2022年高中物理人教版(新教材)必修第二册章末检测试卷(二)第六章

人教版物理必修二章末检测试卷（二）第六章（2020·天津·单元测试）如图所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间。假定此时她正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则她 A．所受的合力为零，做匀速运动 B．所受的合力恒定，做匀加速运动 C．所受的合力恒定，做变加速运动 D．所受的合力变化，做变加速运动（2020·天津·单元测试）如图所示，某篮球运动员以胳膊肘O点为转轴投篮，篮球距O点距离为r，篮球出手瞬间手臂转动的角速度为ω。篮球出手后做斜上抛运动，则以下说法正确的是 A．篮球出手的瞬间，线速度大小为ωr B．篮球出手的瞬间，加速度大小为ω2 C．篮球在空中运动到最高点时速度为零 D．若篮球未到达篮球筐（篮球运动的距离较小），则在不改变其他条件再次投篮时应适当增大角速度ω（2020·天津·单元测试）质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示。已知小球以速度v通过最高点时对圆管外壁的压力恰好为mg，则小球以速度v2通过圆管的最高点时​ A．小球对圆管内、外壁均无压力 B．小球对圆管外壁的压力大小等于mg2 C．小球对圆管内壁的压力大小等于mg2 D．小球对圆管内壁的压力大小等于mg（2020·天津·单元测试）一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙物体质量分别为M和m（M>m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为L（L<R）的轻绳连在一起。如图所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大不得超过（两物体均看做质点） A．μ(M−m)gmL B．μgL C．μ(M+m)gML （2020·天津·单元测试）如图所示，两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和轮B水平放置（两轮不打滑），两轮半径rA=2rB，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，欲使木块相对B A．rB4 B．rB3 C．rB（2020·天津·单元测试）用如图甲所示的装置研究平抛运动，每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧形轨道不同位置由静止释放，在圆弧形轨道最低点水平部分装有压力传感器，由其测出小球对轨道压力的大小F。已知斜面与水平地面之间的夹角θ−45∘，实验时获得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如图乙所示的F−x图象，g取10 m/s A．0.125 m B．0.25 m C．0.50 m （2020·天津·单元测试）质量分别为M和m的两个小球，分别用长2l和l的轻绳拴在同一转轴上，转轴稳定转动时，拴质量为M和m的小球的悬线与竖直方向夹角分别为α和β，如图所示，则 A．cosα=cosβ2 C．tanα=tanβ2（2020·天津·单元测试）如图所示，光滑的水平杆上套着一个轻质环，环下方拴着长为L的细绳，当绳受到的拉力为2mg时就会断裂。细绳下方又拴着一个质量为m的小球，球距离地面高2L。现在让环与球一起以速度v=gl向右运动，在A处环被挡住而立即停止，A离墙的水平距离也为L，球在以后的运动过程中撞到墙上的位置离墙角B点的距离是 A．L2 B．5L3 C．2L3 （2020·天津·单元测试）如图所示为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视图。已知质量为60 kg的学员在A点位置，质量为70 kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为5.0 m,B点的转弯半径为 A．运动周期之比为5:4 B．运动线速度大小之比为5:4 C．向心加速度大小之比为4:5 D．受到的合力大小之比为15:14（2020·天津·单元测试）有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动.如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，下列说法中正确的是 A．h越高，摩托车对侧壁的压力将越大 B．h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大 C．h越高，摩托车做圆周运动的周期将越大 D．h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大（2020·天津·单元测试）如图甲所示，一长为R的轻绳，一端系在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动，小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系图象如图乙所示，图线与纵轴的交点坐标为a，下列判断正确的是 A．利用该装置可以得出重力加速度，且g=R B．绳长不变，用质量较大的球做实验，得到的图线斜率更大 C．绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的图线斜率更大 D．绳长不变，用质量较小的球做实验，图线与纵轴的交点坐标不变（2020·天津·单元测试）如图所示，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿在环上，同时有一长为R的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳上的最大拉力为2mg，当圆环以角速度ω绕竖直直径转动，且细绳伸直时，则ω可能为 A．13gR B．2gR C．6gR（2020·天津·单元测试）如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体的质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度大小v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度大小v的关系。(1)该同学采用的实验方法为。A.等效替代法B.控制变量法C.理想化模型法(2)改变线速度大小v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：v/(m⋅该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。