(2020新教材)新人教版高中物理必修第二册：章末综合检测(二)圆周运动

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1、第1页共 8 页章末综合检测（二）圆周运动A 级一学考达标1把一个小球放在光滑的球形容器中，使小球沿容器壁在某一水平 面内做匀速圆周运动，如图所示，关于小球的受力情况，下列说法正确 的是（ ）A .小球受到的合力为零B .小球受重力、容器壁的支持力和向心力C .小球受重力、向心力D .小球受重力、容器壁的支持力解析：选 D 小球沿光滑的球形容器壁在某一水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，小球受重力和支持力，合力指向圆心，提供向心力，故2.下列关于质点做匀速圆周运动的说法中，正确的是v2a= 知 a 与 r 成反比A .线速度大的角速度一定大B .线速度大的周期一定小C 角速度大的运动半径一

2、定小D .角速度大的周期一定小解析：选 D 由 v =or知，当 r 一定时，v 与3成正比，当 v 一定时，3与 r成反比, 故 A、C 均错误。由 v =知，当 r 一定时，v 越大，T 越小，故 B 错误。由3=卡可知,3越大，T 越小，故 D 正确。5.实验室模拟拱形桥来研究汽车通过桥的最高点时对桥的压力。在较大的平整木板上相隔一定的距离两端各钉4 个钉子，将三合板弯曲B .由 a=32r 知 a 与 r 成正比C .由3=v知3与 r 成反比D .由3=2 m 知3与转速 n 成正比解析:v2选 D 由 a=;知，只有当 v 一定时 a 才与r 成反比; 同理，由 a=32r 知，只

3、有B、C 错误，D 正确。A .由B、C 均错误。而3A 正确，C、D 错第2页共 8 页成拱桥形两端卡入钉内，三合板上表面事先铺上一层牛仔布以增大摩擦，这样玩具车就可以在桥面上跑起来了。把这套系统放在电子秤上，关于电子秤的示数， 下列说法正确的是（）A 玩具车静止在拱桥顶端时比运动经过顶端时的示数小一些B .玩具车运动通过拱桥顶端时对桥压力不可能为零C .玩具车运动通过拱桥顶端时处于超重状态D .玩具车运动通过拱桥顶端时速度越大（未离开拱桥），电子秤的示数越小解析：选 D 玩具车静止在拱桥顶端时对拱桥压力等于玩具车的重力，当玩具车以一定2的速度通过拱桥顶端时，合力提供向心力，根据牛顿第二定律

4、得mg N=mR，解得 N =2mg mvRvmg ,所以玩具车运动通过拱桥顶端时电子秤示数比玩具车静止在拱桥顶端时的示数小，故 A 错误。当玩具车以 v = gR 通过拱桥顶端时，此时 N = 0,故 B 错误。玩具车 运动通过拱桥顶端时，加速度方向向下，处于失重状态，故C 错误。根据 N = mg mR 知,速度越大，支持力 N 越小，则示数越小，故 D 正确。6.如图所示，汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧，弹簧下端系一个质 量为m 的小球，当汽车以某一不为零的速率在水平地面上匀速行驶时 弹簧长度为 Li；当汽车以同一速率匀速率通过一个桥面为圆弧形凸形 桥的最高点时，弹簧竖直且长度为 L2，下

5、列说法正确的是（ ）A. Li= L2D .三种情况均有可能解析：选 B 当汽车在水平地面上匀速行驶时，设弹簧原长为B . LiL2C. LiL2,故A、C、D 错误，B 正确。又 v = 誉，解得F=mg o，说明假设正确，即杆对球产生的是拉力，根据牛1顿第三定律得知，球对杆的作用力是？mg 的拉力。故 A 正确。&我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板 B 到转轴的距离是挡板 A 的 2 倍，长槽上的挡板 A 和短槽上的挡板 C 到各自转轴的距离相等。 转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动，横臂的挡 板对球的压力提供了向心力，球

6、对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降， 从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。-IfK-弾赏测力筒（i）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的 _相等（选填“线速度”或“角速度”）；（2）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板 _ 和挡板_ 处（选填 A”或 B”或 C”。由牛顿第二定律得7如图所示，质量为 m 的小球固定在轻质细杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，当小球运动到最高点时,R 是球心到 0 点的距离，则球对杆的作用力是（1A. 2mg 的拉力3C.2mg 的

