沪教版高中物理必修二第二章《研究圆周运动》单元测试试题(解析版)

1、沪教版高中物理必修二第二章研究圆周运动单元测试试题（解析版）1 / 12第二章研究圆周运动单元测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1 关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A. 做匀速圆周运动的物体处于平衡状态B. 做匀速圆周运动的物体所受的合外力是恒力C. 做匀速圆周运动的物体的速度恒定D. 做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定2 .如图所示，一半径为 R 的光滑圆形细管，固定于竖直平面内， A、B 分别为圆管的最 低点和最高点，质量为 m 的小球在管内绕 0 点在竖直平面内作圆周运动， 则有关下列说 法正确的是：（）A.小球在 A 点处对管壁压力可能小于重力B.小球在B 点处对管壁

2、压力一定大于重力C.小球在 B 点处对管壁可能没有压 D .小球在 B 点处对管壁压力的方向可能竖直向下3 .下列预防措施中，与离心现象无关的是（）A.砂轮的外侧加防护罩B.厢式电梯张贴超载标识C.火车拐弯处设置限速标志D.投掷链球的区域加防护网4.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最小速度为 v,当小球以 2v 的速度经过最高点时，对轨道的压力为（）A. 0 B . mg C . 3mg D . 4mg5.质量为 M 的球用长 I 的悬绳固定于 0 点，在 0 点正下方，1/2 处有一颗钉子，把悬绳拉直与竖直方向成一定角度，由静止释放小球，如图所示，

3、当悬线碰到钉子时，下列 说法正确的是（）A.小球的速度突然减小B.小球的向心加速度突然变小C.小球的角速度突然增大D.悬线的张力突然减小8 题图的圆周滑行的运动员，其安全速度的最大值是（)6 .冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R沪教版高中物理必修二第二章研究圆周运动单元测试试题（解析版）3 / 12A. B7 .一辆载重车在丘陵地带行驶，地形如图所示，轮胎已经很旧，为防止爆胎，车在经A. A 处 B . B 处 C . C 处 D . D 处8 用长为 L 的细绳拴着质量为 m 的物体，在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确 的是（）A.小球过最高点时，绳

4、子张力可能为0B.小球过最高点时的最小速度是0c.小球做圆周运动过最高点的最小速度是D.小球过最低点时，受到重力、绳的拉力、和向心力9.甲、乙两名溜冰运动员， M甲二80kg, M乙二40kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距0.9m，弹簧秤的示数为 48N,下落判断中正确的是（）A. 两人的线速度相同，约为 40m/sB. 两人的角速度相同，约为 2rad/sC. 两人的运动半径相同，都是 0.45mD. 两人的运动半径不同，甲为 0.3m，乙为 0.6m10 .铁路在转弯处外轨略高于内轨的原因是（）A 减少轮缘对外轨的挤压B 减少轮缘对内轨的挤压C 火车按规定的速度

5、转弯，外轨不受轮缘的挤压D 火车无论以多大的速度转弯，内外轨都不受轮缘的挤压11 .如右图所示，由于地球的自转，地球表面上P、Q 两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于 P、Q 两物体的运动，下列说法正确的是（的圆周滑行的运动员，其安全速度的最大值是（)A. P、Q 两点的角速度大小相等B . P、Q 两点的线速度大小相等C. P 点的线速度比 Q 点的线速度大 D . P、Q 两物体均受重力和支持力两个力作用12 如图，在竖直平面内，直径为 R 的光滑半圆轨道和半径为R 的光滑四分之一圆轨道水平相切于 0 点.0 点在水平地面上。可视为质点的小球从 0 点以某一初速度进入半圆，刚好能通过半

6、圆的最高点A,从 A 点飞出后落在四分之一圆轨道上的B 点，不计空气阻力，g=IOm/ s2。贝 UB点与0点的竖直高度差为（3 - . 5R10二、多选题（每小题至少有两个正确答案）13 .来自中国铁路总公司的消息，“复兴号”列车日前已经成功完成时速350 公里的相关测试和科学评估，9 月 21 日起在京沪高铁运行。火车转弯时，要求轮缘与内、外轨间都无挤压。要满足火车转弯时的速度尽可能大些，下列说法正确的是（）A.内、外轨间的离度差应大些B .内、外轨间的离度差应小些C.弯道半径应大些D弯道半径应小些14 如下图所示为两级皮带传动装置，转动时皮带均不打滑，中间两个轮子是固定在一起的，轮 1

