2019-2020学年新教材高中物理 第六章 圆周运动 章末过关检测（二）（含解析）新人教版必修第二册

章末过关检测(二) (时间：60分钟分值：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(2019山东邹城月考)下列关于向心力和向心加速度的说法中正确的是()a做匀速圆周运动的物体其向心力是恒定不变的b向心力不改变做圆周运动物体的线速度的大小c做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力d向心加速度时刻指向圆心，方向不变解析：选b.做匀速圆周运动的物体，其向心力方向始终指向圆心，方向一直在改变，故a错误；因为向心力始终指向圆心，与线速度垂直，所以向心力不改变做圆周运动物体的线速度的大小，故b正确；如果物体做变速圆周运动，则物体所受各力的合力并不指向圆心，因为合力的一个分力提供向心力，另一个分力沿切线改变速度大小，故c错误；向心加速度时刻指向圆心，方向时刻改变，故d错误2如图是2014年索契冬奥会1 500米短道速滑比赛中，运动员在赛道上以不同线速度转弯的情景可以把运动员在转弯时的运动看成是匀速圆周运动，并且运动的轨道半径相同运动员转弯时，线速度越大，则()a角速度越大b角速度越小c向心加速度不变d向心加速度越小答案：a3(2019江苏丹阳模拟)一越野骑手(可视作质点)以匀速率沿陡峭的山坡在竖直面内骑行，其轨迹如图所示从图中可以看出，其在a、b、c、d 四点处加速度最大的点是()aabbccdd解析：选c.由图知c处曲率半径最小，质点的速率不变，由公式a，可知c点的加速度最大，故选c.4(2019四川遂宁期末)鹰在高空中盘旋时，垂直于翼面的升力和其重力的合力提供向心力，如图所示当翼面与水平面成角并以速率v匀速水平盘旋时的半径为()arbrcrdr解析：选b.鹰在高空中盘旋时，对其受力分析，如图：根据翼面的升力和其重力的合力提供向心力，得：mgtan m，化简得：r，故b正确5.如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30，g取10 m/s2.则的最大值是()a. rad/sb. rad/sc1.0 rad/sd0.5 rad/s解析：选c.当小物体转动到最低点时为临界点，由牛顿第二定律知，mgcos 30mgsin 30m2r，解得1.0 rad/s，故选项c正确6杂技演员表演“水流星”，在长为1.6 m的细绳的一端，系一个总质量为m0.5 kg 的盛水容器，以绳的一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，若“水流星”通过最高点的速度为v4 m/s，则下列说法正确的是(g取10 m/s2)()a“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出b“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底受到的压力均为零c“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用d“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 n解析：选b.当绳的张力恰好为零时，对水和容器整体，根据牛顿第二定律：mgm，解得：v m/s4 m/s.可知，“水流星”通过最高点的速度最小速度为4 m/s，绳的张力为零，此时整体的加速度为ag，所以水对桶底压力为零，水不会从容器中流出，故a、d错误，b正确“水流星”通过最高点时，仅受重力，重力恰好完全提供向心力，处于完全失重状态，故c错误二、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(2019北交大附中期末)如图所示，一辆可视为质点的汽车以恒定的速率驶过竖直面内的凸形桥已知凸形桥面是圆弧形柱面，则下列说法中正确的是()a汽车在凸形桥上行驶的过程中，其所受合力始终为零b汽车在凸形桥上行驶的过程中，其始终处于失重状态c汽车从桥底行驶到桥顶的过程中，其角速度恒定d汽车从桥底行驶到桥顶的过程中，其加速度不变解析：选bc.汽车在凸形桥上行驶的过程中因为做匀速圆周运动，汽车的合力始终不为零；汽车的向心加速度有竖直向下的加速度分量，所以处于失重状态，故a错误，b正确；汽车从桥底行驶到桥顶的过程中，因速率恒定，做匀速圆周运动，故角速度不变，加速度大小不变，方向一直在改变，故c正确，d错误8(2019广东佛山期末)如图四幅图为生活中与向心力知识相关的情景，有关说法正确的是()a图甲为火车转弯的轨道，内低外高以防止脱轨b图乙为小车过拱桥的情景，此过程小车处于失重状态c图丙为“旋转秋千”，人与座椅整体受到重力、绳子拉力和向心力d图丁为汽车在凹凸不平的地面上行驶，应快速通过此路面解析：选ab.