人教版（2019）物理 必修第二册 第六章 圆周运动 单元测试卷（word版含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）物理 必修第二册 第六章 圆周运动 单元测试卷（word版含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 393.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-09-29 16:26:37 | ||
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文档简介
第六章 圆周运动
一、选择题
1．如图所示，一个小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动，关于小球的受力情况，下列说法正确的是( )。
A．只受重力和支持力；
B．受重力、支持力和压力；
C．受重力、支持力和向心力；
D．受重力、压力和向心力。
2．关于曲线运动，以下说法中正确的是( )。
A．平抛运动是一种匀变速运动；
B．物体在恒力作用下不可能做曲线运动；
C．做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的；
D．做圆周运动的物体所受合力总是与速度方向垂直。
3．(多选)图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则( )。
A．a点与b点的线速度大小相等；
B．a点与b点的角速度大小相等；
C．a点与c点的线速度大小相等；
D．a点与d点的向心加速度大小相等。
4．下列一些说法中不正确的有( )。
A．产生离心现象的原理有时可被利用为人类服务；
B．汽车转弯时要利用离心现象防止事故；
C．洗衣机脱水桶脱干衣服，脱水桶的转速不能太小；
D．汽车转弯时要防止离心现象的发生，避免发生事故。
5．在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于( )。
A．； B．； C．； D．。
6．杂技演员表演水流星节目，一根长为L的细绳两端系着盛水的杯子，演员握住绳中间，随着演员的抡动，杯子在竖直平面内做圆周运动，欲使杯子运动到最高点处而水不流出，杯子运动到最高点的角速度 至少为( )
A．； B．； C． D．。
7．(多选)如图所示，质量为m的小环套在半径为R的圆形环上，在竖直平面内做圆周运动，设小环在最高点的速度为，则( )。
A．≥；
B．≥0；
C．当＞，小环压轨道内侧；
D．当＜，小环压轨道外侧。
8．(多选)A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴的距离为R，C离轴的距离为2R，则当圆台旋转时，(设A、B、C都没有滑动) ( )。
A．C的向心加速度最大；
B．B的静摩擦力最小；
C．当圆台转速增大时，A比B先滑动；
D．当圆台转速增大时，C将最先滑动。
9．(多选)小球质量为m，用长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处有一光滑圆钉C(如图所示)。今把小球拉到悬线呈水平后无初速度地释放，当悬线呈竖直状态且与钉相碰时( )。
A．小球的速度突然增大；
B．小球的向心加速度突然增大；
C．小球的向心加速度不变；
D．悬线的拉力突然增大。
10．如图所示，轻杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度，使它在竖直平面内做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点。关于杆对球的作用力，下列说法正确的是( )。
A．a处一定为拉力；
B．a处一定为推力；
C．b处一定为拉力；
D．b处一定为推力。
11．如图所示，质量为m的物体从半径为R的半球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时速度为，若物体与碗的动摩擦因数为μ，则物体滑到最低点时受到的摩擦力的大小是( )。
A．μmg；
B．μm(g＋)；
C．μm(g－)；
D．。
12．半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体m，如图所示，现给小物体一个水平初速度0＝，则物体将( )。
