第二章 圆周运动单元检测卷(Word版含答案)

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名称 第二章 圆周运动单元检测卷(Word版含答案)
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文件大小 560.6KB
资源类型 教案
版本资源 粤教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-12 20:16:57

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文档简介

圆周运动单元检测卷
一.选择题
1.关于运动,下列说法正确的是(  )
A.加速度越大,速度变化越大
B.恒力作用下,物体一定做直线运动
C.物体的加速度减小时,其速度一定也减小
D.做圆周运动的物体,其所受合力方向不一定指向圆心
2.如图所示,带有一白点的黑色圆盘,绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动,转速n=20r/s。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘,则(  )
A.观察到白点始终在同一个位置
B.观察到白点顺时针方向转动
C.观察到白点转动的周期为0.05s
D.观察到白点转动的周期为1s
3.摩托车转弯时容易发生侧滑(速度过大)或侧翻(车身倾斜角度不当),所以除了控制速度外车手要将车身倾斜一个适当角度,使车轮受到路面沿转弯半径方向的静摩擦力与路面对车支持力的合力沿车身(过重心)。某摩托车沿水平路面以恒定速率转弯过程中车身与路面间的夹角为θ,已知人与摩托车的总质量为m,轮胎与路面间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g。则此次转弯中的向心力大小为?(  )
A.
B.mg tanθ
C.μmg tanθ
D.
4.如图甲所示,轻杆的一端固定一小球(可视为质点),另一端套在光滑的水平轴O上,O轴的正上方有一速度传感器,可以测量小球通过最高点时的速度大小v,O轴处有一力传感器,可以测量小球通过最高点时O轴受到的杆的作用力F,若取竖直向下为F的正方向,在最低点时给小球不同的初速度,得到的F﹣v2(v为小球在最高点处的速度)图象如图乙所示,取g=10m/s2,则(  )
A.小球恰好通过最高点时的速度大小为5m/s
B.小球在最高点的速度大小为m/s时,杆对球的作用力为支持力
C.小球的质量为3kg
D.O轴到小球的距离为0.5m
5.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60m,乙所在车道的轨道半径为72m.假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.8倍,g取10m/s2,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30m/s
B.当乙车的速度大于30m/s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:a甲>a乙
6.一部机器由电动机带动,皮带与两轮之间不发生滑动,机器皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的2倍,B、C分别是两轮边缘上的两点,A点到转轴的距离为机器皮带轮半径的一半,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.A、B两点的线速度大小相等
B.A、C两点的角速度大小相等
C.A点的向心加速度大于B点的向心加速度
D.B点的向心加速度小于C点的向心加速度
7.气嘴灯安装在自行车的气嘴上,骑行时会发光,一种气嘴灯的感应装置结构如图所示,一重物套在光滑杆上,重物上的触点M与固定在B端的触点N接触后,LED灯就会发光。下列说法正确的是(  )
A.感应装置的原理是利用离心现象
B.安装气嘴灯时,应使感应装置A端比B端更靠近气嘴
C.要在较低的转速时发光,可以减小重物质量
D.车速从零缓慢增加,气嘴灯转至最高点时先亮
二.多选题(共3小题)
8.关于圆周运动,下列说法正确的是(  )
A.匀速圆周运动是一种变加速曲线运动
B.做匀速圆周运动的物体,其所受合外力一定垂直于速度
C.匀速圆周运动在相等时间的位移相同
D.做变速圆周运动的物体,其向心力可能不指向圆心
9.如图甲所示,长为2L的竖直细杆下端固定在位于地面上的水平转盘上,一质量为m的小球结上长度均为L不可伸长的两轻质细线a、b,a细线的另一端结在竖直细杆顶点A,细线b的另一端结在杆的中点B。当杆随水平转盘绕竖直中心轴匀速转动时,将带动小球在水平面内做匀速圆周运动,如图乙。不计空气阻力,重力加速度为g。则(  )
A.当细线b刚好拉直时,杆转动的角速度
B.当细线b刚好拉直时,细线a的拉力Fa=2mg
C.从细杆转动开始到细线b刚好拉直时,细线a对小球做功
D.当细线b刚好拉直时,同时剪断细线a、b,小球落地时,小球到竖直杆的距离是
10.如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是(  )
A.如图a,汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态
B.图b所示是一圆锥摆,增大θ,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度不变
C.如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等
D.如图d,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对轮缘会有挤压作用
三.实验题(共2小题)
11.如图甲为探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置,图乙为示意图,图丙为俯视图。图乙中A、B槽分别与a、b轮同轴固定,a、b两轮在皮带的带动下匀速转动。
(1)在该实验中应用了    (选填“理想实验法”、“控制变量法”、“理想模型法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
