第六章 圆周运动 培优提升单元检测题—2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第六章 圆周运动 培优提升单元检测题—2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 955.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-20 11:23:41 | ||
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文档简介
圆周运动
一、单选题
1．在匀速圆周运动中，关于向心加速度，下列说法正确的是（ ）
A．向心加速度是恒量
B．向心加速度的方向保持不变
C．向心加速度的方向始终与线速度方向垂直
D．向心加速度是反映线速度的大小变化快慢的物理量
2．以A、B为轴的圆盘，A以线速度v转动，并带动B转动，A、B之间没有相对滑动则（ ）
A．A、B转动方向相同，周期不同
B．A、B转动方向不同，周期不同
C．A、B转动方向相同，周期相同
D．A、B转动方向不同，周期相同
3．如图所示，一辆电动车在水平地面上以恒定速率v行驶，依次通过a，b，c三点，比较三个点向心力大小（ ）
A．Fa＞Fb＞Fc B．Fa＜Fb＜Fc
C．Fc＜Fa＜Fb D．Fa＞Fc＞Fb
4．甲乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为∶，转动半径之比为∶，在相同时间内甲转过周，乙转过周．则它们的向心力之比为（ ）
A．∶ B．∶ C．∶ D．∶
5．宇航员需要进行失重训练，以适应微重力环境下的生活。一款失重训练仪如图所示，两半径均为R的金属圆环甲、乙带着旋转椅可以同时绕O1O2、O3O4两个相互垂直的轴匀速转动，两转轴的交点为O。P为金属圆环甲上的一点，∠POO2=θ。若某次训练时，金属圆环甲仅绕O1O2轴转动，圆环的半径为R，转速为n。则圆环甲转动的周期T以及圆环甲上点P的向心加速度a分别为（ ）
A．， B．，
C．， D．，
6．如图所示，一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为R，圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m，若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过其最高点A时对轨道的压力大小为（重力加速度为g）（ ）
A．2mg B．3mg C．4mg D．5mg
7．质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的B点和A点，如图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l。当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．a绳的张力可能为零
B．a绳的张力随角速度的增大而增大
C．当角速度，b绳将出现弹力
D．若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化
8．飞行员的质量为m，驾驶飞机在竖直平面内以速度v做半径为r的匀速圆周运动（在最高点时，飞行员头朝下，且），则在轨道的最高点和最低点时，飞行员对座椅的压力（ ）
A．相差 B．相差 C．相差 D．相差
9．某机器的齿轮系统如图所示，中间的轮叫做太阳轮，它是主动轮。从动轮称为行星轮，主动轮、行星轮与最外面的大轮彼此密切啮合在一起，如果太阳轮一周的齿数为n1，行星轮一周的齿数为n2，当太阳轮转动的角速度为ω时，最外面的大轮转动的角速度为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB（圆半径比细管的内径大得多）和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上，小球以v0的水平初速度从A点沿切线方向弹入轨道，小球从C点离开轨道随即水平抛出，落地点为D，不计空气阻力。在圆形轨道APB中运动，下列说法正确的是（ ）
A．小球对轨道内侧壁有作用力
B．小球对轨道外侧壁有作用力
C．小球所受重力提供向心力
D．小球受重力、支持力和向心力
11．某同学经过长时间的观察后发现，路面出现水坑的地方，如果不及时修补，水坑很快会变大，善于思考的他结合学过的物理知识，对这个现象提出了多种解释，则下列说法中不合理的解释是（ ）
A．车辆上下颠簸过程中，某些时刻处于超重状态
B．把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大
C．车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大
D．坑洼路面与轮胎间的动摩擦因数比平直路面大
12．如图所示，竖直杆AB在A、B两点通过光滑铰链连接两等长轻杆AC和BC，AC和BC与竖直方向的夹角均为，轻杆长均为L，在C处固定一质量为m的小球，重力加速度为g，在装置绕竖直杆AB转动的角速度从0开始逐渐增大过程中，下列说法正确的是( )
A．当时，杆和杆对球的作用力都表现为拉力
B．杆对球的作用力先增大后减小
C．杆与杆上的力的大小之差越来越大
D．当时，杆对球的作用力为0
