2020-2021学年人教版（2019）必修二《生活中的圆周运动》练习含答案
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年人教版（2019）必修二《生活中的圆周运动》练习含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 395.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-11-16 19:40:31 | ||
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文档简介
人教版（2019）必修二《生活中的圆周运动》
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
高速公路转弯路段的外侧路基比内侧路基高。当汽车以理论时速v0行驶时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则（???
）
A.
车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动
B.
要求汽车在转弯过程中不打滑，车速不能大于v0
C.
当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小
D.
当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值不变
滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中(
)
A.
所受合外力始终为零
B.
所受摩擦力大小不变
C.
合外力做功一定为零
D.
机械能始终保持不变
港珠澳大桥已经开通，在香港和澳广无论开车和步行都是靠左行走，而内地都是靠右行走，所以香港、澳门和珠海的汽车往来需要变换交通规则。具体的做法就是在大桥的香港和澳门所有出入口接线处架设立如图所示的立交桥来改变行驶方式。以下说法正确的是（ ）
A.
汽车匀速通过立交桥时合外力零
B.
汽车通过立交桥的过程合外力方向保持不变
C.
汽车通过立交桥时受到的桥面支持力不一定与汽车的重力相互平衡
D.
两辆相同的汽车并排通过立交桥时合外力的大小可能一直保持相等
如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴OO′的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为μ（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起OO′轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（ ）
A.
B.
C.
D.
2
在考驾驶证的科目二阶段，有一项测试叫半坡起步，这是一条类似于凸型桥面设计的坡道。要求学员在半坡定点位置a启动汽车，一段时间后匀速率通过最高点b以及剩下路段，如图所示。下列说法正确的是
（ ）
A.
若汽车以额定功率从a点加速到b点，牵引力一直增大
B.
在最高点b汽车处于平衡状态
C.
在最高点b汽车对路面的压力小于汽车的重力
D.
汽车从a到b运动过程中，合外力做功为0
如图所示，轻杆长为L一端固定在水平轴上的O点，另一端系一个小球（可视为质点）．小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点，g为重力加速度．下列说法正确的是（ ）
A.
小球通过最高点时速度不可能小于
B.
小球通过最高点时所受轻杆的作用力可能为零
C.
小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大
D.
小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而减小
如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（ ）
A.
F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
B.
F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C.
F突然变大，小球将沿轨迹pb做离心运动
D.
F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心
如图所示，两个相同材料制成的水平摩擦轮A和B，两轮半径RA=2RB，A为主动轮．当A匀速转动时．在A轮边缘处放置的小木块恰能相对静止在A轮的边缘上，着将小木块放在B轮上让其静止，木块离B轮轴的最大距离为（ ）
A.
B.
C.
RB
D.
地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥的半径就是地球的半径，假设地面上有一辆超级汽车在高速行驶，则下列说法正确的是（ ）
A.
汽车行驶时重力小于支持力
B.
汽车速度越大，地面对车的支持力越大
C.
当汽车对地面压力为零时，行驶速度小于地球的第一宇宙速度
D.
当地面对车的支持力为零时，驾驶员处于完全失重状态
如图所示，“伦敦眼”（The
LondonEye）是世界上最大的观景摩天轮，坐在座舱里的游客绕中间的固定轴在竖直面内做匀速圆周运动，则当游客从最低点运动到最高点的过程中（ ）
A.
先超重后失重
B.
先失重后超重
C.
一直处于超重状态
D.
既不超重也不失重
二、多选题
有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A.
如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态
B.
如图b所示是一圆锥摆，增大θ，若保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变
C.
如图c，汽车通过凹形桥最低点时不需要限速
D.
如图d，汽车在水平路面转弯超过规定速度行驶时，会向外侧发生侧滑
如图所示，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列有关说法中正确的是（ ）
A.
小球能够到达最高点时的最小速度为0
B.
小球能够通过最高点时的最小速度为g
C.
如果小球在最低点时的速度大小为，则小球通过最低点时对管道的外壁的作用力为6mg
D.
如果小球在最高点时的速度大小为2，则此时小球对管道的内壁的作用力为3mg
如图所示，一长为l的轻杆一端与水平转轴相连，另一端固定一质量为m的小球，转轴带动轻杆使小球在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，角速度为ω。A、C为与圆心等高的两点，B为最高点，重力加速度为g。则（ ）
A.
在B点时杆对球的作用力不可能为0
B.
在A点时，杆对球的作用力大小为
C.
从A转动到B的过程中，小球处于超重状态
D.
