第六章 圆周运动 章末复习与测试（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第六章 圆周运动 章末复习与测试（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 544.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-26 04:27:20 | ||
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文档简介
第六章 圆周运动 章末复习与测试
一、单选题
1．（2021·广东·深圳市龙岗区德琳学校高一阶段练习）如图所示，某游乐场的大型摩天轮半径为R，匀速旋转一周需要的时间为t。已知质量为m的小华乘坐的车厢此刻处于摩天轮的最底部，则下列说法正确的是（ ）
A．摩天轮运动的角速度为B．摩天轮运动的线速度为
C．摩天轮运动的向心加速度为D．在最低点时座椅对小华的作用力大小为
2．（2020·全国·高考真题）如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（ ）
A．200 N B．400 N C．600 N D．800 N
3．（2022·浙江·高三专题练习）如图所示，长为L的轻质硬杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴上，现让杆绕转轴O在竖直平面内匀速转动，转动的角速度为ω，某时刻杆对球的作用力水平向左，则此时杆与水平面的夹角θ为（ ）
A． B．
C． D．
4．（2022·广东·金山中学高一阶段练习）无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝钢管。已知管状模型内壁半径R，则下列说法正确的是
A．铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上
B．模型各个方向上受到的铁水的作用力相同
C．若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力
D．管状模型转动的角速度ω最大为
5．（2021·全国·高一专题练习）质量分别为 M 和 m 的两个小球，分别用长 2l 和 l 的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴质量 为 M 和 m 小球的悬线与竖直方向夹角分别为α和β，如图所示，则( )
A． B．cos α＝2cos β C． D．tan α＝tan β
二、多选题
6．（2021·全国·高一单元测试）乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动，下列说法正确的是（ ）
A．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去
B．人在最高点时对座位仍可能产生压力，且压力不一定小于mg
C．人在最低点时对座位的压力大于mg，处于超重状态
D．人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等
7．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点P，飞镖抛出时与P在同一竖直面内等高，且距离P点为当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度g，若飞镖恰好击中P点，则（ ）
A．飞镖击中P点所需的时间为 B．圆盘的半径为
C．圆盘转动角速度的最小值为 D．P点随圆盘转动的线速度可能为
8．（2021·广西·贵港市覃塘区覃塘高级中学高一阶段练习）如图所示，有一个半径为R的光滑圆轨道，现给小球一个初速度，使小球在竖直面内做圆周运动，重力加速度为g，则关于小球在过最高点的速度v，下列叙述中正确的是（ ）
A．v的最小值为B．当v由值逐渐减小时，轨道对小球的弹力逐渐增大
C．当v由值逐渐增大，轨道对小球的弹力逐渐增大D．v由零逐渐增大，轨道对球的弹力逐渐增大
9．（2022·全国·高一课时练习）某娱乐场所有大圆球内的摩托车表演，可简化为竖直平面内固定的圆形轨道，驾驶员与摩托车总质量为m，在其内侧做圆周运动，当以速度v通过最高点时，恰好对轨道没有压力，经过轨道最低点时速度大小为2v，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．圆形轨道半径为gv2
B．在轨道最高点的加速度大小为g
C．在轨道最低点受到轨道的支持力大小为4mg
D．在轨道最低点受到轨道的支持力大小为5mg
10．（2021·广西玉林·高一期中）自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示．正常骑行自行车时，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点的线速度大小相等，角速度大小也相等
B．B、C两点的角速度大小相等，周期也相等
C．A点的向心加速度小于B点的向心加速度
D．B点的向心加速度大于C点的向心加速度
11．（2019·陕西·高一期中）如图所示，半径为R的内部光滑的半圆形轨道BC固定在水平面上，与水平面相切于B点，一质量为m的小球以初速度v0从距离B点为2R的A点向左运动进入半圆形轨道，小球从轨道最高点C离开后在空中做平抛运动，恰好在A点落地，重力加速度为g，下面说法正确的是（ ）
