1、2019-20202019-2020 学年高中物理人教版（学年高中物理人教版（20192019）必修第二册期末复习通关检测）必修第二册期末复习通关检测 第六章第六章 圆周运动圆周运动 A A 卷卷 1.某品牌的机械鼠标内部构造如图所示，机械鼠标中定位球的直径是2.0cm。某次操作中将 鼠标沿直线匀速移动12cm需要1s，则定位球的角速度为（） A. rad/s 12 B. rad/s 6 C.6rad/sD.12rad/s 2.雨天在野外骑车时，自行车的后轮胎上常会黏附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”。如果将 自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴 就会
2、被甩下来。如图所示，图中abcd、 、 、为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，则（） A.泥巴在图中的a c、 位置的向心加速度大于bd、位置的向心加速度 B.泥巴在图中的bd、位置时最容易被甩下来 C.泥巴在图中的 c 位置时最容易被甩下来 D.泥巴在图中的 a 位置时最容易被甩下来 3.自行车变速器的工作原理是依靠线绳拉动变速器,变速器通过改变链条的位置,使链条跳到 不同的齿轮上而改变速度。 自行车的部分构造如图所示,下列有关说法中不正确的是（） A.自行车骑行时,后轮边缘的轮胎与飞轮的角速度相等 B.自行车拐弯时,前轮边缘与后轮边缘的线速度大小一定相等 C.自行车上坡时,理论上采用中轴链轮最
3、小挡、飞轮最大挡 D.自行车骑行时,链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的线速度大小相等 4.如图所示，游乐园中的摩天轮由 24 个观光球舱组成，每个座舱的质量为m，在竖直面 内以角速度为做匀速圆周运动，运动半径为R,重力加速度为g，则() A.每个座舱的线速度都相同 B.坐在最高处座舱里的人处于超重状态 C.坐在圆心等高处座舱里的人处于平衡状态 D.相邻两个座舱经过同一位置的最小时间间隔为 12 t 5.火车以60m/s的速率转过一段弯道,某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了 约 10。在此10s时间内,火车() A.运动路程为600mB.加速度为零 C.角速度约为1rad/ sD
4、.转弯半径约为3.4km 6.如图所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动座舱的质量为m运动半径为 R,角速度大小为,重力加速度为g,则座舱() A.运动周期为 2R B.线速度的大小为R C.受摩天轮作用力的大小始终为mg D.所受合力的大小始终为 2 mR 7.如图所示为赛车场的一个“梨形”赛道,两个弯道分别为半径90mR 的大圆弧和40mr 的小圆弧,直道与弯道相切。大、小圆弧圆心OO、距离100mL 。赛车沿弯道路线行驶时, 路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍,假设赛车在直道上做匀变速直线运动, 在弯道上做匀速圆周运动,要使赛车不打滑,绕赛道一圈时间最短(发动机
5、功率足够大,重力加 速度 2 10m/s ,3.14g )。则赛车() A.在绕过小圆弧弯道后加速B.在大圆弧弯道上的速率为45m/s C.在直道上的加速度大小为 2 5.63m/sD.通过小圆弧弯道的时间为5.85s 8.如图所示用长为 L 的轻绳把一个小铁球挂在离水平地面高为 3L 的 O 点， 小铁球以 O 为圆 心在竖直面内做圆周运动且恰好能到达最高点 A 处，不计空气阻力，重力加速度为 g，若运 动到最高点时轻绳被切断，则小铁球落到地面时速度的大小为() A3gLB6gLC4 gLD3 gL 9.如图，,A B C三个物体放在旋转圆台上相对静止，它们跟圆台间的最大静摩擦力均等于各 自
6、重力的k倍。A的质量为2,m B和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，下列说法不正确的是（） A.B所受的摩擦力最小B.圆台转速增大时，C比B先滑动 C.当圆台转速增大时，B比A先滑动D.C的向心加速度最大 10.如图所示,在光滑的水平面上有质量相同的球A和球B,球,A B之间以及球B与固定点 O之间分别用两段轻绳相连并以相同的角速度绕着O点做匀速圆周运动,如果2OBAB, 则绳OB与绳BA的张力之比为() A.2:1B.3:2C.5:3D.5:2 11.如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实 验装置，圆柱体放置
