高一物理第2章圆周运动单元测试(教科必修2)解读

1、-8 -第2章圆周运动单元测试（教科版必修2）（90分钟100分）一、选择题（本大题共12小题,每小题5分，共60分）1. 一小球沿半径为2m的轨道做匀速圆周运动,若周期T=4s,则（）A.小球的线速度大小是0. 5 m/sB.经过4 s,小球的位移大小为4nmC.经过1 s,小球的位移为WZD.若小球的速度方向改变了/ad,经过时间一定为1 s2.甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1 : 2,转动半径之比为1 ： 2,在相等时间里 甲转过60” ,乙转过45° ,则它们所受外力的合力之比为（）A. 1 ： 4B.2 ： 3C.4 ： 9 D. 9 ： 16 3.精彩的F1赛

2、事相信你不会陌生吧!在观众感觉精彩与刺激的同时,车手们却时刻处在紧张与 危险之中。车王在一个弯道上突然调整行咬的赛车致使后轮脱落,从而不得不遗憾地退出了比 赛。关于脱落的后轮的运动情况，以下说法中正确的是（）A.仍然沿着汽车行驶的弯道运动B.沿着与弯道垂直的方向飞出C.脱落时,沿着轮子前进的方向做直线运动,离开弯道D.上述情况都有可能4 .秋千的吊绳有些磨损。在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千（）A.在下摆过程中B.在上摆过程中C.摆到最高点时D.摆到最低点时5 .有一质量为m的小木块，由碗边滑向碗底,碗的内表而是半径为R的圆弧, 由于摩擦力的作用，木块运动的速率不变，则木块（）A.所受

3、合外力大小不变,方向随时间不断改变B.运动的加速度恒定C.所受合外力为零D.运动的加速度为零6. m为在水平传送带上被传送的小物体（可视为质点），A为终端皮带轮,如图 所示，已知皮带轮半径为r,传送带与皮带轮间不会打滑，当m可被水平抛出时,A轮每秒的转数最少是（）7,质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动,经过最高点而不脱离轨道的临界速度值是匕当小球以2v的速度经过最高点时,对轨道的压力值为（）A. mg B. 2mg C. 3mg D. 5mg8 .在质量为M的电动机飞轮上,固定着一个质量为m的重物,重物到轴的距离为R,如图所示,为了使电动机不从地面上跳起，电动机飞轮转动的最大角速度

4、不能超过（）M+m.IM+mlM-mI MsA. gB. Ig C.gD. I mRY mR &mR &mR9 .长度为L=0.5m的轻质细杆OA, A端有一质量为m=3. Okg的小球,如图所示，小球以0点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2. 0m/s, g取lOm/s2,则此时细杆0A受到（）A. 6.0 N的拉力B. 6.0 N的压力C. 24 N的拉力D. 24 N的压力 10.（多选）一个物体做匀速圆周运动，向心加速度为 2m/s1下列说法正确的是（）A.向心加速度描述了瞬时速度（线速度）变化快慢与变化的方向B.向心加速度描述了瞬时速度（线速度）

5、方向变化的快慢C.该物体经过1 s时间速度大小的变化量为2 m/sD.该物体经过1 s时间速度变化量的大小为2 m/s11. （多选）某老师在做竖直面内圆周运动快慢的实验研究，并给运动小球拍了频闪照片,如图所示（小球相邻影像间的时间间隔相等）。下列说法正确的是（）A.最高点附近小球相邻影像间弧长短，线速度小B.最低点附近小球相邻影像间圆心角大,角速度大C.因绳对小球不做功,小球速度大小一直保持不变D .小球经过最高点时比经过最低点时绳子易断12. （多选）两个质量不同的小球，被长度不等的细线悬挂在同一点，并在同一水平而内做匀速圆周运动，如图所示。则两个小球的（）A.运动周期相等B.运动线速度相

6、等C.运动角速度相等D.向心加速度相等二、计算题（本大题共4小题，共40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. （8分）如图是离心实验原理图，可以用此实验研究过荷对人体的影 响,测量人体的抗荷能力。离心试验器转动时,被测者做匀速圆周运动。 现观测到图中的直线AB（线AB与舱底垂直）与竖直方向成30°角，则被 测者对座位的压力是他所受重力的多少倍?若被测者做圆周运动的半 径R=2m,求此时转动的角速度的平方为多少？（g=10 N/kg）14. （8分）在汽车越野赛中，一个上堆可视作半径R=10m的圆弧，左侧连接水平路而，右侧与一坡度为37。斜坡连接。某车手驾

