粤教版高中物理必修二第二章《圆周运动》单元检测B卷

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粤教版 高中物理必修二 第二章 《圆周运动》单元检测B卷
B卷（后附解析）
考试范围：xxx；考试时间：75分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．做匀速圆周运动的物体，下列哪组物理量是不变的（　　）
A．向心力、向心加速度 B．合外力、周期
C．角速度、向心加速度 D．角速度、转速
2．如图所示为俯视图，质量的智能电动车玩具以恒定速率沿水平面内的圆弧路径运动，和是相切于B点半径分别为和的半圆弧。轮胎与路面间的最大静摩擦力为。若小车（视为质点）在最短的时间内能安全地从A行驶到C，则车在段向心加速度大小为（　　）
A． B． C． D．
3．自行车运动是治疗帕金森病有效、廉价的方法，对提高患者总体健康状况、改善平衡能力和协调能力，缓解焦虑和抑郁等都有重要作用.图示是某自行车的部分传动装置，其大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为R1、R2、R3，A、B、C分别是三个轮子边缘上的点。当三个轮子在大齿轮的带动下一起转动时，下列说法中正确的是（　　）
A．A、B两点的角速度大小之比为1:1
B．A、C两点的周期之比为R2:R1
C．B、C两点的向心加速度大小之比为R22:R32
D．A、C两点的向心加速度大小之比为R22:（R1R3）
4．如图，半径为R=2m的四分之一圆轨道和直径为2m的半圆轨道水平相切于d点，两圆轨道均光滑且在竖直平面内，可视为质点的小球从d点以某一初速度向左进入半圆轨道，刚好能通过半圆轨道的最高点a，从a点飞出后落在四分之一圆轨道上的b点，不计空气阻力，g取10m/s2，则b点与d点的竖直高度差为( )
A．3m B．
C．5m D．
5．汽车在水平路面上做匀速圆周运动，已知公路的弯道半径为49m,假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.4倍，则运动的汽车( )
A．所受的合力可能为零
B．只受重力和地面的支持力作用
C．最大速度不能超过14m/s
D．所需的向心力由重力和支持力的合力提供
6．如图所示，小明在游乐园乘坐摩天轮。已知摩天轮在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，b、d的连线为过圆心的水平直径。当小明从最低点a处转动到最高点c处的过程中，小明（　　）
A．在水平方向受到的摩擦力一直变大
B．在水平方向受到的摩擦力先变大后变小
C．所受合外力的大小逐渐变大
D．对座舱的压力逐渐变大
7．如图为车库出入口的曲杆道闸，道闸由转动杆OA与横杆AB链接而成，在道闸抬起过程中，杆AB始终保持水平。杆OA绕O点从水平匀速转动到竖直的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．A点的线速度不变 B．A、B线速度相同
C．A点的加速度不变 D．B点在竖直方向做匀速运动
评卷人得分
二、多选题
8．关于向心力的下列说法中正确的是（　　）
A．向心力不改变做圆周运动物体速度的大小
B．做匀速圆周运动的物体，其向心力时刻改变
C．做圆周运动的物体，所受合力一定等于向心力
D．做匀速圆周运动的物体，所受的合力为零
9．物体在5个恒力的作用做匀速直线运动，现突然撤去其中的一个力，在这以后物体的运动可能是（ ）
A．匀加速直线运动
B．匀速圆周运动
C．匀变速曲线运动
D．匀减速直线运动最终静止
10．下列一些说法中正确的有（ ）
A．产生离心现象的原理有时可利用为人类服务
B．汽车转弯时要利用离心现象防止事故
C．汽车转弯时要防止离心现象的发生，避免事故发生
D．洗衣机脱水桶脱干衣服利用的是离心现象
11．一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球以及一小环通过铰链连接，轻杆长均为L，球和环的质量均为m，O端固定在竖直的轻质转轴上，套在转轴上的 轻质弹簧连接在O与小环之间，原长为L，装置静止时，弹簧长为1.2L，转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升。弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g，求：（　　）