A．小球进入半圆形轨道后，在半圆形轨道的最低点B处对轨道的压力等于mg
B．小球在半圆形轨道最高点C处对轨道的压力为mg
C．小球在半圆形轨道最高点C处对轨道的压力为0
D．小球落地时速度方向与水平方向夹角的正切值为2
三、实验题
12．（2022·全国·高一课时练习）某兴趣小组在实验室用圆锥摆演示仪来测定当地的重力加速度。图甲是演示仪的简化示意图，细线下面悬挂一个小钢球（直径忽略不计），细线上端固定在电动机转盘上，利用电动机带动钢球做圆锥摆运动。用转速测定仪测定电动机的转速，调节刻度板的位置，使刻度板水平且恰好与小钢球接触，但无相互作用力，用竖直放置的刻度尺测定细线悬点到刻度板的竖直距离，不计悬点到转轴间的距离。
(1)开动转轴上的电动机，让摆球转动起来形成圆锥摆。调节转速，当越大时，越__________（选填“大”或“小”）。
(2)图乙为某次实验中的测量结果，其示数为__________cm。
(3)用直接测量的物理量的符号表示重力加速度，其表达式为__________。
13．（2020·全国·高一课时练习）某物理兴趣小组猜想向心力大小与小球质量、半径及角速度有关．现做如下实验，用细线穿过光滑笔杆中，一端拴住小球，另一端用一只手牵住，另一只手抓住笔杆并用力转动，使小球做圆周运动，可近似认为细线拉力提供了小球所器的向心力，实验过程如下：
（1）在保证小球质量和角速度不变的条件下，通过改变小球做圆周运动的_____，感受向心力的大小；
（2）换用不同质量的小球，在保证_____和半径不变的条件下，感受向心力的大小；
（3）在小球质量为m和运动半径为R不变的条件下，小球做圆周运动所在平面距水平地面的高度为H，当角速度增加到某值时，细线突然断掉，小球做平抛运动，测得小球落地点到转轴的水平距离为x，当地重力加速度为g，则细线恰好断裂时，小球的速度大小是_____，细线所能承受的最大拉力是_____（用题中字母符号表示）．
14．（2020·全国·高一课时练习）如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的实验装置．圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动．力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：
（1）该同学采用的实验方法为____.
A．等效替代法
B．控制变量法
C．理想化模型法
D．微小量放大法
（2）改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
1.0 2.25 4.0 6.25 9.0
0.88 2.00 3.50 5.50 7.90
①请在图乙中作出F–v2图线____；
②若圆柱体运动半径r=0.3m，由作出的F–v2的图线可得圆柱体的质量m=____ kg.（结果保留两位有效数字）
四、解答题
15．（2022·全国·高一课时练习）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞离水平距离d后落地，如右图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为。忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小。
（2）问绳能承受的最大拉力多大？
（3）绳能承受的最大拉力与第（2）小题结果相同的情况下，改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
16．（2021·安徽·凤阳博文国际学校高一阶段练习）如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，物块到转轴的距离为r，物块和转盘间的动摩擦因数为。设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为，求：
（1）当水平转盘以角速度匀速转动时，物块与转盘刚好能相对静止，求的值是多少？
（2）将物块和转轴用细绳相连，物块静止时绳恰好伸直且无拉力，细绳水平，当转盘的角速度时，求细绳的拉力大小；
（3）将物块和转轴用细绳相连，物块静止时绳恰好伸直且无拉力，细绳水平，当转盘的角速度时，求物块对细绳的拉力大小。
17．（2020·全国·高一课时练习）一个半径为R=0.5m的水平转盘可以绕竖直轴O′O″转动，水平转盘中心O′处有一个光滑小孔，用一根长L=1m细线穿过小孔将质量分别为mA=0.2kg、mB=0.5kg的小球A和小物块B连接，小物块B 放在水平转盘的边缘，与水平转盘间的动摩擦因数μ=0.3 ，如图所示．现用竖直向下的力F按住小物块B并让小球A在水平面做匀速圆周运动， 细线与竖直方向的夹角θ=37o（取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37o=0.6）
（1）小球A在水平面做匀速圆周运动的角速度ωA；
（2）保持小物块B静止，F的最小值；
（3）如撤去力F并使水平转盘转动起来，使小球A竖直悬挂且小物块B与水平转盘间保持相对静止，求水平转盘角速度ωB。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．B
3．B
4．C
5．A
6．BC
7．AD
8．BC
9．BD
10．BC
11．CD
