第六章 章末检测试卷（二）（Word版含答案）

第六章 章末检测试卷（二）
一、单选题
1．如图所示，在绕过盘心O的竖直轴匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘面间的动摩擦因数相同，当转速刚好使两个物体要滑动时，烧断细线，则两个物体的运动情况是（　　）
A．两物体均沿切线方向滑动
B．两物体均沿半径方向滑动，离盘心越来越远
C．两物体仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动
D．物体B仍随圆盘一起做圆周运动，物体A发生滑动
2．如图所示为用绞车拖物块的示意图.栓接物块的细线被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动 从而拖动物块.已知轮轴的半径R=1m，细线始终保持水平"被拖动物块质量m=lkg，与地面 间的动摩擦因数为0.5,细线能承受的最大拉力为10N;轮轴的角速度随时间变化的关系是 ，k=2rad/s2，g取10m/s2,以下判断正确的是
A．物块做匀加速直线运动，加速度大小是1m/s2
B．物块做匀速直线运动
C．当物块的速度增大到某一值后，细线将被拉断
D．细线对物块的拉力是7N
3．如图，一粗糙斜面放在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一轻质细绳跨过定滑轮，一端悬挂物块N，另一端与斜面上的物块M相连，整个装置向左匀速运动。某时刻斜面突然减速，整个过程M始终相对斜面保持静止，则在斜面刚减速时（　　）
A．细绳的张力大小可能减小
B．细绳的张力大小一定不变
C．M所受斜面的摩擦力大小可能减小
D．M所受斜面的摩擦力大小一定不变
4．有一运输西瓜的汽车，以5m/s的速率通过一个半径为R=10m的凹形桥，车经凹形桥最低点时，车中间一个质量为6kg的大西瓜受到周围西瓜对它的作用力大小为（　　）（g取10m/s2）
A．60N B．75N C．45N D．0N
5．如图甲所示，轻杆一端固定在转轴O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，小球在最高点受到杆的弹力大小为F，速度大小为v，其图象如乙图所示，则（　　）
A．时，杆对小球的弹力方向向上
B．当地的重力加速度大小为
C．小球的质量为
D．时，小球受到的弹力与重力大小不相等
6．如图所示，用手握着细绳的一端在水平桌面上做半径为r的匀速圆周运动，圆心为O，角速度为ω，细绳长为L，质量忽略不计，运动过程中细绳始终与小圆相切。在细绳的另外一端系着一个质量为m的小球，小球在桌面上恰好在以O为圆心的大圆上做圆周运动。小球和桌面之间的动摩擦因数处处相同，以下说法正确的是
A．小球将做变速圆周运动
B．细绳拉力为mω2
C．小球与桌面间的动摩擦因数μ＝
D．手对细绳做功的功率为
7．如图所示，两个质量分别为2kg和1kg的小木块A和B（可视为质点）叠放在水平圆盘上，它们与转轴OO'的距离为1m，小木块A与B之间的动摩擦因数为0.3，小木块B与圆盘之间的动摩擦因数为0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。若圆盘从静止开始缓慢加速转动，直到小木块A与B或小木块B与桌面之间将要发生相对滑动时，立即改为匀速转动，从而保持系统之间的相对静止。下列说法正确的是（　　）
A．圆盘匀速转动时的角速度为2rad/s
B．圆盘匀速转动时，小木块A受到的摩擦力大小为6N
C．圆盘缓慢加速转动过程中，圆盘对小木块B的摩擦力做负功
D．圆盘缓慢加速转动过程中，小木块A受到的摩擦力的方向始终指向转轴
8．某同学对着墙壁练习打网球，假定球在墙面上以25 m/s的速度沿水平方向反弹，落地点到墙面的距离在10 m至15 m之间，忽略空气阻力，取g＝10 m/s2，球在墙面上反弹点的高度范围是 (　　)
