6.4生活中的圆周运动 同步测评（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 6.4生活中的圆周运动 同步测评（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-04 06:49:28 | ||
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文档简介
6.4生活中的圆周运动 同步测评 2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．如图，有一固定且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面。A、B两球与O点的连线与竖直线间的夹角分别为和，则（ ）
A．A、B两球所受弹力的大小之比为3：4 B．A、B两球运动的周期之比为4：3
C．A、B两球的线速度大小之比为3：8 D．A、B两球的转速之比为
2．小黄在玩惊险刺激的悬崖秋千时的照片如图所示．摆动过程中受到水平风力的作用，但是摆动依旧发生在同一竖直平面内，则下列说法正确的是（ ）
A．运动到最低点时，小黄受到的合外力一定竖直向上
B．运动到最低点时，秋千对小黄的作用力一定大于小黄自身的重力
C．运动到最高点时，小黄的速度为零，加速度也为零
D．运动到最低点时，小黄除了受到秋千的作用力外，还受到重力，水平风力和向心力
3．如图所示，同一水平面的皮带轮通过不打滑的皮带传动，轮的半径是轮的2倍。在皮带轮各自的轴上用长度相同的轻绳分别悬挂质量为和的甲、乙两个小球，二者质量关系满足 。两轻绳上端的悬挂点足够高且在同一水平面上，通过外力驱动轮，待系统稳定转动后，两轻绳与轴的夹角分别为和。下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两球转动的角速度之比为2∶1
B．甲、乙两球在同一水平面上
C．因为，所以
D．甲、乙两球受到细绳的拉力大小相等
4．如图所示，质量为1.6kg，半径为0.5m的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内，小球A和B的直径略小于细圆管的内径。它们的质量分别为mA=1kg、mB=2kg．某时刻，小球A、B分别位于圆管最低点和最高点，且A的速度大小为vA=3m/s，此时杆对圆管的弹力为零。则B球的速度大小vB为（取g=10m/s2）（ ）
A．2m/s B．4m/s
C．6m/s D．8m/s
5．如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙一件小衣物随着滚筒经过、、、四个位置，小衣物中的水滴最容易被甩出的位置是（ ）
A．位置 B．位置 C．位置 D．位置
6．大雾天气，司机以的速度在水平路面上向前行驶，突然发现汽车已开到一个丁字路口，前面处是一条小河，司机可采用紧急刹车或紧急转弯两种方法避险。已知车与地面之间的动摩擦因数为0.6，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列措施中正确的是（ ）
A．紧急刹车 B．紧急转弯
C．两种都可以 D．两种都不可以
7．如图是汕尾市城区某环岛交通设施，路面水平，通过路口的车辆都按照逆时针方向行进。假设某时甲、乙两车匀速通过环形路段，甲行驶在内侧，乙行驶在外侧，它们转弯时线速度大小相等，设甲所在车道的轨道半径为，乙所在车道的轨道半径为。假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.8倍，g取，则关于此过程中两汽车的运动，下列说法正确的是（ ）
A．乙车的最大速度可以达到 B．当乙车的速度大于时，可能会撞上甲车
C．两车的角速度大小相等 D．向心加速度大小：
8．如图所示，倾斜圆盘圆心处固定有与盘面垂直的细轴，盘面上放有质量为m的一个物块（可视为质点），物块到轴的距离为d，物块与盘面的动摩擦因数为，盘面与水平面夹角为。当圆盘以角速度匀速转动时，物块始终与圆盘保持相对静止。图中A、B、C、D为物块做圆周运动经过的点，其中A为最高点、B为最低点，C、D为跟圆心在同一水平面上的两点。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是（ ）
A．当圆盘静止时，物块在A、B、C、D各点受到的摩擦力大小均为
B．当圆盘匀速转动时，若物块运动到A点没有滑离圆盘，则运动到其它点也不会滑离圆盘
C．当圆盘以角速度匀速转动时，物块运动到C、D两点时，受到摩擦力的大小均为
D．当圆盘以角速度匀速转动时，物块运动到C、D两点时，受到摩擦力的大小均为
二、多选题
9．如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱（ ）
A．线速度的大小为ωR
B．运动周期为
C．所受合力的大小始终为mω2R
D．受摩天轮作用力的大小始终为mg
10．如图所示，甲、乙为两辆完全一样的电动玩具汽车，以相同且不变的角速度在水平地面上做匀速圆周运动，甲运动的半径小于乙运动的半径。下列说法正确的是（ ）
A．甲的线速度大于乙的线速度