12． 小 18.50
13． 半径 角速度
14． B 0.27（或0.26）
15．（1），（2）mg；（3），d
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2021·广东·深圳市龙岗区德琳学校高一阶段练习）如图所示，某游乐场的大型摩天轮半径为R，匀速旋转一周需要的时间为t。已知质量为m的小华乘坐的车厢此刻处于摩天轮的最底部，则下列说法正确的是（ ）
A．摩天轮运动的角速度为B．摩天轮运动的线速度为
C．摩天轮运动的向心加速度为D．在最低点时座椅对小华的作用力大小为
2．（2020·全国·高考真题）如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（ ）
A．200 N B．400 N C．600 N D．800 N
3．（2022·浙江·高三专题练习）如图所示，长为L的轻质硬杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴上，现让杆绕转轴O在竖直平面内匀速转动，转动的角速度为ω，某时刻杆对球的作用力水平向左，则此时杆与水平面的夹角θ为（ ）
A． B．
C． D．
4．（2022·广东·金山中学高一阶段练习）无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝钢管。已知管状模型内壁半径R，则下列说法正确的是
A．铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上
B．模型各个方向上受到的铁水的作用力相同
C．若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力
D．管状模型转动的角速度ω最大为
5．（2021·全国·高一专题练习）质量分别为 M 和 m 的两个小球，分别用长 2l 和 l 的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴质量 为 M 和 m 小球的悬线与竖直方向夹角分别为α和β，如图所示，则( )
A． B．cos α＝2cos β C． D．tan α＝tan β
二、多选题
6．（2021·全国·高一单元测试）乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动，下列说法正确的是（ ）
A．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去
B．人在最高点时对座位仍可能产生压力，且压力不一定小于mg
C．人在最低点时对座位的压力大于mg，处于超重状态
D．人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等
7．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点P，飞镖抛出时与P在同一竖直面内等高，且距离P点为当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度g，若飞镖恰好击中P点，则（ ）
A．飞镖击中P点所需的时间为 B．圆盘的半径为
C．圆盘转动角速度的最小值为 D．P点随圆盘转动的线速度可能为
8．（2021·广西·贵港市覃塘区覃塘高级中学高一阶段练习）如图所示，有一个半径为R的光滑圆轨道，现给小球一个初速度，使小球在竖直面内做圆周运动，重力加速度为g，则关于小球在过最高点的速度v，下列叙述中正确的是（ ）
A．v的最小值为B．当v由值逐渐减小时，轨道对小球的弹力逐渐增大
C．当v由值逐渐增大，轨道对小球的弹力逐渐增大D．v由零逐渐增大，轨道对球的弹力逐渐增大
9．（2022·全国·高一课时练习）某娱乐场所有大圆球内的摩托车表演，可简化为竖直平面内固定的圆形轨道，驾驶员与摩托车总质量为m，在其内侧做圆周运动，当以速度v通过最高点时，恰好对轨道没有压力，经过轨道最低点时速度大小为2v，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．圆形轨道半径为gv2
B．在轨道最高点的加速度大小为g
C．在轨道最低点受到轨道的支持力大小为4mg
D．在轨道最低点受到轨道的支持力大小为5mg
10．（2021·广西玉林·高一期中）自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示．正常骑行自行车时，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点的线速度大小相等，角速度大小也相等
B．B、C两点的角速度大小相等，周期也相等
C．A点的向心加速度小于B点的向心加速度
D．B点的向心加速度大于C点的向心加速度
11．（2019·陕西·高一期中）如图所示，半径为R的内部光滑的半圆形轨道BC固定在水平面上，与水平面相切于B点，一质量为m的小球以初速度v0从距离B点为2R的A点向左运动进入半圆形轨道，小球从轨道最高点C离开后在空中做平抛运动，恰好在A点落地，重力加速度为g，下面说法正确的是（ ）
A．小球进入半圆形轨道后，在半圆形轨道的最低点B处对轨道的压力等于mg
B．小球在半圆形轨道最高点C处对轨道的压力为mg
C．小球在半圆形轨道最高点C处对轨道的压力为0
D．小球落地时速度方向与水平方向夹角的正切值为2
三、实验题