A．沿球面滑至M点；
B．先沿球面滑至某点N再离开球面做斜下抛运动；
C．按半径大于R的新圆弧轨道运动；
D．立即离开半圆球做平抛运动。
二、解答题
13．A、B两球质量分别为m1与m2，用一劲度系数为k的弹簧相连，一长为l1的细线与m1相连，置于水平光滑桌面上，细线的另一端拴在竖直轴OO'上，如图所示，当m1与m2均以角速度绕OO'做匀速圆周运动时，弹簧长度为l2。求：
(1)此时弹簧伸长量多大？绳子张力多大？
(2)某时刻将线突然烧断，线突然烧断瞬间两球加速度各多大？
14．一架滑翔机以180 km/h的速率，沿着半径为1 200 m的水平圆弧飞行。g取10 m/s2，求机翼和水平面间夹角的正切值。
15．沿半径为R的半球型碗底的光滑内表面，质量为m的小球正以角速度，在一水平面内做匀速圆周运动，试求此时小球离碗底的高度。(结果用，R，g表示，g为重力加速度)
16．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁有一个质量为1 kg的小木块刚好能够随圆筒一起匀速转动而不下滑，已知圆筒内壁粗糙，动摩擦因数μ＝0.2，半径为50 cm，g取10 m/s2。求圆筒转动的角速度。(滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力)
17．细绳的一端系着质量为m'＝0.6 kg的物体静止在水平面上，另一端通过光滑小孔吊着质量为m＝0.3 kg的物体，m'的中心与圆孔的距离为0.2 m，m'与水平面间的最大静摩擦力为2 N。现使此平面绕通过小孔的中心轴线转动，问转动的角速度在什么范围内，m才会处于静止状态，g取10 m/s2。
参考答案
一、选择题
1．A
解析：小球只受重力和支持力作用，故A正确。
2．A
解析：平抛运动只受到重力的作用，是一种加速度不变的曲线运动，即匀变速曲线运动，故A正确；物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，物体在恒力作用下，可以做曲线运动，比如平抛运动，故B错误；做匀速圆周运动的物体所受向心力的方向始终是指向圆心的，方向是不断变化的，所以做匀速圆周运动的物体一定是受到变力的作用，故C错误；做匀速圆周运动的物体所受合力才总是与速度方向垂直，故D错误。
3．CD
解析：a、c两点同在轮子的边缘上，线速度相等，根据＝知c＜a，b、c两点在同一轮上，角速度相等，根据＝R知a＝c＞b，b＝c＜a，d点的向心加速度ad＝d2rd＝4c2r＝4r＝aa，故C、D正确。
4．B
解析：产生离心现象的原理有时可被利用，从而为人类服务，比如洗衣机脱水桶脱干衣服，所以A说法正确；因为F＝m，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说法错误，D说法正确；洗衣机脱水工作就是应用了水的离心运动，故C说法正确。
5．B
解析：合力提供向心力，受力分析如图所示。根据牛顿第二定律得mg tan ＝，又由几何关系知tan ＝，解得＝，故B正确。
6．B
解析：杯子运动到最高点时，水恰好不流出，水的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得mg＝m2r，解得＝。
7．ABCD
小球到达最高点的速度可以是0，可以小于，可以大于。当速度大于时，大环对小环有向下的压力，当速度小于时，大环对小环有向上的压力。
8．ABD
解析：A、B、C三个物体随转台一起转动，它们的角速度大小相等。由公式Ff＝ma＝mr2，可知C的向心加速度最大，B的静摩擦力最小，故A、B均正确；当转速增大时，静摩擦力不足以提供向心力，由Fmax＝μmg＝mrmax2得最大角速max＝，可见A、B应同时滑动，而C将最先滑动，故C错误，D正确。
9．BD
解析：悬线与钉子碰撞的前后，瞬时速度大小不变，半径减小，根据a＝可知，向心加速度增大。根据F－mg＝m可知，拉力增大。故B、D正确，A、C错误。
10．A
解析：过最低点a时，小球做圆周运动，需要的向心力竖直向上，指向圆心。根据最低点小球的合力提供向心力，那么小球就要受竖直向下的重力和竖直向上的拉力。故A正确，B错误。过最高点b时，小球做圆周运动，需要的向心力竖直向下，指向圆心。因为轻杆能对小球提供支持力，也可以提供拉力，当小球在b点速度小于时，小球的重力大于其所需的向心力，轻杆对小球有竖直向上的支持力；当小球在b点时速度等于时，小球的重力等于其所需的向心力，轻杆对小球的作用力为0；当小球在b点时速度大于时，小球的重力不足以提供向心力，轻杆对小球有指向圆心的拉力。故C、D错误。