7、车从左侧驶上土堆, 经过上堆顶部时恰能离开，赛车飞行一段时间后恰沿与斜坡相同的方向进 入斜坡，沿斜坡向下行驶。研究时将汽车视为质点，不计空气阻力。(g=10m/s2, sin370 =0. 6, cos370 =0.8)求：（1）汽车经过上堆顶部的速度大小: 汽车落到斜坡上的位置与上堆顶部的水平距离。15. （12分）（2013 白银高一检测）如图所示,一个小球质量为m,在半径为R的光滑管内的顶部A点水平飞出,恰好又从管口 B点射入管内，贝IJ：（1）小球在A点对上侧管壁有弹力作用还是对下侧管壁有弹力作用？作用力为多大？（此题的重力加速度为g）若要使小球对上侧管壁弹力大小等于重力，则小球在A点

8、的速度应为多少？16. （12分）如图所示,轻线一端系一质量为m的小球，另一端套在图钉A上，此 时小球在光滑的水平平台上做半径为a、周期为T的匀速圆周运动。现拔掉图 钉A让小球飞出,此后轻线又被A正上方距A高为h的图钉B套住,达到稳定 后，小球又在平台上做匀速圆周运动。求：图钉A拔掉前,轻线对小球的拉力大小。从拔掉图钉A到被图钉B套住前小球做什么运动?所用的时间为多少?小球最后做圆周运动的周期。答案解析1【解析】选C。小球的周期为T=4s厕小球运动的线速度为v=Y-=n,A错误；经过4 s后, 1小球完成一个圆周运动后回到初始位置，位移为零,B错误；经过1 s后，小球完成二个圆周，小球的位移为

9、s=x12R=2V2m,C正确 四周运动是周期性运动,若方向改变力度，经历的时间可能为 t=(n+l)7=(n+l)s 或 t=(n+3)；=(n+3)s,D 镯吴。 442 .【解析】选C。甲、乙两物体都做匀速圆周运动，合外力完全充当向心力。甲物体的角速度为IT7TTT-TT3甲二宗=；，乙物体的角速度为3乙=+ =工，因此，甲、乙两物体的合外力之比为 t3tt4tM 与3红三 m = (2)r=4一=- C 正确F乙m乙3/乙2m手冷2. 9,°3 .【解析】选C。在弯道处赛车做圆周运动，脱落的车轮由于突然失去向心力而做离心运动，将沿着脱落时轮子前进的方向做直线运动,C正确，其他

10、选项均错。24【解析】选D。当秋千摆到身氐点时速度最大，由F-mg=m知，吊绳中拉力F最大,吊绳最容易断裂,D正确。5【解析】选A。小木块做匀速圆周运动，合外力大小不变，方向始终指向圆心，向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，故A正确,B、C、D错误。6 .【解析】选A。物体恰好被水平抛出时,在皮带轮最高点满足mg = m-,又因为v=2Tim,可得 rn=-怜A正确。2宜, r变式备选(2013台州高一检测)如图所示,汽车车厢顶部悬挂一轻质弹 簧，弹簧拴一个质量为m的小球。当汽车在水平面上匀速行驶时弹簧长度 为Ll当:用车以同一速度通过一个桥面为弧形的凸形桥的最高点时弹簧长 度为L2,下列说

11、法中正确的是()B.Li>L2A.L1 = L2C.Li < L2D,前三种情况均有可能【解析】选Bo设弹簧原长为Lo,汽车在水平面上运动时,k(LLo)=mg,汽车在凸形桥最高点 mv2时,mg-k(L2-Lo)=,两式比较得Li>L2。B正确。 R7 .【解析】选C。小球经过最高点而不脱离轨道时,重力完全提供向心力，即mg=哈当小球的(2 v) z速度等于2v时，则有N+mg=my-,那么N=3mg,方向竖直向下，因此小球对轨道的压力等 R于3mg,C正确。8 .【解析】选B。当电动机转动的角速度增大时，重物需要的向心力增加,转速增大到一定程度 时，重物离心运动,当重物运

