【物理 】圆周运动单元测试-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.docx

第六章圆周运动单元测试一、正误判断题(正确的划“T”，错误的划“F”)(8×2分=16分)1做匀速圆周运动的物体，其速度是不变.( )2做匀速圆周运动的物体，向心加速度是恒定的.( )3做匀速圆周运动的物体，在任意相等时间内通过的位移相等.( )4物体有可能在恒力的作用下做匀速圆周运动.( )5物体是由于做圆周运动而产生了向心力.( )6做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的.( )7向心加速度的方向始终与线速度的方向垂直.( )8根据an知向心加速度an与半径r成反比.( )二、单项选择题(12×3分=36分)正面反面定位球9机械鼠标的正面和反面分别如图所示，鼠标中定位球的直径是2.0cm，如果将鼠标沿直线匀速拖移12cm需要2s，定位球的角速度为( )A6rad/s B12rad/sC D10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100。在此10s时间内，火车( )A位移大小为600mB加速度大小为零C角速度约为1rad/sD转弯半径约为3.4kmMN112019年1月1日，美国宇航局(NASA)“新视野号”探测器成功飞掠柯伊伯带小天体“天涯海角”，图为探测器拍摄到该小天体的“哑铃”状照片示意图，该小天体绕固定轴匀速自转，其上有到转轴距离不等的M、N两点(LM>LN)，关于这两点运动的描述，下列说法正确的是( )AM、N两点线速度大小相等BM点的线速度恒定CM、N两点角速度相等D相同时间内M、N两点通过的弧长相等飞轮牙盘变速套件12如图所示，山地自行车的牙盘、飞轮之间用链条传动。运动员为获得较好加速效果，骑行时将牙盘上的链条放在半径最大的轮盘上，将飞轮上的链条放在半径最小的轮盘上。已知牙盘上最大轮盘的半径为18cm，飞轮上最小轮盘的半径为2cm，则牙盘飞轮边缘上两点的( ) A转速之比为1：9B线速度之比为9：1C角速度之比为9：1D周期之比为1：913某机器的齿轮系统如图所示，中间的轮叫做太阳轮，它是主动轮。从动轮称为行星轮，太阳轮、行星轮与最外面的大轮彼此密切啮合在一起，如果太阳轮一周的齿数为n1，行星轮一周的齿数为n2，当太阳轮转动的角速度为时，最外面的大轮转动的角速度为( )A BC DA手球手球B手球C手球D14链球运动员用链子拉着铁球旋转做匀速圆周运动，在此过程中，运动员的手和链球的运动轨迹都可以近似为圆，不计空气阻力。关于手和球的位置关系，下面四幅图中正确的是( )ACBD15如图所示为蒙晋边界的黄河大峡谷，河水沿着河床做曲线运动。图中A、B、C、D四处，受河水冲击最严重的是哪处( )AA处BB处CC处DD处16“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50r/s，此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为( )A10m/s2B100m/s2C1000m/s2D10000m/s217一次洪水后， 将一座桥的桥墩冲毁，桥面向下凹陷，成为一座罕见的“凹形拱桥”，如图所示，一辆摩托车正在通过此桥，试分析该摩托车通过此桥凹陷路段最低点时，下列判断正确的是( )A桥面对整车的支持力等于整车自身重力B整车受到重力、支持力、向心力的作用C为了避免桥面因受到的压力过大而发生危险，该车应加速尽快通过D为了避免桥面因受到的压力过大而发生危险，该车应减速缓慢通过POL小瓶18天宫课堂中宇航员的手摇离心机可简化为如图在空间站中手摇小瓶的模型，假设小瓶(包括小瓶中的油和水)的质量为m，P为小瓶的质心，细线的长度(从图中O到P之间的长度)为L，小瓶在t时间内转动了n圈，当小瓶转动到竖直平面内最高点时，细线中的拉力为( )A BC D19如图是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面通常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动。对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是( )A摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D摩托车将沿其半径方向沿直线滑去20如图一箱土豆在转盘上随转盘以角速度做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为m（可视为质点），它到转轴的距离为R，则其他土豆对该土豆的作用力为(    )RAmgBm2RCD三、实验题(每空4分，共12分)21某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验：标尺左塔轮短槽长槽右塔轮手柄甲ABC乙第一层第二层第三层(1)方案一：用如图甲所示的装置，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1。回答以下问题：  本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的 ；A探究小车速度随时间变化规律B探究两个互成角度的力的合成规律C探究加速度与物体受力、物体质量的关系D探究平抛运动的特点某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第 层塔轮(填“一”“二”或“三”)。