从B转动到C的过程中，小球重力的功率一直增大
都江堰始建于公元前256年，这项工程主要由鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分和百丈堤、人字堤等附属工程构成，科学地解决了江水自动分流（鱼嘴分水堤四六分水）、自动排沙（鱼嘴分水堤二八分沙）、控制进水流量（宝瓶口与飞沙堰）等问题，消除了水患。1998年灌溉面积达到66.87万公顷，灌溉区域已达40余县。其排沙主要依据是（ ）
A.
沙子更重，水的冲力有限
B.
弯道离心现象，沙石（比水）容易被分离
C.
沙石越重，越难被分离
D.
沙石越重，越易被分离
一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动的轻杆，另一端与一小球相连，如图甲所示。现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A.
t1时刻小球通过最高点，t3时刻小球通过最低点
B.
t2时刻小球通过最高点，t3时刻小球通过最低点
C.
v1大小一定小于?v2大小，图乙中?S1和?S2的面积一定相等
D.
v1大小可能等于?v2大小，图乙中?S1和?S2的面积可能不等
如图甲所示，质量相等大小可忽略的a、b两小球用不可伸长的等长轻质细线悬挂起来，使小球a在竖直平面内来回摆动，小球b在水平面内做勻速圆周运动，连接小球b的绳?子与竖直方向的夹角和小球a摆动时绳子偏离竖直方向的最大夹角都为θ，运动过程中?两绳子拉力大小随时间变化的关系如图乙中c、d所示．则下列说法正确的是（ ）
A.
图乙中直线d表示绳子对小球a的拉力大小随时间变化的关系
B.
图乙中曲线c表示绳子对小球a的拉力大小随时间变化的关系
C.
θ=45°
D.
θ=60°
三、计算题
如图所示，一根长0.1m的细线，一端系着一个质量为0.18kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上作匀速圆周运动，使小球的转速很缓慢地增加，当小球的转速增加到开始时转速的3倍时，细线断开，线断开前的瞬间线的拉力比开始时大40N，求：
（1）线断开前的瞬间，线的拉力大小；
（2）线断开的瞬间，小球运动的线速度；
（3）如果小球离开桌面时，速度方向与桌边的夹角为60°，桌面高出地面0.8m，求小球飞出后的落地点距桌边的水平距离．
如图所示，图甲为游乐场的悬空旋转椅，我们把这种情况抽象为图乙的模型：一质量m=40kg的小球通过长L=12.5m的轻绳悬于竖直面内的直角杆上，水平杆长L′=7.5m．整个装置绕竖直杆转动，绳子与竖直方向成θ角．求：
（1）要使θ=37°，试求该装置必须以多大角速度转动才行？
（2）此时绳的张力是多大？（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
如图所示，与轻绳相连的滑块（视作质点）置于水平圆盘上，绳的另一端固定于圆盘中心的转轴上，绳子刚好伸直且无弹力，绳长L=0.5m。滑块随圆盘一起做匀速圆周运动（二者未发生相对滑动），滑块的质量m=1.0kg，与水平圆盘间的动摩擦因数μ=0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2．求：
（1）圆盘角速度ω1=1rad/s时，滑块受到静摩擦力的大小；
（2）圆盘的角速度ω2至少为多大时，绳中才会有拉力。
1.
D
2.
C
3.
C
4.
B
5.
C
6.
B
7.
A
8.
B
9.
D
10.
A
11.
BD
12.
AC
13.
BD
14.
BD
15.
AC
16.
BD
17.
解：（1）线的拉力等于向心力，设开始时角速度为ω0，向心力是F0，线断开的瞬间，角速度为ω，线的拉力是F．
根据牛到第二定律得，???
①
F=mω2R????
②
由①②得???
③
又因为F=F0+40N???
④
由③④得F=45N?????
⑤
（2）设线断开时速度为V．
由F=得，V=
（3）设桌面高度为h，落地点与飞出桌面点的水平距离为s．
s=vt=5×0.4m=2m
则抛出点到桌边的水平距离为l=ssin60°=2×=1.73m．
18.
解：（1）由题意可知，绳的拉力和小球的重力的合力提供小球做匀速圆周运动的向心力，有：
mgtan37°=mω2（Lsin37°+L′）
解得：
（2）根据几何关系得：
F=??
代入数据得：F==500N?
19.
