第六章圆周运动复习卷（有答案）2023-2024学年高中物理人教版必修第二册
文档属性
| 名称 | 第六章圆周运动复习卷（有答案）2023-2024学年高中物理人教版必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1011.0KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-05-22 13:47:58 | ||
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文档简介
第六章圆周运动复习卷2023-2024学年高中物理人教版必修第二册
注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，考生务必将姓名、考生号等个人信息填写在答题卡指定位置。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1．广州地标建筑“小蛮腰”的塔顶外环呈倾斜椭圆形，围绕着中心天线旋转，为世界上最高的横向摩天轮。把椭圆摩天轮近似看成圆形，摩天轮匀速转动时，坐在舱内水平座椅上的游客与摩天轮保持相对静止，下列说法正确的是（ ）
A．每个座舱的线速度相同
B．每个座舱的角速度相同
C．每个游客的向心力大小相同
D．游客可能不受到摩擦力作用
2．如图，一块橡皮擦用细绳（粗细不计）悬挂于圆柱体的O点，圆柱体以恒定的角速度滚动，从而使圆柱体匀速向左边移动，同时使橡皮擦上升，细绳将缠绕在圆柱体上同一截面，若运动过程中露出桌面的圆柱体长度保持不变，选地面为参照物，下列说法正确的是（ ）
A．橡皮擦运动的轨迹为直线
B．橡皮擦在水平方向上做加速运动
C．橡皮擦运动时，绳子上的拉力小于橡皮擦受到的重力
D．橡皮擦在竖直方向上上升的速度与圆柱体滚动的角速度无关
3．智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱。如图甲，将带有滑轮的短杆一端穿入腰带外侧轨道，另一端悬挂一根带有配重的轻绳，将腰带水平系在腰间，通过人体扭动，配重会随短杆做水平匀速圆周运动。其简化模型如图乙所示，悬挂点P到腰带中心点O的距离d=0.2m，绳子与竖直方向夹角为θ，绳长l=0.5m，可视为质点的配重质量m=0.5kg，重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．匀速转动时，配重受到的合力恒定不变
B．增大转速，则身体对腰带的摩擦力变大
C．转动过程中受到的拉力
D．当使用者掌握好锻炼节奏后能够使θ稳定在37°，此时配重的角速度
4．如图，一水平赛车赛道两侧为圆弧，两赛车A、B分别经过图中两点，速度大小相同，当赛车转弯时，若车速过快容易发生侧滑，下列说法正确的是（ ）
A．赛车A的向心加速度比赛车B的大
B．赛车A的角速度比赛车B的小
C．赛车B比赛车A更容易发生侧滑
D．为防止赛车侧滑，可以减小赛车和运动员的质量
5．如图，用一轻质细绳系着质量为m的小球在竖直面内做圆周运动。小球恰好通过最高点时速度大小为v，由于空气阻力影响，小球通过最低点时的速度大小变为2v。已知重力加速度为g，则小球通过最低点时受到绳的拉力大小为（ ）
A．2mg B．3mg C．4mg D．5mg
6．如图所示，质量为m的小球刚好静止在竖直放置的光滑圆管道内的最低点，管道的半径为R（不计内外径之差），水平线ab过轨道圆心，现给小球一向右的初速度，下列说法正确的是（ ）
A．若小球刚好能做完整的圆周运动，则它通过最高点时的速度为
B．若小球通过最高点时的速度为，则外侧管壁对小球一定有作用力
C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球也可能有作用力
D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球不一定有作用力
7．如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，C点是后轮半径一半处的一点，若拖拉机行进时车轮没有打滑，则（ ）
A．两轮转动的转速相等
B．两轮转动的周期相等
C．A、B、C三点的线速度大小之比为2∶2∶1
D．A、B、C三点的向心加速度大小之比为2∶2∶1