PD滑块水平直杆力传感器竖直转轴挡光条丙丁F/N2/(rad2·s-2)0.61.00.80.40.20246810(2)方案二：如图丙所示装置，装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上(未画出)，光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为L，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间(挡光时间)。滑块P与竖直转轴间的距离可调。回答以下问题：  若某次实验中测得挡光条的挡光时间为t，则滑块P的角速度表达式为= ；实验小组保持滑块P质量和运动半径r不变，探究向心力F与角速度的关系，作出F-2图线如图丁所示，若滑块P运动半径r=0.3m，细线的质量和滑块与杆的摩擦可忽略，由F-2图线可得滑块P质量m= kg(结果保留2位有效数字)。四、计算题(有4小题，共36分)22(8分)用如图(a)所示的装置可以测定分子速率。在小炉O中，金属银熔化并蒸发。银原子束通过小炉的圆孔逸出，经过狭缝S1和S2进入真空的圆筒C。圆筒C可绕过A点且垂直于纸面的轴以一定的角速度转动。(1)若已测出圆筒C的直径为d、转动的角速度为，银原子落在玻璃板G上的位置到b点的弧长为s，写出银原子速率的表达式；(2)若d1m，200rad/s，s约为圆筒周长的，估算银原子速率的数量级；ebGACOS1S2图(a)S3图(b)eb(3)如图(b)所示，银原子在玻璃板G上堆积的厚度各处不同。比较靠近b处与靠近e处的银原子速率哪个大，并说明理由。23(8分)清代乾隆的冰嬉赋用“躄躠”(可理解为低身斜体)二字揭示了滑冰的动作要领。500m短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中，(1)武大靖从静止出发，先沿直道加速滑行，前8m用时2s。该过程可视为匀加速直线运动，求此过程加速度大小；(2)武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为10m的匀速圆周运动，速度大小为14m/s。已知武大靖的质量为73kg，求此次过弯时所需的向心力大小；(3)武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角，使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯，如图所示。求武大靖在(2)问中过弯时身体与水平面的夹角的大小。(不计空气阻力，取g=10m/s2，tan2200.40、tan2700.51、tan3200.62、tan3700.75)24(10分)如图所示摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以4m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为2m，人和车的总质量为200kg，特技表演的全过程中，空气阻力不计。计算中取g=10m/s2。求： (1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s；(2)从平台飞出到达A点时速度大小及圆弧对应圆心角；(3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速度为6m/s，求此时人和车对轨道的压力。vAOBs0.8m25(10分)如图所示，长L的轻杆两端分别固定着小球A、B，杆中心O有水平方向的固定转轴，杆绕转轴在竖直平面内做角速度为的匀速圆周运动。小球A的质量为m，重力加速度为g。(1)小球A运动到水平位置时，求杆对球A的作用力大小F1；(2)小球A运动到最高点时，求杆对球A的作用力大小F2；ABO (3)若轻杆角速度为2，小球A运动到最低点时，杆对转轴的作用力刚好为零，求小球B的质量mB。第六章圆周运动单元测试答案12345678FFFFFFTF910111213141516ADCAABBC17181920/DCBC/21【答案】C、一、 、 0.3022【答案】(1)；(2)102；(3)见解析【详解】(1)依题意，圆筒C转动的周期为银原子运动的时间为银原子速率的表达式为联立，可得(2)依题意，有银原子速率为速率的数量级为102。(3)根据知靠近b处s较小，银原子速率较大。23【答案】(1)；(2)；(3)【解析】(1)设武大靖运动过程的加速度大小为，根据解得(2)根据解得过弯时所需的向心力大小为(3)设场地对武大靖的作用力大小为，受力如图所示根据牛顿第二定律可得解得可得24【答案】(1)1.6m； (2)m/s，90° ； (3)5600N。【解析】(1)车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得：竖直方向上：水平方向上：可得：.(2)摩托车落至A点时其竖直方向的分速度：到达A点时速度：设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为，则：即450，所以：2900(3)对摩托车受力分析可以知道，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以有：  当v/6m/s时，计算得出N5600N。由牛顿第三定律可以知道人和车在最低点O时对轨道的压力为5600 N。25【答案】(1)；（2）；（3）【详解】(1)小球A运动到水平位置时，杆对球的竖直方向分力杆对球的水平方向分力杆对球A的作用力大小解得(2)小球A运动到最高点时，根据牛顿第二定律解得杆对球A的作用力大小为。(3)小球A运动到最低点时，根据牛顿第二定律由于杆对转轴的作用力刚好为零，则小球B对杆的力与小球A的力等大反向，则对小球B有解得- 8 -学科网（北京）股份有限公司