人教版高中物理必修二 第六章圆周运动 单元测试提高卷-试卷（word版含答案）

人教版高中物理必修二 第六章圆周运动 单元测试提高卷
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 如图所示是学生常用的剪刀，A、B是剪刀上的两点，B离O点更近，则在正常使用过程中（　　）
A．A、B两点的角速度相同
B．A、B两点的线速度大小相等
C．A、B两点的向心加速度大小相等
D．A、B两点的向心加速度方向相同
2. 如图所示为游乐园中空中转椅的理论示意图，长度不同的两根细绳悬挂于同一点，另一端各系一个质量相同的小球，使它们在不同的水平面内做圆锥摆运动，则对于A、B两个圆锥摆周期的说法正确的是（　　）
A的周期大 B．B的周期大
C．A、B的周期一样大 D．A、B的周期无法比较
3. 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
4. 如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦转动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3。若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为（　　）
A． B． C． D．
5. 如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上．小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）．现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），两次金属块Q都保持在桌面上静止．则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（ ）
A．Q受到桌面的支持力变大
B．Q受到桌面的静摩擦力变大
C．小球P运动的角速度变大
D．小球P运动的周期变大
6. 如图，用手捏住细线，让质量m=2kg的小球在光滑水平桌面上以v=1m/s的速率做匀速圆周运动，其半径r=0.3m。某时刻突然松手，使细线迅速放长0.2m后，又迅速捏住细线，保证小球在更大半径的圆上做匀速圆周运动。已知两圆为同心圆，则（　　）
A．细线迅速放长0.2m所经历的时间为0.2s
B．在大圆上运动时，小球的角速度为1.2rad/s
C．迅速捏住细线的过程，使小球动能损失0.36J
D．在大圆上运动时，细线对小球的拉力为1.44N
7. 一根轻质细绳一端缠绕在一半径为R的圆盘边缘，另一端与一放在水平面上的物体相连．如图所示，圆盘在电动机的带动下以角速度ω顺时针匀速转动，此过程中物体沿水平面向右移动，则在绳子变为竖直之前（ ）
A．物体沿水平面加速运动，速度始终小于ωR
B．物体沿水平面加速运动，速度始终大于ωR
C．物体沿水平面减速运动，速度始终大于ωR
D．物体沿水平面减速运动，速度始终小于ωR
8. 如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方有一钉子C，O、C的距离为，把悬线另一端的小球A拉到跟悬点在同一水平面处无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子，则小球的 （　　）
A．线速度突然增大为原来的2倍
B．角速度突然增大为原来的2倍
C．向心力突然增大为原来的2倍
D．向心力突然增大为原来的4倍
二、解答题（本大题共3道小题）
9. 运用纳米技术能够制造出超微电机，英国的一家超微研究所宣称其制造的超微电机转子的半径只有30μm，转速高达2000r/min，试估算位于转子边缘的一个质量为10 × 10 - 26kg的原子的向心加速度大小。(保留两位有效数字)
10. 如图所示,一个不透明的小球以角速度沿顺时针方向匀速圆周运动,圆的直径与光屏垂直,延长线交于点.以点为坐标原点,以方向为正方向建立轴. 时刻小球运动到点,平行光束沿垂直于的方向照到光屏上,在点显示出小球的影.试求任意时刻影的坐标.
11. 如图所示，水平转台上放有质量均为m的两个小物块A、B，A离转轴中心的距离为L，A、B间用长为L的细线相连．开始时，A、B与轴心在同一直线上，细线刚好被拉直，A、B与水平转台间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
(1)当转台的角速度达到多大时细线上开始出现张力？
(2)当转台的角速度达到多大时A物块开始滑动？
三、填空题（本大题共4道小题）
12. 一物体做半径为R，周期为T的匀速圆周运动，它的线速度为v______，向心加速度a______。
13. 如图所示，长度为L=1.0m的绳，栓着一质量m=1kg小球在竖直面内做圆周运动，已知绳子能够承受的最大张力为74N，运动过程中绳子始终处于绷紧状态，分析绳子在A处还是B处易断_____，求出绳子断时小球的线速度_________．
14. 一根长为L的轻绳，一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，小球在竖直平面内做圆周运动，则小球刚好能做圆周运动时，小球在最高点的速度是__________.