i作出F−vii若圆柱体运动半径r=0.2 m，由作出的F−v2的图线可得圆柱体的质量m=（2020·天津·单元测试）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，使钢球静止时刚好位于圆心。用手带动钢球，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。(1)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Fn=(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式为F=；(3)改变小球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的t2n2（2020·天津·单元测试）如图是马戏团上演的飞车节目，圆轨道半径为R。表演者骑着车在圆轨道内做圆周运动。已知人和车的总质量均为m，当乙车以v1=2gR的速度过轨道最高点B时，甲车以v(1)乙在最高点B时受轨道的弹力大小；(2)甲在最低点A时受轨道的弹力大小。（2020·专项）如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.5 m，离水平地面的高度H=0.8 m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4 m​(1)物块做平抛运动的初速度大小v0(2)物块与转台间的动摩擦因数μ。（2020·天津·单元测试）如图所示，在光滑水平面上竖直固定一半径为R的光滑半圆槽轨道，其底端恰与水平面相切。质量为m的小球以大小为v0的初速度经半圆槽轨道最低点B滚上半圆槽，小球恰能通过最高点C后落回到水平面上的A点。求：（不计空气阻力，重力加速度为g​(1)小球通过B点时对半圆槽的压力大小；(2)A、B两点间的距离；(3)小球落到A点时的速度方向。（2020·天津·单元测试）如图所示，长L=1.5 m的细线一端系一小球，另一端悬挂在竖直转轴P上，缓慢增加转轴P的转动速度使小球在水平面内做圆周运动。已知小球的质量m=1.2 kg，细线能承受的最大拉力Fm=20 N,P点到水平地面的距离h=1.7 (1)小球能在水平面内做圆周运动的最大角速度ωm(2)细线被拉断后，小球的落地点到P点在水平地面上的竖直投影点Oʹ距离d。

答案1.【答案】D【解析】运动员做匀速圆周运动，由于合力时刻指向圆心，其方向变化，所以做变加速运动，D正确。【知识点】向心加速度、向心力2.【答案】D【解析】根据线速度与角速度关系可知，线速度大小为v=ωr，故选项A错误；根据向心加速度公式可知，向心加速度大小为an【知识点】向心加速度、角速度与线速度的关系3.【答案】C【解析】（2014湖南衡阳高一期末）​设小球做圆周运动的半径为r，小球以速度v通过最高点时，由牛顿第二定律得2mg=mv2r ⋯⋯①小球以速度v2通过圆管的最高点时，设小球受向下的压力FN，有mg+F【知识点】竖直面内的圆周运动4.【答案】D【解析】当绳子的拉力等于甲的最大静摩擦力时，角速度达到最大，有T+μmg=mLωT=μMg。所以ω=μ(M+m)g故D正确。【知识点】水平面内的圆周运动5.【答案】C【解析】主动轮A匀速转动时，A、B两轮边缘上的线速度大小相等，由ω=vR得ωAωB=vrAvrB=rBrA=12。因A、B材料相同，故木块与【知识点】水平面内的圆周运动6.【答案】B【解析】设小球水平拋出时的速度为v0，轨道对小球的支持力大小为F N由牛顿第三定律得：F 由平抛运动规律有，小球的水平射程x=v小球的竖直位移y=1由几何关系有y=xtan联立可得F=mg+mg代入图象中数据可得R=0.25 m【知识点】和斜面有关的平抛运动7.【答案】A【解析】两球绕同一转轴做圆周运动，故它们的角速度相同。对于球M，受重力和绳子拉力作用，这两个力的合力提供向心力，如图所示。设它们转动的角速度是ω，由Mgtanα=M⋅2lsinα⋅ω2，可得：【知识点】水平面内的圆周运动8.【答案】D【解析】环被A挡住的瞬间，FT解得：FT设小球直接落地，则h=12g球平抛运动到墙的时间为tʹ，则tʹ=Lv=碰撞点距B的距离H=2L−L【知识点】平抛运动规律9.【答案】B；D【解析】A、B两点做圆周运动的角速度相等，根据T=2πω知，周期相等，故A错误；根据v=rω，半径之比为5:4，知线速度大小之比为5:4，故B正确；根据an=rω2知，向心加速度大小之比为5:4，故C错误；根据F合【知识点】向心加速度、角速度与线速度的关系、向心力10.【答案】B；C【解析】摩托车受力如图所示由于FN=mg由Fn=mgtanθ=mv2r【知识点】水平面内的圆周运动11.【答案】C；D【解析】小球在最高点，根据牛顿第二定律得mg+F=mv2R，解得v2=FRm+gR；由题图乙知，纵轴截距a=gR，解得重力加速度g=a【知识点】竖直面内的圆周运动12.【答案】B；C【解析】当圆环旋转且细绳伸直时，因为圆环光滑，所以小球受重力、环对球的支持力，还可能受绳子的拉力，根据几何关系可知，此时细绳与竖直方向的夹角为60∘，小球绕竖直轴做圆周运动，向心力由水平方向的合力提供，其大小为：F=mω2r，其中r=Rsin60∘一定，所以当角速度越大时，所需要的向心力越大，绳子拉力越大，所以对应的第一个临界条件是小球在此位置刚好不受拉力，此时角速度最小，需要的向心力最小，对小球进行受力分祈得：Fmin=mgtan60∘，即【知识点】水平面内的圆周运动13.【答案】(1)B(2)iii0.18【知识点】向心力、原理设计与器材选择、力学拓展实验、数据处理14.【答案】(1)m4(2)mgr(3)4π【解析】(1)根据向心力公式：Fn=mv2r得：Fn(2)如图由几何关系可得：Fn(3)由上面分析得：mgr整理得：t2故斜率表达式为：4π【知识点】向心力、原理设计与器材选择、力学拓展实验、数据处理15.【答案】(1)mg(2)7mg【解析】(1)乙在最高点的速度v1>gR，故受轨道弹力方向向下。由牛顿第二定律得：F(2)甲在最低点A时，由牛顿第二定律得：FA−mg=mv【知识点】竖直面内的圆周运动16.【答案】(1)1 m/s(2)0.2【解析】(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有H=12gt2 ⋯⋯①(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有fm=mv0【知识点】水平面内的圆周运动、静摩擦力、平抛运动规律17.【答案】(1)mg+m(2)2R(3)见解析【解析】(1)（2014河北邯郸模拟）​在B点小球开始做圆周运动，则FN−mg=mv(2)在C点小球恰能通过，故此时只有重力提供向心力，即mg=mvC2R，过C点小球做平抛运动，故有sAB=v(3)