7、的半径和轮 2 的半径相同，轮 3 的半径和轮 4 的半径相同，且为轮 1 和轮 2 半径的一半，则轮 1 边缘的a点和轮 4 边缘的c点相比（）沪教版高中物理必修二第二章研究圆周运动单元测试试题（解析版）5 / 12A.线速度之比为 1 : 2 B.角速度之比为 1 : 4C.向心加速度之比为1 : 8 D .周期之比为 4 ： 115 .如图所示，质量为 m 的小球由轻绳 a、b 分别系于一轻质木杆上的 A 点和 C点。当 轻杆绕轴 BC 以角速度3匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，向，绳 b 在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b 被烧断的同时轻杆停止转动，若绳 a、b 的长分

8、别为 Ia、Ib,且 Ia，则（）2A. 绳 b 被烧断前，绳 a 的拉力等于 mg 绳 b 的拉力等于 m lbB. 绳 b 被烧断瞬间，绳 a 的拉力突然增大C.绳 b 被烧断后，小球在垂直于平面ABC 的竖直平面内做完整圆周运动D. 绳 b 被烧断后，小球仍在水平面内做匀速圆周运动16 如图所示，质量分别为 m 和 的 A、B 两个物块（可视为质点）在水平圆盘上沿直径方向放置，与转盘的动摩擦因数均为（可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。A 离轴的距离为 R, B 离轴的距离为，两物块用一根细绳连在一起。A、B 随圆盘以角速度一起做匀速圆周运动，且与圆盘保持相对静止，下列说法正确的是（）A

9、. A 所受的合外力与 B 所受的合外力大小相等B. B 所受摩擦力方向指向圆心C. 若一，细绳无张力D. 若一，AB 两物块与圆盘发生相对滑动二、实验题绳 a 在竖直方17 .在用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，如图甲所示，悬点刚好与一个竖直的刻度尺零刻度线对齐。 将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心。用于带动钢球，设法使它刚好沿纸上某个半径为r 的圆周运动，钢球的质量为m.重力加速度为 g。用秒表记录运动 n 圈的总时间为 t，那么小球做圆周运动中需要的向心力表达式为 -_（2）通过刻度尺测得小球轨道平面距悬点的高度为h,那么小球做圆周运动中外力提供的向心力表达

10、式 F=_ （用题中所给物理量的字母表示上面各问的结沪教版高中物理必修二第二章研究圆周运动单元测试试题（解析版）7 / 12果）18 . （6 分）如图甲，一个圆盘可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动。圆盘加速转动时，纸带随圆盘运动通过打点计时器打上一系列点。用20 分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，用此装置打出的一条纸带如图丙所示（打点计时器所接交流电的频率为 50Hz, A、B、C D为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出）。（1）根据图乙读出圆盘的直径为 _ cm;根据图丙计算，打D 点时圆盘转动的角速度为 _ rad/s ;由图丙可知，纸带运动的加速度大小为 _ m/s2。19

11、图示为验证向心力跟质量、半径、角速度关系式的实验装置，金属块放置在转台上,电动机带动转台做圆周运动，改变电动机的电压，可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间，金属块被约束在转台的凹槽中，只能沿半径方向移动，且两个变量保持不变，改变转台的转速，对应每个转速由 _ 读出金属块受到跟转台之间的摩擦力很小可以忽略。的拉力，由光电计时器读出转动的周期T,计算出转动的角速度3 =_（2）上述实验中，该同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如下图所示的图象，图线是一条过原点的直线，请你分析他的图象横坐标 x 表示的物理量是 _ ，国际单位是 _ 。为

12、了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到的实验器材有_ 和四、解答题20 .自行车运动是治疗帕金森病有效、廉价的方法，对提高患者总体健康状况、改善平 衡能力和协调能力，缓解焦虑和抑郁等都有重要作用。图示是某自行车的部分传动装置，其大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为2R、R、3R, A、B C 分别是三个轮子边缘上的点.当三个轮子在大齿轮的带动下一起转动时，求(1)A.B.C 三点的线速度之比A.B.C 三点的角速度之比沪教版高中物理必修二第二章研究圆周运动单元测试试题（解析版）1 / 12参考答案1.D【解析】试题分析：做匀速圆周运动的物体速度方向不断改变，即物体做变加速曲线运动，所以不是处于