A．0.8 m至1.8 m B．0.8 m至1.6 m
C．1.0 m至1.6 m D．1.0 m至1.8 m
9．如图所示，底角为的圆锥体静止不动，顶端通过一根长为l=1.25m的细线悬挂一个质量为m=1kg的小球，细线处于张紧状态，若小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω=4rads时，不计一切阻力，g=10m/s2，则小球的向心加速度为
A．10m/s2 B．10m/s2 C．15m/s2 D．20m/s2
二、多选题
10．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．角速度ωA=ωB
C．它们受到的合力FA合>FB合 D．它们受到的摩擦力FAf>FBf
11．如图所示，竖直平面内固定一内壁粗糙的半圆弧槽，半径为2R，一质量为m的滑块（可视为质点）从距半圆弧槽D点正上方3R的A点自由下落，经过半圆弧槽后，滑块从半圆弧槽的左端冲出，刚好到达距半圆弧槽正上方2R的B点。不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ）
A．滑块第一次到达半圆弧槽D点的速度为
B．滑块第一次到达D点时对半圆弧槽的压力为
C．滑块第一次通过半圆弧槽的过程中克服摩擦力做的功为
D．滑块从B点返回后经C再次到达D点时的速度为
12．如图所示，穿过桌面上光滑小孔的轻质细绳的一端与质量为m的小球相连，另一端与质量为M的物块相连，小球和物块均可被视为质点。小孔上端连接物块的细线水平，物块处于静止状态，小球在水平面上做匀速圆周运动。若改变小球的速度，使小球到更高的轨道上做匀速圆周运动(A'位置)，物块的位置没有变化且仍保持静止。则下列说法中正确的是（　　）
A．绳子的张力变大
B．小球做圆周运动的线速度变小
C．桌面对物块的摩擦力变大
D．小球做圆周运动的周期变大
三、实验题
13．（1）小兴利用图装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
①开始时皮带在两个变速塔轮2、3的最上面一层，若要探究小球受到的向心力大小和角速度大小的关系，下列做法正确的是________。
A．用体积相同的钢球和铝球做实验
B．将变速塔轮2、3上的皮带往下移动
C．用秒表记录时间、计算两个小球的角速度
D．将两个小球都放在长槽上
②若放在长槽和短槽的三个小球均为质量相同的钢球，皮带所在塔轮的半径为1:1，逐渐加大转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比会_______（填“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”）；当小兴以1r/s的转速转动手柄时，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比是_______。
（2）某同学用如图1所示的游标卡尺的_____（选填“A”，“B”或“C”）部位去测玻璃管的内径，测出的读数如图2，则玻璃管的内径d为_______cm。
14．在“用圆锥摆实验验证向心力公式"的实验中，AB为竖直转轴，细绳一端系在A点，另一端与小球C相连,如图所示.当转轴转动时,C球在水平面内做匀速圆周运动.实验步骤如下：
①测量AC间细绳长度l；
②使AB轴转动，并带动C球在水平面内做匀速圆周运动；
③测出此时C球做匀速圆周运动的周期T，并标出C球球心在AB轴上的投影点D，测出AD间距为S;
④算出C球做匀速圆周运动所需的向心力F向;
⑤算出C球所受的合力F合;
⑥验证向心力公式.
(I )在上述实验中还需要测量的物理量有哪些________
A．C球的直径 B．C球的质量 C．C球转动的角速度 D．当地的重力加速度g
(II)为了验证向心力公式正确.请用已知的物理量和第（I)题中你所选择的物理量表示出AD间距S=_______.
