第六章 圆周运动单元测试基础卷-试卷（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第六章 圆周运动单元测试基础卷-试卷（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 519.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-12 16:43:59 | ||
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文档简介
人教版高中物理必修二第六章 圆周运动单元测试基础卷
一、选择题（本大题共8道小题）
1. 下列各组物理量在国际单位制中单位相同，且都是矢量的是（ ）
A．平均速度和瞬时速度 B．位移和路程
C．速度和加速度 D．角速度和线速度
2. 关于物体作匀速圆周运动，下列说法中正确的是( )
A．是相等时间内位移变化相等的圆周运动
B．是速度大小均匀变化的圆周运动
C．做匀速圆周运动的物体是受力平衡的
D．匀速圆周运动的物体受到的合力始终垂直于线速度方向，但不改变线速度大小
3. 在匀加速直线运动中，我们用加速度a描述速度v的变化快慢。与之类似，在匀加速圆周运动中可以引入角加速度β来描述角速度ω的变化快慢。如图所示，M、N是水平圆盘上的两个点，它们与圆心O间的距离分别为rM和rN，且rM=rN=r。圆盘由静止开始绕过O点的竖直转轴匀加速转动，经过时间t，M点的线速度为v，，则两点的角加速度分别为（ ）
A．， B．， C．， D．，
4. 如图所示为一皮带传动装置，右轮半径为r，a点在它的边缘上，左轮半径为2r，b点在它的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑，则a点与b点的角速度大小之比为（ ）
A．1：2 B．1：4 C．2：1 D．4：1
5. 关于作匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是：( )
A．向心加速度的大小和方向都不变
B．匀速圆周运动是变速运动
C．向心加速度方向一定指向圆心
D．物体做半径一定的匀速圆周运动时，其线速度与角速度成正比
6. 第十三届中国航空航天博览会于2021年9月28日在珠海举行，高精尖飞行器荟萃一堂，飞行表演精彩纷呈。如图所示，一架飞机在空中竖直面内的运动可看作匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．飞机的速度不变
B．飞机的加速度不变
C．飞机在最高点处于失重状态
D．飞机在最低点受到空气的作用力方向斜向上
7. 如图所示，倒L型的轻杆一端固定一个质量为m的小球（可视为质点），L杆可围绕竖直轴（）以角速度的匀速转动，若小球在水平面内作圆周运动的半径为R，则杆对球的作用力大小为（ ）
A． B．
C． D．不能确定
8. 如图所示，在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，质量都为 m，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，两物体与盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．此时细线张力为 B．此时圆盘的角速度为
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆心 D．此时烧断细线，A和B都将做离心运动
二、填空题（本大题共4道小题）
9. 向心力
（1）定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向_____，这个指向_____的力叫作向心力。
（2）作用：改变速度的_____。
（3）方向：始终沿着_____指向圆心。
（4）向心力是根据力的_____命名的，它是由_____提供。
10. 小明骑着一辆自行车（甲图）在平直的路面上匀速前行，脚踏板连接的大齿轮与后轮上的小齿轮通过链条传动，可将大齿轮、小齿轮、后轮简化为如图乙所示模型，A、B、C分别为大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的一质点，则角速度ωA______ωB（填“＞”、“=”或“＜”），向心加速度aB______aC（填“＞”、“=”或“＜”）．
11. 甲、乙两名溜冰运动员，m甲＝80 kg，m乙＝40 kg，面对面拉着弹簧测力计做圆周运动的溜冰表演，如图所示．两人相距0.9 m，弹簧测力计的示数为9.2 N，下列判断中正确的是( )
A．两人的线速度相同，约为40 m/s
B．两人的角速度相同，为5 rad/s
C．两人的运动半径相同，都是0.45 m