13．某玩具可简化为如图所示的模型，竖直杆上同一点O系有两根长度均为l的轻绳，两轻绳下端各系一质量为m的小球，两小球间用长为l的轻绳相连，轻绳不可伸长。当球绳系统绕竖直杆以不同的角速度匀速转动时，小球A、B关于杆对称，关于绳上的弹力与绳上的弹力大小与角速度平方的关系图像，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
14．质点做匀速圆周运动时，不发生变化的物理量有（ ）
A．周期 B．速度 C．角速度 D．向心加速度
15．一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量不相等的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（ ）
A．A球的角速度必小于B球的角速度
B．A球的线速度必大于B球的线速度
C．A球的运动周期必大于B球的运动周期
D．A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力
16．长度为L的轻杆一端固定在O点，另一端连接一小球．现使小球和轻杆在竖直平面内绕杆的固定端O转动，如图甲所示．小球做圆周运动过最高点时，杆与小球间的弹力大小用F表示，速度大小用v表示，当小球以不同速度经过最高点时，其F v2图像如图乙所示，则（ ）
A．小球的质量为
B．当地的重力加速度大小为
C．当时，小球对杆的弹力方向向上
D．当时，小球受到的弹力与重力大小相等
三、实验题
17．某学生设计一实验来粗略验证向心力的表达式，如图所示。细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上、将画着一个圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心，如果小球的向心力和合力相等，则说明向心力的表达式正确。
（1）用手带动钢球，设法使它沿纸上的圆悬空做匀速圆周运动，用秒表记录钢球运动圈所用时间，用直尺测出纸上的圆的半径为，如果向心力的表达式正确，并假设钢球质量为，则由向心力表达式求出来的向心力______（用题中所给字母表示）；
（2）然后，测出线的长度为，假设钢球可看做质点，重力加速度为，从提供向心力的角度计算，当满足______时，则说明向心力的表达式正确。（用题中所给字母表示）
18．如图所示为探究“向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系”的实验装置：转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽一起转动；皮带分别套在塔轮的不同圆盘上，可改变两个槽内小球的角速度关系。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1︰2︰1。
（1）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与______（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时传动皮带绕在半径______（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮上；
（2）把两个质量相等的小球分别放在挡板A和挡板C做实验。匀速转动手柄，发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1︰4，则可推测出皮带连接的左、右两边塔轮半径之比为______。
四、解答题
19．如图所示，已知绳长为m，水平杆m，小球质量kg，整个装置可绕竖直轴转动，（g取10m/s2）问：
（1）要使绳子与竖直方向成45°角，该装置必须以多大的角速度转动才行？
（2）此时绳子的张力为多大？
20．如图所示，一个人用一根长、拴着一个质量为的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面。转动中小球在最低点时小球速度为8m/s，且最低点绳子恰好达到最大张力断了。（取）
（1）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离是多少？
（2）求绳子承受的最大拉力？
21．如图所示，一半径为R的光滑半球面开口向下，固定在水平面上。为了使一个质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动（圆心为O′），对小球施加一个大小为F＝kv的力（图中未画出，k为比例系数，v为小球的速率），F的方向总垂直速度指向圆心O′。已知：球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ（0＜θ＜），重力加速度为g。求k的最小值以及小球P相应的速率v。
22．如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合，转台以一定角速度匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与之间的夹角θ为，已知重力加速度大小为g，小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为；求：
（1）若小物块受到摩擦力恰好为零，求此时的向心加速度大小和角速度；
（2） 若小物块一直相对陶罐静止，求陶罐旋转的角速度的最大值。（结果可用根号表示）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．B