A．装置静止时，AB杆的弹力
B．弹簧的劲度系数
C．AB杆中弹力为零时，装置转动的角速度
D．AB杆中弹力为零时，装置转动的角速度
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
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三、实验题
12．某同学设计如图的实验装置验证向心力公式和平抛运动水平分运动为匀速运动。将四分之一圆弧固定在桌面上，圆弧底下安装一个压力传感器，光电门固定在底端正上方。实验步骤如下：

（1）让小球静止在圆弧底端，静止时，传感器示数为F0；
（2）让小球从圆弧某一位置静止释放，记录通过光电门的时间t，压力传感器示数F和落点与圆弧底端的水平位移x；
（3）改变释放位置，重复（2）的步骤。
请回答以下问题：
①为完成实验，关于实验装置及相关测量，下列说法正确的是( )
A．圆弧要保持光滑 B．小球要选择体积小，密度大的
C．要测量小球到地面的竖直高度 D．要测量小球的质量
②用游标卡纸测量小球直径，如图所示，则小球直径为 mm；

③以 （填“F”或“F-F0”）为纵轴，为横轴做图像，若图像 ，则说明向心力大小与小球速度平方成正比；
④做x-y图，若图像成正比，则说明平抛运动水平方向为匀速直线运动，其中y应该为 （填“t”、“”或“”）；
⑤甲乙两位同学以不同的桌面高度进行实验，得到图甲和图乙，其中甲同学实验时的桌面高度比乙同学的 （填“高”或“低”）。

13．某同学做验证向心力与线速度关系的实验。装置如图甲所示，一轻质细线上端固定在力传感器上，下端悬挂一小钢球。钢球静止时刚好位于光电门中央，主要实验步骤如下：
①用游标卡尺测出钢球直径d；
②将钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为F1，用米尺量出线长L；
③将钢球拉到适当的高度处静止释放，光电门计时器测出钢球的遮光时间为t，力传感器示数的最大值为F2；已知当地的重力加速度大小为g，请用上述测得的物理量表示：
(1)游标卡尺测出小球直径，如图乙所示，则d＝ cm。
(2)根据向心力公式，小球通过最低点时所需向心力 （用题中物理量符号表示）。
(3)若等式 成立（用题中物理量符号表示），则可以验证向心力表达式。
(4)该实验可能的误差有： 。（写出一条即可）
评卷人得分
四、解答题
14．如图所示的是一座半径为40m的圆弧形拱形桥。一质量为1.0×103kg的汽车，行驶到拱形桥的顶端时，汽车的运动速度为10m/s。取g=10m/s2，则：
（1）此时汽车运动的向心加速度为多大
（2）桥面对汽车的支持力是多少
（3）增大汽车的速度，桥面对汽车的支持力（选填“增大”或“减小”）。

15．如图所示，半径为R的水平圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动，若在圆心O正上方h处沿与半径OB平行的方向水平抛出一个小球，要使球做平抛运动的落点为B，求：
（1）小球做平抛运动的初速度v；
（2）圆盘转动的角速度ω。
16．如图所示，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴转动，圆盘上的物体 A 、B 、C 、D的质量分别为、、、，A叠放在 B上，D叠放在 C上。C、B离圆心O距离分别为r、，， C、B之间用细线相连，圆盘静止时细线刚好拉直且其延长线过圆心，已知C、B与圆盘间的动摩擦因数均为，A、B间的动摩擦因数为，C、D间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，现让圆盘由静止缓慢加速转动，求：
（1）圆盘角速度为多少时，细线上开始产生拉力；
（2）圆盘角速度 时， C与水平圆盘之间的摩擦力；