11．B
解析：物体经过碗底时，由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：FN－mg＝m，则碗底对球的支持力：FN＝mg＋m。所以物体在碗底时受到的摩擦力的大小：F＝μFN＝μ(mg＋m)＝μm(g＋)。故B正确。
12．D
解析：小球在最高点时小球的重力mg和光滑半圆球对小球的支持力FN的合力提供向心力，即mg－FN＝，已知0＝，解得FN＝0。即此时小球有水平的初速度，并且只受重力的作用，所以小球会立即离开球面做平抛运动，故D正确。
二、解答题
13．(1)，m22(l1＋l2)＋m12l1 (2)aA ＝，aB＝2(l1＋l2)
解析：(1)对B球，根据牛顿第二定律得，F＝m2(l1＋l2)2，又根据胡克定律得，F＝kx，所以弹簧的伸长量为x＝；对A球，根据牛顿第二定律得，T－F＝m1l12，所以T＝m22(l1＋l2)＋m12l1。
(2)烧断细线的瞬间，拉力为0，弹力不变。对A球，根据牛顿第二定律得，aA＝＝，对B球，根据牛顿第二定律得，aB＝＝2(l1＋l2)。
14．
解析：飞机受重力G与升力F这两个力的作用，合力提供向心力，受力分析如图所示。
飞机的升力垂直机翼，机翼与水平方向的夹角为，根据牛顿第二定律得：
Fn＝mg tan＝m，
解得：tan＝＝＝。
15．R－
解析：受力分析如图所示。
重力和支持力的合力提供小球做匀速圆周运动的向心力，小球做圆周运动的半径：
r＝R sin，
根据几何知识可得：tan ＝＝；
解得：cos ＝。
所以h＝R－R cos ＝R－。
16．10 rad/s
解析：小木块在竖直方向上受到的摩擦力与重力是一对平衡力，所以G=Ff，
根据Ff=FN，解得FN=50 N，
小木块随圆周运动的向心力由圆筒内壁对木块的支持力提供，
根据牛顿第二定律得FN＝mr2，解得＝10 rad/s。
17．2.9 rad/s≤≤6.5 rad/s
解析：当角速度最小时，m'有向圆心运动趋势，水平面对m'的静摩擦力方向和指向圆心方向相反，且等于最大静摩擦力，为2 N。
根据牛顿第二定律，有：
T－Fmax＝m'12r，
解得1＝2.9 rad/s。
当角速度最大时，m'有远离圆心运动趋势，水平面对m'的摩擦力方向指向圆心，大小也为2 N。
根据牛顿第二定律，有：
T＋Fmax＝m'22r
解得2＝6.5 rad/s。
所以的范围是：2.9 rad/s≤≤6.5 rad/s。
一、选择题
1．如图所示，一个小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动，关于小球的受力情况，下列说法正确的是( )。
A．只受重力和支持力；
B．受重力、支持力和压力；
C．受重力、支持力和向心力；
D．受重力、压力和向心力。
2．关于曲线运动，以下说法中正确的是( )。
A．平抛运动是一种匀变速运动；
B．物体在恒力作用下不可能做曲线运动；
C．做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的；
D．做圆周运动的物体所受合力总是与速度方向垂直。
3．(多选)图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则( )。
A．a点与b点的线速度大小相等；
B．a点与b点的角速度大小相等；
C．a点与c点的线速度大小相等；
D．a点与d点的向心加速度大小相等。
4．下列一些说法中不正确的有( )。
A．产生离心现象的原理有时可被利用为人类服务；
B．汽车转弯时要利用离心现象防止事故；
C．洗衣机脱水桶脱干衣服，脱水桶的转速不能太小；
D．汽车转弯时要防止离心现象的发生，避免发生事故。
5．在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于( )。
A．； B．； C．； D．。
6．杂技演员表演水流星节目，一根长为L的细绳两端系着盛水的杯子，演员握住绳中间，随着演员的抡动，杯子在竖直平面内做圆周运动，欲使杯子运动到最高点处而水不流出，杯子运动到最高点的角速度 至少为( )
A．； B．； C． D．。
7．(多选)如图所示，质量为m的小环套在半径为R的圆形环上，在竖直平面内做圆周运动，设小环在最高点的速度为，则( )。
A．≥；
B．≥0；
