2019人教版必修第二册第六章圆周运动章末系统检测基础巩固拓展练习(word版含答案)

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名称 2019人教版必修第二册第六章圆周运动章末系统检测基础巩固拓展练习(word版含答案)
格式 docx
文件大小 888.1KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-20 06:30:17

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文档简介

2019人教版必修第二册 第六章 圆周运动 章末系统检测 基础巩固 拓展练习
一、多选题
1.如图所示,一长为2L的轻杆中央有一光滑的小孔O,两端各固定质量为2m和m的A,B两个小球,光滑的铁钉穿过小孔垂直钉在竖直的墙壁上,将轻杆从水平位置由静止释放,转到竖直位置,在转动的过程中,忽略一切阻力,下列说法正确的是(  )
A.杆转到竖直位置时,A,B两球的速度大小相等,为
B.杆转到竖直位置时,杆对B球的作用力向上,大小为
C.杆转到竖直位置时,B球的机械能减少了
D.由于忽略一切摩擦阻力,A球机械能一定守恒
2.如图所示,质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上,随圆筒一起做匀速圆周运动,则下列关系中正确的是(  )
A.线速度vA >vB
B.运动周期TA>TB
C.它们受到的摩擦力FfA>FfB
D.筒壁对它们的弹力FNA >FNB
3.如图所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半.内壁上有一质量为m的小物块随圆锥筒一起做匀速转动,则下列说法正确的是( )
A.当转动角速度时,小物块不受摩擦力作用
B.当转动角速度时,小物块不受摩擦力作用
C.当转动角速度时,小物块受摩擦力沿AO方向
D.当转动角速度时,小物块受摩擦力沿AO方向
4.如图所示为一半球形的坑,其中坑边缘两点M、N刚好与圆心等高.现甲、乙两位同学分别站在M、N两点同时将两个小球以v1、v2的速度沿如图所示的方向抛出,发现两球刚好落在坑中同一点Q,已知∠MOQ=60°,忽略空气的阻力.则下列说法正确的是(  )
A.
B.同时增大v1、v2,则两球落在坑中时,落地点位于Q点的右侧
C.两球的初速度无论怎样变化,只要落在坑中的同一点,v1+v2就为常数
D.若仅增大v1,则两球可在落在坑中前相遇
二、单选题
5.如图所示,长为L的轻杆中点和末端各固定一个质量均为m的A、B小球,杆可在竖直面内转动,将杆拉至某位置释放,当其末端刚好摆到最低点时,下半段受力恰好等于B球重的3倍,则杆上半段受到的拉力大小(  )
A. B.4mg C.5mg D. mg
6.如图,船从A处开出后沿直线AB到达对岸,若AB与河岸成37°角,水流速度为4 m/s,则船从A点开出相对水流的最小速度为(  )
A.2 m/s B.2.4 m/s
C.3 m/s D.3.5 m/s
7.做匀速圆周运动的物体,下列哪些物理量是不变的( )
A.速度 B.速率 C.加速度 D.向心力
8.骑自行车出行,不仅低碳环保,还能强身健体。自行车的大齿轮、小齿轮是相互关联的转动部分,其边缘有两个点A、B,如图所示。当大齿轮带动小齿轮匀速转动时,下列说法正确的是(  )
A.A、B两点的线速度大小相等 B.A点的线速度比B点的线速度大
C.A点的线速度比B点的线速度小 D.A、B两点的周期相等
9.如图所示,在匀速转动的圆锥筒内壁上放置两个质量均为m的小球A、B,中间用一根绳子连接,它们与筒壁间的动摩擦因数相同,当圆锥筒转至两小球即将滑动时,剪断细线,则可能发生的是( )
A.两物体均发生滑动,且远离圆心
B.A物体将发生滑动,且靠近圆心
C.B物体将继续做匀速圆周运动
D.两物体均不动
10.中央电视台报道了一起离奇交通事故.家住公路弯处的李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面,第八次有辆卡车冲进李先生家,造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案.经公安部门和交通部门协力调查,画出的现场示意图如图所示.交警以下判断,你认为正确的是(  )
A.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车受到离心力
B.由图可知事故的原因可能是车速过快
C.为尽量避免此类事故再次发生,公路在设计上应东高西低
D.为尽量避免此类事故再次发生,可以减小路面弯道半径
11.如图所示,一轻杆一端固定质量为m的小球,以另一端o为圆心,使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动,以下说法正确的是( )
A.小球过最高点时,杆所受的弹力不能等于零
B.小球过最高点时,速度至少为
C.小球过最高点时,杆对球的作用力可以与球受重力方向相反
D.小球过最高点时,杆对球作用力一定与小球受重力方向相同
三、实验题
12.用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