7、拉力解析：选 A 在最高点，设杆对球的弹力向下,3D.2mg 的压力大小为F，根据牛顿第二定律得mg +v2F =mR,1B.2mg 的压力第4页共 8 页解析：（1）两塔轮是用传动皮带连接，塔轮边缘处的线速度相等。第5页共 8 页要探究向心力和角速度的大小关系，所研究的两球的质量和圆周运动的半径均相同, 故质量相同的小球应分别放在挡板A 和挡板 C 处。答案：线速度A C解析：对座椅受力分析，如图所示。转盘转动的角速度为3时，钢绳与竖直方向的夹9有一种叫“飞椅”的游乐项目端系着座椅，另一端固定在半径为 心的竖直轴转动。当转盘以角速度 竖直平面内，与竖直方向的夹角为 速度3与夹角B的关系。示意

8、图如图所示。长为 L 的钢绳一 r 的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中3匀速转动时，钢绳与转动轴在同一0o不计钢绳的重力，求转盘转动的角第6页共 8 页角为0,则座椅到转轴的距离即座椅做圆周运动的半径R = r + Lsin0,根据牛顿第二定律得 mgtan0=m32R,解得答案：B 级一选考提能10.多选下列叙述中正确的是()A 离心运动是由于合力不足以提供向心力而引起的B .离心运动的轨迹- -定是 直线C .洗衣机的脱水筒是利用离心运动把湿衣服甩干的D .汽车转弯时速度过大，会因离心运动造成交通事故解析：选 ACD物体做离心运动的轨迹并不一定是直线。当做匀速圆周运动的物体受到的合力突然消失

9、时，将做匀速直线运动；当物体受到的合力不为零但不足以提供向心力时， 其运动轨迹是曲线，故 B 错误。11.多选乘坐游乐园中的翻滚过山车时， 质量为 m 的人随车一起在竖直面内旋转，则( )A .人在最高点时对座位仍可能产生压力，但是压力可能小于mgB .车在最高点时人处于倒立状态，全靠保险带拉住，没有保险带人就会掉下来C .人在最低点时对座位的压力大于mggtan0r+Lsin0gtan0r+Lsin0第7页共 8 页D 人在最低点时对座位的压力等于mg解析：选 AC 若在最高点时人与座位间恰好没有作用力，由重力提供向心力，临界速度为 vo= ,gr， 则当人在最高点的速度 v gr 时， 人

10、对座位就会产生压力，当速度 vv.2gr 时，压力 Fvmg,当速度 v gr 时，没有保险带，人也不会掉下来，故A 正确，B 错误；人在最低点时，加速度方向竖直向上，人处于超重状态，人对座位的压力大于mg，故 C 正确，D 错误。12.多选用细绳拴着质量为 m 的小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示。则下列说法正确的是（）A 小球通过最高点时，绳子张力可以为0B .小球通过最高点时的最小速度是0C .小球刚好通过最高点时的速度是.gRD .小球通过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受重力方向相反解析：选 AC 设小球通过最高点时的速度为v。由合力提供向心力及牛顿第二定律得mg

11、 + FT= mR。当 FT= 0 时,v= . gR，故 A 正确；当vv. gR 时，FTv0,而绳子只能产第8页共 8 页生拉力，不能产生与重力方向相反的支持力，故B、D 错误；当 v . gR 时，FT0,小球能沿圆弧通过最高点，可见，v . gR 是小球能沿圆弧通过最高点的条件，故C 正确。13.多选如图所示，A、B 两个小球质量相等，用一根轻绳相连，另有一根轻绳的两端分别连接 O 点和小球 B,让两个小球绕 O 点在光滑 水平桌面上以相同的角速度做匀速圆周运动，若OB 绳上的拉力大小为Fi, AB 绳上的拉力大小为F2, OB = AB,则（）A. A 球的向心力为Fi, B 球的

12、向心力为 F2B. A 球的向心力为F2, B 球的向心力为 FiC. A 球的向心力为F2, B 球的向心力为 Fi F2D. Fi: F2= 3 : 2解析：选 CD 小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动，设角速度为3,在竖直方向上所受重力与桌面支持力平衡，水平方向不受摩擦力，绳子的拉力提供向心力。由牛顿第二定3律，对 A 球有 F2= mr232,对 B 球有 Fi F2= mri32,已知2= 2ri,各式联立解得 Fi= ?F2,第9页共 8 页解析：选 AC 小木块 a、b 做匀速圆周运动时，由静摩擦力提供向心力，即当角速度增加时，静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，

