高一物理人教版（2019）必修第二册 第6章 圆周运动 单元复习题（含答案）
文档属性
| 名称 | 高一物理人教版（2019）必修第二册 第6章 圆周运动 单元复习题（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 415.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-02-19 08:57:52 | ||
图片预览
文档简介
高一物理必修二第6章《圆周运动》单元复习练习
一、选择题：
1、如图所示，细绳的一端固定，另一端系一小球，让小球在竖直面内做圆周运动，关于小球运动到P点时的加速度方向，下列图中可能的是（ ）
2、高铁项目的建设加速了国民经济了发展，铁路转弯处的弯道半径r是根据高速列车的速度决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计与r和速率v有关。当火车以规定速度通过弯道时，内低外高的轨道均不受挤压，则下列说法正确的是（ ）
A. 当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力、向心力
B. 若要降低火车转弯时的规定速度，可减小火车的质量
C. 若要增加火车转弯时的规定速度，可适当增大弯道的坡度
D. 当火车的速度大于规定速度时，火车将挤压内轨
3、某变速箱中有甲、乙，丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为、、，若甲轮匀速转动的角速度为，三个轮相互不打滑，则丙轮边缘上各点的向心加速度大小为（ ）
A． B． C． D．
4、如图所示，两个可视为质点的相同物体a和b放在水平圆转盘上，且物体a、b与转盘中心在同一条水平直线上，物体a、b用细线连接，它们与转盘间的动摩擦因数相同。当圆盘转动到两物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，两物体的运动情况是( )
A．物体b仍随圆盘一起做匀速圆周运动
B．物体a发生滑动，离圆盘圆心距离不变
C．两物体仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动
D．两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远
5、如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上．不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．A与B的线速度大小相等
B．A与B的角速度相等
C．A与B的向心加速度大小相等
D．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等
6、如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环始终相对杆不动，下列判断正确的是( )
A．转动的角速度越大，细线中的拉力始终不变
B．转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力越大
C．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的弹力相等
D．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小可能相等
7、如图所示，物体用两根长度相等且不可伸长的细线系于竖直杆上，并随杆转动。若转动角速度为，则（ ）
A．细线一直有拉力
B．细线的拉力随的增大而减小
C．细线所受拉力一定大于细线所受拉力
D．当增大到一定程度时，细线所受拉力大于所受拉力
8、两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是图中的（ ）
A．B．C．D．
9、A、B两质量相同的质点被用轻质细线悬挂在同一点O，在同一水平面上做匀速圆周运动，如图所示，则下列说法不正确的是（ ）
A．A的角速度一定比B的角速度大
B．A的线速度一定比B的线速度大
C．A的加速度一定比B的加速度大
D．A所受细线的拉力一定比B所受的细线的拉力大
10、如图所示，一半径为r圆筒绕其中心轴以角速度ω匀速转动，圆筒内壁上紧靠着一个质量为m的物体与圆筒一起运动，相对筒无滑动．若已知筒与物体之间的摩擦因数为μ，则物体所受到的摩擦力和筒内壁对物体的支持力分别为（ ）
A. mg mω2R B. mg mω2R C. mg mω2R D. mg mω2R
11、（多选）如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用轻绳相连的质量均为的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为，与圆盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速缓慢增大到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．此时绳子所受拉力为
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盘外
D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
12、(多选)如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰。已知半圆形管道的半径R=1m，小球可看做质点且其质量为m=1kg，g取10m/s2。则( )
A．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是1.9m
B．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9m
C．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的大小是2N
D．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的大小是1N
二、解答题：
13、物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。
(1)首先，让一砝码在一个比较光滑的平面上做半径r为0.08 m的圆周运动，数字实验系统得到若干组向心力F和对应的角速度ω，他们根据实验数据绘出了F－ω的关系图象如下图中B图线所示，兴趣小组的同学猜测r一定时，F可能与ω2成正比。你认为，可以通过进一步转换，做出______________关系图象来确定他们的猜测是否正确。
