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 B B 卷卷 1.公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的 速率为 c v时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。 则在该弯道处（） A.路面外侧高内侧低 B.车速只要低于 c v，车辆便会向内侧滑动 C.车速虽然高于 c v，但只要不超出某一最高限度，车辆便 不会向外侧滑动 D.当路面结冰时，与未结冰时相比， c v的值变小 2.如图所示,长为0.5ml 的,轻质细杆,一
2、端固定有一个质量为3kgm 的小球,另一端由电动 机带动,使杆绕 O 点在竖直平面内做匀速圆周运动,小球的速率为2m/sv 。g 取 2 10m/s,下列 说法正确的是() A.小球通过最高点时,对杆的拉力大小是 24N B.小球通过最高点时,对杆的压力大小是 6N C.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是 24N D.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是 54N 3.半径为 R 的水平大圆盘以角速度旋转,如图所示,有人在圆盘边缘的 P 点随盘转动,他想用 枪击中在圆盘中心的目标 O,若子弹的速度为 0 v,不计子弹所受的重力和阻力,则() A.枪应瞄准目标 O 射去 B.枪应向PO的右方偏过角射
3、去,且 0 cos R v C.枪应向PO的左方偏过角射去,且 0 cos R v D.枪应向PO的左方偏过角射去,且 0 sin R v 4.半径为R的光滑半圆球固定在水平面上,如图所示。 顶部有一小物体A,现给它一个水平初 速度 0 vgR,则物体将() A.沿球面下滑至M点 B.沿球面下滑至某点N,便离开球面做斜下抛运动 C.按半径大于R的新的圆弧轨道做圆周运动 D.立即离开半圆球做平抛运动 5.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(
4、) A.2:1B.3:2C.5:3D.5:2 6.如图所示,小木块 a 和 b 的质量分别为 m 和 2m(可视为质点),放在水平圆盘上,a 与转轴的距 离为 l,b 与转轴的距离为 2l,a 和 b 跟随圆盘以角速度绕OO转动,下列说法正确的是() A.ab、的向心加速度2 ab aaB.ab、的转动周期2 ba TT C.ab、的线速度2 ba vvD.ab、所受的静摩擦力4 ba FF 7.如图所示,两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮 A 和 B 水平放置,两轮半径2 AB RR。当 主动轮 A 匀速转动时,在 A 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在 A 轮边缘上。若将小木块 放在 B
5、轮上,欲使木块相对 B 轮也静止,则木块距 B 轮转轴的最大距离为() A. 2 B R B. 4 B R C. 3 B R D. B R 8.世界一级方程式赛车锦标赛是在世界各地十多个封闭的环行线路上进行的，赛道中有许多 弯道，如图所示，赛车在通过弯道时非常容易冲出赛道。设有甲、乙两个质量相同的赛车， 以相同的速率通过同一水平弯道，甲车在内侧车道，乙车在外侧车道。下列说法正确的是 () A.甲车受到沿半径方向的摩擦力比乙车的大 B.甲、乙两车沿半径方向受到的摩擦力大小相等 C.甲车受到沿半径方向的摩擦力比乙车的小 D.赛车沿半径方向受到的摩擦力与轨道半径的大小无关 9.如图所示，弹性杆插入桌
6、面的小孔中，杆的另一端连有一个质量为m的小球，今使小球 在水平面内做匀速圆周运动，通过传感器测得杆端对小球的作用力的大小为F，小球运动 的角速度为，重力 加速度为g。则小球做圆周运动的半径为（） A. 2 F m B. 2 Fmg m C. 222 2 Fm g m D. 222 2 Fm g m 10.如图所示,某同学用硬塑料管和一个质量为 m 的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动,将螺丝帽 套在塑料管上,手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为 r 的匀速圆周运动,则只要运 动角速度合适,螺丝帽恰好不下滑,假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为,认为最大静摩擦 力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑
7、料管使螺丝帽恰好不下滑时,下列分析正确的是 () A.螺丝帽的重力与其受到的最大静摩擦力平衡 B.螺丝帽受到塑料管的弹力方向水平向外,背离圆心 C.此时手转动塑料管的角速度 g r D.若塑料管的转动加快,螺丝帽有可能相对塑料管发生运动 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.理想模型法 (2)改变线速
8、度v，多次测量，该同学测出了五组Fv、数据，如下表所示： -1) / (m sv 1.01.52.02.53.0 / 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. 在坐标纸内作出 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。在圆形卡纸的旁边竖直安装一个改装了的电火花计时器。 (电火花计时器每隔相同的时间间隔打一个点) (1)请将下列实验步骤按先后排序:_
9、。 使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触 接通电火花计时器的电源,使它工作起来 启动电动机,使圆形卡纸转动起来 关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段点迹(如图乙所示),写出角速度的 表达式,代入数据,得出的测量值 (2)要得到角速度出的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是() A.秒表 B.米刻度尺 C.圆规 D.量角器 (3)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠,在电火花计时器与盘面保持良好接触的 同时,可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。则卡纸上打下的点 的分布曲线不是一个圆,而是类似一种螺旋线,如图丙所示。 这对测量结果_(选填“有” 或“无)
10、影响。 13.长1.5mL 的细线一端系一小球， 另一端悬挂在转轴P上， 缓慢增加转轴P的转动速 度使小球在水平面内做圆周运动。已知小球的质量1.2kgm ，细线能承受的最大拉力 m 20N,FP点到水平地面的距离1.7mh ，重力加速度 2 10m/sg ，求： (1)小球能在水平面内做圆周运动的最大角速度 m ； (2)细线被拉断后，小球的落地点到P点在水平地面上的竖直投影点O的距离d。 14.AB、两球质量分别为 1 m与 2 m,用一劲度系数为 k 的弹簧相连,一长为 1 L的细线与 1 m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 1 m与 2 m均以角
11、速度绕 OO做匀速圆周运动时,弹簧长度为 2 L,求: (1)此时弹簧的伸长量。 (2)细线的弹力。 (3)将线突然烧断瞬间,AB、两球的加速度大小分别是多少。 参考答案及解析参考答案及解析 1.答案：AC 解析：汽车在公路转弯处做圆周运动，需要外力提供向心力，当汽车行驶的速率为 c v时,汽 车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势， 即没有指向公路两侧的摩擦力， 此时的向心力由地 面的支持力和重力的合力提供,故路面外侧高内侧低，选项 A 正确；当车速低于 c v时，车所 需向心力 2 mv r 减小， 车可能只是具有向内侧滑动的趋势， 不一定能够滑动， 选项B 错误;同理， 当车速高于 c v且
12、不超出某一最高限度，车辆可能只是有向外侧滑动的趋势，不一定能够滑 动，当超过最大静摩擦力时，才会叫外侧滑动，选项 C 正确；当路面结冰时，只是最大静 摩擦力变小， c v值不变，选项 D 错误。 2.答案：BD 解析：在最高点,假设杆对球为支持力,则根据牛顿第二定律得 2 v mgFm l ,解得6NF , 假设正确,可知小球通过最高点时,杆对球表现为支持力,则球对杆的压力为6N,故A错误,B正 确;在最低点,杆对球为拉力,对小球根据牛顿第二定律得 2 v Fmgm l ,解得54NF ,根据牛 顿第三定律可知小球对杆的拉力为 54N,故 C 错误,D 正确。 3.答案：D 解析：子弹沿圆盘切