C．当＞，小环压轨道内侧；
D．当＜，小环压轨道外侧。
8．(多选)A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴的距离为R，C离轴的距离为2R，则当圆台旋转时，(设A、B、C都没有滑动) ( )。
A．C的向心加速度最大；
B．B的静摩擦力最小；
C．当圆台转速增大时，A比B先滑动；
D．当圆台转速增大时，C将最先滑动。
9．(多选)小球质量为m，用长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处有一光滑圆钉C(如图所示)。今把小球拉到悬线呈水平后无初速度地释放，当悬线呈竖直状态且与钉相碰时( )。
A．小球的速度突然增大；
B．小球的向心加速度突然增大；
C．小球的向心加速度不变；
D．悬线的拉力突然增大。
10．如图所示，轻杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度，使它在竖直平面内做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点。关于杆对球的作用力，下列说法正确的是( )。
A．a处一定为拉力；
B．a处一定为推力；
C．b处一定为拉力；
D．b处一定为推力。
11．如图所示，质量为m的物体从半径为R的半球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时速度为，若物体与碗的动摩擦因数为μ，则物体滑到最低点时受到的摩擦力的大小是( )。
A．μmg；
B．μm(g＋)；
C．μm(g－)；
D．。
12．半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体m，如图所示，现给小物体一个水平初速度0＝，则物体将( )。
A．沿球面滑至M点；
B．先沿球面滑至某点N再离开球面做斜下抛运动；
C．按半径大于R的新圆弧轨道运动；
D．立即离开半圆球做平抛运动。
二、解答题
13．A、B两球质量分别为m1与m2，用一劲度系数为k的弹簧相连，一长为l1的细线与m1相连，置于水平光滑桌面上，细线的另一端拴在竖直轴OO'上，如图所示，当m1与m2均以角速度绕OO'做匀速圆周运动时，弹簧长度为l2。求：
(1)此时弹簧伸长量多大？绳子张力多大？
(2)某时刻将线突然烧断，线突然烧断瞬间两球加速度各多大？
14．一架滑翔机以180 km/h的速率，沿着半径为1 200 m的水平圆弧飞行。g取10 m/s2，求机翼和水平面间夹角的正切值。
15．沿半径为R的半球型碗底的光滑内表面，质量为m的小球正以角速度，在一水平面内做匀速圆周运动，试求此时小球离碗底的高度。(结果用，R，g表示，g为重力加速度)
16．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁有一个质量为1 kg的小木块刚好能够随圆筒一起匀速转动而不下滑，已知圆筒内壁粗糙，动摩擦因数μ＝0.2，半径为50 cm，g取10 m/s2。求圆筒转动的角速度。(滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力)
17．细绳的一端系着质量为m'＝0.6 kg的物体静止在水平面上，另一端通过光滑小孔吊着质量为m＝0.3 kg的物体，m'的中心与圆孔的距离为0.2 m，m'与水平面间的最大静摩擦力为2 N。现使此平面绕通过小孔的中心轴线转动，问转动的角速度在什么范围内，m才会处于静止状态，g取10 m/s2。
参考答案
一、选择题
1．A
解析：小球只受重力和支持力作用，故A正确。
2．A
解析：平抛运动只受到重力的作用，是一种加速度不变的曲线运动，即匀变速曲线运动，故A正确；物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，物体在恒力作用下，可以做曲线运动，比如平抛运动，故B错误；做匀速圆周运动的物体所受向心力的方向始终是指向圆心的，方向是不断变化的，所以做匀速圆周运动的物体一定是受到变力的作用，故C错误；做匀速圆周运动的物体所受合力才总是与速度方向垂直，故D错误。
3．CD
解析：a、c两点同在轮子的边缘上，线速度相等，根据＝知c＜a，b、c两点在同一轮上，角速度相等，根据＝R知a＝c＞b，b＝c＜a，d点的向心加速度ad＝d2rd＝4c2r＝4r＝aa，故C、D正确。
4．B