8．盾构隧道掘进机，简称盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械，又被称作“工程机械之王”，是城市地铁建设、开山修路、打通隧道的利器。如图为我国最新研制的“聚力一号”盾构机的刀盘，其直径达16m，转速为5r/min，下列说法正确的是（ ）
A．刀盘工作时的角速度为 B．刀盘边缘的线速度大小约为8m/s
C．刀盘旋转的周期为12s D．刀盘工作时各刀片末端的线速度均相同
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．都江堰是全世界年代最久、唯一存留、一直使用至今的伟大水利工程。为了解决水利工程治沙的老大难问题，修建者李冰设计了“二八分沙”的绝妙方法，其某部分河道简化图如下图所示。则关于该段河道说法不正确的是（ ）
A．水流在弯道处做离心运动，导致凹岸堆积泥沙 B．水流在弯道处做离心运动，导致凸岸堆积泥沙
C．水流在弯道处做近心运动，导致凹岸堆积泥沙 D．水流在弯道处做近心运动，导致凸岸堆积泥沙
10．如图甲、乙所示，分别用长度均为的轻质细绳和轻质细杆的一端拴质量均为的小球A、B，另一端分别固定在O、点，现让A、B两小球分别绕O、点在竖直平面内做圆周运动，小球均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．A球做圆周运动到最高点的最小速度为0
B．B球做圆周运动到最高点的最小速度为0
C．某次A、B两球运动到最高点对绳、杆的作用力大小分别为2N、5N，则此时A、B两球经过最高点时的速度大小之比可能为
D．某次A、B两球运动到最高点对绳、杆的作用力大小分别为2N、5N，则此时A、B两球经过最高点时的速度大小之比可能为
11．铁路在弯道处的内外轨高低是不同的。如图所示，已知轨道平面的倾角为，弯道处的轨道圆弧半径为R，火车以轨道的设计速度行驶时，车轮轮缘与内外轨恰好没有挤压，重力加速度为g。质量为m的火车转弯时，下列说法正确的是（ ）
A．轨道的设计速度
B．轨道的设计速度
C．火车实际速度小于设计速度时，内轨与轮缘之间有挤压
D．火车实际速度大于设计速度时，铁轨对火车的作用力等于
12．水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则（ ）
A．小球到达c点的速度为
B．R越大，小球经过b点的瞬间对轨道的压力变大
C．小球在直轨道上的落点d与b点距离为2R
D．小球从c点落到d点需要时间为
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．某同学设计了一个探究向心力F的大小与角速度大小和半径r之间关系的实验。选一根圆珠笔杆，取一根尼龙细线，一端系一个小钢球，质量为m；另一端穿过圆珠笔杆，吊上若干质量相同的钩码，质量为M，如图甲所示。调节尼龙细线，使小钢球距圆珠笔杆的顶口（笔尖部）的线长为L。握住圆珠笔杆，并在该同学头部的上方尽量使小钢球稳定在一个水平面内做匀速圆周运动（细线上拉力近似等于小钢球所需的向心力），用秒表记录物块运动n圈的时间为。
(1)小钢球做匀速圆周运动的角速度 （用题目给出的符号表示）。
(2)保持水平部分尼龙细线的长度L不变，在下方增加质量为M的钩码，发现此时钢球匀速转动的角速度为原来的 倍。
(3)保证钢球的质量m、圆珠笔杆的顶口（笔尖部）的线长为L不变，得到钢球转动的角速度平方与钩码重力的关系图像，其中正确的是图 （填“乙”或“丙”）。
14．一质量的物块从半径的圆弧顶端下滑从底端A点水平抛出，恰好无碰撞落在倾斜角度的粗糙斜面上，斜面摩擦因数，最后到达斜面底端速度，已知物块在A点所受轨道的支持力大小为，，试求：
（1）物块在A点的速度大小；
（2）物块在斜面BC上的运动时间；
（3）物块从A点到C点过程中，重力对小球做功及摩擦力对小球做功．
15．如图所示，水平放置的正方形光滑木板，边长为2L，距地面的高度为，木板正中间有一个光滑的小孔O。一根长为2L的细线穿过小孔，两端分别系着两个完全相同的小球A、B，两小球在同一竖直平面内。小球A以角速度在木板上绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动时，B也在水平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，O点正好是细线的中点，已知，小球质量均为，不计空气阻力，重力加速度。求：