(1)本实验采用的科学方法是______
A.累积法 B.微元法 C.放大法 D.控制变量法
(2)图示情景正在探究的是_____
A.向心力的大小与物体质量的关系
B.向心力的大小与线速度大小的关系
C.向心力的大小与半径的关系
D.向心力的大小与角速度大小的关系
(3)通过本实验可以得到的结果是____
A.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比
B.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与线速度的大小成正比
C.在半径和角速度一定 的情况下,向心力的大小与质量成正比
D.在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成反比
四、解答题
13.如图所示,物体A、B之间有一根被压缩锁定的轻弹簧,整个装置静止在光滑轨道abc上,其中bc是半径为R= 0.1 m的半圆形轨道。长为L=0.4 m的传送带顺时针转动的速度为=2 m/s,忽略传送带的d端与轨道c点之间的缝隙宽度,物体B与传送带之间的动摩擦因数为 =0.5。已知物体A、B可以看成质点,质量分别为2kg、1kg。弹簧解除锁定后,A获得的速度大小为 =1.5 m/s,试分析物体B能否到达e点,如果不能请说明理由;如果能请求出物体B飞出后的落地点到e点间的水平距离。 (g=10 m/s2,不计空气阻力)
14.如图所示,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球,小球释放点到水平地面的距离,不计空气阻力,取重力加速度。求:
(1)小球下落的时间t;
(2)小球落地瞬间的速度v;
(3)小球释放点与落地点之间的水平距离x。
15.一根原长为0.20m的轻质弹簧,劲度系数k=20N/m,一端拴着一个质量为1kg的小球,在光滑的水平面上绕另一端做匀速圆周运动,此时弹簧的实际长度为0.25m,如图所示.求:
(1)小球运动的线速度为多大?
(2)小球运动的周期为多大?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案
1.AB
【详解】
A.将轻杆从水平位置由静止释放,转到竖直位置时,A、B两球的速度大小相等,设为v,根据系统的机械能守恒,得
解得
故A正确;
B.杆转到竖直位置时,假设杆对B球作用力方向向上,则
解得
假设成立,故B正确;
C.杆转到竖直位置时,B球的重力势能增加为mgL,动能增加量为,则其机械能增加了,故C错误;
D.尽管忽略了一切摩擦阻力,两球组成的系统机械能守恒,B的机械能增加,则A的机械能减小,故D错误。
故选AB。
2.AD
【详解】
A.由知,相同,则线速度与半径成正比,A的半径大,则其线速度大,故A正确;
B.A、B两物体同轴转动,角速度相同,周期相同,故B错误;
C.两个物体竖直方向都没有加速度,受力平衡,所受的摩擦力都等于重力,而两个物体的重力相等,所以可得摩擦力,故C错误;
D.两个物体都做匀速圆周运动,由圆筒的弹力提供向心力,则
相等,F与成正比,所以可知
故D正确.
故选AD。
3.BC
【详解】
AB.当小球受到重力与支持力的合力指向圆心时,小球不受摩擦力;如图所示
合力
由几何关系可知,物体的半径为
则由
可知
故当角速度时,小物块不受摩擦力作用;故B正确,A错误;
CD.当转动角速度时,小物块需要的向心力大于F,故物块有向外的运动趋势,故小物块受到沿AO方向的摩擦力;故C正确,D错误。
故选BC。
4.AD
【详解】
A.根据几何关系知,Q到O点的水平方向的距离等于,所以M的水平位移
N的水平位移
则落在Q点的水平位移之比为,运动时间相等,则初速度之比为,故A正确;
B.若要使两小球落在P点右侧的弧面上同一点,则A球水平方向位移增大,B球水平位移减小,而两球运动时间相等,所以应使增大,减小,故B错误;
C.要两小球落在弧面上的同一点,则水平位移之和为,则
落点不同,竖直方向位移就不同,t也不同,所以也不是一个定值,故C错误;
D.若只增大,而不变,则M运动的轨迹的落点将向右一些,两球可在空中相遇,故D正确。
5.C
【详解】
B球通过最低点时,受到重力和拉力的作用作圆周运动,根据牛顿第二定律得
据题意有TB=3mg,解得B球通过最低点时的线速度大小为
B球通过最低点时,以A球为研究对象,受到重力以及向上的拉力和向下的拉力,由牛顿第二定律得
且vA=vB,得AB段此时受到的拉力为
TA=5mg
故C正确,ABD错误。
故选C。
6.B
【详解】
船参与了两个分运动,沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动,所以v船和v水的矢量和等于船的合速度v合,如图所示,当v船与v合垂直时,v船有最小值为
v船min=v水sin 37°=2.4 m/s
故选B。
7.B
【详解】
试题分析:A、匀速圆周运动的线速度大小不变,方向改变,故A错误;
B、速率是速度的大小,做匀速圆周运动的物体的速率是不变的,故B正确;
C、做匀速圆周运动的物体,加速度大小不变,但方向时刻改变,故是变量,故C错误;
D、做匀速圆周运动的物体,向心力大小不变,但方向时刻改变,故是变量,故D错误;
故选B.