B．甲、乙两辆车所受的摩擦力大小相同
C．若角速度增大，则乙先发生侧滑
D．甲的加速度小于乙的加速度
11．如图所示，质量均为m的木块A、B叠放在一起，B通过轻绳与质量为2m的木块C相连。三木块放置在可绕固定转轴OO′转动的水平转台上。木块A、B与转轴OO′的距离为2L，木块C与转轴OO′的距离为L．A与B间的动摩擦因数为5μ，B、C与转台间的动摩擦因数为μ。（取最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，直到有木块即将发生相对滑动为止。用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ）
A．当时，轻绳的拉力为零
B．B木块与转台间摩擦力一直增大
C．当时，C木块与转台间摩擦力为零
D．ω的最大值为
12．如图所示，物体A、B叠放在水平圆盘上，随圆盘一起绕过圆心的竖直轴匀速转动，关于物体A、B以下说法正确的有（ ）
A．圆盘对B的静摩擦力等于A和B做圆周运动的向心力
B．物体B相对于物体A有背离圆心的运动趋势
C．物体B在水平方向受到三个力
D．物体A所受的合外力指向圆心方向
三、实验题
13．在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，如图甲所示，悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时刚好位于圆心。用手带动钢球，设法使它刚好沿纸上某个半径为 r 的圆周运动，钢球的质量为 m，重力加速度为 g。
①用秒表记录运动 n 圈的总时间为 t，那么小球做圆周运动中需要的向心力表达式为Fn=______。
②通过刻度尺测得小球轨道平面距悬点的高度为 h，那么小球做圆周运动中外力提供的向心力表达式为 F=______；
③改变小球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的 关系图象，可以达到粗略验证向心力表达式的目的，该图线的斜率表达式为______。
14．某物理小组的同学设计了一个测量当地重力加速度的方法。使小球自半圆形凹形桥侧面最高点由静止释放，测量小球通过最低点时测力计示数，进而进一步计算重力加速度。所用器材有：小球，压力式测力计，凹形桥模拟器（内壁较光滑）。
完成下列填空：
（1）为完成上述实验，还必须测量__________（填标号）。
A．小球质量 B．凹形桥半径 C．小球自释放至最低点时间
（2）根据实验和（1）问测量物理量，写出重力加速度的表达式___________；
（3）若测量的重力加速度总是偏小，请写出一条原因：________。
四、解答题
15．一个人用一根长，只能承受拉力的绳子，拴着一个质量为的小球，在竖直面内作圆周运动，已知转轴离地面高为，如图所示。（取）。
（1）小球做圆周运动到最低点的速度达到多少时方能使小球到达最低点时绳子拉断；
（2）若绳恰好在最低点被小球拉断，求小球落地点与抛出点的水平距离多大。
16．如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示。质量为M、半径为R的铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转。陀螺的磁芯质量为m，其余部分质量不计。陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道的半径方向，大小恒为6mg。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。
（1）若陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为，求此时轨道对陀螺的弹力大小。
（2）要使陀螺在轨道外侧运动到最低点时不脱离轨道，求陀螺通过最低点时的最大速度。
（3）若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，求固定支架对轨道的作用力大小。
17．如图所示，质量m=0.2kg的小球（可视为质点）从粗糙斜面AB的顶端A点由静止开始滚下，通过一小段光滑圆弧面（不计大小）后运动到足够长的光滑水平地面BC上，之后又从C点滚上一个半径R=40cm的半圆弧形轨道，最后刚好通过轨道的最高点D并从D点水平飞出。已知斜面AB长为L=0.4m、其与水平面的夹角为，小球在半圆弧形轨道区域时会受到一个大小为F=2N、方向竖直向上的恒力作用。取g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）小球通过C点时对轨道的压力大小；
（2）平抛后小球落地点到C点的距离多远；
（3）斜面AB的动摩擦因数为多少。
18．如图所示，一根原长为L的轻弹簧套在光滑直杆上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴匀速转动，且杆与水平面间始终保持角。已知杆处于静止状态时弹簧长度为，重力加速度为g，。
（1）求弹簧原长时，小球的角速度；
（2）当杆的角速度时，求弹簧形变量x．
试卷第1页，共3页
试卷第10页，共1页
参考答案
1．D