(2)将同一砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04 m、0.12 m，又得到了两条F－ω图象，如图中A、C图线所示。通过对三条图线的比较、分析、讨论，他们得出ω一定时，F∝r的结论，你认为他们的依据是________________ 。
(3)通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F＝kω2r，其中比例系数k的单位是_______。
14、如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，然后小球从轨道口B处飞出，最后落在水平面上．已知小球落地点C距B处的距离为3R，求小球对轨道口B处的压力为多大．
15、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g，求：
(1)当水平转盘以角速度ω1匀速转动时，物块与转盘刚好能相对静止，求ω1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ω2=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ω3=时，求物块对细绳的拉力大小。
16、如图所示，用一根长为l＝1m的细线，一端系一质量为m＝1kg的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ＝37°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为FT（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，结果可用根式表示）。求：
（1）若要小球离开锥面，则小球的角速度ω0至少为多大？
（2）若细线与竖直方向的夹角为60°，则小球的角速度ω′为多大？
17、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0.75d，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？
(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？
参考答案
一、选择题：
1、D 2、C 3、A 4、A 5、B 6、B
7、C 8、B 9、A 10、 A 11、AC 12、AB
二、解答题：
13、 (1)F与ω2 (2)取任意相同ω，A、B、C三图线对应向心力之比均约为3∶2∶1，与其对应半径之比相同； (3)kg
14、
15、 (1)；(2)；(3)
16、（1）rad/s；（2）2rad/s
（1）若要小球刚好离开锥面，则小球受到重力和细线拉力如图所示
小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面上，故向心力水平，在水平方向运用牛顿第二定律及向心力公式得
解得
（2）当细线与竖直方向成60°角时，由牛顿第二定律及向心力公式有
解得
17、(1)，(2)mg；(3)，d
(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，竖直方向，水平方向，解得 由平抛知，解得：
(2)设绳能承受的最大拉力大小为T，这也是球受到绳的最大拉力大小，球做圆周运动的半径为R＝ 由圆周运动向心力公式，有T－mg=，解得T=mg
(3)设绳长为l,绳断时球的速度大小为,绳承受的最大拉力不变，有T－mg=
解得：= 绳断后球做平抛运动，竖直位移为d－l,水平位移为x，时间为，有x=v3t1 d－l= 得x＝4 当l＝时，x有极大值 ＝d
一、选择题：
1、如图所示，细绳的一端固定，另一端系一小球，让小球在竖直面内做圆周运动，关于小球运动到P点时的加速度方向，下列图中可能的是（ ）
2、高铁项目的建设加速了国民经济了发展，铁路转弯处的弯道半径r是根据高速列车的速度决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计与r和速率v有关。当火车以规定速度通过弯道时，内低外高的轨道均不受挤压，则下列说法正确的是（ ）
A. 当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力、向心力
B. 若要降低火车转弯时的规定速度，可减小火车的质量
C. 若要增加火车转弯时的规定速度，可适当增大弯道的坡度
D. 当火车的速度大于规定速度时，火车将挤压内轨
3、某变速箱中有甲、乙，丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为、、，若甲轮匀速转动的角速度为，三个轮相互不打滑，则丙轮边缘上各点的向心加速度大小为（ ）
A． B． C． D．
4、如图所示，两个可视为质点的相同物体a和b放在水平圆转盘上，且物体a、b与转盘中心在同一条水平直线上，物体a、b用细线连接，它们与转盘间的动摩擦因数相同。当圆盘转动到两物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，两物体的运动情况是( )
A．物体b仍随圆盘一起做匀速圆周运动
B．物体a发生滑动，离圆盘圆心距离不变
C．两物体仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动
D．两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远
5、如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上．不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．A与B的线速度大小相等
B．A与B的角速度相等
C．A与B的向心加速度大小相等
D．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等
6、如图所示，金属环M、N用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，当整个装置以竖直杆为轴以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环始终相对杆不动，下列判断正确的是( )
A．转动的角速度越大，细线中的拉力始终不变
B．转动的角速度越大，环N与竖直杆之间的弹力越大
C．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的弹力相等
D．转动的角速度不同，环M与水平杆之间的摩擦力大小可能相等
7、如图所示，物体用两根长度相等且不可伸长的细线系于竖直杆上，并随杆转动。若转动角速度为，则（ ）
A．细线一直有拉力
B．细线的拉力随的增大而减小
