向下，處于失重，可知支持力小于重力，則B、D兩點軌道對小車的支持力不相等，D錯誤．17．如圖所示，質(zhì)量為m的小球固定在長為L的細(xì)桿一端，繞細(xì)桿的另一端O點在豎直面內(nèi)做圓周運動，小球轉(zhuǎn)到最高點A時，線速度大小為eq\r(\f(gL,2))，則此時小球?qū)?xì)桿的作用力方向和大小分別為()A．向下，eq\f(mg,2) B．向上，eq\f(mg,2)C．向上，eq\f(3mg,2) D．向下，eq\f(3mg,2)【答案】A【解析】設(shè)桿對小球向上的支持力為F，則依據(jù)牛頓其次定律得mg－F＝meq\f(v2,L)，代入數(shù)據(jù)解得F＝eq\f(mg,2)，依據(jù)牛頓第三定律得小球?qū)?xì)桿的作用力向下，大小為eq\f(mg,2).18．鐵路在彎道處的內(nèi)軌和外軌凹凸是不同的，已知內(nèi)外軌道與水平面傾角為θ，彎道處的圓弧半徑為R.若質(zhì)量為m的火車以速度v通過某彎道時，內(nèi)軌和外軌均不受側(cè)壓力作用，下面分析正確的是()A．軌道半徑R＝eq\f(v2,g)B．v＝eq\r(gRtanθ)C．若火車速度小于v時，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面對外D．若火車速度大于v時，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面對內(nèi)【答案】B【解析】火車轉(zhuǎn)彎時受力如圖所示，火車轉(zhuǎn)彎的向心力由重力和支持力的合力供應(yīng)，則mgtanθ＝meq\f(v2,R)，故轉(zhuǎn)彎半徑R＝eq\f(v2,gtanθ)；轉(zhuǎn)彎時的速度v＝eq\r(gRtanθ)，A錯誤，B正確．若火車速度小于v時，須要的向心力減小，此時內(nèi)軌對車輪產(chǎn)生一個向外的作用力，即車輪擠壓內(nèi)軌；若火車速度大于v時，須要的向心力變大，外軌對車輪產(chǎn)生一個向里的作用力，即車輪擠壓外軌，車輪對外軌的作用力方向平行軌道平面對外，C、D錯誤．19．如圖所示，在雙人花樣滑冰運動中，有時會看到被男運動員拉著的女運動員離開地面在空中做圓錐擺運動的精彩場面，目測體重為G的女運動員做圓錐擺運動時和水平冰面的夾角約為30°，重力加速度為g，估算該女運動員()A．受到的拉力為eq\r(3)G B．受到的拉力為2GC．向心加速度為eq\r(5)g D．向心加速度為2g【答案】B【解析】女運動員做圓錐擺運動，由對女運動員受力分析可知，受到重力、男運動員對女運動員的拉力，豎直方向合力為零，由Fsin30°＝G，解得F＝2G，故A錯誤，B正確；水平方向的合力供應(yīng)勻速圓周運動的向心力，有Fcos30°＝ma向，即2mgcos30°＝ma向，a向＝eq\r(3)g，所以C、D錯誤．20．如圖所示，一長為L的輕質(zhì)細(xì)桿一端與質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)相連，另一端可繞O點轉(zhuǎn)動，現(xiàn)使輕桿在同一豎直面內(nèi)做勻速轉(zhuǎn)動，測得小球的向心加速度大小為2g(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，下列說法正確的是()A．小球的線速度大小為eq\r(gL)B．小球運動到最高點時，輕桿對小球作用力向上C．桿在勻速轉(zhuǎn)動過程中，輕桿對小球作用力的最大值為2mgD．當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)到水平位置時，輕桿對小球作用力方向不行能指向圓心O【答案】D【解析】依據(jù)向心加速度a＝eq\f(v2,r)＝2g，得v＝eq\r(2gL)，故A錯誤；小球在最高點的加速度為2g，設(shè)輕桿對小球作用力F向上，依據(jù)牛頓其次定律，F(xiàn)＋mg＝man，得F＝－mg，所以輕桿對小球作用力F向下，故B錯誤；在最低點輕桿對小球的作用力最大，即F－mg＝m×2g，解得F＝3mg，故C錯誤；當(dāng)輕桿轉(zhuǎn)到水平位置時，桿子和重力的合力指向圓心，重力方向豎直向下，若輕桿對小球的作用力方向指向圓心O，則合力不能指向圓心，故D正確．二、非選擇題：本題共3小題，共40分．21．(12分)如圖甲是DIS向心力試驗器，探討向心力與哪些因素有關(guān)．當(dāng)質(zhì)量為m的物體隨旋轉(zhuǎn)臂一起做半徑為r的圓周運動時，同時獲得一組向心力F和角速度ω的數(shù)據(jù)后，連成平滑的曲線，閱歷證為一條拋物線，變更試驗條件重復(fù)三次試驗(三次試驗的條件見表乙)，得到的拋物線分別如圖丙中的①、②、③所示．甲試驗次序123半徑r/m0.10.10.1質(zhì)量m/kg0.0220.0440.066乙丙(1)試驗中，若擋光片的擋光寬度為Δs，某次擋光片經(jīng)過傳感器時的遮光時間為Δt，則計算機計算角速度的計算式為ω＝________．(2)分析比較表格和圖像可得到的結(jié)論為()A．勻速圓周運動物體所受向心力與質(zhì)量成正比B．勻速圓周運動物體所受向心力與角速度的平方成正比C．半徑相同，肯定質(zhì)量的物體做圓周運動，物體所受向心力與角速度的平方成正比D．在質(zhì)量相同的狀況下，圓周運動物體所受向心力與半徑成正比【答案】(1)eq\f(Δs,rΔt)(2)C【解析】(1)物體轉(zhuǎn)動的線速度v＝eq\f(Δs,Δt)，依據(jù)ω＝eq\f(v,r)，解得ω＝eq\f(Δs,rΔt).(2)圖中拋物線說明向心力F和ω2成正比，再結(jié)合表格數(shù)據(jù)可知：在半徑相同的狀況下，肯定質(zhì)量的物體做圓周運動，物體所受向心力與角速度