15. 如图所示，A、B为咬合转动的两个齿轮，它们的半径分别为RA和RB，且RA=2RB，则A、B两轮边缘上两点的角速度之比为_____________；线速度之比为______________．
答案
一、单选题（本大题共8道小题）
1. 【答案】A
【解析】
【详解】
A．A、B两点同轴转动，A、B两点的角速度相同，选项A正确；
B．根据v=rω可知A、B两点的线速度大小不相等，选项B错误；
C．根据an=ω2r可知A、B两点的向心加速度大小不相等，选项C错误；
D．向心加速度的方向沿半径指向圆心，A、B两点的向心加速度方向相反，选项D错误；
故选A。
2. 【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
设细绳与竖直方向的夹角为，绳长为L，由合力作为向心力可得
整理得
A球的细绳与竖直方向的夹角较小，故A的周期T较大。
故选A。
3. 【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．
4. 【答案】A
【详解】
由甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑知三者线速度相同，其半径分别为r1、r2、r3，则
则丙轮的角速度为
故选A。
5. 【答案】BC
【详解】
试题分析：对小球分析，设绳子拉力为F，绳子与竖直方向夹角为θ，绳子长度为l，则有Fcosθ=mg，Fsinθ=m（2π/T）2r,r=lsinθ，解得T2=4π2lcosθ/g,当小球位置升高时，周期减小，角速度增大，C正确，D错误．Q物块处于平衡状态，有N=Mg+Fcosθ=（M+m）g，支持力不变，A错误；f=Fsinθ=mgtanθ，物块位置升高，θ增大，f增大，B正确．
6. 【答案】BD
【详解】
A．放长绳子后，小球先做匀速直线运动，如图所示
设小球的位移为x，有
所经历的时间为
故A错误；
B．在大圆上运动时，小球的线速度为
在大圆上运动时，小球的角速度为
故B正确；
C．迅速捏住细线的过程，小球动能变化为
小球动能损失0.64J，故C错误；
D．在大圆上运动时，细线对小球的拉力为
故D正确。
故选BD。
7. 【答案】B
【详解】
将物体的运动分解，如图所示：
圆盘在电动机的带动下以角速度逆时针匀速转动，所以绳子的速度为：，由几何关系得：物体的速度，所以v大于，当物体向前运动时：变大，将变小，所以物体的速度逐渐变大，物体做加速运动，故选B．
8. 【答案】BC
【详解】
A．悬线碰到钉子前后，悬线的拉力始终与小球的运动方向垂直，小球的线速度大小不变，故A错误；
BCD．悬线碰到钉子后，小球的运动半径减小为原来的一半，线速度大小不变，由
ω=
知角速度变为原来的2倍，由
Fn=
可知向心力变为原来的2倍，故BC正确，D错误。
故选BC。
二、解答题（本大题共3道小题）
9. 【答案】1.3m/s2
【详解】
周期
T = = s = 0.03s
原子的角速度
ω = = rad/s
原子的向心加速度
a = ω2r = × 30 × 10 - 6m/s2 ≈ 1.3m/s2
10. 【答案】
【详解】
设时间内小球所经的弧所对的圆心角为，有
得.
11. 【答案】(1) (2)
【详解】
（1）线上刚开始出现张力时，B受的最大静摩擦力刚好充当向心力，即：μmg=mω2·2L，
得：ω=；
（2）当A所受摩擦力达到最大静摩擦力时，A开始滑动，设此时线中张力为F，由牛顿第二定律，对A有：μmg-F=mω′2L
对B有：F+μmg=mω′22L
由上述两式有：ω′=．
三、填空题（本大题共4道小题）
12. 【答案】 ；
【详解】
由
联立可得
13. 【答案】 A 8m/s
【详解】
小球在最低点A时，；小球在最高点B时，；则小球在最低点时，绳中拉力大，绳容易断．
当绳在A点断时，，解得：绳子断时小球的线速度．
14. 【答案】
【详解】
小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，有：，解得：．
15. 【答案】1：2；1：1
【详解】
根据题意有两轮边缘上的线速度大小相等，即有
即
根据角速度和线速度的关系得角速度与半径成反比：即
故答案为，．
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