7、在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动.力传感器测量向心力 F，速度传感 器测量圆柱体的线速度 v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力 F 与 线速度 v 的关系： (1)该同学采用的实验方法为_. A.等效替代法B.控制变量法C.理想化模型法D.比值法 (2)改变线速度 v，多次测量，该同学测出了五组Fv、数据，如下表所示： -1 / m sv1.01.52.02.53.0 / NF0.882.003.505.507.90 该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点. 作出 2 Fv图线； 若圆柱体运动半径0.2mr，由作出的 2 Fv的图线可得圆柱体的质量m_kg. (结果保
8、留两位有效数字) 12.如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转 轴上，在电动机的带动下匀速转动在圆形卡纸的旁边安装一个改装了的电火花计时器。 下面是该实验的实验步骤： 1使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触； 启动电动机，使圆形卡纸转动起来； 接通电火花计时器的电源，使它工作起来； 关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹（如图乙所示） ，写出 角速度的表达式，代入数据，得出的测量值。 （1）要得到角速度的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是 A秒表B游标卡尺C圆规D量角器 （2） 设电火花计时器打点时间间隔为 t， 卡纸上有连续打下的 n
9、 个点， 写出的表达式， 并指出表达式中各个物理量的含义 。 13.在光滑水平转台上开有一小孔 O,一根轻绳穿过小孔,一端拴一质量 1kgm 的物体 A,另一 端连接质量 1kgM 的物体 B,如图所示,已知 O 与 A 物间的距离0.25mr ,开始时 B 物与光 滑水平地面接触,设转台旋转过程中小物体 A 始终随它一起运动(g 取 22 10m/s ,取 10) (1)当转台以角速度4rad/s旋转时,地面对物体 B 的支持力多大？ (2)要使物 B 开始脱离地面,则转台旋的周期 T 至少为多大？ 14.完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功。航母上 的舰载机
10、采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图 1 所示。为了 便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧， 示意如图 2，AB长 1 150m,LBC水平投影 2 63mL ，图中C点切线方向与水平方向的夹角 12 sin1()20.21 。若舰载机从A点由静止开始 做匀加速直线运动， 经6st 到达B点 进入BC，已知飞行员的质量 2 60kg10m/smg，,求舰载机刚进入 时，飞行 员受到竖直向上的压力 N F多大。 参考答案及解析参考答案及解析 1.答案：D 解析：根据线速度定义式有v l s ，定位球的线速度为 12 cm / s12 m
11、/sc 1 v ;而角速度与线速 度关系为vr，因此定位球的角速度为 12 rad/ s12rad / s 1 v r ， 故本题选 D。 2.答案：C 解析：当后轮匀速转动时，由 2 aR知a bcd、 、 、四个位置的向心加速度大小相等，A 错 误； 在角速度相同的情况下， 泥巴在 a 点有 2 a mgRFm， 在bd、两点有 2 bd FRFm， 在 c 点有 2 c mgRFm。 所以泥巴不脱离轮胎在 c 位置所需要的相互作用力最大，泥巴最 容易被甩下来，故 B、D 错误，C 正确。 3.答案：B 解析：后轮与飞轮同轴转动，两者角速度相等,链条相连接的飞轮边缘 与中轴链轮边缘由同 一