（3）若要使A、B、C、D均与圆盘保持相对静止，圆盘角速度需要满足的条件。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
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参考答案：
1．D
解析：做匀速圆周运动的物体，周期、角速度和转速是不变的；合外力、向心力、向心加速度的大小不变，方向不断变化。
答案：D。
2．D
解析：设小车在段安全行驶的最大速率为，在段最大速率为，由向心力公式可得
分别代入数据解得
，
由于，要使小车在最短的时间内能安全地从A行驶到C，应以的速率行驶，故车在段的加速度大小为
答案：D。
3．D
解析：A．大齿轮边缘的A点和小齿轮边缘上的B点线速度的大小相等，根据可知
所以
故A错误；
B．小齿轮边缘的B点和后轮边缘的C点共轴，所以转动的角速度相等即，根据，所以B与C的周期相等，即；根据，则A与B的周期之比
所以A、C两点的周期之比为
故B错误；
C．小齿轮边缘的B点和后轮边缘的C点共轴，所以转动的角速度相等，根据，可知B、C两点的向心速度大小之比为
故C错误；
C．大齿轮边缘的A点和小齿轮边缘上的B点线速度的大小相等，根据，所以
所以
故D正确。
答案：D。
点拨：本题考查灵活选择物理规律的能力。对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式。解决本题的关键知道靠链条传动，线速度相等，共轴转动，角速度相等。
4．B
解析：小球刚好通过a点，则在a点重力提供向心力，则有
解得
从a点抛出后做平抛运动，则水平方向的位移
竖直方向的位移
根据几何关系有
解得
则b点与d点的竖直高度差为
故B正确，ACD错误。
答案：B。
5．C
解析：汽车在水平路面上做匀速圆周运动，合力等于向心力，可知合力不为零，故A错误．汽车在水平路面上做匀速圆周运动，重力和支持力平衡，向心力由静摩擦力提供，故BD错误；根据，代入数据解得最大速度为：，故C正确．所以C正确，ABD错误．
6．B
解析：小明乘坐摩天轮从a到d的运动过程中，受力分析如图甲所示
其中为小明自身重力和座舱对其支持力的合力，为水平方向受到的摩擦力，即
与的合力提供向心力F，在从a到d的运动过程中，F大小不变，即小明所受合外力的大小不变，但方向逐渐趋于水平，由此可知逐渐减小，则逐渐减小，逐渐增大，即摩擦力逐渐增大，根据牛顿第三定律可知，小明对座舱的压力逐渐减小，在从d到c的运动过程中，小明的受力分析如图乙所示
根据受力分析可得
F大小不变，即小明所受合外力的大小不变，但方向逐渐趋于竖直向下，由此可知逐渐增大，则逐渐减小，逐渐减小，即摩擦力逐渐减小，综上可得，小明从最低点a处转动到最高点c处的过程中，小明在水平方向受到的摩擦力先变大后变小，对座舱的压力逐渐变小，所受合外力的大小不变。
答案：B。
7．B
解析：A．杆OA绕O点从水平匀速转动到竖直的过程中，A点做匀速圆周运动，线速度大小不变，方向改变，故A错误；
B．依题意，杆AB始终保持水平，A、B两点保持相对静止，线速度相等，故B正确；
C．A点做匀速圆周运动，根据公式
可知，A点的加速度大小不变，方向改变。故C错误；
D．B点速度与A点速度相等，又其线速度与水平方向夹角一直减小，如图所示
将B的速度分解为水平和竖直方向。竖直方向的分速度
一直在减小，故D错误。
答案：B。
8．AB
解析：A．向心力只改变圆周运动物体的速度方向，不改变速度大小，故A正确；
B．匀速圆周物体，物体位置时刻在改变，向心力大小不变，方向时刻在改变，故B正确；
C．只有做匀速圆周运动的物体，合力才一定等于向心力，故C错误；
D．做匀速圆周运动的物体，速度时刻改变，合力不为零，合力提供向心力，故D错误。
答案：AB。
9．AC
解析：AD．有一个做匀速直线运动的物体受到五个力的作用，这五个力一定是平衡力，如果其中的一个力突然消失，剩余的四个力的合力与撤去的力等值、反向、共线，这个合力恒定不变。若物体的速度方向与此合力方向相同，则物体将匀加速直线运动，若剩余的四个力的合力与物体的速度方向相反，则物体做匀减速直线运动，但最终速度不会为零，不能处于静止状态，故A正确，D错误；
B．其余四个力的合力恒定，而匀速圆周运动合力一直指向圆心，需要的是变力，所以物体不可能做匀速圆周运动，故B错误；