4．C
5．A
6．C
7．C
8．D
9．A
10．B
11．D
12．D
13．B
14．AC
15．ABC
16．ACD
17．
18． 相同 挡板B 相同 2︰1
19．（1）；（2）
20．（1）4m；（2）74N
21．，
22．（1）；；（2）
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．在匀速圆周运动中，关于向心加速度，下列说法正确的是（ ）
A．向心加速度是恒量
B．向心加速度的方向保持不变
C．向心加速度的方向始终与线速度方向垂直
D．向心加速度是反映线速度的大小变化快慢的物理量
2．以A、B为轴的圆盘，A以线速度v转动，并带动B转动，A、B之间没有相对滑动则（ ）
A．A、B转动方向相同，周期不同
B．A、B转动方向不同，周期不同
C．A、B转动方向相同，周期相同
D．A、B转动方向不同，周期相同
3．如图所示，一辆电动车在水平地面上以恒定速率v行驶，依次通过a，b，c三点，比较三个点向心力大小（ ）
A．Fa＞Fb＞Fc B．Fa＜Fb＜Fc
C．Fc＜Fa＜Fb D．Fa＞Fc＞Fb
4．甲乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为∶，转动半径之比为∶，在相同时间内甲转过周，乙转过周．则它们的向心力之比为（ ）
A．∶ B．∶ C．∶ D．∶
5．宇航员需要进行失重训练，以适应微重力环境下的生活。一款失重训练仪如图所示，两半径均为R的金属圆环甲、乙带着旋转椅可以同时绕O1O2、O3O4两个相互垂直的轴匀速转动，两转轴的交点为O。P为金属圆环甲上的一点，∠POO2=θ。若某次训练时，金属圆环甲仅绕O1O2轴转动，圆环的半径为R，转速为n。则圆环甲转动的周期T以及圆环甲上点P的向心加速度a分别为（ ）
A．， B．，
C．， D．，
6．如图所示，一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为R，圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m，若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过其最高点A时对轨道的压力大小为（重力加速度为g）（ ）
A．2mg B．3mg C．4mg D．5mg
7．质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的B点和A点，如图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l。当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．a绳的张力可能为零
B．a绳的张力随角速度的增大而增大
C．当角速度，b绳将出现弹力
D．若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化
8．飞行员的质量为m，驾驶飞机在竖直平面内以速度v做半径为r的匀速圆周运动（在最高点时，飞行员头朝下，且），则在轨道的最高点和最低点时，飞行员对座椅的压力（ ）
A．相差 B．相差 C．相差 D．相差
9．某机器的齿轮系统如图所示，中间的轮叫做太阳轮，它是主动轮。从动轮称为行星轮，主动轮、行星轮与最外面的大轮彼此密切啮合在一起，如果太阳轮一周的齿数为n1，行星轮一周的齿数为n2，当太阳轮转动的角速度为ω时，最外面的大轮转动的角速度为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB（圆半径比细管的内径大得多）和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上，小球以v0的水平初速度从A点沿切线方向弹入轨道，小球从C点离开轨道随即水平抛出，落地点为D，不计空气阻力。在圆形轨道APB中运动，下列说法正确的是（ ）
A．小球对轨道内侧壁有作用力
B．小球对轨道外侧壁有作用力
C．小球所受重力提供向心力
D．小球受重力、支持力和向心力
11．某同学经过长时间的观察后发现，路面出现水坑的地方，如果不及时修补，水坑很快会变大，善于思考的他结合学过的物理知识，对这个现象提出了多种解释，则下列说法中不合理的解释是（ ）
A．车辆上下颠簸过程中，某些时刻处于超重状态
B．把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大
C．车辆的驱动轮出坑时，对地的摩擦力比平路大
D．坑洼路面与轮胎间的动摩擦因数比平直路面大
12．如图所示，竖直杆AB在A、B两点通过光滑铰链连接两等长轻杆AC和BC，AC和BC与竖直方向的夹角均为，轻杆长均为L，在C处固定一质量为m的小球，重力加速度为g，在装置绕竖直杆AB转动的角速度从0开始逐渐增大过程中，下列说法正确的是( )
A．当时，杆和杆对球的作用力都表现为拉力
B．杆对球的作用力先增大后减小
C．杆与杆上的力的大小之差越来越大
D．当时，杆对球的作用力为0
13．某玩具可简化为如图所示的模型，竖直杆上同一点O系有两根长度均为l的轻绳，两轻绳下端各系一质量为m的小球，两小球间用长为l的轻绳相连，轻绳不可伸长。当球绳系统绕竖直杆以不同的角速度匀速转动时，小球A、B关于杆对称，关于绳上的弹力与绳上的弹力大小与角速度平方的关系图像，正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