(III)这一实验方法简单易行.但是有几个因素可能会影响实验的成功,请写出一条: _________________________________________________
四、解答题
15．在交通事故中，测定碰撞瞬间汽车的速度对于事故责任的认定具有重要的作用。《中国汽车驾驶员》杂志曾给出一个计算碰撞瞬间的车辆速度的公式，式中ΔL是被水平抛出的散落在事故现场路面上的两物体沿公路方向上的水平距离，如图所示，h1和h2分别是散落物在车上时的离地高度，通过用尺测量出事故现场的ΔL、h1和h2三个量，根据上述公式就能够计算出碰撞瞬间车辆的速度，请根据所学的平抛运动知识对给出的公式加以证明。
16．如图所示，为一竖直面内的四分之一光滑圆弧轨道，半径，与水平滑道相切于点．长为，动摩擦因数．点下方处放置一水平圆盘，圆心与点在同一竖直线上，其半径上某点固定一小桶（可视为质点），．一质量的物块（可视为质点）从圆轨道上某点滑下，当物块经过点时，圆盘开始从图示位置绕通过圆心的竖直轴匀速转动．物块通过圆弧轨道上点时对轨道的压力大小为，物块由点水平抛出后恰好落入小桶内．取，求：
（1）物块通过点的速度．
（2）小桶到圆心的距离．
（3）圆盘转动的角速度应满足的条件．
17．在足够高处将质量m=1kg的小球沿水平方向抛出，已知在抛出后第2s末时小球速度大小为25m/s，(g = 10m/s2) 求：
（1）水平抛出的初速度；
（2）小球经4s发生的位移大小。
18．无线充电的原理如图所示：通过插座上的电流转换器，将电能转化为超声波，用电设备上的接收器捕获超声波，将超声波转化为电能给设备充电。接收器单位面积上接收到的超声波功率与接收器和电流转换器之间距离的平方成反比，接收器将超声波转化为电能的转化效率为。
某电动小车（含接收器）质量为，其电池将电能转化为机械能的效率为。用该装置给电动小车充电：当时，经过时间，小车刚好充满电，然后启动小车，小车经过足够长的距离（电能已耗尽）后进入一个半径为的竖直放置的固定圆形轨道的内侧，在最高点时对轨道的压力大小恰为小车的重力大小。不计一切摩擦，小车可视为质点，电池在充满电后会自动停止充电，已知重力加速度为。
（1）求电动小车在最高点时的速度大小；
（2）求充电过程中电动小车上的接收器接收到的超声波的功率；
（3）若要使小车不脱离圆形轨道做完整的圆周运动，则充电时间与距离应满足什么关系？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
当两个物体刚好相对圆盘发生滑动时，对A物体
对B物体
根据可知转速与角速度成正比，当细绳剪断瞬间，角速度不变，对A物体，可知摩擦力小于此时所需的向心力，所以A物体发生滑动，但不沿切线；对B物体，可知此时由静摩擦力提供所需的向心力，所以B物体仍然相对圆盘静止，ABC错误，D正确。
故选D。
2．D
【解析】
【详解】
AB． 物块的速度：
v=ωR=2t×1=2t
随时间增加，物块的速度均匀增大，匀加速直线运动，且加速度大小为2 m/s2，故AB错误；
CD．根据牛顿第二定律可知，设细线拉力T：
解得：
故C错误D正确。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．斜面突然减速，悬挂物块N的细线与竖直方向的夹角将要增大，悬挂细线的拉力与重力的合力将提供向上的向心加速度，故悬挂细线的拉力一定增大，故AB错误；
CD．设M的质量为m，对于M的受力，开始时可能是绳子拉力
当T增大的时候，f减小；也可能沿斜面的摩擦力f先减小后反向增大；当时，
当T增大的时候，摩擦力f增大；故C正确D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