(2)如图乙所示,如果两个质量相等,且a、b轮半径相同,则是在验证向心力的大小F与    的关系。
A.质量m B.半径r C.角速度ω
(3)现有两个质量相同的钢球,①球放在A槽的边缘,②球放在B槽的边缘,a、b轮半径相同,它们到各自转轴的距离之比为2:1。则钢球①、②的线速度之比为    ;受到的向心力之比为    。
12.某物理小组的同学设计了一个粗测小球摆动到最低点时的速度大小的实验。所用器材有:质量为5.00×10﹣1kg的小球(小球直径可忽略)、拉力传感器、长度为2.00×10﹣1m的细绳。实验步骤如下,请完成下列填空:
(1)实验前,将细绳的一端固定在悬点O处,细绳的另一端连接拉力传感器,传感器的另一端连接小球(传感器的长度不计)。将细绳拉至水平位置,使细绳刚好拉直,调节传感器,使其读数为零,如图甲所示。
(2)将小球从静止释放,小球就在竖直平面内不断摆动,实验中记录细线拉力F大小随摆动时间t的变化如图乙所示。观察图乙中拉力大小F的峰值随摆动时间t的变化规律,可求出小球经过最低点时对细绳的最大拉力大小为    N;小球经过最低点时的最大速度大小为    m/s。(重力加速度g的大小取9.80m/s2,取三位有效数字)
四.计算题(共3小题)
13.如图所示,水平转台上有一个小物块,用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上,细绳与竖直转轴的夹角为θ,系统静止时细绳绷直但张力为零。物块与转台间的动摩擦因数为μ(μ<tanθ),设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,物块随转台由静止开始缓慢加速转动,求:
(1)绳中刚要出现拉力时转台的角速度ω1;
(2)物块刚离开转合时转台的角速度ω2。
14.如图所示,餐桌中心是一个半径为r=1.5m的圆盘,圆盘可绕中心轴转动,近似认为圆盘与餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙可忽略不计.已知放置在圆盘边缘的小物体与圆盘间的动摩擦因数为μ1=0.6,与餐桌间的动摩擦因数为μ2=0.225,餐桌离地高度为h=0.8m,设小物体与圆盘以及餐桌之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。
(1)为使物体不滑到餐桌上,圆盘的角速度ω的最大值为多少?
(2)缓慢增大圆盘的角速度,物体从圆盘上甩出,为使物体不滑落到地面,餐桌半径R的最小值为多大?
15.如图甲所示,长为L=3m的传送带以速度v0=6m/s顺时针匀速转动,其左端A点与一个四分之一光滑圆轨道连接,轨道半径R=0.8m;右端B与一个倾角为30°的斜面连接,B点到地面的高度为H=1.8m。小滑块从光滑圆轨道高h处静止释放,到达A点时的速率v与下落高度h的关系如图乙所示。已知小滑块质量为m=2kg,与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)若滑块从h=0.5m处静止释放,则物块到达A点时对轨道的压力;
(2)若物块从B点水平飞出后恰好到达斜面底端C点,则滑块从B点飞出的速度多大?
(3)滑块从不同高度h静止释放时,滑块在空中做平抛运动的时间。
2
参考答案:
一、单选题
1 2 3 4 5 6 7
D D A D D D A
二、多选题
8 9 10
AB BC BD
三、实验题
11.(1)控制变量法;(2)B;(3)2:1;2:1
12. 14.0;1.91
四、计算题
13.解:(1)当物块与转台间达到最大静摩擦力时,绳中要出现拉力,此时物块受重力、支持力、摩擦力。
由牛顿第二定律得:μmg=mLω12sinθ,解得:;
(2)物块刚离开转台时,物体受到重力和绳子的拉力,如图所示;
根据牛顿第二定律可得:mgtanθ=mLsinθω22
解得:。
答:(1)绳中刚要出现拉力时转台的角速度为;
(2)物块刚离开转合时转台的角速度为
14.解:(1)由题意可得,当小物体在圆盘上随圆盘一起转动时,圆盘对小物体的静摩擦力提供向心力,所以随着圆盘转速的增大,小物体受到的静摩擦力增大。当静摩擦力最大时,小物体即将滑落,此时圆盘的角速度达到最大,为:fm=μ1N=mrω2
N=mg
两式联立可得:
(2)由题意可得,当物体滑到餐桌边缘时速度恰好减为零,对应的餐桌半径取最小值。设物体在餐桌上滑动的位移为S,物块在餐桌上做匀减速运动的加速度大小为a,则有:,f=μ2mg
所以:a=μ2g=0.225×10m/s2=2.25m/s2
物体在餐桌上滑动的初速度为:v0=ωr=2×1.5m/s=3m/s
由运动学公式vt2﹣v02=﹣2as
代入数据解得:s=2m
由图形可得餐桌半径的最小值为:
答:(1)为使物体不滑到餐桌上,圆盘的角速度ω的最大值为2rad/s;
(2)缓慢增大圆盘的角速度,物体从圆盘上甩出,为使物体不滑落到地面,餐桌半径R的最小值为2.5m。
15.解:(1)由图乙可知,当h=0.5m时,物块到达A点的速度为vA=m/s
设在A点,滑块受到支持力为F,则有:F﹣mg=m
代入数据得F=45N
由牛顿第三定律,滑块对轨道的压力大小为45N,方向竖直向下;
(2)设滑块在B点的初速度为vB,从B到C运动时间为tB,由平抛规律可得:
竖直方向:
水平方向:
代入数据得:vB=3m/s;
(3)设滑块在A点速度为v0时,加速度到B点的速度刚好为vB=3m/s,此时初始高度为h0
在传送带上,由牛顿第二定律得:μmg=ma
从A到B,根据速度﹣位移关系可得:
解得:v0=3m/s
由图乙得:v02=20h0,
可得静止释放的高度为:h0=0.45m;
物块从h=R=0.8m处释放,易知到达A点的速度为v=4m/s<v0,故物块不会减速。
讨论:
①若0.45m<h<R=0.8m,物块从B点飞出后会落在水平面上。
此时滑块在空中平抛运动的时间为:t==s=0.6s
②若h<h0=0.45m,物块从B点飞出后会落在斜面上,设物块到达B点速度为v′,
则有v′2﹣v2=2aL,且tan30°=
解得:。
答:(1)若滑块从h=0.5m处静止释放,则物块到达A点时对轨道的压力为45N,方向竖直向下;
(2)若物块从B点水平飞出后恰好到达斜面底端C点,则滑块从B点飞出的速度大小为3m/s;
(3)①若0.45m<h<R=0.8m,滑块在空中平抛运动的时间为0.6s;
②若h<h0=0.45m,物块从B点飞出后会落在斜面上,运动的时间为。