D．两人的运动半径不同，甲为0.3 m，乙为0.6 m
12. A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动，A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍，A的角速度是B的。则两球的线速度之比vA：vB=_______；周期之比TA：TB=_______。
三、解答题（本大题共3道小题）
13. 长度为的轻杆OA绕O点在竖直平面内做圆周运动，A端连着一个质量的小球，g取。求在下述两种情况下，通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向。
(1)杆做匀速圆周运动的转速为；
(2)杆做匀速圆周运动的转速为。
14. 如图所示，P点位于悬挂点正下方的地面上，质量m的小球用细线拴住，线长l，细线所受拉力达到2mg时就会被拉断．当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断，此时小球距水平地面的高度h，求
1）细线被拉断瞬间小球的速度大小？
2）小球落地点到P点的距离？
15. 晓明站在水平地面上，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d，重力加速度为g忽略手的运动半径和空气阻力．
(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2
(2)问绳能承受的最大拉力多大？
答案
一、选择题（本大题共8道小题）
1. 【答案】A
【详解】
A．平均速度和瞬时速度均为速度，单位相同；同时二者均有方向，故为矢量，故A正确；
B．位移和路程单位相同，但路程是标量，故B错误；
C．速度和加速度的单位不同，故C错误；
D．角速度和线速度的单位不相同，故D错误。
故选A。
2. 【答案】D
【解析】
【详解】
A．匀速圆周运动在相等时间内位移变化大小相等，但是方向不相等，选项A错误．
B．匀速圆周运动的加速度是不断变化的，则速度大小不是均匀变化，选项B错误；
C．做匀速圆周运动的物体加速度不为零，不是受力平衡的，选项C错误；
D．匀速圆周运动的物体受到的合力始终垂直于线速度方向指向圆心，但不改变线速度大小，选项D正确．
3. 【答案】D
【详解】
M、N是水平圆盘上的两个点，所以两点角速度相同且为
类比加速度的定义式
可得角加速度的定义式
联立解得
因为M、N两点角速度相同，所以两点的角加速度也相同，故D正确，ABC错误。
故选D。
4. 【答案】C
【详解】
两轮是同缘转动，边缘的线速度相等，根据v=ωr可知，a点与b点的角速度大小之比为2:1。
故选C。
5. 【答案】BCD
【解析】
【详解】
A．作匀速圆周运动的物体向心加速度的大小不变，方向不断变化，选项A错误；
B．匀速圆周运动的速度方向不断变化，则是变速运动，选项B正确；
C．向心加速度方向一定指向圆心，选项C正确；
D．物体做半径一定的匀速圆周运动时，根据v=ωr可知，其线速度与角速度成正比，选项D正确；
故选BCD.
6. 【答案】CD
【详解】
A．飞机做圆周运动时，速度的方向在时刻变化，A错误；
B．匀速圆周运动不同位置（时刻）的加速度都要指向圆心，随位置变化方向发生变化，B错误；
C．飞机在最高点，加速度指向圆心，竖直向下，所以出于失重状态，C正确；
D．飞机是在竖直平面内做匀速圆周运动，经过最低点时机翼水平，飞机的牵引力与阻力相平衡，空气向上的升力与重力的合力提供向心力，所以空气的作用力是斜向上的，D正确。
故选CD。
7. 【答案】A
【详解】
杆对小球的作用力的一个分力平衡了小球竖直方向的重力，另一个分力提供了小球水平圆周运动的向心力，所以杆对小球的作用力大小为
故选A。
8. 【答案】BD
【详解】
ABC．两物块A和B随着圆盘转动，角速度相同，根据
可知B的半径比A的半径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的最大静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，根据牛顿第二定律，对A有
对B有
联立解得
故B正确，AC错误；
D．若此时剪断绳子，B的摩擦力不足以提供所需的向心力，B将会做离心运动，此时A所需要的向心力将角速度代入可求得
由此可知A的摩擦力也不足以提供所需的向心力，A也将会做离心运动，故D正确。
故选BD。
二、填空题（本大题共4道小题）
9. 【答案】 圆心 圆心 方向 半径 效果 某个力或者几个力的合力
10. 【答案】 ＜ ； ＜
【解析】
【详解】
A、B两点靠链条传动，线速度相等，根据v=rω知，A、B两点角速度与半径成反比，rA＞rB，故ωA＜ωB ；B、C两点具有相等的角速度，由向心加速度a=ω2R知，B、C向心加速度与半径成正比，rB＜rC．故aB＜aC.