车经凹形桥最低点时，由于汽车做圆周运动，所以汽车会受到竖直向上的向心加速度，向心加速度，在最低点大西瓜所受合力提供向心力，所以得到：F合=ma=15N．大西瓜受重力和周围西瓜对它的作用力F，由于大西瓜所受合力提供向心力，所以合力方向为竖直向上，即周围西瓜对它的作用力大小F=mg+F合=75N，故B正确，ACD错误．
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
B．当F=0时，，恰好由重力作为向心力，满足
联立可得当地重力加速度大小为
B错误；
C．当时，F=c，小球恰好处于平衡状态，可得
F=mg
可得小球的质量为
C正确；
A．当
所需的向心力大于重力，故杆对小球的弹力方向向下，A错误；
D．当时，由牛顿第二定律可得
代入数据可解得F=mg，小球受到的弹力与重力大小相等，D错误。
故选C。
6．C
【解析】
【详解】
A．手握着细绳做的是匀速圆周运动，且运动过程中细绳始终与小圆相切，所以细绳另外一端的小球做的也是匀速圆周运动，故A错误；
B．设大圆半径为R，由图分析可知
R＝
设绳中张力为T，则
Tcosφ＝mRω2，cosφ＝
故
T＝
故B错误；
C．小球在桌面上做匀速圆周运动，故小球与桌面间的摩擦力
f＝μmg＝Tsinφ
由于
T＝，sinφ＝
所以
μ＝
故C正确；
D．手对细绳做功的功率等于细绳对小球做功的功率，故
P＝Tvsinφ＝
故D错误。
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
A．根据摩擦力提供合外力，结合牛顿第二定律，可知，A滑动的最大加速度
aAmax=μAg=3m/s2
而B滑动的最大加速度
aBmax=μBg=4m/s2
由于直到小木块A与B或小木块B与桌面之间将要发生相对滑动时，立即改为匀速转动，因此整体的加速度为aAB=3m/s2；再由an=ω2R，解得
ω＝rad/s
故A错误；
B．当圆盘匀速转动时，小木块A的向心加速度大小为aA=3m/s2；那么受到的摩擦力大小为
f=mAaA=2×3=6N
故B正确；
C．圆盘缓慢加速转动过程中，小木块B的动能在增大，依据动能定理，则圆盘对小木块B摩擦力，即为对小木块B的合力，因此圆盘对小木块B做正功，故C错误；
D．若圆盘匀速转动过程中，小木块A受到的摩擦力的方向始终指向转轴，而现在是缓慢加速，因此沿速度方向存在加速度，因此缓慢加速转动过程中，小木块A受到的摩擦力的方向指向转轴偏向速度方向一侧，故D错误。
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
球做平抛运动
在水平方向上：
由初速度是25m/s，水平位移是10m至15m之间，
所以球的运动的时间是0.4s﹣0.6s之间，
在竖直方向上自由落体：
所以可以求得高度的范围是0.8m至1.8m。
A、与计算结果相符，A正确；
BCD、与计算结果不符，BCD错误。
9．B
【解析】
【详解】
当小球对圆锥体刚好无压力时，向心力F=mgcotθ=mω2LCOSθ，
解得：<ω=4rads
所以当ω=4rads时，小球离开斜面，设绳子与竖直方向的夹角为α，则
mgtanα=mω2lsinα，代入数据得cosα=0.5
小球的向心加速度:a=ω2lsinα=10m/s2，故B正确，ACD错误．
故选B
10．BC
【解析】
【详解】
AB．物体A、B共轴转动，角速度相等，由v=rω知，A转动的半径较大，则A的线速度较大，故A错误，B正确；
CD．物体A、B做圆周运动靠弹力即合力提供向心力，由
N=mrω2
知，A的半径大，则
竖直方向上，重力和静摩擦力平衡，重力相等，则摩擦力相等，即
故C正确，D错误。
故选BC。
11．AC
【解析】
【详解】
A．滑块从A到D做自由落体运动，满足
解得
A正确；
B．滑块第一次到达D点时，有
B错误；
C．滑块第一次从A到B的过程中，设滑块克服摩擦力做的功为，根据动能定理有
解得
C正确；
D．若滑块第二次进入半圆弧槽克服摩擦力做的功不变，则滑块从B点到D点满足
解得