（1）细线对小球B的拉力大小；
（2）小球B的角速度以及悬挂B球的细线与竖直方向的夹角的余弦值；
（3）当小球A、B的速度方向均平行于木板ad边时，剪断细线，两小球落地点之间的距离。
16．如图所示，金属环A、B的质量分别为，，用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆OM和竖直光滑细杆ON上，B环到竖直杆O点的距离为，细线与水平杆OM间夹角。当整个装置以竖直杆ON为轴以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环一直相对杆不动。已知环与杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，，。
（1）为使得金属环B与水平粗糙杆OM间没有摩擦力，角速度应为多大？
（2）若金属环B与水平粗糙杆OM间动摩擦因数，要使金属环B相对细杆静止不动，求角速度的范围。
17．在研究匀变速直线运动的“位移”时，我们应用“以恒代变”的思想，在研究曲线运动的“瞬时速度”时，又应用“化曲为直”的思想，而在研究一般的曲线运动时，我们用的更多的是一种“化曲为圆”的思想，即对于一般的曲线运动，尽管曲线上各个位置的弯曲程度不同，但在研究时，可以将曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作半径为某个合适值的圆周运动，进而采用圆周运动的分析方法来进行研究，叫作曲率半径。如图所示，将物体以初速度斜向上抛出，初速度与水平方向间的夹角为。（题干中字母为已知量，重力加速度为g，不计空气阻力）
求：
（1）物体上升的最大高度H；
（2）物体回到抛出点高度时，距抛出点的水平位移x；
（3）物体在轨迹最高点处的曲率半径。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1．B
2．A
3．D
4．A
5．D
6．D
7．C
8．C
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．ACD
10．BCD
11．AC
12．ACD
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．(1)
(2)
(3)丙
14．（1）；（2）；（3），
15．（1）12.5N；（2），；（3）
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，考生务必将姓名、考生号等个人信息填写在答题卡指定位置。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1．广州地标建筑“小蛮腰”的塔顶外环呈倾斜椭圆形，围绕着中心天线旋转，为世界上最高的横向摩天轮。把椭圆摩天轮近似看成圆形，摩天轮匀速转动时，坐在舱内水平座椅上的游客与摩天轮保持相对静止，下列说法正确的是（ ）
A．每个座舱的线速度相同
B．每个座舱的角速度相同
C．每个游客的向心力大小相同
D．游客可能不受到摩擦力作用
2．如图，一块橡皮擦用细绳（粗细不计）悬挂于圆柱体的O点，圆柱体以恒定的角速度滚动，从而使圆柱体匀速向左边移动，同时使橡皮擦上升，细绳将缠绕在圆柱体上同一截面，若运动过程中露出桌面的圆柱体长度保持不变，选地面为参照物，下列说法正确的是（ ）
A．橡皮擦运动的轨迹为直线
B．橡皮擦在水平方向上做加速运动
C．橡皮擦运动时，绳子上的拉力小于橡皮擦受到的重力
D．橡皮擦在竖直方向上上升的速度与圆柱体滚动的角速度无关
3．智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱。如图甲，将带有滑轮的短杆一端穿入腰带外侧轨道，另一端悬挂一根带有配重的轻绳，将腰带水平系在腰间，通过人体扭动，配重会随短杆做水平匀速圆周运动。其简化模型如图乙所示，悬挂点P到腰带中心点O的距离d=0.2m，绳子与竖直方向夹角为θ，绳长l=0.5m，可视为质点的配重质量m=0.5kg，重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．匀速转动时，配重受到的合力恒定不变
B．增大转速，则身体对腰带的摩擦力变大
C．转动过程中受到的拉力
D．当使用者掌握好锻炼节奏后能够使θ稳定在37°，此时配重的角速度