11. 【答案】D
【详解】
弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律得：M甲R甲ω甲2=M乙R乙ω乙2=9.2N ；由于甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，所以ω甲=ω乙．则R甲=0.3m，R乙=0.6m．由于v=Rω，知两人的线速度不等．根据F=M甲R甲ω甲2，解得：．故D正确，ABC错误．
12. 【答案】 1:1 ；2:1
【详解】
A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍，A的角速度是B的，根据可知，两球的线速度之比
vA：vB=1:1
A的角速度是B的，根据可知，两球的周期之比
TA：TB=2:1
三、解答题（本大题共3道小题）
13. 【答案】(1)138N，方向竖直向上；(2)10N，方向竖直向下
【详解】
(1)设小球在最高点时受到杆的作用力的方向竖直向下，则其受力分析如图所示。
杆的转速为时，有
由牛顿第二定律得
故小球所受杆的作用力
即杆对小球提供了138N的拉力。
由牛顿第三定律知，小球对杆的拉力大小为138N，方向竖直向上。
(2)杆的转速为时
同理可得小球所受杆的作用力
力为负值表示它的方向与受力分析中所假设的方向相反，故由牛顿第三定律知，小球对杆的压力大小为10N，方向竖直向下。
14. 【答案】(1) v= (2) x=
【详解】
（1）当细线恰断时有：2mg－mg=m 解得：
（2）断后小球做平抛运动：h= gt2，x=v0t
由（1）得：t=
所以：x=
15. 【答案】（1）v1=；v2= （2） T=mg
【详解】
(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，有：
y方向：
x方向：
d=v1t，
所以
．
根据机械能守恒定律则：
，
所以
(2)设绳能承受的最大拉力大小为F，这也是球受到绳的最大拉力大小.球做圆周运动的半径为，根据圆周运动向心力公式
，
解得
．
2 / 2
一、选择题（本大题共8道小题）
1. 下列各组物理量在国际单位制中单位相同，且都是矢量的是（ ）
A．平均速度和瞬时速度 B．位移和路程
C．速度和加速度 D．角速度和线速度
2. 关于物体作匀速圆周运动，下列说法中正确的是( )
A．是相等时间内位移变化相等的圆周运动
B．是速度大小均匀变化的圆周运动
C．做匀速圆周运动的物体是受力平衡的
D．匀速圆周运动的物体受到的合力始终垂直于线速度方向，但不改变线速度大小
3. 在匀加速直线运动中，我们用加速度a描述速度v的变化快慢。与之类似，在匀加速圆周运动中可以引入角加速度β来描述角速度ω的变化快慢。如图所示，M、N是水平圆盘上的两个点，它们与圆心O间的距离分别为rM和rN，且rM=rN=r。圆盘由静止开始绕过O点的竖直转轴匀加速转动，经过时间t，M点的线速度为v，，则两点的角加速度分别为（ ）
A．， B．， C．， D．，
4. 如图所示为一皮带传动装置，右轮半径为r，a点在它的边缘上，左轮半径为2r，b点在它的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑，则a点与b点的角速度大小之比为（ ）
A．1：2 B．1：4 C．2：1 D．4：1
5. 关于作匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是：( )
A．向心加速度的大小和方向都不变
B．匀速圆周运动是变速运动
C．向心加速度方向一定指向圆心
D．物体做半径一定的匀速圆周运动时，其线速度与角速度成正比
6. 第十三届中国航空航天博览会于2021年9月28日在珠海举行，高精尖飞行器荟萃一堂，飞行表演精彩纷呈。如图所示，一架飞机在空中竖直面内的运动可看作匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．飞机的速度不变
B．飞机的加速度不变
C．飞机在最高点处于失重状态
D．飞机在最低点受到空气的作用力方向斜向上
7. 如图所示，倒L型的轻杆一端固定一个质量为m的小球（可视为质点），L杆可围绕竖直轴（）以角速度的匀速转动，若小球在水平面内作圆周运动的半径为R，则杆对球的作用力大小为（ ）
A． B．
C． D．不能确定
8. 如图所示，在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，质量都为 m，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，两物体与盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．此时细线张力为 B．此时圆盘的角速度为
