【全程方略】高中物理 第四章 匀速圆周运动单元质量评估（含解析）鲁科版必修2(1).doc

【全程方略】2013年高中物理 第四章 匀速圆周运动单元质量评估（含解析）鲁科版必修2一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。每小题至少一个答案正确，选不全得2分）1.关于做匀速圆周运动物体的向心加速度的方向，下列说法正确的是( )a.与线速度方向始终相同b.与线速度方向始终相反c.始终指向圆心d.始终保持不变2.（2012安庆高一检测）如图所示为一在空中水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球a的受力情况，下列说法中正确的是( )a摆球a受重力、拉力和向心力的作用b摆球a受拉力和向心力的作用c摆球a受拉力和重力的作用d摆球a受重力和向心力的作用 3.（2012福州高一检测）长为l的轻杆a一端固定一个质量为m的小球b，另一端固定在水平转轴o上，杆随转轴o在竖直平面内匀速转动，角速度为。某时刻杆与水平方向成角，如图所示，则此时刻杆对小球的作用力方向在哪个范围内( )a.竖直向上 b.沿ob方向c.图中区域 d.图中区域4（2012安庆高一检测）如果把地球近似地看成一个球体，在北京和广州各放一个物体随地球自转做匀速圆周运动，则( )a物体在北京和广州两地随地球自转的线速度相同b物体在北京和广州两地随地球自转的角速度相同c物体在北京的向心加速度大于在广州的向心加速度d物体在广州随地球自转的周期大于在北京的周期5.洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中错误的是( )a.脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的b.水会从筒中甩出是因为水滴受到的向心力很大的缘故c.加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好d.靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好6中央电视台今日说法栏目曾经报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的交通事故。家住公路拐弯处的张先生家和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进了李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案，经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示，交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是( )由图可知卡车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动由图可知卡车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动公路在设计上可能内(东)高外(西)低公路在设计上可能外(西)高内(东)低a. b.c. d.7如图所示 ，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道内侧做圆周运动。圆半径为r，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨道。则其通过最高点时( )a.小球对圆环的压力大小等于mgb.小球受到的重力提供向心力c.小球的线速度大小等于d.小球的向心加速度大小等于g8.一个环绕中心线ab以一定的角速度转动，p、q为环上两点，位置如图所示，下列说法正确的是( )a.p、q两点的角速度相等b.p、q两点的线速度相等c.p、q两点的角速度之比为 31d.p、q两点的线速度之比为 319.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对筒壁静止，则( )a.物体受到四个力的作用b.物体所受向心力是物体所受的重力提供的c.物体所受向心力是物体所受的弹力提供的d.物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的10.（2012成都高一检测）有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h。下列说法中正确的是( )ah越高摩托车（包括演员）对侧壁的压力将越大bh越高摩托车（包括演员）做圆周运动的向心力将越大ch越高摩托车（包括演员）做圆周运动的周期将越大dh越高摩托车（包括演员）做圆周运动的线速度将越大11.一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为r，甲、乙两物体的质量分别为m与m（mm），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的倍，两物体用一根长为l（lr）的轻绳连在一起，如图所示，若将甲物体放在转动轴的位置上，甲、乙之间的连线刚好沿半径方向拉直，要使两物体与圆盘之间不发生相对滑动，则圆盘旋转的角速度最大值不得超过( )12.（2012太原高一检测）如图是自行车传动机构的示意图，其中是半径为r1的大齿轮，是半径为r2的小齿轮，是半径为r3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s，则自行车前进的速度为( )二、计算题（本大题共4小题，共52分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）13.