高中物理必修二第二章_單元檢測(cè)

1、第二章勻速圓周運(yùn)動(dòng)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12個(gè)小題，每題4分，共48分)1關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向時(shí)刻改變，所以曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)B做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，受到的合外力方向在不斷改變C只要物體做圓周運(yùn)動(dòng)，它所受的合外力一定指向圓心D物體只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)2關(guān)于向心力的下列說(shuō)法中正確的是()A向心力不改變做圓周運(yùn)動(dòng)物體速度的大小B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其向心力是不變的C做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受合力一定等于向心力D做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受的合力為零3.圖1如圖1所示為質(zhì)點(diǎn)P、Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

2、時(shí)向心加速度隨半徑變化的圖線，表示質(zhì)點(diǎn)P的圖線是雙曲線，表示質(zhì)點(diǎn)Q的圖線是過(guò)原點(diǎn)的一條直線，由圖線可知()A質(zhì)點(diǎn)P的線速度大小不變B質(zhì)點(diǎn)P的角速度大小不變C質(zhì)點(diǎn)Q的角速度隨半徑變化D質(zhì)點(diǎn)Q的線速度大小不變4一質(zhì)量為m的小物塊，由碗邊滑向碗底，該碗的內(nèi)表面是半徑為R的圓弧且粗糙程度不同，由于摩擦力的作用，物塊的運(yùn)動(dòng)速率恰好保持不變，則()A物塊的加速度為零B物塊所受合力為零C物塊所受合力大小一定，方向改變D物塊所受合力大小、方向均一定5有一種玩具的結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖2豎直放置的光滑圓鐵環(huán)的半徑為R20 cm，環(huán)上有一個(gè)穿孔的小球m，僅能沿環(huán)做無(wú)摩擦滑動(dòng)如果圓環(huán)繞著通過(guò)環(huán)心的豎直軸O1O2以10

3、rad/s的角速度旋轉(zhuǎn)(g取10 m/s2)，則小球相對(duì)環(huán)靜止時(shí)和環(huán)心O的連線與O1O2的夾角可能是()A30° B45°C60° D75°6.圖3質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)彈性桿P插入桌面上的彈簧小孔中，桿的另一端套有一個(gè)質(zhì)量為m的小球今使小球在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且角速度為，如圖3所示則桿的上端受到球?qū)ζ渥饔昧Φ拇笮?)Am2RBmCmD不能確定圖47如圖4所示，當(dāng)汽車通過(guò)拱橋頂點(diǎn)的速度為10 m/s時(shí)，車對(duì)橋頂?shù)膲毫檐囍亓Φ?/4；如果要使汽車在粗糙的橋面行駛至橋頂時(shí)不受摩擦力作用，則汽車通過(guò)橋頂?shù)乃俣葢?yīng)為()A15 m/s B20 m/sC

4、25 m/s D30 m/s8.圖5如圖5所示，O、O1為兩個(gè)皮帶輪，O輪的半徑為r，O1輪的半徑為R，且R>r，M點(diǎn)為O輪邊緣上的一點(diǎn)，N點(diǎn)為O1輪上的任意一點(diǎn)當(dāng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不打滑)，則()AM點(diǎn)的向心加速度一定大于N點(diǎn)的向心加速度BM點(diǎn)的向心加速度一定等于N點(diǎn)的向心加速度CM點(diǎn)的向心加速度可能小于N點(diǎn)的向心加速度DM點(diǎn)的向心加速度可能等于N點(diǎn)的向心加速度9甲、乙圖6兩名溜冰運(yùn)動(dòng)員，M甲80 kg，M乙40 kg，面對(duì)面拉著彈簧秤做圓周運(yùn)動(dòng)的溜冰表演，如圖6所示某時(shí)刻兩人相距0.9 m，彈簧秤的示數(shù)為9.2 N，下列判斷中正確的是()A兩人的線速度相同，約為40 m/sB

5、兩人的角速度相同，為6 rad/sC兩人的運(yùn)動(dòng)半徑相同，都是0.45 mD兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不同，甲為0.3 m，乙為0.6 m10飛行員的質(zhì)量為m，駕駛飛機(jī)在豎直平面內(nèi)以速度v做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)，飛行員對(duì)座椅的壓力()A是相等的 B相差mv2/rC相差2mv2/r D相差2mg11一般的曲線運(yùn)動(dòng)可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來(lái)代替如圖7(a)所示，曲線上的A點(diǎn)的曲率圓定義為：通過(guò)A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓，在極限情況下，這個(gè)圓就叫做A點(diǎn)的曲率圓，其半徑叫做A點(diǎn)的曲率半徑現(xiàn)將一物體沿與水平面成角的方

6、向以速度v0拋出，如圖(b)所示則在其軌跡最高點(diǎn)P處的曲率半徑是()(a)(b)圖7A. B. C. D.12.如圖8所示，圖8光滑桿偏離豎直方向的夾角為，桿以O(shè)為支點(diǎn)繞豎直線旋轉(zhuǎn)，質(zhì)量為m的小球套在桿上可沿桿滑動(dòng)當(dāng)桿角速度為1時(shí)，小球的旋轉(zhuǎn)平面在A處；當(dāng)桿角速度為2時(shí)，小球的旋轉(zhuǎn)平面在B處，設(shè)球?qū)U的壓力為N，則有()AN1>N2 BN1N2C1<2 D1>2題號(hào)123456789101112答案二、計(jì)算題(本題共4個(gè)小題，共52分)13(12分)如圖9所示，圖9光滑水平桌面上的O處有一光滑的圓孔，一根輕繩一端系質(zhì)量為m的小球，另一端穿過(guò)小孔拴一質(zhì)量為M的木塊當(dāng)m以某一角速