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆心 D．此时烧断细线，A和B都将做离心运动
二、填空题（本大题共4道小题）
9. 向心力
（1）定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向_____，这个指向_____的力叫作向心力。
（2）作用：改变速度的_____。
（3）方向：始终沿着_____指向圆心。
（4）向心力是根据力的_____命名的，它是由_____提供。
10. 小明骑着一辆自行车（甲图）在平直的路面上匀速前行，脚踏板连接的大齿轮与后轮上的小齿轮通过链条传动，可将大齿轮、小齿轮、后轮简化为如图乙所示模型，A、B、C分别为大齿轮、小齿轮、后轮边缘上的一质点，则角速度ωA______ωB（填“＞”、“=”或“＜”），向心加速度aB______aC（填“＞”、“=”或“＜”）．
11. 甲、乙两名溜冰运动员，m甲＝80 kg，m乙＝40 kg，面对面拉着弹簧测力计做圆周运动的溜冰表演，如图所示．两人相距0.9 m，弹簧测力计的示数为9.2 N，下列判断中正确的是( )
A．两人的线速度相同，约为40 m/s
B．两人的角速度相同，为5 rad/s
C．两人的运动半径相同，都是0.45 m
D．两人的运动半径不同，甲为0.3 m，乙为0.6 m
12. A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动，A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍，A的角速度是B的。则两球的线速度之比vA：vB=_______；周期之比TA：TB=_______。
三、解答题（本大题共3道小题）
13. 长度为的轻杆OA绕O点在竖直平面内做圆周运动，A端连着一个质量的小球，g取。求在下述两种情况下，通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向。
(1)杆做匀速圆周运动的转速为；
(2)杆做匀速圆周运动的转速为。
14. 如图所示，P点位于悬挂点正下方的地面上，质量m的小球用细线拴住，线长l，细线所受拉力达到2mg时就会被拉断．当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断，此时小球距水平地面的高度h，求
1）细线被拉断瞬间小球的速度大小？
2）小球落地点到P点的距离？
15. 晓明站在水平地面上，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d，重力加速度为g忽略手的运动半径和空气阻力．
(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2
(2)问绳能承受的最大拉力多大？
答案
一、选择题（本大题共8道小题）
1. 【答案】A
【详解】
A．平均速度和瞬时速度均为速度，单位相同；同时二者均有方向，故为矢量，故A正确；
B．位移和路程单位相同，但路程是标量，故B错误；
C．速度和加速度的单位不同，故C错误；
D．角速度和线速度的单位不相同，故D错误。
故选A。
2. 【答案】D
【解析】
【详解】
A．匀速圆周运动在相等时间内位移变化大小相等，但是方向不相等，选项A错误．
B．匀速圆周运动的加速度是不断变化的，则速度大小不是均匀变化，选项B错误；
C．做匀速圆周运动的物体加速度不为零，不是受力平衡的，选项C错误；
D．匀速圆周运动的物体受到的合力始终垂直于线速度方向指向圆心，但不改变线速度大小，选项D正确．
3. 【答案】D
【详解】
M、N是水平圆盘上的两个点，所以两点角速度相同且为
类比加速度的定义式
可得角加速度的定义式
联立解得
因为M、N两点角速度相同，所以两点的角加速度也相同，故D正确，ABC错误。
故选D。
4. 【答案】C
【详解】
两轮是同缘转动，边缘的线速度相等，根据v=ωr可知，a点与b点的角速度大小之比为2:1。
故选C。
5. 【答案】BCD
【解析】
【详解】
A．作匀速圆周运动的物体向心加速度的大小不变，方向不断变化，选项A错误；
B．匀速圆周运动的速度方向不断变化，则是变速运动，选项B正确；
C．向心加速度方向一定指向圆心，选项C正确；
D．物体做半径一定的匀速圆周运动时，根据v=ωr可知，其线速度与角速度成正比，选项D正确；
故选BCD.