（10分）如图所示，在半径为r的转盘的边缘固定有一竖直杆，在杆的上端点用长为l的细线悬挂一小球，当转盘旋转稳定后，细绳与竖直方向的夹角为，则小球转动周期为多大？14.(2012福建高考）(12分)如图,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径r=0.5 m,离水平地面的高度h=0.8 m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4 m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2。求:(1)物块做平抛运动的初速度大小v0。(2)物块与转台间的动摩擦因数。15.（2012白城高一检测）（18分）有一辆质量为1.2 t的小汽车驶上半径为50 m的圆弧形拱桥。问:（1）汽车到达桥顶的速度为10 m/s时对桥的压力是多大？（2）汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空？（3）设想拱桥的半径增大到与地球半径一样，那么汽车要在这样的桥面上腾空，速度要多大？(重力加速度g取10 m/s2，地球半径r取6.4103 km)16.（12分）如图所示，半径为r、内径很小的光滑半圆管置于竖直平面内，两个质量均为m的小球a、b，以不同的速度进入管内，a通过最高点p时，对管壁上部的压力为3mg，b通过最高点p时，对管壁下部的压力为075mg，求a、b两球落地点间的距离。答案解析1.【解析】选c。向心加速度，顾名思义就是加速度方向始终指向圆心，做匀速圆周运动的物体的向心加速度大小始终不变，方向在不断变化，故c项正确。2.【解析】选c。小球受重力和拉力作用，重力和拉力的合力提供向心力，故c正确。3.【解析】选c。球做匀速圆周运动，其合外力必指向圆心o，分析球受力可知，杆对小球的作用力方向必在图中区域，故c正确。4【解析】选b。物体在北京和广州两地随地球自转的角速度相同，都等于地球自转的角速度，b正确；根据t=可知，物体在广州随地球自转的周期等于在北京的周期，d错误；根据v=r可知，广州随地球自转的线速度大于北京随地球自转的线速度，a错误；根据a=2r得，物体在北京的向心加速度小于在广州的向心加速度，c错误。5.【解析】选b。把湿衣物放在洗衣机的脱水筒里脱水，脱水筒转得比较慢时，水滴跟衣物的附着力f足以提供所需的向心力，使水滴做圆周运动。当脱水筒转得比较快时，附着力f不足以提供所需的向心力，水滴就做离心运动，穿过网孔，飞到脱水筒外面，故b错误，a、c、d正确。6【解析】选a。由车辆侧翻到民宅处，说明卡车在拐弯时做离心运动，由于频繁发生事故，公路在设计上可能不利于车辆转弯，即内(东)高外(西)低，故a正确。7【解析】选b、c、d。由题意可知：小球在竖直平面内的光滑圆轨道的内侧做圆周运动。经过圆轨道的最高点时刚好不脱离圆轨道的临界条件是只有重力提供小球做圆周运动的向心力，即=ma向,所以v=，a向=g，故选b、c、d。8.【解析】选a、d。p、q两点的角速度相等，半径之比rprq=（rsin60)（rsin30）=1；由v=r可得vpvq=rprq=1。故a、d正确，b、c错误。9.【解析】选c。物体受竖直向下的重力、与重力等大反向的静摩擦力和指向运动圆心的弹力作用，重力与摩擦力平衡，向心力由弹力提供。故c正确，a、b、d错误。10.【解析】选c、d。 h无论是越高还是越低，摩托车（包括演员）的受力不变，都是受到重力和支持力，这两个力都是恒力，其合力也不变，故向心力也不变，a、b错误；h越高，摩托车（包括演员）做圆周运动的半径越大，根据故c、d正确。11.【解析】选d。当甲、乙两物体都发生相对滑动时，它们与圆盘间的摩擦力都达到了最大，此时的角速度就是所要求的，即(m+m)g=m2l，所以=，选项d正确。12.【解析】选d。脚踏板的角速度1=2n，大齿轮边缘的线速度v1=1r1=2nr1。小齿轮边缘的线速度大小等于大齿轮边缘的线速度大小，即v2=v1，根据v=r得小齿轮的角速度后轮的角速度3=2，后轮边缘的线速度v3=3r3=而自行车前进的速度大小等于后轮边缘的线速度大小，故d正确。13.【解析】小球随圆盘一起旋转，所以小球与圆盘的角速度相同，小球做圆周运动的向心力垂直指向杆，向心力由重力和绳子拉力的合力提供。小球在水平面内做匀速圆周运动的半径r=r+lsin（2分）重力g和绳拉力f的合力提供向心力，由牛顿第二定律得fsin=（3分）竖直方向：fcos-mg=0（2分）解得t=（3分）答案：14.【解析】（1）物块做平抛运动，竖直方向有h=gt2 (2分)水平方向有s=v0t (2分)联立两式得=1 m/s (3分)（2）物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有mg= (2分)联立得=0.2 (3分)答案：（1）1 m/s （2）0.215.【解析】（1）在最高点，由牛顿第二定律得mg-n=m（3分）n=mg-m=9.6103 n（3分）由牛顿第三定律，汽车对桥的压力n=9.6103 n（2）当汽车经过桥顶且恰好对桥没有压力时满足mg=m（3分）则v= m/s（3分）（3）设想拱桥的半径增大到与地球半径一样时，汽车在这样的桥面上腾空有，mg=m（3分）故v=8.0103 m/s（3分）答案:(1)9.6103 n (2)10 m/s(3)8.0103 m/s16.【解题指南】解答本题需要把握以下两点（1）在最高点，正确分析小球的受力；（2）应用平抛运动的规律求解。【解析】在最高点，小球a受到重力和向下的压力，如图所示,根据牛顿第二定律和向心力公式得mg+n=,即mg+3mg=（3分)则va=2（1分)在最高点，小球b受到重力和向下的压力，如图所示根据牛顿第二定律和向心力公式得mg-n=,即mg-0.75mg=（2分)则vb=（1分)a、b两小球都做平抛运动，水平方向上x=v0t（1分)竖直方向上2r=gt2（1分)则a、b两球落地点间