2012高中物理 第四章匀速圆周运动6单元测试 鲁科版必修2

用心 爱心 专心1 命题范围 必修命题范围 必修 2 2 第四章第四章 匀速圆周运动匀速圆周运动 第 卷为选择题 共 40 分 第 卷为非选择题共 60 分 满分 100 分 考试时间为 90 分钟 第 卷 选择题 共 40 分 一 选择题 本题共 10 小题 每小题 4 分 共 40 分 在每题给出的四个选项中 有的小 题只有一个选项正确 有的小题有多个选项正确 全部选对的得 4 分 选不全的得 3 分 有选错或不答的得 0 分 1 如图所示为一皮带传动装置 右轮的半径为 r a 是它边缘上的一点 左侧是一轮轴 大轮半径为 4r 小轮半径为 2r b 点在小轮上 到小轮中心距离为 r c 点和 d 点分 别位于小轮和大轮的边缘上 若在传动过程中 皮带不打滑 则A a 点 与 b 点线速度大小相等 B a 点与 c 点角速度大小相等 C a 点与 d 点向心加速度大小相等 D a b c d 四点 加速度最小的是 b 点 2 下列说法中 正确的是 A 物体在恒力作用下不可能作曲线运动 B 物体在恒力作用下不可能作圆周运动 C 物体在变力作用下不可能作直线运动 D 物体在变力作用下不可能作曲线运动 3 如图所示 内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面 圆锥筒固定不动 两个质量相同的 小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动 则 A 球 A 的角速度一定大于球 B 的角速度 B 球 A 的线速度一定大于球 B 的线速度 C 球 A 的运动周期一定小于球 B 的运动周期 D 球 A 对筒壁的压力一定大于球 B 对筒壁的压力 正常走动的钟表 其时针和分针都在做匀速转动 下列关系中正确的有 A 时针和分针角速度相同 分针角速度是时针角速度的 倍 时针和分针的周期相同 分针的周期的时针周期的 倍 半径为 R 的光滑半圆球固定在水平面上 如图所示 顶部有一小物体甲 今给它一个 水平初速度 gRv 0 则物体甲将 A B 用心 爱心 专心2 A 沿球面下滑至 M 点 B 先沿球面下滑至某点 N 然后便离开球面作斜下抛运动 C 按半径大于 R 的新的圆弧轨道作圆周运动 D 立即离开半圆球作平抛运动 小球 m 用长为 L 的悬线固定在 O 点 在 O 点正下方 L 2 处有一个光滑钉子 C 如图所 示 今把小球拉到悬线成水平后无初速度地释放 当悬线成竖直状态且与钉子相碰时 小球的速度突然增大 小球的角速度突然增大 小球的向心加速度突然增大 悬线的拉力突然增大 下列哪些现象或做法是为了防止物体产生离心运动 汽车转弯时要限定速度 洗衣机转动给衣服脱水 转速较高的砂轮半径不宜太大 将砂糖熔化 在有孔的盒子中旋转制成 棉花糖 如图 细杆的一端与一小球相连 可绕过 O 点的水平轴自由转动现给小球一初速度 使它做圆周运动 图中 a b 分别表示小球轨道的最低点和最高点 则杆对球的作用力 可能是 A a 处为拉力 b 处为拉力 B a 处为拉力 b 处为推力 C a 处为推力 b 处为拉力 D a 处为推力 b 处为推力 如图所示 从 A B 两物体做匀速圆周运动时的向心加速度随半径变化的关系图线中可 以看出 A B 物体运动时 其线速度的大小不变 B 物体运动时 其角速度不变 A 物体运动时 其角速度不变 A 物体运动时 其线速度随 r 的增大而减小 10 火车轨道在转弯处外轨高于内轨 其高度差由转弯半径与火车速度确定 若在某转弯 处规定行驶的速度为 v 则下列说法中正确的是 o a b 用心 爱心 专心3 A 当以 v 的速度通过此弯路时 火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力 B 当以 v 的速度通过弯路时 火车重力 轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供 向心力 C 当速度大于 v 时 火车轮缘挤压外轨 D 当速度小于 v 时 火车轮缘挤压外轨 第 卷 非选择题 共 60 分 二 本题共 2 小题 共 14 分 把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答 11 6 分 在一段半径为 25m 的圆形水平弯道上 