C．细线所受拉力一定大于细线所受拉力
D．当增大到一定程度时，细线所受拉力大于所受拉力
8、两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是图中的（ ）
A．B．C．D．
9、A、B两质量相同的质点被用轻质细线悬挂在同一点O，在同一水平面上做匀速圆周运动，如图所示，则下列说法不正确的是（ ）
A．A的角速度一定比B的角速度大
B．A的线速度一定比B的线速度大
C．A的加速度一定比B的加速度大
D．A所受细线的拉力一定比B所受的细线的拉力大
10、如图所示，一半径为r圆筒绕其中心轴以角速度ω匀速转动，圆筒内壁上紧靠着一个质量为m的物体与圆筒一起运动，相对筒无滑动．若已知筒与物体之间的摩擦因数为μ，则物体所受到的摩擦力和筒内壁对物体的支持力分别为（ ）
A. mg mω2R B. mg mω2R C. mg mω2R D. mg mω2R
11、（多选）如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用轻绳相连的质量均为的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为，与圆盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速缓慢增大到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是（ ）
A．此时绳子所受拉力为
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盘外
D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
12、(多选)如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰。已知半圆形管道的半径R=1m，小球可看做质点且其质量为m=1kg，g取10m/s2。则( )
A．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是1.9m
B．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9m
C．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的大小是2N
D．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力FNB的大小是1N
二、解答题：
13、物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。
(1)首先，让一砝码在一个比较光滑的平面上做半径r为0.08 m的圆周运动，数字实验系统得到若干组向心力F和对应的角速度ω，他们根据实验数据绘出了F－ω的关系图象如下图中B图线所示，兴趣小组的同学猜测r一定时，F可能与ω2成正比。你认为，可以通过进一步转换，做出______________关系图象来确定他们的猜测是否正确。
(2)将同一砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04 m、0.12 m，又得到了两条F－ω图象，如图中A、C图线所示。通过对三条图线的比较、分析、讨论，他们得出ω一定时，F∝r的结论，你认为他们的依据是________________ 。
(3)通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F＝kω2r，其中比例系数k的单位是_______。
14、如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，然后小球从轨道口B处飞出，最后落在水平面上．已知小球落地点C距B处的距离为3R，求小球对轨道口B处的压力为多大．
15、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g，求：
(1)当水平转盘以角速度ω1匀速转动时，物块与转盘刚好能相对静止，求ω1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ω2=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ω3=时，求物块对细绳的拉力大小。
16、如图所示，用一根长为l＝1m的细线，一端系一质量为m＝1kg的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ＝37°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为FT（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，结果可用根式表示）。求：
（1）若要小球离开锥面，则小球的角速度ω0至少为多大？
（2）若细线与竖直方向的夹角为60°，则小球的角速度ω′为多大？
17、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0.75d，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？
(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？
参考答案
一、选择题：
1、D 2、C 3、A 4、A 5、B 6、B
7、C 8、B 9、A 10、 A 11、AC 12、AB
二、解答题：
13、 (1)F与ω2 (2)取任意相同ω，A、B、C三图线对应向心力之比均约为3∶2∶1，与其对应半径之比相同； (3)kg
14、
15、 (1)；(2)；(3)
16、（1）rad/s；（2）2rad/s
（1）若要小球刚好离开锥面，则小球受到重力和细线拉力如图所示
小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面上，故向心力水平，在水平方向运用牛顿第二定律及向心力公式得
解得
（2）当细线与竖直方向成60°角时，由牛顿第二定律及向心力公式有
解得
17、(1)，(2)mg；(3)，d
(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，竖直方向，水平方向，解得 由平抛知，解得：
(2)设绳能承受的最大拉力大小为T，这也是球受到绳的最大拉力大小，球做圆周运动的半径为R＝ 由圆周运动向心力公式，有T－mg=，解得T=mg
(3)设绳长为l,绳断时球的速度大小为,绳承受的最大拉力不变，有T－mg=
解得：= 绳断后球做平抛运动，竖直位移为d－l,水平位移为x，时间为，有x=v3t1 d－l= 得x＝4 当l＝时，x有极大值 ＝d