14．质点做匀速圆周运动时，不发生变化的物理量有（ ）
A．周期 B．速度 C．角速度 D．向心加速度
15．一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量不相等的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（ ）
A．A球的角速度必小于B球的角速度
B．A球的线速度必大于B球的线速度
C．A球的运动周期必大于B球的运动周期
D．A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力
16．长度为L的轻杆一端固定在O点，另一端连接一小球．现使小球和轻杆在竖直平面内绕杆的固定端O转动，如图甲所示．小球做圆周运动过最高点时，杆与小球间的弹力大小用F表示，速度大小用v表示，当小球以不同速度经过最高点时，其F v2图像如图乙所示，则（ ）
A．小球的质量为
B．当地的重力加速度大小为
C．当时，小球对杆的弹力方向向上
D．当时，小球受到的弹力与重力大小相等
三、实验题
17．某学生设计一实验来粗略验证向心力的表达式，如图所示。细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上、将画着一个圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心，如果小球的向心力和合力相等，则说明向心力的表达式正确。
（1）用手带动钢球，设法使它沿纸上的圆悬空做匀速圆周运动，用秒表记录钢球运动圈所用时间，用直尺测出纸上的圆的半径为，如果向心力的表达式正确，并假设钢球质量为，则由向心力表达式求出来的向心力______（用题中所给字母表示）；
（2）然后，测出线的长度为，假设钢球可看做质点，重力加速度为，从提供向心力的角度计算，当满足______时，则说明向心力的表达式正确。（用题中所给字母表示）
18．如图所示为探究“向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系”的实验装置：转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽一起转动；皮带分别套在塔轮的不同圆盘上，可改变两个槽内小球的角速度关系。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1︰2︰1。
（1）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与______（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时传动皮带绕在半径______（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮上；
（2）把两个质量相等的小球分别放在挡板A和挡板C做实验。匀速转动手柄，发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1︰4，则可推测出皮带连接的左、右两边塔轮半径之比为______。
四、解答题
19．如图所示，已知绳长为m，水平杆m，小球质量kg，整个装置可绕竖直轴转动，（g取10m/s2）问：
（1）要使绳子与竖直方向成45°角，该装置必须以多大的角速度转动才行？
（2）此时绳子的张力为多大？
20．如图所示，一个人用一根长、拴着一个质量为的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面。转动中小球在最低点时小球速度为8m/s，且最低点绳子恰好达到最大张力断了。（取）
（1）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离是多少？
（2）求绳子承受的最大拉力？
21．如图所示，一半径为R的光滑半球面开口向下，固定在水平面上。为了使一个质量为m的小球P在球面上做水平的匀速圆周运动（圆心为O′），对小球施加一个大小为F＝kv的力（图中未画出，k为比例系数，v为小球的速率），F的方向总垂直速度指向圆心O′。已知：球心O到该圆周上任一点的连线与竖直方向的夹角为θ（0＜θ＜），重力加速度为g。求k的最小值以及小球P相应的速率v。
22．如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合，转台以一定角速度匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与之间的夹角θ为，已知重力加速度大小为g，小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为；求：
（1）若小物块受到摩擦力恰好为零，求此时的向心加速度大小和角速度；
（2） 若小物块一直相对陶罐静止，求陶罐旋转的角速度的最大值。（结果可用根号表示）
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参考答案：
1．C
2．A
3．B
4．C
5．A
6．C
7．C
8．D
9．A
10．B
11．D
12．D
13．B
14．AC
15．ABC
16．ACD
17．
18． 相同 挡板B 相同 2︰1
19．（1）；（2）
20．（1）4m；（2）74N
21．，
22．（1）；；（2）
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