解析：产生离心现象的原理有时可被利用，从而为人类服务，比如洗衣机脱水桶脱干衣服，所以A说法正确；因为F＝m，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说法错误，D说法正确；洗衣机脱水工作就是应用了水的离心运动，故C说法正确。
5．B
解析：合力提供向心力，受力分析如图所示。根据牛顿第二定律得mg tan ＝，又由几何关系知tan ＝，解得＝，故B正确。
6．B
解析：杯子运动到最高点时，水恰好不流出，水的重力刚好提供其做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得mg＝m2r，解得＝。
7．ABCD
小球到达最高点的速度可以是0，可以小于，可以大于。当速度大于时，大环对小环有向下的压力，当速度小于时，大环对小环有向上的压力。
8．ABD
解析：A、B、C三个物体随转台一起转动，它们的角速度大小相等。由公式Ff＝ma＝mr2，可知C的向心加速度最大，B的静摩擦力最小，故A、B均正确；当转速增大时，静摩擦力不足以提供向心力，由Fmax＝μmg＝mrmax2得最大角速max＝，可见A、B应同时滑动，而C将最先滑动，故C错误，D正确。
9．BD
解析：悬线与钉子碰撞的前后，瞬时速度大小不变，半径减小，根据a＝可知，向心加速度增大。根据F－mg＝m可知，拉力增大。故B、D正确，A、C错误。
10．A
解析：过最低点a时，小球做圆周运动，需要的向心力竖直向上，指向圆心。根据最低点小球的合力提供向心力，那么小球就要受竖直向下的重力和竖直向上的拉力。故A正确，B错误。过最高点b时，小球做圆周运动，需要的向心力竖直向下，指向圆心。因为轻杆能对小球提供支持力，也可以提供拉力，当小球在b点速度小于时，小球的重力大于其所需的向心力，轻杆对小球有竖直向上的支持力；当小球在b点时速度等于时，小球的重力等于其所需的向心力，轻杆对小球的作用力为0；当小球在b点时速度大于时，小球的重力不足以提供向心力，轻杆对小球有指向圆心的拉力。故C、D错误。
11．B
解析：物体经过碗底时，由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：FN－mg＝m，则碗底对球的支持力：FN＝mg＋m。所以物体在碗底时受到的摩擦力的大小：F＝μFN＝μ(mg＋m)＝μm(g＋)。故B正确。
12．D
解析：小球在最高点时小球的重力mg和光滑半圆球对小球的支持力FN的合力提供向心力，即mg－FN＝，已知0＝，解得FN＝0。即此时小球有水平的初速度，并且只受重力的作用，所以小球会立即离开球面做平抛运动，故D正确。
二、解答题
13．(1)，m22(l1＋l2)＋m12l1 (2)aA ＝，aB＝2(l1＋l2)
解析：(1)对B球，根据牛顿第二定律得，F＝m2(l1＋l2)2，又根据胡克定律得，F＝kx，所以弹簧的伸长量为x＝；对A球，根据牛顿第二定律得，T－F＝m1l12，所以T＝m22(l1＋l2)＋m12l1。
(2)烧断细线的瞬间，拉力为0，弹力不变。对A球，根据牛顿第二定律得，aA＝＝，对B球，根据牛顿第二定律得，aB＝＝2(l1＋l2)。
14．
解析：飞机受重力G与升力F这两个力的作用，合力提供向心力，受力分析如图所示。
飞机的升力垂直机翼，机翼与水平方向的夹角为，根据牛顿第二定律得：
Fn＝mg tan＝m，
解得：tan＝＝＝。
15．R－
解析：受力分析如图所示。
重力和支持力的合力提供小球做匀速圆周运动的向心力，小球做圆周运动的半径：
r＝R sin，
根据几何知识可得：tan ＝＝；
解得：cos ＝。
所以h＝R－R cos ＝R－。
16．10 rad/s
解析：小木块在竖直方向上受到的摩擦力与重力是一对平衡力，所以G=Ff，
根据Ff=FN，解得FN=50 N，
小木块随圆周运动的向心力由圆筒内壁对木块的支持力提供，
根据牛顿第二定律得FN＝mr2，解得＝10 rad/s。
17．2.9 rad/s≤≤6.5 rad/s
解析：当角速度最小时，m'有向圆心运动趋势，水平面对m'的静摩擦力方向和指向圆心方向相反，且等于最大静摩擦力，为2 N。
根据牛顿第二定律，有：
T－Fmax＝m'12r，
解得1＝2.9 rad/s。
当角速度最大时，m'有远离圆心运动趋势，水平面对m'的摩擦力方向指向圆心，大小也为2 N。
根据牛顿第二定律，有：
T＋Fmax＝m'22r
解得2＝6.5 rad/s。
所以的范围是：2.9 rad/s≤≤6.5 rad/s。