2019_2020学年高中物理第4章匀速圆周运动章末过关检测（四）鲁科版必修2.docx

章末过关检测(四)学生用书P128(单独成册)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是()A因为向心加速度的大小不变，故是匀变速运动B由于向心加速度的方向变化，故是变加速运动C用线系着的物体在光滑水平面上做匀速圆周运动，线断后，物体受到“离心力”作用而背离圆心运动D向心力和离心力一定是一对作用力和反作用力解析：选B.匀速圆周运动向心加速度大小不变、方向时刻在变，故A错，B对当向心力消失后，物体做离心运动，并非受“离心力”作用，C、D错2质量相等的甲、乙两车以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲车在乙车的外侧设甲、乙两车沿半径方向受到的摩擦力大小分别为f1和f2，以下说法正确的是()Af1f2Bf1f2Cf1f2Df1和f2均与汽车的速率无关解析：选A.甲、乙两车均做圆周运动，向心力完全由摩擦力提供，则有fm，因为甲车在乙车外侧，则r1r2，所以f1f2，选项A正确3.质量为m的小球用线通过光滑的水平板上的小孔与质量为M的物体相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示如果减小物体的质量M，则小球的轨道半径r、角速度、线速度v的大小变化情况是()Ar不变，v减小，减小Br增大，减小，v减小Cr增大，v不变，增大Dr减小，不变，v减小解析：选B.若减小物体的质量M，则线对物体、小球的拉力减小，小球将做离心运动，r增大，物体上升，势能增大，小球的动能减小，线速度v减小，由知减小，故选项B正确4有一种玩具结构如图所示，竖直放置的光滑铁圆环的半径为R20 cm，环上有一个穿孔的小球m，仅能沿环做无摩擦滑动如果圆环绕着通过环心的竖直轴O1O2以10 rad/s的角速度旋转(g取10 m/s2)，则小球相对环静止时与环心O的连线跟O1O2的夹角可能是()A30B45C60 D75解析：选C.小球受重力G与圆环的支持力N，两力的合力提供向心力根据牛顿第二定律有mgtan m2r，rRsin ，即cos ，得60.5.如图所示两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L，今使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点时速率为v，两段线中张力恰好均为零，若小球到达最高点时速率为2v，则此时每段线中张力大小为()A.mg B2mgC3mg D4mg解析：选A.当小球到达最高点速率为v时，有mgm，当小球到达最高点速率为2v时，应有Fmgm4mg，所以F3mg，此时在最高点各力如图所示，所以Tmg，选项A正确6.用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示则下列说法正确的是()A小球通过最高点时，绳子张力一定不为零B小球通过最高点时的最小速度是零C小球通过最高点时的速度可能是D小球通过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受重力方向相反解析：选C.设小球通过最高点时的速度为v.由合外力提供向心力得F合mgT，又由牛顿第二定律得F合m，则mgTm.当T0时，v，故选项A错误；当v时，T0，由于绳子只能产生拉力，不能产生与重力方向相反的支持力，故选项B、D错误；当v时，T0，小球能沿圆弧通过最高点可见，v是小球能沿圆弧通过最高点的条件，选项C正确. 二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7.细线一端系一物体，使物体绕另一端在光滑水平面上做匀速圆周运动，下列说法正确的是()A线速度一定时，线短容易断B向心加速度一定时，线短容易断C角速度一定时，线长容易断D周期一定时，线长容易断解析：选ACD.物体的向心力等于线上的张力，Fmm2r，因此，当v一定时，r越小，F越大，故A对；当a一定时，F与r无关，故B错；当一定时，r越大，F越大，故C对；当T一定时，r越大，F越大，故D对8如图所示，小球m用长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处有一光滑圆钉C.今把小球拉到悬线呈水平后无初速地释放，当悬线呈竖直状态且与钉相碰时，下列说法正确的是()A悬线的拉力突然增大B小球的向心加速度突然减小C小球的角速度突然增大D小球的速度不变解析：选ACD.当悬线碰到钉子的瞬间，小球的速度不变，但转动半径变为原来的一半，由F向m可知，向心力突然变大，则悬线的拉力也变大；由a知，向心加速度变大；由知，角速度也变大9公路急转弯处通常是交通事故多发地带如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v0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v0，车辆便会向内侧滑动C车速虽然高于v0，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，v0的值变小解析：选AC.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v0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v0时，车所需向心力减小，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v0，且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，才会向外侧滑动，故选项C正确；当路面结冰，只是最大静摩擦力变小，v0值不变，D错误10城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥如图所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上，跨度为L，桥高为h.一辆质量为m的小汽车，在A端以速度v0冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为v1，若小汽车在上桥过程中，克服桥面摩擦力做的功忽略不计，则()A小汽车通过桥顶时处于失重状态B小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为NmgmC上桥过程中小汽车发动机做的功为mvmvD小汽车到达桥顶时的速度不会大于解析：选AD.由圆周运动知识知，小汽车通过桥顶时，其加速度方向向下，由牛顿第二定律得mgN，解得Nmgmmg，故其处于失重状态，选项A正确；此式只在小汽车通过桥顶时成立，而其上桥过程中的受力情况较为复杂，选项B错误；上桥过程中小汽车发动机做的功为Wmghmvmv，选项C错误；由mgNm解得v1 ，选项D正确三、非选择题(本题共3小题，共40分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(10分)如图所示是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R的圆轨道表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动已知人和摩托车的总质量为m，人以v1的速度过轨道最高点B，并以v2v1的速度过最低点A.在A、B两点轨道对摩托车的压力大小相差多少？解析：在B点，FBmgm解得FBmg在A点，FAmgm解得FA7mg所以在A、B两点轨道对车的压力大小相差6mg.答案：6mg12(14分)如图所示，两个相同材料制成的靠摩擦转动的A轮和B轮水平放置，两轮半径RA2RB，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，若将小木块放在B轮上，欲使小木块相对B轮也静止，则小木块距B轮转轴的最大距离为多少？解析：设小木块的质量为m，由题图可知，当A轮匀速转动时，A、B两轮边缘上的线速度相同，由得.由于小木块恰能在A边缘静止，则由静摩擦力提供的向心力达最大值mg，得AmgmRA设放在B轮上能使小木块相对静止时距B转轴的最大距离为r，则向心力由最大静摩擦力提供，故Bmgmr因A、B材料相同，故木块与A、B的动摩擦因数相同故mRAmrrRARA.答案：13(16分)如图所示，一个质量为m0.6 kg的小球以某一初速度v02 m/s从P点水平抛出，从粗糙圆弧ABC的A点沿切线方向进入(不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失)且恰好沿圆弧通过最高点C，已知圆弧的圆心为O，半径R0.3 m，60，g10 m/s2.试求：(1)小球到达A点的速度vA的大小；(2)P点与A点的竖直高度H；(3)小球从圆弧A点运动到最高