已知路面对汽车轮胎的最大静摩擦力是 车重的 0 2 倍 则汽车拐弯时的速度不能超过 m s 12 8 分 如图所示 半径为 R 的半球形碗内 有一个具有一定质量的物 体 A A 与碗壁间的动摩擦因数为 当碗绕竖直轴 OO 匀速转动时 物体 A 刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动 碗 转动的角速度应该为 三 本题共 3 小题 共 46 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要 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 13 14 分 A B 两球质量分别为 m1与 m2 用一劲度系数为 K 的弹簧相连 一长为 l1的 细线与 m1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 m1与 m2均以角速度 w 绕 OO 做匀速圆周运动时 弹簧长度为 l2 求 1 此时弹簧伸长量多大 绳子张力多大 2 将线突然烧断瞬间两球加速度各多大 14 14 分 在质量为M的电动机上 装有质量为 的偏心轮 偏心轮转动的角速度为 当偏心轮重心在转轴正上方时 电动机对地面的压力刚好为零 则偏心轮重心离 转轴的距离多大 在转动过程中 电动机对地面的最大压力 多大 m r O 用心 爱心 专心4 15 18 分 在一次抗洪救灾工作中 一架直升机A用长H 50 m 的悬索 重力可忽略不 计 系住一质量m 50 kg 的被困人员B 直升机A和被困人员B以v0 10 m s 的速 度一起沿水平方向匀速运动 如图 4 2 15 甲所示 某时刻开始收悬索将人吊起 在 5 s 时间内 A B之间的竖直距离以l 50 t2 单位 m 的规律变化 取g 10 m s2 1 求这段时间内悬索对被困人员B的拉力大小 2 求在 5 s 末被困人员B的速度大小及位移大小 3 直升机在t 5 s 时停止收悬索 但发现仍然未脱离洪水围困区 为将被困人员B 尽快运送到安全处 飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标 致使被 困人员B在空中做圆周运动 如图乙所示 此时悬索与竖直方向成 37 角 不计 空气阻力 求被困人员B做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B的拉 力 sin 37 0 6 cos 37 0 8 参考答案 1 C D 2 B 3 B 4 BD 5 D 6 BCD 7 AC 8 AB 9 B 10 AC 11 52 12 R g 13 解析 1 m2只受弹簧弹力 设弹簧伸长 l 满足 K l m2w2 l1 l2 则弹簧伸长量 l m2w2 l1 l2 K 对 m1 受绳拉力 T 和弹簧弹力 f 做匀速圆周运动 满足 T f m1w2l1 用心 爱心 专心5 绳子拉力 T m1w2l1 m2w2 l1 l2 2 线烧断瞬间 A 球加速度 a1 f m1 m2w2 l1 l2 m1 B 球加速度 a2 f m2 w2 l1 l2 14 解析 设偏心轮的重心距转轴 偏心轮等效为用一长为 的细杆固定质量为 轮 的质量 的质点 绕转轴转动 如图 4 3 7 轮的重心在正上方时 电动机对地面的 压力刚好为零 则此时偏心轮对电动机向上的作用力大小等于电动机的重力 即 F M 根据牛顿第三定律 此时轴对偏心轮的作用力向下 大小为F M 其向心力为 F mg m 2r 由 得偏心轮重心到转轴的距离为 r M m g m 2 当偏心轮的重心转到最低点时 电动机对地面的压力最大 对偏心轮有 F mg m 2r 对电动机 设它所受支持力为FN FN F Mg 由 解得FN 2 M m g 由牛顿第三定律得 电动机对地面的最大压力为 2 M m g 15 解析 1 被困人员在水平方向上做匀速直线运动 在竖直方向上被困人员的位移 y H l 50 50 t2 t2 由此可知 被困人员在竖直方向上做初速度为零 加速度a 2 m s2的匀加速直线运 动 由牛顿第二定律可得 F mg ma 解得悬索的拉力F m g a 600 N 2 被困人员 5 s 末在竖直方向上的速度为vy at 10 m s 合速度 v 10 m s 竖直方向上的位移y at2 25