8.A
【详解】
ABC.边缘有两个点A、B是皮带传动,线速度大小相等,选项A正确,BC错误;
D.A、B两点线速度大小相等,而半径不相等,根据可知A、B两点的周期不相等,选项D错误。
故选A。
9.C
【详解】
ABCD.小球A、B未滑动时,它们的角速度相等,但由于,故做圆周运动小球B所需向心力小于小球A所需向心力;当圆锥筒转至两小球即将滑动时,此时小球A受到平行圆锥筒内壁向下的最大静摩擦力,绳子的拉力,自身重力,圆锥筒内壁的支持力,它们的合力来提供向心力;故当剪断细线时,绳子的拉力消失,小球A所受合力不足以提供所需向心力,将发生滑动,且远离圆心;B小球受到平行圆锥筒内壁向下的最大静摩擦力,绳子的拉力,自身重力,圆锥筒内壁的支持力,它们的合力来提供向心力;当剪断细线时,绳子的拉力消失,但小球B所受其他力的合力还足以提供所需向心力,故B物体将可能继续做匀速圆周运动,故ABD错误,C正确;
故选C。
10.B
【详解】
试题分析:据题意,汽车在弯道上做离心运动,显然是速度过快B选项正确;物体的受力只有重力、支持力和摩擦力,故A选项错误;为了减少事故,可以使路面倾斜,使重力和支持力的合力指向路面内侧,显然是该外侧(西)高,内侧(东)低,故C选项错误;据可知,同时也可以增大汽车转弯半径,从而减小过弯道所需向心力,故D选项错误.
考点:本题考查离心现象.
11.C
【详解】
当小球在最高点恰好只有重力作为它的向心力的时候,此时球对杆没有作用力,所以A错误.轻杆带着物体做圆周运动,只要物体能够到达最高点就可以了,所以速度可以为零,所以B错误.小球在最高点时,如果速度恰好为,则此时恰好只有重力作为它的向心力,杆和球之间没有作用力,如果速度小于,重力大于所需要的向心力,杆就要随球由支持力,方向与重力的方向相反,所以C正确,D错误.故选C.
点睛:杆的模型和绳的模型是在高中常遇到的两种基本模型,这两种模型不一样,杆在最高点的速度可以为零,而绳在最高点时的速度必须大于或等于最小速度.
12.D A C
【详解】
(1)[1]本装置的原理是使物体质量、半径、角速度等多个物理量中的一个变化,控制其他物理量不变,以研究向心力与各物理量之间的关系,故采用的是控制变量法,故选A;
(2)[2]图示情景中对比铅球和钢球的运动情况,两物体的质量不同,所以研究的是向心力与质量之间的关系,故选A;
(3)[3]由向心力的公式
可知在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比,故选C。
13.
【解析】
解除弹簧的锁定后,设B获得的速度大小为,对A、B和弹簧系统机械能守恒,得
代入数据:,解得
假设物体B能通过半圆形轨道最高点c点并到达e点,设物体B运动至c点时的速度为,运动至e点时速度为,由圆周运动知识可知,物体B在c点时应有,即
物体B从弹簧解除锁定到运动至e点的过程中,根据动能定理得
解得,易知,即,故物体B能到达e点
物体B离开c点后做平抛运动,竖直方向,水平方向,联立解得
物体B再次落到水平轨道ab上时与e点间的水平距离为0.2m
14.(1) ;(2);(3)
【详解】
(1)小球下落的时间
(2)小球落地瞬间竖直方向的分速度
则小球落地瞬间的速度
(3)小球释放点与落地点之间的水平距离
15.(1)0.5m/s;(2)3.14 s
【详解】
(1)根据牛顿第二定律得
代入数据,解得 v=0.5m/s
(2)小球运动的周期为
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