13、平衡状态，选项 A 错误； 做匀速圆周运动的物体所受的合外力大小不变，方 向不断改变，所以是变力，选项 B 错误； 做匀速圆周运动的物体的速度大小不变，方向随 时改变，故速度不是恒定的，选项 C 错误； 做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定，方 向改变，选项 D 正确；故选D.考点：匀速圆周运动的特点2.CD【解析】3.B【解析】砂轮的外侧加防护罩，是防止摩擦产生的碎屑做离心运动，对人有伤害，故A 错误；厢式电梯张贴超载标识是为了防止超载，保护乘客和电梯的安全，和离心现象无关，故B 正确；火车拐弯处设置限速标志， 为了防止由于离心现象而出现脱轨现象， 故 C 错误；投掷链球的区 域加防护网，为

14、了防止由于离心现象而对其他人有伤害，故D 错误；故选 B.4.C【解析】【详解】在最高点，小球经过轨道内侧最高点而不脱离轨道时，根据牛顿第二定律有：mg=m;使小球以 2v 的速率通过轨道最高点内侧时，则有： mg+N= ；由两式解得，N=3mg 根据牛顿 第三定律得知，小球对轨道的压力大小为N=N=3mg 故选 C。【点睛】解决本题的关键知道向心力的来源，知道通过最高点的临界条件是重力等于向心力；通过牛顿第二定律列方程进行求解.5.C2【解析】当悬线碰到钉子时，小球的速度不发生变化，A 错误；根据一.，半径减小，r沪教版高中物理必修二第二章研究圆周运动单元测试试题（解析版）2 / 12v2则

15、加速度变大，B 错误；由，二，半径变小，角速度变大，C 正确；由一一.,速度不变，半径变小，张力变大，D 正确。6.B【解析】【详解】由题意可知，最大静摩擦力为重力的k倍，所以最大静摩擦力等于kmg设运动员的最大的 速度为V,则：一，解得：安全速度的最大值。故 B 项正确，ACD 三项错误。【点睛】运动员在水平面上做圆周运动的向心力是由运动员受到的冰给运动员的静摩擦力提供的，能够提供的最大的向心力就是最大静摩擦力，此时的速度就是最大的速度.7.C2【解析】在 A 处，重力和支持力相等；在 B、D 处，根据牛顿第二定律得：mg-N=ml ,解得：r22N=mgmZvmg 知支持力小于重力；在 C

16、 处，根据牛顿第二定律得：N- mg= ml，解得：rr2N=m少mZmg可知在 C 处支持力最大，轮胎受到的压力最大，所以在C 处应该减速行驶r比较安全.故答案为 C.点睛：本题关键运用超重和失重的观点分析卡车经过圆弧的最高点和最低点处地面的作用力与重力的关系当物体的加速度方向向下时，物体处于失重状态，当加速度方向向上时，处 于超重状态.8.AC【解析】绳子张力为零的时候由重力提供向心力一,A 对；如果速度再小，绳子就要松弛，小球不再做圆周运动，B 错；C 对；向心力不是受到的力，它是沿半径方向上的合力，是效果力，D 错；9.D【解析】弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力，根据牛顿第二定

17、律得：2 2M甲R甲甲M乙R乙乙48N，由于甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤做圆周运动的沪教版高中物理必修二第二章研究圆周运动单元测试试题（解析版）23 / 12溜冰表演，所以 甲=：乙色二吐=:1，贝 UF甲二0.3m，R乙二0.6m，由于v = R，,R乙M甲2知两人的线速度不等，根据F = M甲R甲焙甲2,解得：灼甲=48rad /s = J2rad / s,V 80 x 0.3故 D 正确，ABC 错误。点睛：解决本题的关键知道甲乙两人角速度相等，靠弹簧的弹力提供向心力。10.AC【解析】在转弯处外轨高于内轨可以当火车速度转弯时，减小对外轨的挤压，当火车按照规定速度转弯时，向心力可以有