4．如图，一水平赛车赛道两侧为圆弧，两赛车A、B分别经过图中两点，速度大小相同，当赛车转弯时，若车速过快容易发生侧滑，下列说法正确的是（ ）
A．赛车A的向心加速度比赛车B的大
B．赛车A的角速度比赛车B的小
C．赛车B比赛车A更容易发生侧滑
D．为防止赛车侧滑，可以减小赛车和运动员的质量
5．如图，用一轻质细绳系着质量为m的小球在竖直面内做圆周运动。小球恰好通过最高点时速度大小为v，由于空气阻力影响，小球通过最低点时的速度大小变为2v。已知重力加速度为g，则小球通过最低点时受到绳的拉力大小为（ ）
A．2mg B．3mg C．4mg D．5mg
6．如图所示，质量为m的小球刚好静止在竖直放置的光滑圆管道内的最低点，管道的半径为R（不计内外径之差），水平线ab过轨道圆心，现给小球一向右的初速度，下列说法正确的是（ ）
A．若小球刚好能做完整的圆周运动，则它通过最高点时的速度为
B．若小球通过最高点时的速度为，则外侧管壁对小球一定有作用力
C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球也可能有作用力
D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球不一定有作用力
7．如图所示，拖拉机后轮的半径是前轮半径的两倍，A和B是前轮和后轮边缘上的点，C点是后轮半径一半处的一点，若拖拉机行进时车轮没有打滑，则（ ）
A．两轮转动的转速相等
B．两轮转动的周期相等
C．A、B、C三点的线速度大小之比为2∶2∶1
D．A、B、C三点的向心加速度大小之比为2∶2∶1
8．盾构隧道掘进机，简称盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械，又被称作“工程机械之王”，是城市地铁建设、开山修路、打通隧道的利器。如图为我国最新研制的“聚力一号”盾构机的刀盘，其直径达16m，转速为5r/min，下列说法正确的是（ ）
A．刀盘工作时的角速度为 B．刀盘边缘的线速度大小约为8m/s
C．刀盘旋转的周期为12s D．刀盘工作时各刀片末端的线速度均相同
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．都江堰是全世界年代最久、唯一存留、一直使用至今的伟大水利工程。为了解决水利工程治沙的老大难问题，修建者李冰设计了“二八分沙”的绝妙方法，其某部分河道简化图如下图所示。则关于该段河道说法不正确的是（ ）
A．水流在弯道处做离心运动，导致凹岸堆积泥沙 B．水流在弯道处做离心运动，导致凸岸堆积泥沙
C．水流在弯道处做近心运动，导致凹岸堆积泥沙 D．水流在弯道处做近心运动，导致凸岸堆积泥沙
10．如图甲、乙所示，分别用长度均为的轻质细绳和轻质细杆的一端拴质量均为的小球A、B，另一端分别固定在O、点，现让A、B两小球分别绕O、点在竖直平面内做圆周运动，小球均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．A球做圆周运动到最高点的最小速度为0
B．B球做圆周运动到最高点的最小速度为0
C．某次A、B两球运动到最高点对绳、杆的作用力大小分别为2N、5N，则此时A、B两球经过最高点时的速度大小之比可能为
D．某次A、B两球运动到最高点对绳、杆的作用力大小分别为2N、5N，则此时A、B两球经过最高点时的速度大小之比可能为
11．铁路在弯道处的内外轨高低是不同的。如图所示，已知轨道平面的倾角为，弯道处的轨道圆弧半径为R，火车以轨道的设计速度行驶时，车轮轮缘与内外轨恰好没有挤压，重力加速度为g。质量为m的火车转弯时，下列说法正确的是（ ）
A．轨道的设计速度
B．轨道的设计速度
C．火车实际速度小于设计速度时，内轨与轮缘之间有挤压
D．火车实际速度大于设计速度时，铁轨对火车的作用力等于
12．水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则（ ）
A．小球到达c点的速度为
B．R越大，小球经过b点的瞬间对轨道的压力变大
C．小球在直轨道上的落点d与b点距离为2R
D．小球从c点落到d点需要时间为