C．若撤去的力与原速度方向不在同一直线上，物体的合力与速度不在同一直线上，则物体做匀变速曲线运动，故C正确。
答案：AC。
10．ACD
解析：A．产生离心现象的原理有时可利用为人类服务，比如洗衣机脱水桶脱干衣服．故A正确；
BC．因为，所以速度越快所需的向心力就越大，汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动，故B错误C正确；
D．洗衣机脱水工作就是应用了水的离心运动，故D正确．
答案：ACD。
11．AC
解析：A．装置静止时，设OA、AB杆中的弹力分别为F1、T1，OA杆与转轴的夹角为θ1，小球受力平衡
根据几何关关系
解得
故A正确；
B．小环受力平衡
解得
故B错误；
CD．设OA杆中的弹力为F2，OA杆与转轴的夹角为θ2，弹簧长度为x，小环受力平衡
对小球
解得
故C正确D错误。
答案：AC。
12． BD/DB 6.70 F-F0 是一条过原点的直线 高
解析：（3）[1] A．圆弧没必要保持光滑，从不同高度下滑，小球经过光电门的速度不同，速度根据小球直径和光电门测量的挡光时间测出。A错误；
B．小球要选择体积小，密度大的，减小阻力的影响；B正确；
C．没有必要测量小球到地面的竖直高度，只要保证竖直高度相同，平抛运动的时间相同，只需证明水平位移和水平速度成正比即可证明平抛运动的水平方向分运动为匀速运动。C错误；
D．小球在最低点
要验证向心力公式，需要测量小球的质量。D正确。
答案：BD。
[2]小球的直径
[3] [4] 小球经过光电门的速度
小球在最低点
以F-F0为纵轴，为横轴做图像，若图像是一条过原点的直线，，则说明向心力大小与小球速度平方成正比；
[5]设桌面高度为，则
得平抛运动时间
水平位移
做x-y图，若图像成正比，则说明平抛运动水平方向为匀速直线运动，其中y应该为 。
[6] 由
可知，甲乙两位同学以不同的桌面高度进行实验，得到图甲和图乙，其中甲同学实验时的桌面高度比乙同学的高。
13． 1.64 测摆线长度或者光电门测速
解析：(1)[1]该游标卡尺的精度为0.1mm，游标卡尺的读数＝主尺读数+游标尺的读数，即游标卡尺的读数＝1.6cm+0.1mm×4=1.64cm。
(2)[2]钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为F1，则有mg＝F1，故小球的质量
小球通过最低点时的速度为
根据向心力公式，小球通过最低点时所需向心力
(3)[3]小球通过最低点时，受小球的重力和细线的拉力作用，拉力F2和重力mg的合力提供小球做圆周运动的向心力，故其通过最低点时所需向心力
若等式成立，则可以验证向心力表达式。
(4)[4]该实验可能的误差有测摆线长度有误差，或者光电门测速存在误差等等。
14．（1）2.5m/s2；（2）7500N；（3）减小
解析：（1）汽车运动的向心加速度大小为
解得
（2）根据牛顿第二定律有
解得
（2）根据牛顿第二定律有
得
增大汽车的速度，桥面对汽车的支持力减小
15．（1）v=R；（2）ω = 2nπ（n = 1、2、3……）
解析：(1)对小球，落点为B，由平抛运动规律可得
水平方向
R = vt
竖直方向
h = gt2
联立解得
v=R
(2)要使小球落到B处，则小球在下落的这段时间t内，B点刚好转了整数圈则
ωt = 2nπ(n = 1、2、3……)
解得
ω = 2nπ( n = 1、2、3……)
16．（1）；（2）；（3）
解析：（1）A的最大静摩擦力为
AB与圆盘间的最大静摩擦力为
可知细绳产生拉力前A不会相对于B滑动。由题可知，当做圆周运动所需的向心力大于最大静摩擦力时，细线上开始产生拉力，对有
解得
（2）由于，可知圆盘角速度时，细绳上无拉力。则C与圆盘之间的摩擦力提供CD做圆周运动的向心力
（3）D受到的最大静摩擦力为
则CD保持相对静止时的最大角速度满足
解得
AB保持相对静止时的最大角速度为
解得
随着圆盘角速度增大，对有
对CD有
解得
因为，所以满足均保持与圆盘相对静止，则圆盘的角速度满足
答案第1页，共2页
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