2．B
3．D
4．B
5．C
6．A
7．D
8．D
9．AC
10．CD
11．CD
12．AD
13．
14．A 小球滚动、空气阻力、轨道阻力等均可
15．（1）；（2）
16．（1）10mg；（2）；（3）
17．（1）4N；（2）0.4m；（3）0.5
18．（1）；（2）
一、单选题
1．如图，有一固定且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面。A、B两球与O点的连线与竖直线间的夹角分别为和，则（ ）
A．A、B两球所受弹力的大小之比为3：4 B．A、B两球运动的周期之比为4：3
C．A、B两球的线速度大小之比为3：8 D．A、B两球的转速之比为
2．小黄在玩惊险刺激的悬崖秋千时的照片如图所示．摆动过程中受到水平风力的作用，但是摆动依旧发生在同一竖直平面内，则下列说法正确的是（ ）
A．运动到最低点时，小黄受到的合外力一定竖直向上
B．运动到最低点时，秋千对小黄的作用力一定大于小黄自身的重力
C．运动到最高点时，小黄的速度为零，加速度也为零
D．运动到最低点时，小黄除了受到秋千的作用力外，还受到重力，水平风力和向心力
3．如图所示，同一水平面的皮带轮通过不打滑的皮带传动，轮的半径是轮的2倍。在皮带轮各自的轴上用长度相同的轻绳分别悬挂质量为和的甲、乙两个小球，二者质量关系满足 。两轻绳上端的悬挂点足够高且在同一水平面上，通过外力驱动轮，待系统稳定转动后，两轻绳与轴的夹角分别为和。下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两球转动的角速度之比为2∶1
B．甲、乙两球在同一水平面上
C．因为，所以
D．甲、乙两球受到细绳的拉力大小相等
4．如图所示，质量为1.6kg，半径为0.5m的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内，小球A和B的直径略小于细圆管的内径。它们的质量分别为mA=1kg、mB=2kg．某时刻，小球A、B分别位于圆管最低点和最高点，且A的速度大小为vA=3m/s，此时杆对圆管的弹力为零。则B球的速度大小vB为（取g=10m/s2）（ ）
A．2m/s B．4m/s
C．6m/s D．8m/s
5．如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙一件小衣物随着滚筒经过、、、四个位置，小衣物中的水滴最容易被甩出的位置是（ ）
A．位置 B．位置 C．位置 D．位置
6．大雾天气，司机以的速度在水平路面上向前行驶，突然发现汽车已开到一个丁字路口，前面处是一条小河，司机可采用紧急刹车或紧急转弯两种方法避险。已知车与地面之间的动摩擦因数为0.6，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列措施中正确的是（ ）
A．紧急刹车 B．紧急转弯
C．两种都可以 D．两种都不可以
7．如图是汕尾市城区某环岛交通设施，路面水平，通过路口的车辆都按照逆时针方向行进。假设某时甲、乙两车匀速通过环形路段，甲行驶在内侧，乙行驶在外侧，它们转弯时线速度大小相等，设甲所在车道的轨道半径为，乙所在车道的轨道半径为。假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.8倍，g取，则关于此过程中两汽车的运动，下列说法正确的是（ ）
A．乙车的最大速度可以达到 B．当乙车的速度大于时，可能会撞上甲车
C．两车的角速度大小相等 D．向心加速度大小：
8．如图所示，倾斜圆盘圆心处固定有与盘面垂直的细轴，盘面上放有质量为m的一个物块（可视为质点），物块到轴的距离为d，物块与盘面的动摩擦因数为，盘面与水平面夹角为。当圆盘以角速度匀速转动时，物块始终与圆盘保持相对静止。图中A、B、C、D为物块做圆周运动经过的点，其中A为最高点、B为最低点，C、D为跟圆心在同一水平面上的两点。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是（ ）
A．当圆盘静止时，物块在A、B、C、D各点受到的摩擦力大小均为
B．当圆盘匀速转动时，若物块运动到A点没有滑离圆盘，则运动到其它点也不会滑离圆盘
C．当圆盘以角速度匀速转动时，物块运动到C、D两点时，受到摩擦力的大小均为
D．当圆盘以角速度匀速转动时，物块运动到C、D两点时，受到摩擦力的大小均为
二、多选题
9．如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱（ ）
A．线速度的大小为ωR
B．运动周期为
C．所受合力的大小始终为mω2R
D．受摩天轮作用力的大小始终为mg
10．如图所示，甲、乙为两辆完全一样的电动玩具汽车，以相同且不变的角速度在水平地面上做匀速圆周运动，甲运动的半径小于乙运动的半径。下列说法正确的是（ ）
A．甲的线速度大于乙的线速度
B．甲、乙两辆车所受的摩擦力大小相同
C．若角速度增大，则乙先发生侧滑
D．甲的加速度小于乙的加速度