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．某同学设计了一个探究向心力F的大小与角速度大小和半径r之间关系的实验。选一根圆珠笔杆，取一根尼龙细线，一端系一个小钢球，质量为m；另一端穿过圆珠笔杆，吊上若干质量相同的钩码，质量为M，如图甲所示。调节尼龙细线，使小钢球距圆珠笔杆的顶口（笔尖部）的线长为L。握住圆珠笔杆，并在该同学头部的上方尽量使小钢球稳定在一个水平面内做匀速圆周运动（细线上拉力近似等于小钢球所需的向心力），用秒表记录物块运动n圈的时间为。
(1)小钢球做匀速圆周运动的角速度 （用题目给出的符号表示）。
(2)保持水平部分尼龙细线的长度L不变，在下方增加质量为M的钩码，发现此时钢球匀速转动的角速度为原来的 倍。
(3)保证钢球的质量m、圆珠笔杆的顶口（笔尖部）的线长为L不变，得到钢球转动的角速度平方与钩码重力的关系图像，其中正确的是图 （填“乙”或“丙”）。
14．一质量的物块从半径的圆弧顶端下滑从底端A点水平抛出，恰好无碰撞落在倾斜角度的粗糙斜面上，斜面摩擦因数，最后到达斜面底端速度，已知物块在A点所受轨道的支持力大小为，，试求：
（1）物块在A点的速度大小；
（2）物块在斜面BC上的运动时间；
（3）物块从A点到C点过程中，重力对小球做功及摩擦力对小球做功．
15．如图所示，水平放置的正方形光滑木板，边长为2L，距地面的高度为，木板正中间有一个光滑的小孔O。一根长为2L的细线穿过小孔，两端分别系着两个完全相同的小球A、B，两小球在同一竖直平面内。小球A以角速度在木板上绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动时，B也在水平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，O点正好是细线的中点，已知，小球质量均为，不计空气阻力，重力加速度。求：
（1）细线对小球B的拉力大小；
（2）小球B的角速度以及悬挂B球的细线与竖直方向的夹角的余弦值；
（3）当小球A、B的速度方向均平行于木板ad边时，剪断细线，两小球落地点之间的距离。
16．如图所示，金属环A、B的质量分别为，，用不可伸长的细线连接，分别套在水平粗糙细杆OM和竖直光滑细杆ON上，B环到竖直杆O点的距离为，细线与水平杆OM间夹角。当整个装置以竖直杆ON为轴以不同大小的角速度匀速转动时，两金属环一直相对杆不动。已知环与杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，，。
（1）为使得金属环B与水平粗糙杆OM间没有摩擦力，角速度应为多大？
（2）若金属环B与水平粗糙杆OM间动摩擦因数，要使金属环B相对细杆静止不动，求角速度的范围。
17．在研究匀变速直线运动的“位移”时，我们应用“以恒代变”的思想，在研究曲线运动的“瞬时速度”时，又应用“化曲为直”的思想，而在研究一般的曲线运动时，我们用的更多的是一种“化曲为圆”的思想，即对于一般的曲线运动，尽管曲线上各个位置的弯曲程度不同，但在研究时，可以将曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作半径为某个合适值的圆周运动，进而采用圆周运动的分析方法来进行研究，叫作曲率半径。如图所示，将物体以初速度斜向上抛出，初速度与水平方向间的夹角为。（题干中字母为已知量，重力加速度为g，不计空气阻力）
求：
（1）物体上升的最大高度H；
（2）物体回到抛出点高度时，距抛出点的水平位移x；
（3）物体在轨迹最高点处的曲率半径。
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参考答案：
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1．B
2．A
3．D
4．A
5．D
6．D
7．C
8．C
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．ACD
10．BCD
11．AC
12．ACD
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．(1)
(2)
(3)丙
14．（1）；（2）；（3），
15．（1）12.5N；（2），；（3）
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）；（3）
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