解：（1）滑块随圆盘一起做圆周运动，由静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律得：f=mLω2
代入数据解得：f=0.5N
（2）当静摩擦力达到最大值时，再增大角速度，绳中才会出现拉力，当刚好由最大静摩擦力提供向心力时，有：
代入数据解得：ω2=2rad/s
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
高速公路转弯路段的外侧路基比内侧路基高。当汽车以理论时速v0行驶时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则（???
）
A.
车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动
B.
要求汽车在转弯过程中不打滑，车速不能大于v0
C.
当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小
D.
当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值不变
滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中(
)
A.
所受合外力始终为零
B.
所受摩擦力大小不变
C.
合外力做功一定为零
D.
机械能始终保持不变
港珠澳大桥已经开通，在香港和澳广无论开车和步行都是靠左行走，而内地都是靠右行走，所以香港、澳门和珠海的汽车往来需要变换交通规则。具体的做法就是在大桥的香港和澳门所有出入口接线处架设立如图所示的立交桥来改变行驶方式。以下说法正确的是（ ）
A.
汽车匀速通过立交桥时合外力零
B.
汽车通过立交桥的过程合外力方向保持不变
C.
汽车通过立交桥时受到的桥面支持力不一定与汽车的重力相互平衡
D.
两辆相同的汽车并排通过立交桥时合外力的大小可能一直保持相等
如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴OO′的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为μ（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起OO′轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（ ）
A.
B.
C.
D.
2
在考驾驶证的科目二阶段，有一项测试叫半坡起步，这是一条类似于凸型桥面设计的坡道。要求学员在半坡定点位置a启动汽车，一段时间后匀速率通过最高点b以及剩下路段，如图所示。下列说法正确的是
（ ）
A.
若汽车以额定功率从a点加速到b点，牵引力一直增大
B.
在最高点b汽车处于平衡状态
C.
在最高点b汽车对路面的压力小于汽车的重力
D.
汽车从a到b运动过程中，合外力做功为0
如图所示，轻杆长为L一端固定在水平轴上的O点，另一端系一个小球（可视为质点）．小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动，且能通过最高点，g为重力加速度．下列说法正确的是（ ）
A.
小球通过最高点时速度不可能小于
B.
小球通过最高点时所受轻杆的作用力可能为零
C.
小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大
D.
小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而减小
如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（ ）
A.
F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
B.
F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C.
F突然变大，小球将沿轨迹pb做离心运动
D.
F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心
如图所示，两个相同材料制成的水平摩擦轮A和B，两轮半径RA=2RB，A为主动轮．当A匀速转动时．在A轮边缘处放置的小木块恰能相对静止在A轮的边缘上，着将小木块放在B轮上让其静止，木块离B轮轴的最大距离为（ ）
A.
B.
C.
RB
D.
地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥的半径就是地球的半径，假设地面上有一辆超级汽车在高速行驶，则下列说法正确的是（ ）
A.
汽车行驶时重力小于支持力
B.
汽车速度越大，地面对车的支持力越大
C.
当汽车对地面压力为零时，行驶速度小于地球的第一宇宙速度
D.
当地面对车的支持力为零时，驾驶员处于完全失重状态
如图所示，“伦敦眼”（The
LondonEye）是世界上最大的观景摩天轮，坐在座舱里的游客绕中间的固定轴在竖直面内做匀速圆周运动，则当游客从最低点运动到最高点的过程中（ ）
A.
先超重后失重
B.
先失重后超重
C.
一直处于超重状态
D.
既不超重也不失重
二、多选题
有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A.
如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态
B.
如图b所示是一圆锥摆，增大θ，若保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变
C.
如图c，汽车通过凹形桥最低点时不需要限速
D.
如图d，汽车在水平路面转弯超过规定速度行驶时，会向外侧发生侧滑
如图所示，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列有关说法中正确的是（ ）
A.
小球能够到达最高点时的最小速度为0
B.
小球能够通过最高点时的最小速度为g
C.
如果小球在最低点时的速度大小为，则小球通过最低点时对管道的外壁的作用力为6mg
D.
如果小球在最高点时的速度大小为2，则此时小球对管道的内壁的作用力为3mg
如图所示，一长为l的轻杆一端与水平转轴相连，另一端固定一质量为m的小球，转轴带动轻杆使小球在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，角速度为ω。A、C为与圆心等高的两点，B为最高点，重力加速度为g。则（ ）
A.
在B点时杆对球的作用力不可能为0
B.
在A点时，杆对球的作用力大小为
C.
从A转动到B的过程中，小球处于超重状态
D.