12．（2022·全国·高一课时练习）某兴趣小组在实验室用圆锥摆演示仪来测定当地的重力加速度。图甲是演示仪的简化示意图，细线下面悬挂一个小钢球（直径忽略不计），细线上端固定在电动机转盘上，利用电动机带动钢球做圆锥摆运动。用转速测定仪测定电动机的转速，调节刻度板的位置，使刻度板水平且恰好与小钢球接触，但无相互作用力，用竖直放置的刻度尺测定细线悬点到刻度板的竖直距离，不计悬点到转轴间的距离。
(1)开动转轴上的电动机，让摆球转动起来形成圆锥摆。调节转速，当越大时，越__________（选填“大”或“小”）。
(2)图乙为某次实验中的测量结果，其示数为__________cm。
(3)用直接测量的物理量的符号表示重力加速度，其表达式为__________。
13．（2020·全国·高一课时练习）某物理兴趣小组猜想向心力大小与小球质量、半径及角速度有关．现做如下实验，用细线穿过光滑笔杆中，一端拴住小球，另一端用一只手牵住，另一只手抓住笔杆并用力转动，使小球做圆周运动，可近似认为细线拉力提供了小球所器的向心力，实验过程如下：
（1）在保证小球质量和角速度不变的条件下，通过改变小球做圆周运动的_____，感受向心力的大小；
（2）换用不同质量的小球，在保证_____和半径不变的条件下，感受向心力的大小；
（3）在小球质量为m和运动半径为R不变的条件下，小球做圆周运动所在平面距水平地面的高度为H，当角速度增加到某值时，细线突然断掉，小球做平抛运动，测得小球落地点到转轴的水平距离为x，当地重力加速度为g，则细线恰好断裂时，小球的速度大小是_____，细线所能承受的最大拉力是_____（用题中字母符号表示）．
14．（2020·全国·高一课时练习）如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的实验装置．圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动．力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：
（1）该同学采用的实验方法为____.
A．等效替代法
B．控制变量法
C．理想化模型法
D．微小量放大法
（2）改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
1.0 2.25 4.0 6.25 9.0
0.88 2.00 3.50 5.50 7.90
①请在图乙中作出F–v2图线____；
②若圆柱体运动半径r=0.3m，由作出的F–v2的图线可得圆柱体的质量m=____ kg.（结果保留两位有效数字）
四、解答题
15．（2022·全国·高一课时练习）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞离水平距离d后落地，如右图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为。忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小。
（2）问绳能承受的最大拉力多大？
（3）绳能承受的最大拉力与第（2）小题结果相同的情况下，改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
16．（2021·安徽·凤阳博文国际学校高一阶段练习）如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，物块到转轴的距离为r，物块和转盘间的动摩擦因数为。设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为，求：
（1）当水平转盘以角速度匀速转动时，物块与转盘刚好能相对静止，求的值是多少？
（2）将物块和转轴用细绳相连，物块静止时绳恰好伸直且无拉力，细绳水平，当转盘的角速度时，求细绳的拉力大小；
（3）将物块和转轴用细绳相连，物块静止时绳恰好伸直且无拉力，细绳水平，当转盘的角速度时，求物块对细绳的拉力大小。
17．（2020·全国·高一课时练习）一个半径为R=0.5m的水平转盘可以绕竖直轴O′O″转动，水平转盘中心O′处有一个光滑小孔，用一根长L=1m细线穿过小孔将质量分别为mA=0.2kg、mB=0.5kg的小球A和小物块B连接，小物块B 放在水平转盘的边缘，与水平转盘间的动摩擦因数μ=0.3 ，如图所示．现用竖直向下的力F按住小物块B并让小球A在水平面做匀速圆周运动， 细线与竖直方向的夹角θ=37o（取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37o=0.6）
（1）小球A在水平面做匀速圆周运动的角速度ωA；
（2）保持小物块B静止，F的最小值；
（3）如撤去力F并使水平转盘转动起来，使小球A竖直悬挂且小物块B与水平转盘间保持相对静止，求水平转盘角速度ωB。
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参考答案：
1．B
2．B
3．B
4．C
5．A
6．BC
7．AD
8．BC
9．BD
10．BC
11．CD
12． 小 18.50
13． 半径 角速度
14． B 0.27（或0.26）
15．（1），（2）mg；（3），d
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）；（3）
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