11．如图所示，质量均为m的木块A、B叠放在一起，B通过轻绳与质量为2m的木块C相连。三木块放置在可绕固定转轴OO′转动的水平转台上。木块A、B与转轴OO′的距离为2L，木块C与转轴OO′的距离为L．A与B间的动摩擦因数为5μ，B、C与转台间的动摩擦因数为μ。（取最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，直到有木块即将发生相对滑动为止。用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ）
A．当时，轻绳的拉力为零
B．B木块与转台间摩擦力一直增大
C．当时，C木块与转台间摩擦力为零
D．ω的最大值为
12．如图所示，物体A、B叠放在水平圆盘上，随圆盘一起绕过圆心的竖直轴匀速转动，关于物体A、B以下说法正确的有（ ）
A．圆盘对B的静摩擦力等于A和B做圆周运动的向心力
B．物体B相对于物体A有背离圆心的运动趋势
C．物体B在水平方向受到三个力
D．物体A所受的合外力指向圆心方向
三、实验题
13．在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，如图甲所示，悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时刚好位于圆心。用手带动钢球，设法使它刚好沿纸上某个半径为 r 的圆周运动，钢球的质量为 m，重力加速度为 g。
①用秒表记录运动 n 圈的总时间为 t，那么小球做圆周运动中需要的向心力表达式为Fn=______。
②通过刻度尺测得小球轨道平面距悬点的高度为 h，那么小球做圆周运动中外力提供的向心力表达式为 F=______；
③改变小球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的 关系图象，可以达到粗略验证向心力表达式的目的，该图线的斜率表达式为______。
14．某物理小组的同学设计了一个测量当地重力加速度的方法。使小球自半圆形凹形桥侧面最高点由静止释放，测量小球通过最低点时测力计示数，进而进一步计算重力加速度。所用器材有：小球，压力式测力计，凹形桥模拟器（内壁较光滑）。
完成下列填空：
（1）为完成上述实验，还必须测量__________（填标号）。
A．小球质量 B．凹形桥半径 C．小球自释放至最低点时间
（2）根据实验和（1）问测量物理量，写出重力加速度的表达式___________；
（3）若测量的重力加速度总是偏小，请写出一条原因：________。
四、解答题
15．一个人用一根长，只能承受拉力的绳子，拴着一个质量为的小球，在竖直面内作圆周运动，已知转轴离地面高为，如图所示。（取）。
（1）小球做圆周运动到最低点的速度达到多少时方能使小球到达最低点时绳子拉断；
（2）若绳恰好在最低点被小球拉断，求小球落地点与抛出点的水平距离多大。
16．如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示。质量为M、半径为R的铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转。陀螺的磁芯质量为m，其余部分质量不计。陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道的半径方向，大小恒为6mg。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。
（1）若陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为，求此时轨道对陀螺的弹力大小。
（2）要使陀螺在轨道外侧运动到最低点时不脱离轨道，求陀螺通过最低点时的最大速度。
（3）若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，求固定支架对轨道的作用力大小。
17．如图所示，质量m=0.2kg的小球（可视为质点）从粗糙斜面AB的顶端A点由静止开始滚下，通过一小段光滑圆弧面（不计大小）后运动到足够长的光滑水平地面BC上，之后又从C点滚上一个半径R=40cm的半圆弧形轨道，最后刚好通过轨道的最高点D并从D点水平飞出。已知斜面AB长为L=0.4m、其与水平面的夹角为，小球在半圆弧形轨道区域时会受到一个大小为F=2N、方向竖直向上的恒力作用。取g=10m/s2，不计空气阻力，求：
（1）小球通过C点时对轨道的压力大小；
（2）平抛后小球落地点到C点的距离多远；
（3）斜面AB的动摩擦因数为多少。
18．如图所示，一根原长为L的轻弹簧套在光滑直杆上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴匀速转动，且杆与水平面间始终保持角。已知杆处于静止状态时弹簧长度为，重力加速度为g，。
（1）求弹簧原长时，小球的角速度；
（2）当杆的角速度时，求弹簧形变量x．
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参考答案
1．D
2．B
3．D
4．B
5．C
6．A
7．D
8．D
9．AC
10．CD
11．CD
12．AD
13．
14．A 小球滚动、空气阻力、轨道阻力等均可
15．（1）；（2）
16．（1）10mg；（2）；（3）
17．（1）4N；（2）0.4m；（3）0.5
18．（1）；（2）