但是在第二次进入的速度比第一次小，摩擦阻力变小，所以滑块第二次进入半圆弧槽克服摩擦力做的功变小，D错误。
故选AC。
12．AC
【解析】
【详解】
A． 对小球受力分析，在竖直方向合力为零，则，球到更高的轨道上，线与竖直夹角θ变大，故绳子的拉力变大，故A正确；
B． 根据牛顿第二定律可知
解得：
球到更高的轨道上，θ变大，线速度增大，故B错误；
C． 由A选项可知，绳子的拉力增大，M始终平衡，根据平衡可知桌面对物块的摩擦力变大，故C正确；
D． 根据牛顿第二定律可知
解得：
球到更高的轨道上，θ变大，周期变小，故D错误。
故选AC。
13． B 不变 3:1 A 2.000
【解析】
【详解】
（1）①[1]若要探究小球受到的向心力大小和角速度大小的关系，则必须要保持两球的质量和转动半径相同，改变两球转动的角速度，则需要用质量和体积都相同的两个相同的球做实验；将变速塔轮2、3上的皮带往下移动，使得角速度不相同；因两轮边缘的线速度相同，则只需知道两轮半径关系，即可知道两个小球的角速度关系，不需用秒表记录时间计算角速度；为保证两球转动半径相同，则需将两个小球分别都放在长槽和短槽上半径相同的位置。故选B。
②[2]若放在长槽和短槽的三个小球均为质量相同的钢球，皮带所在塔轮的半径为1:1，则角速度相同，根据F=mω2r可知，逐渐加大转速，向心力之比不变，则左右标尺露出的红色、白色等分标记之比会不变；
[3]当小兴以1r/s的转速转动手柄时，左右两边的向心力大小之比为
左右标尺露出的红色、白色等分标记之比是3:1。
（2）[4]游标卡尺的A部位测内径，B部位测外径，C部位测深度，则某同学用如图1所示的游标卡尺的A部位去测玻璃管的内径；
[5]该游标卡尺的精度为0.05mm，则测出玻璃管的内径d为2.000cm。
14． AD 小球是否在水平面上做匀速圆周运动
【解析】
【详解】
(I )该实验的原理是根据几何关系求出指向圆心的合力，再根据向心力公式求出向心力的值，看两者是否相等，所以还要知道小球的直径及当地的重力加速度g；AD正确BC错误．
(II)根据圆锥摆的周期公式得： ，解得 ．
(III)该实验要求C球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球是否在水平面上做匀速圆周运动会影响实验是否成功．
15．见解析
【解析】
【分析】
【详解】
设车上A、B两物体距地面高度分别为，，二者均做平抛运动，则
又因为
联立以上三式求得
16．（1） （2） （3）
【解析】
【详解】
（1）物块到达B点时，由牛顿第二定律得
解得：
（2）从B到C根据牛顿第二定律可知
解得
根据速度位移公式可知
从C点做平抛运动
联立解得
（3）物块由B点到C点的时间为
物块从B运动到小桶的总时间为
圆盘转动的角速度应满足条件
得
17．（1）15m/s （2）100m
【解析】
【分析】
【详解】
（1）小球竖直方向上做自由落体运动，在2s末，竖直分速度为
所以小球的初速度为
（2）4s内小球的水平位移为
竖直位移为
则合位移为
18．（1）；（2）；（3）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）电动小车在最高点时有
又，解得
（2）设小车在水平轨道上的动能为，小车从水平轨道运动到最高点的过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律有
解得
电动小车获得的电能部分转化为小车的机械能，根据题意有
故可得
（3）要使小车不脱离圆形轨道做完整的圆周运动，则小车在最高点时应满足
对小车从水平轨道运动到最高点的过程，根据机械能守恒定律有
又
由以上各式可得
又
故
故若要使小车不脱离圆形轨道做完整的圆周运动，充电时间与距离应满足的关系为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页