13、对木块a: fal，所以 b 先达到最大静摩擦力，即 b 先开始滑动，选项 A 正确。两木块滑动前转动的角速度相同，贝yfa= m32l,fb= m322l,faVfb,选项 B 错误。当3=2fa= m32l = 3kmg，选故 C、D 正确。14.多选如图所示，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 00 的距离为 I ,b 与转轴的距离为 21, 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3表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（）A . b 一定比 a 先开始滑动B. a、b

14、所受的摩擦力始终相等D .当3=2 33k|g时，a 所受摩擦力的大小为kmgf=m32R。=m3a2l，当 fa= kmg 时，kmg = m3a2l,3a=;对木块 b: fb= m3b22l，当 fb= kmg 时,2kmg=m3b22l, wb=b 开始滑动的临界角速度第10页共 8 页项 D 错误。15.某学习小组做探究向心力与向心加速度关系实验。实验装置如图甲:上端固定在拉力传感器 O 点，下端悬挂一质量为 m 的小钢球。小球从（2）按图甲所示把实验器材安装调节好。当小球静止时，如图乙所示，毫米刻度尺 度与悬点 O 水平对齐（图中未画出），测得悬点 O 到球心的距离 L =I时 b

15、 刚要开始滑动，选项 C 正确。当3=守时，a 没有滑动，则点在竖直面内沿着圆弧（1）用游标卡尺测出小球直径do一轻质细线A 点静止释放后绕 0第11页共 8 页（3）利用拉力传感器和计算机，描绘出小球运动过程中细线拉力大小随时间变化的图线，如图丙所示。（4）利用光电计时器（图中未画出）测出小球经过 B 点过程中，其直径的遮光时间为At;可得小球经过 B 点瞬时速度为 v=_（用 d、A表示）。（5）若向心力与向心加速度关系遵循牛顿第二定律，则小球通过 B 点时物理量 m、v、L、g、Fi（或 F2）应满足的关系式为： _ 。解析：（2）由题图所示刻度尺可知，其分度值为1 mm，其示数为：86

16、.30 cm = 0.863 0m（0.862 5 0.863 5 均正确）;-J（4）小球经过 B 点时的瞬时速度：v =亦；（5）由题图所示图像可知，小球经过 B 点时绳子的拉力为 F2,绳子的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得:v2F2 mg = m。dv2答案：(2)0.863 0 (0.8625 0.8635 均平)(4)石 (5)F2 mg = m16.如图所示，水平转盘上放有质量为m 的物体（可视为质点），连接物体和转轴的轻绳长为r，物体与转盘间的最大静摩擦力是其重力的倍，转盘的角速度由零逐渐增大，求:（1）绳子对物体的拉力为零时的最大角速度;解析：（1

17、） 当物体恰由最大静摩擦力提供向心力时， 绳子拉力为零,此时符合条件的角速度最大，设此时转盘转动的角速度为a,贝 U 卩 m=m02r，得J 时，330，此时绳子的拉力 F 和最大静摩擦力共同提供向心力，此时有 F +卩 m= m2r,时，绳子对物体拉力的大小。（2）当角速度为CO0=O(2)当3=解得 F = 2 卩 mg第12页共 8 页17.（2019 聊城高一检测）一个人用一根长 1 m，只能承受 35 N 拉力 的绳子，拴着一个质量为1 kg 的小球，在竖直面内做圆周运动，已知转轴 0 离地面高为 6 m ,如图所示。(g 取 10 m/s2)小球做圆周运动到最低点的速度v 达到多少

18、时方能使小球到达最低点时绳子拉断?(2)此时绳断后，小球落地点与抛出点的水平距离多大？解析：(1)设小球经过最低点的速度为v 时，绳子刚好被拉断V2则由牛顿第二定律得：T mg= mR1小球脱离绳子的束缚后， 将做平抛运动，其竖直方向为自由落体运动， 即 h R = 2gt2,所以，小球的水平位移为：x = vt= 5X1 m = 5 m。答案：(1)5 m/s (2)5 mv3定时 a 才与 r 成正比；由3=；知 v 一定，3与 r 成反比, =2nn 中，2n是定值，3与转速 n 成正比，D 正确。3如图所示，一偏心轮绕垂直纸面的轴0 匀速转动，a 和 b 是轮边缘上的两个点，则偏心轮转动过程中a、b 两点（）A .角速度大小相同B .线速度大小相同C.周期大小不同D.转速大小不同解析：选 A 同轴转动，角速度大小相等，周期、转速都相等，选项误；角速度大小相等，但转动半径不同，根据v =3r可知，线速度大小不同，选项 B 错误。4.关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是（ ）3m/s = 5 m/s。