火车轨道弯道处设计成外高内低，让火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力，防止脱轨，故选项a正确；汽车过拱形桥时，受到的重力和支持力的合力提供向心力，加速度向下，处于失重状态，故选项b正确；向心力属于效果力，不是性质力，由其他力提供，故选项c不正确；汽车在凹凸不平的地面上行驶时，速度越大，对地面的压力越大，根据牛顿第三定律可知，地面对轮胎的支持力越大，易爆胎，故选项d不正确9(2019清华附中期末)小桶中盛满水，用绳系着，然后让其在竖直平面内做圆周运动要使小桶运动到轨迹最高点(桶口朝下)时，水不会从桶中流出，若小桶运动的轨道半径为r，则小桶到最高点时()a速度不小于b角速度不小于c向心加速度不小于gd绳对小桶的拉力不小于小桶的重力解析：选abc.小桶运动到轨迹最高点时，水不会从桶中流出的临界条件是重力提供向心力，根据mgm 可知，最小速度vmin ；根据vr 可知，最小角速度min ，故a、b正确；根据分析可知，fnmg ，所以向心加速度不小于g，故c正确；绳对小桶的拉力最小可以为零，故d错误10.如图，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴oo的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()ab一定比a先开始滑动ba、b所受的摩擦力始终相等c是b开始滑动的临界角速度d当时，a所受摩擦力的大小为kmg解析：选ac.小木块a、b做圆周运动时，由静摩擦力提供向心力，即ffm2r.当角速度增加时，静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，对木块a：ffaml，当ffakmg时，kmgml，a；对木块b：ffbm2l，当ffbkmg时，kmgm2l，b，所以b先达到最大静摩擦力，选项a正确；两木块滑动前转动的角速度相同，则ffam2l，ffbm22l，ffaffb，选项b错误；当时b刚开始滑动，选项c正确；当时，a没有滑动，则ffam2lkmg，选项d错误三、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.(12分)(2019山东邹城月考)如图所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素同学们用细绳系一个小沙袋在空气中甩动，使小沙袋在水平面内做圆周运动，来感受向心力(1)下列说法中正确的是_a保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变b保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大c保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变d保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大(2)如图，绳上离小沙袋重心40 cm处打一个绳结a，80 cm 处打一个绳结b，学习小组中一位同学用手表计时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据：操作一：手握绳结a，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小操作二：手握绳结b，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小操作三：手握绳结a，使小沙袋在水平方向每秒运动2周，体会向心力的大小操作四：手握绳结a，再向小沙袋中添加少量沙子，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动_有关；操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与_有关；操作四与一相比较：角速度、半径相同，向心力大小与_有关解析：(1)由题意，根据向心力公式f向m2r与牛顿第二定律，则有t拉m2r；保持质量、绳长不变，增大转速，2n，角速度变大，根据公式可知，绳对手的拉力将增大，故a错误，b正确；保持质量、角速度不变，增大绳长，据公式可知，绳对手的拉力将变大，故c错误，d正确(2)本实验采取的方法是控制变量法操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关；操作四与一相比较：角速度、半径相同，向心力大小与质量有关答案：(1)bd(2)半径大小角速度的大小质量12.(14分)(2019北京海淀区期末)一根长40 cm的轻杆，一端固定于o点，另一端拴着一个质量为2 kg的小球，绕o点在竖直面内运动，在最高点时，求：(取g10 m/s2)(1)当杆对小球施加拉力的大小为25 n时，小球的速度大小；(2)当小球的速度大小为1 m/s时，杆对小球的作用力解析：(1)小球通过最高点时由拉力和小球的重力提供向心力， 则有：fmgm代入数据解得：v3 m/s.(2)当小球速度大小为1 m/s，设此时杆与球的作用力为fn，则有：fnmgm代入数据解得：fn15 n，负号表示杆对球的作用力方向与重力方向相反，即杆对球的作用力为支持力，方向竖直向上答案：(1)3 m/s(2)15 n，方向竖直向上13(14分)如图所示，半径为r，内径很小的光滑半圆管竖直放置两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内，a通过最高点a时，对管壁上部的压力为3mg，