6. 【答案】CD
【详解】
A．飞机做圆周运动时，速度的方向在时刻变化，A错误；
B．匀速圆周运动不同位置（时刻）的加速度都要指向圆心，随位置变化方向发生变化，B错误；
C．飞机在最高点，加速度指向圆心，竖直向下，所以出于失重状态，C正确；
D．飞机是在竖直平面内做匀速圆周运动，经过最低点时机翼水平，飞机的牵引力与阻力相平衡，空气向上的升力与重力的合力提供向心力，所以空气的作用力是斜向上的，D正确。
故选CD。
7. 【答案】A
【详解】
杆对小球的作用力的一个分力平衡了小球竖直方向的重力，另一个分力提供了小球水平圆周运动的向心力，所以杆对小球的作用力大小为
故选A。
8. 【答案】BD
【详解】
ABC．两物块A和B随着圆盘转动，角速度相同，根据
可知B的半径比A的半径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的最大静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，根据牛顿第二定律，对A有
对B有
联立解得
故B正确，AC错误；
D．若此时剪断绳子，B的摩擦力不足以提供所需的向心力，B将会做离心运动，此时A所需要的向心力将角速度代入可求得
由此可知A的摩擦力也不足以提供所需的向心力，A也将会做离心运动，故D正确。
故选BD。
二、填空题（本大题共4道小题）
9. 【答案】 圆心 圆心 方向 半径 效果 某个力或者几个力的合力
10. 【答案】 ＜ ； ＜
【解析】
【详解】
A、B两点靠链条传动，线速度相等，根据v=rω知，A、B两点角速度与半径成反比，rA＞rB，故ωA＜ωB ；B、C两点具有相等的角速度，由向心加速度a=ω2R知，B、C向心加速度与半径成正比，rB＜rC．故aB＜aC.
11. 【答案】D
【详解】
弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律得：M甲R甲ω甲2=M乙R乙ω乙2=9.2N ；由于甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，所以ω甲=ω乙．则R甲=0.3m，R乙=0.6m．由于v=Rω，知两人的线速度不等．根据F=M甲R甲ω甲2，解得：．故D正确，ABC错误．
12. 【答案】 1:1 ；2:1
【详解】
A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍，A的角速度是B的，根据可知，两球的线速度之比
vA：vB=1:1
A的角速度是B的，根据可知，两球的周期之比
TA：TB=2:1
三、解答题（本大题共3道小题）
13. 【答案】(1)138N，方向竖直向上；(2)10N，方向竖直向下
【详解】
(1)设小球在最高点时受到杆的作用力的方向竖直向下，则其受力分析如图所示。
杆的转速为时，有
由牛顿第二定律得
故小球所受杆的作用力
即杆对小球提供了138N的拉力。
由牛顿第三定律知，小球对杆的拉力大小为138N，方向竖直向上。
(2)杆的转速为时
同理可得小球所受杆的作用力
力为负值表示它的方向与受力分析中所假设的方向相反，故由牛顿第三定律知，小球对杆的压力大小为10N，方向竖直向下。
14. 【答案】(1) v= (2) x=
【详解】
（1）当细线恰断时有：2mg－mg=m 解得：
（2）断后小球做平抛运动：h= gt2，x=v0t
由（1）得：t=
所以：x=
15. 【答案】（1）v1=；v2= （2） T=mg
【详解】
(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，有：
y方向：
x方向：
d=v1t，
所以
．
根据机械能守恒定律则：
，
所以
(2)设绳能承受的最大拉力大小为F，这也是球受到绳的最大拉力大小.球做圆周运动的半径为，根据圆周运动向心力公式
，
解得
．
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