13、线方向上的速度 1 vR,子弹沿枪口方向上的速度为 0 v,如图所示,根据 平行四边形定则,有 1 00 sin vR vv ,所以应瞄准PO的左方偏过角射击,且 0 sin R v ,故 D 正确,A、B、C 错误。 4.答案：D 解析：设在顶部物体A受到半圆球对它的作用力为F，由牛顿第二定律 得 2 0 v mgFm R 把 0 vgR代入得0F 。说明物体只受重力作用，又因物体 有水平初速度 0 v，故物体做平抛运动,D 正确。 5.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
14、 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。 6.答案：CD 解析：ab、共轴转动,角速度相同,ab、转动半径分别为 l 和 2l,由 2 ar得2 ba aa,故 A 错 误。 由 2 ,T 相同,得 ba TT,故 B 错误。 由vr得2 ba vv,故 C 正确,两个木块都由静摩 擦力提供向心力,由Fma得4 ba FF,故 D 正确。 7.答案：A 解析： A 和 B 用相同材料制成,靠摩擦传动,边缘线速度相同,则 AABB RR,而2 AB RR,所以 1 2 A B 。对于 A 边缘的木块,最大静摩擦力恰好提供向心力
15、,即 2 maxAA mRf。当在 B 轮上恰 要滑动时,设此时半径为 R,则 2 maxB mRf,解得 2 B R R 。 8.答案：A 解析：赛车以相同的速率通过同一水平弯道，即做匀速圆周运动，由指向圆心的静摩擦力提 供向心力，则根据牛顿第二定律有： 2 v fm r ，由于甲、乙赛车质量和速率相同，但是由于 甲车在内侧车道，乙车在外侧车道，即rr 甲乙，则f f 甲乙，故A 正确，B、C 错误；由上面 分析可知，赛车沿半径方向受到的摩擦力与轨道半径的大小有关，故 D 错误。 9.答案：C 解析：小球所受的合力提供向心力，有： 2 Fmr 合 ，杆对小球的弹力与小球的重力的合力 指向圆心
16、，根据平行四边形定则得，杆对小球的作用力 22 ()FFmg 合 ，联立可得 222 2 Fm g r m ，故 C 正确，A、B、D 错误。 10.答案：AC 解析：螺丝帽受到竖直向下的重力、水平方向的弹力和竖直向上的最大静摩擦力,螺丝帽在 竖直方向上没有加速度,根据牛顿第二定律知,螺丝帽的重力与最大静摩擦力平衡,故 A 正确。 螺丝帽做匀速圆周运动,由弹力提供向心力,所以弹力方向水平向里,指向圆心,故 B 错误。根 据牛顿第二定律得 2 Nmr, m fmg,又 m fN,联立得到 g r ,故 C 正确。若塑料管 的转动加快,角速度增大,螺丝帽受到的弹力 N 增大,最大静摩擦力增大,螺丝
17、帽不可能相对 塑料管发生运动,故 D 错误。 11.答案：(1)B；(2)图见解析，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： 22 8 N sm 9 m r ， 代 入 数 据 解 得 0.18kgm 。 12.答案：(1)(2)D(3)无 解析： (1)该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触,使卡纸转动,再打点,最只取出卡 纸进行数据处理,故排序为。 (2)要测出角速度,需要测量点跟点间
18、的角度,需要的器材是量角器,故选 D。 (3)由于点跟点之间的角度没变化,所以对测量角速度无影响。 13.答案：（1） 10 rad/s 3 （3）2m 解析： （1）设小球转动角速度最大时细线与转轴的夹角为，则有 mcos Fmg 2 m tansinmgmL 解得 m 10 =rad/s 3 ； （2）细线拉断时，小球的速度 m sinvL，解得/s4mv ， 细线拉断后小球做平抛运动有 2 1 cos, 2 hLgtxvt， 小球的落地点到P在水平地面上的投影点的距离 22 ( sin )dLx，解得:2md 。 14.答案：(1) 2 212 ()mLL k (2) 22 21211
19、()mLLmL (3) 2 212 1 1 ()mLL a m ; 2 112 ()aLL 解析：(1)由题意可知,B 球受到的弹簧弹力提供 B 球做圆周运动的向心力。设弹簧伸长L, 满足 2 212 ()k LmLL 所以弹簧伸长量 2 212 ()mLL L k 。 (2)对 A 球分析,细线的弹力和弹簧弹力的合力提供 A 球做匀速圆周运动的向心力。 满足 2 11 Fk LmL 所以细线的弹力 22 21211 ()FmLLmL。 (3)将线烧断的瞬间,AB、两球都由弹簧的弹力提供加速度。 A 球: 1 1 k Lm a 所以 2 212 1 1 ()mLL a m B 球: 22 k Lm a 所以 2 212 ()aLL。