12、动到最高点时由于离心会给电动机一竖直向上的拉力，即F+mg=m u)2R,要使电动机不从地面助挹，需要满足FwMg,则mco2RRM + m)g,飞轮转动的最大角速度不能超过； g故选Bo9 .【解析】选B。小球在A点的速度大于J讥时，杆受到拉力，小于J讥时，杆受压力。vo=JgL=V 1 0 X 0.5m/s=V5m/s由于v=2.0m/s<V亏m/s,过最高点时，球对细杆产生压力。小球受重力mg和细杆的支持力NV2由牛顿第二定律mg-N=mN=mg-m=6.0N,故 B 正确。L【总结提升】竖直平面内圆周运动的分析方法竖直平面内的圆周运动一般是变速圆周运动，运动速度的大小和方向在不断

13、发生变化，通常只研 究物体在最高点和最低点的情况。(1)质点在轻杆作用下绕中心点做圆周运动时，在最高点轻杆能提供支持力或拉力，当V=J©时, 杆的弹力为零，这是杆的作用力是支持力或拉力的分界点。当Ovv< J而寸，杆的支持力随速度 的增大而减小；当V>/或时，杆的拉力随速度的增大而增大。在最低点轻杆能提供拉力且拉 力随速度的增大而增大。(2)竖直平面内的圆周运动往往和机械能守恒定律、动能定理及平抛运动结合，此类问题利用机 械能守恒定律、动能定理将最高点和最低点的物理量联系起来。10【解析】选B、D。匀速圆周运动的线速度大小不变，只是方向不断改变，因此，向心加速度描 述的是

14、线速度的方向改变的快慢,A错误,B正确；匀速圆周运动的线速度大小不变,C错误；根v据加速度定义式a=T可知，经过1s时间速度的变化量为Av=aAt=2m/s,D正确。11 .【解析】选A、B。因为相邻影像间的时间间隔相等，最高点附近小球相邻影像间弧长比其 他位置的弧长短由公式v=3口最高点线速度小,A正确;同理，蜀氐点时的角速度较大,B正确; 虽然绳子上的拉力不做功，但重力做功，动能不断变化,小球速度不断变化,C错误;小球在最高点V?Vn时绳上拉力为Fi=m丁-mg,在蜀氐点时绳上拉力为F2=mg + m很显然F2>FlD错误。1其中h是指悬点与圆周12 .【解析】选A、C。细线的拉力与

15、小球重力的合力提供向心力，则mgtan6=mu)2(/sin0)(其中6是细线与竖直方向的夹角)，因此u)=2tt运动平面间的高度差)，则小球运动的角速度相等(正确；因为T=一，则运动周期相等,A正确； 3小球的运动半径不相等，根据v=u)R可知，线速度不相等,B错误;根据公式a=u)2R可知,向心加速度不相等,D错误。13 .【解析】被测者在水平面内做匀速圆周运动，对被测者受力分析可知，竖直方向受力平衡，则Ncos30°=mg因此 N=-=-mg cos3L 3”由牛顿第三定律可知，被测者对座舱的压力Klf 2v5N =mg所以,压力是重力的§音合外力充当向心力，根据牛顿

16、第二定律可得1答菜：-（ rad/s）2（2分）（1分）（1分）（2分）（2分）mgtan30°=m（ji）2R（rad/s）214 .【解题指南】解答本题时应该注意以下两点： 汽车经过土堆顶部时恰能离开土堆，说明此时重力恰好提供向心力；（2）汽车恰好沿与斜坡相同的方向进入斜坡，说明汽车平抛运动的末速度方向沿斜坡向下。【解析】（1）塞车在土堆顶部做圆周运动，且恰能离开，重力提供向心力，由牛顿第二定律（2分）（2分）塞车离开土堆顶部后做平抛运动，落到斜坡上时速度与水平方向夹角为37。,则有tan37°=gt（2分）Vtan3 7得1=0.75s则落到斜坡上距离坡顶的水平距离（

17、2分）x=vt=7.5m答案:(l)10m/s (2)7.5 m15【解析】从A运动到B,小球做平抛运动厕有R = VAt（1分）1R=gt2(1 分)(1分)若小球对上、下管壁均无压力厕mg=,v=/i因为va<J而所以管对小球有向上的作用力(2分)（3分）解得Ni=mg,由牛顿第三定律，小球对管有向下的作用力，大小Nf=-mgoa（2）小球在A点时mg + N2=m/, K.（2分）因为小球受到的上侧管壁的压力等于重力，则（2分）1答案：对下侧管壁有压力,；mg (2)16.【解析】图钉A被拔掉前，由牛顿第二定律得，轻线的拉力大小为4n2F=m-aT2（2分）(2)由题可知：小球沿切线方向飞出做匀速直线运动；（2分）直到线环被图钉B套住，