18、重力和支持力充当，对轨道无挤压作用，所以选AG11 . A【解析】【分析】P、O 两点共轴，角速度相同，然后根据分析线速度的大小；【详解】A、因为 P、Q 两点共轴，所以角速度相同，由公式得，Q 的半径较大，贝 U Q 处物体的线速度大，故 A 正确，BC 错误；D P、O 两物体均受万有引力和支持力两个力作用，重力只是物体所受万有引力的一个分力，故 D 错误。【点睛】解决本题的关键理解共轴转动的物体角速度相同及熟练掌握圆周运动的运动学公式。12.A3 5【解析】 小球刚好能通过半圆的最高点A,对小球在 A 点受力分析，由牛顿第二定律可得:mg小球从 A 到 B 做平抛运动，水平方向:1222

19、2x =VAt，竖直方向y gt,且x y = R,2联立解得:R（舍去）2，解得:R或y2二沪教版高中物理必修二第二章研究圆周运动单元测试试题（解析版）24 / 12则 B 点与 O 点的竖直咼度差为 R R，故 A 项正确。13.AC【解析】试题分析：对火车受力分析，要求轮缘与内、外轨间都无挤压。则重力和支持力提 供向心力，根据牛顿第二定律即可判断出速度增大要改变的条件2火车转弯受，对内外轨道无压力，故有mgtan = m，解得vgRta，要使速度增R7大，内外轨道高度差大一些，弯道半径大一些，AC 正确.14.ABCD【解析】A 皮带上各点的线速度相等，所以a与轮 3 边缘的线速度是相等

20、的，c与轮 2 边缘的线速度是相等的，轮 2 与轮 3 属于同轴转动，角速度是相等的；由v=r，结合图知：2va= 2v3= v2= vc,其中v2,v3为轮 2 和轮 3 边缘的线速度，则Va：Vc=1：2，故A正确；varc*=4，故BD 正确;Tb故C正确；故选 ABCD【点睛】皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相等，同轴传动的特点是角速 度相同，然后结合公式v - r和a - v列式分析。15.AB【解析】【详解】绳 b 烧断前，绳 a 的拉力等于 mg,绳 b 的拉力等于 mw2lb.故 A 正确。绳 b 被烧断前，小球 在竖直方向没有位移，加速度为零， a 绳中拉力等于

21、重力，在绳 b 被烧断瞬间，a 绳中拉力 与重力的合力提供小球的向心力， 而向心力竖直向上，绳 a 的拉力将大于重力，即拉力突然 增大。故 B 正确。绳 b 被烧BD 设轮 4 的半径为r，则轮 1 的半径是 2r,vC可得周期之比为c、根据向心加速度与线速度、角速度的关系:a = v可得:aaacvcc断后，小球将在垂直于平面 ABC 的竖直平面内做圆周运动；若能沪教版高中物理必修二第二章研究圆周运动单元测试试题（解析版）5 / 12做完整的圆周运动，则满足一；-一 ，其中，解得，因 一即，所以小球在垂直于平面 ABC 的竖直平面内不能做完整圆周运动摆动。故 CD 错误。故选 AB。【点睛】

22、本题中要注意物体做圆周运动时，外界必须提供向心力.C、D 两项使根据机械能守恒与向心力知识求解小球在垂直于平面ABC 的竖直平面内摆动或圆周运动角速度的范围.16.BCD【解析】AA和B两个物体做匀速圆周运动的向心力都是靠绳子的拉力和静摩擦力提供，由可知角速度相等，而，则，故 A 错误。B、B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，故B 正确。C、在B达到最大静摩擦力之前，细线中没有弹力，则 2mto2?2RV 2mg解得：一，故 C 正确。D 当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，根据牛顿第二定律得：，解得 一，故时，A和B两物块与圆盘发生相对滑动，则D 正确。故选 BCD.【点睛】解决本题的关键是找出向心力的来源，知道AB两物体是由摩擦力和绳子的拉力提供向心力.仃.-【解析】（1）根据向心力公式：Fn=，而 v=,T=-得：Fn=（2）如图由几何关系可得： Fn=mgtan0=