从B转动到C的过程中，小球重力的功率一直增大
都江堰始建于公元前256年，这项工程主要由鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分和百丈堤、人字堤等附属工程构成，科学地解决了江水自动分流（鱼嘴分水堤四六分水）、自动排沙（鱼嘴分水堤二八分沙）、控制进水流量（宝瓶口与飞沙堰）等问题，消除了水患。1998年灌溉面积达到66.87万公顷，灌溉区域已达40余县。其排沙主要依据是（ ）
A.
沙子更重，水的冲力有限
B.
弯道离心现象，沙石（比水）容易被分离
C.
沙石越重，越难被分离
D.
沙石越重，越易被分离
一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动的轻杆，另一端与一小球相连，如图甲所示。现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度vx随时间t的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A.
t1时刻小球通过最高点，t3时刻小球通过最低点
B.
t2时刻小球通过最高点，t3时刻小球通过最低点
C.
v1大小一定小于?v2大小，图乙中?S1和?S2的面积一定相等
D.
v1大小可能等于?v2大小，图乙中?S1和?S2的面积可能不等
如图甲所示，质量相等大小可忽略的a、b两小球用不可伸长的等长轻质细线悬挂起来，使小球a在竖直平面内来回摆动，小球b在水平面内做勻速圆周运动，连接小球b的绳?子与竖直方向的夹角和小球a摆动时绳子偏离竖直方向的最大夹角都为θ，运动过程中?两绳子拉力大小随时间变化的关系如图乙中c、d所示．则下列说法正确的是（ ）
A.
图乙中直线d表示绳子对小球a的拉力大小随时间变化的关系
B.
图乙中曲线c表示绳子对小球a的拉力大小随时间变化的关系
C.
θ=45°
D.
θ=60°
三、计算题
如图所示，一根长0.1m的细线，一端系着一个质量为0.18kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上作匀速圆周运动，使小球的转速很缓慢地增加，当小球的转速增加到开始时转速的3倍时，细线断开，线断开前的瞬间线的拉力比开始时大40N，求：
（1）线断开前的瞬间，线的拉力大小；
（2）线断开的瞬间，小球运动的线速度；
（3）如果小球离开桌面时，速度方向与桌边的夹角为60°，桌面高出地面0.8m，求小球飞出后的落地点距桌边的水平距离．
如图所示，图甲为游乐场的悬空旋转椅，我们把这种情况抽象为图乙的模型：一质量m=40kg的小球通过长L=12.5m的轻绳悬于竖直面内的直角杆上，水平杆长L′=7.5m．整个装置绕竖直杆转动，绳子与竖直方向成θ角．求：
（1）要使θ=37°，试求该装置必须以多大角速度转动才行？
（2）此时绳的张力是多大？（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
如图所示，与轻绳相连的滑块（视作质点）置于水平圆盘上，绳的另一端固定于圆盘中心的转轴上，绳子刚好伸直且无弹力，绳长L=0.5m。滑块随圆盘一起做匀速圆周运动（二者未发生相对滑动），滑块的质量m=1.0kg，与水平圆盘间的动摩擦因数μ=0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2．求：
（1）圆盘角速度ω1=1rad/s时，滑块受到静摩擦力的大小；
（2）圆盘的角速度ω2至少为多大时，绳中才会有拉力。
1.
D
2.
C
3.
C
4.
B
5.
C
6.
B
7.
A
8.
B
9.
D
10.
A
11.
BD
12.
AC
13.
BD
14.
BD
15.
AC
16.
BD
17.
解：（1）线的拉力等于向心力，设开始时角速度为ω0，向心力是F0，线断开的瞬间，角速度为ω，线的拉力是F．
根据牛到第二定律得，???
①
F=mω2R????
②
由①②得???
③
又因为F=F0+40N???
④
由③④得F=45N?????
⑤
（2）设线断开时速度为V．
由F=得，V=
（3）设桌面高度为h，落地点与飞出桌面点的水平距离为s．
s=vt=5×0.4m=2m
则抛出点到桌边的水平距离为l=ssin60°=2×=1.73m．
18.
解：（1）由题意可知，绳的拉力和小球的重力的合力提供小球做匀速圆周运动的向心力，有：
mgtan37°=mω2（Lsin37°+L′）
解得：
（2）根据几何关系得：
F=??
代入数据得：F==500N?
19.
解：（1）滑块随圆盘一起做圆周运动，由静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律得：f=mLω2
代入数据解得：f=0.5N
（2）当静摩擦力达到最大值时，再增大角速度，绳中才会出现拉力，当刚好由最大静摩擦力提供向心力时，有：
代入数据解得：ω2=2rad/s
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