12、条链相连，线速度相等.故 A、D 正确；上坡时需要省力，所以要采用中轴链轮最小挡、 飞轮最大挡，故 C 正确；自行 车拐弯时，前后轮运动的路程不相同，则前后轮边缘的线速 度大小不 一定相等，故 B 错误。 4.答案：D 解析：A、每个座舱的线速度大小相等，但方向沿各自所在的位置上的切线方向，故方向不 同，故 A 错误； B、坐在最高处座舱里的人具有竖直向下的加速度，处于失重状态，故 D 错误。 C、坐在圆心等高处座舱里的人做的是匀速圆周运动，其合力方向指向圆心，具有向心加速 度，处于非平衡状态，故 C 错误； D、 因为摩天轮是由 24 个座舱组成的， 所以相邻两个座舱之间对应的圆心角为： 2
13、 241 2 ，所以相邻两个座舱经过同一位置的最小时间间隔为： 12 t .，故 D 正确； 5.答案：AD 解析： 在此10s时间内,火车运动路程60 10m=600msvt,选项 A 正确;火车在弯道上做曲 线运动,所受合力不为零一定有加速度,选项 B 错误;火车匀速转过10,角速度 101 =rad/srad/s 1801057t ,选项 C 错误;由vR,可得转弯半径约为3.4km,选项 D 正 确。 6.答案：BD 解析：由于座舱做匀速圆周运动,由公式 2 T ,解得： 2 T ,故 A 错误；由圆周运动的线 速度与角速度的关系可知,vR,故 B 正确；由于座舱做匀速圆周运动,所以座
14、舱受到摩天 轮的作用力是变力,不可能始终为mg,故 C 错误；由匀速圆周运动的合力提供向心力可得： 2 FmR 合 ,故 D 正确。 7.答案：AB 解析：赛车用时最短,就要求赛车通过大、小圆弧时,速度都应达到允许的最大速度,通过小圆 弧时,由 2 1 2.25 mv mg r 得 1 30m/sv ;通过大圆弧时,由 2 2 2.25 mv mg R 得 2 45m/sv ,B 项正确。 赛车从小圆弧到大圆弧通过直道吋需加速,A 项正确。由几何关系知连接大、小圆弧的直道 长50 3mx ,由匀加速直线运动的速度一位移公式: 22 21 2vvax,得 2 6.50m/sa ,C 项错 误。
15、由几何关系可得小圆弧所对圆心角为120,所以通过小圆弧弯道的时间 1 12 2.79 3 r t v , 故 D 错误。 8.答案：D 解析：小球在 A 点时，种类恰好提供向心力， 2 v mgm R ，则vgL；绳子切断后，小球 作平抛运动，落地时竖直方向的速度满足 2 2 (3 ) y vg LL；落地时的速度为： 22 3 y vvvgL，故 D 正确。 9.答案：C 解析：由摩擦力提供向心力，三个物体所受的摩擦力分別为： 222 2,2 BCA FmR FmR FmR，所以B物体所受的静摩擦力最小，故 A 正确；三个 物体所受的最大静摩擦力分別为2 ABC fmgfmgfmg，当圆台转
16、速增大时，C所 受的静摩擦力先达到最大，最先开始滑动，A和B所受的静摩擦力同时达到最大，两者同 时开始滑动，故 B 正确，C 错误;三个物体的角速度相等，由 2 ar，得知,A B C的 向心加速度分別为 222 ,2, ACB aR aR aR,.所以 C的向心加速度最大，故 D 正确， 10.答案：C 解析：本题易错之处是对球B的受力分析。设AB段长为r,分别对球A、球B受力分析, 如图所示,对球B有 2 2 OBAB FFmr,对球A有3 BA Fmr,由牛顿第三定侓知 ABBA FF, 联立解得 22 5,3 OBAB FmrFmr,可知 C 正确。 11.答案：(1)B (2)见解析
17、图，0.18 解析：（1)实验中研究向心力和速度的关 系，保持圆柱体质量和运动半径不变，采用 的实 验方法是控制变量法，所以 B 选项是正 确的。 (2)作出 2 Fv图线，如图所示。 根据 2 mv F r 知，图线的斜率 m k r ，则有： 7.9 9 m r ， 代 入 数 据 计 算 得 出 ： 0.18kgm 。 12.答案：（1）D（2） (1)nt ； 是 n 个点对应的圆心角； 解析： 13.答案：(1)对 A,运用牛顿第二定律得, 绳子的拉力 2 1 0.25 16N4N T Fmr 对 B 受力分析有： T MgFF 支 解得104N6N T FMgF 支 (2)当 B 受的支持力为零时,其将要离开地面, 根据 T MgF 可知, 10N T F 对 A 有： 2 2 4 T Fmr T 代入数据解得1sT 。 解析： 14.答案： 3 1.1 10 N 解析：舰载机由静止开始做匀加速直线运动,设其刚进入上翘甲板时的速度为v，则有 1 2 v Lt 设上翘甲板所对应的圆弧半径为R，根据几何关系，有 2 sinLR 由牛顿第二定律，有 2 N v Fmgm R 联立式，代入数据，得 3 N 1.1 10 NF