7、度在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊M恰能靜止不動(dòng)，這時(shí)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，求此時(shí)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度4.(12分)圖10如圖10所示，一輛質(zhì)量為4 t的汽車勻速經(jīng)過(guò)一半徑為50 m的凸形橋(g10 m/s2)(1)汽車若能安全駛過(guò)此橋，它的速度范圍為多少？(2)若汽車經(jīng)最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力等于它重力的一半，求此時(shí)汽車的速度多大？15(14分)如圖11所示，圖11兩個(gè)用相同材料制成的靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)的輪A和輪B水平放置，兩輪半徑RA2RB，當(dāng)主動(dòng)輪A勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在A輪邊緣上放置的小木塊恰能相對(duì)靜止在A輪邊緣上，若將小木塊放在B輪上，欲使木塊相對(duì)B輪也靜止，則木塊距B輪轉(zhuǎn)軸的最大距離為多少？16

8、(14分)圖12如圖12所示，已知繩長(zhǎng)為L(zhǎng)20 cm，水平桿L0.1 m，小球質(zhì)量m0.3 kg，整個(gè)裝置可繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，問(wèn)：(1)要使繩子與豎直方向成45°角，該裝置必須以多大的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)才行？(2)此時(shí)繩子的張力為多少？第二章勻速圓周運(yùn)動(dòng)1A做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向沿切線方向，時(shí)刻改變，所以曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，A對(duì)；平拋運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，但合外力是重力，大小方向都不變，B錯(cuò)；做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受的合外力不指向圓心，C錯(cuò)；物體受到垂直于初速度方向的恒力作用，將做平拋運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)2A向心力只改變圓周運(yùn)動(dòng)物體速度的方向，不改變速度的大小，故A對(duì)；做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心力的大小是不

9、變的，但其方向時(shí)刻改變，所以B不對(duì)；做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其所受的合力不一定都用來(lái)提供向心力，還可能提供切線方向的加速度，只有做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合力才等于向心力，故C不對(duì)；顯然勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，物體所受的合力不能為零，故D不對(duì)3A由圖象知，質(zhì)點(diǎn)P的向心加速度隨半徑r的變化曲線是雙曲線，因此可以判定質(zhì)點(diǎn)P的向心加速度ap與半徑r的積是一個(gè)常數(shù)k，即aprk，ap，與向心加速度的計(jì)算公式ap對(duì)照可得v2k，即質(zhì)點(diǎn)P的線速度v，大小不變，A選項(xiàng)正確；同理，知道質(zhì)點(diǎn)Q的向心加速度aQkr與a2r對(duì)照可知2k，(常數(shù))，質(zhì)點(diǎn)Q的角速度保持不變因此選項(xiàng)B、C、D皆不正確4C由題意，分析物塊的運(yùn)動(dòng)是

10、勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可知它的合外力必定不為零，合外力等于向心力，方向始終指向圓心，方向時(shí)刻變化，但向心力和向心加速度的大小是不變的5C小球受重力G與圓環(huán)的支持力N，兩力的合力提供向心力根據(jù)牛頓第二定律有mgtan m2r，rRsin .即cos ，得60°.6C對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球受到兩個(gè)作用力：一個(gè)是重力mg，另一個(gè)是桿對(duì)小球的作用力F，兩個(gè)力的合力提供向心力由平行四邊形定則可得Fm，再根據(jù)牛頓第三定律，可知桿受到球?qū)ζ渥饔昧Φ拇笮镕Fm，故C正確7B當(dāng)汽車通過(guò)拱橋頂點(diǎn)時(shí)，汽車受重力和橋的支持力mgmg求得r40 m；汽車在粗糙橋面行駛時(shí)不受摩擦力就是汽車不受橋?qū)λ闹С至?，即汽?/p>

11、的重力提供向心力，由mg得v20 m/s.8A因?yàn)閮奢喌霓D(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)皮帶傳動(dòng)的，而且皮帶在傳動(dòng)過(guò)程中不打滑，故兩輪邊緣各點(diǎn)的線速度大小一定相等在大輪邊緣上任取一點(diǎn)Q，因?yàn)镽>r，所以由a可知，aQ<aM，再比較Q、N兩點(diǎn)的向心加速度的大小，因?yàn)镼、N是在同一輪上的兩點(diǎn)，所以角速度相等又因?yàn)镽QRN，則由a2r可知，aQaN，綜上可見(jiàn)，aM>aN，因此A選項(xiàng)正確9D甲、乙兩人繞共同的圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，它們間的拉力提供向心力，他們的角速度相同，半徑之和為兩人的距離設(shè)甲、乙兩人所需的向心力為F向，角速度為，半徑分別為r甲、r乙，則F向M甲2r甲M乙2r乙9.2 Nr甲r乙0.9 m由兩

12、式可解得只有D項(xiàng)正確10D在最高點(diǎn)，設(shè)座椅對(duì)飛行員的支持力為N1，則mgN1m，得N1mmg由牛頓第三定律，在最高點(diǎn)飛行員對(duì)座椅的壓力為N1mmg在最低點(diǎn)，設(shè)座椅對(duì)飛行員的支持力為N2，則N2mgm得N2mgm由牛頓第三定律，在最低點(diǎn)飛行員對(duì)座椅的壓力為N2mgmN2N12mg.11C當(dāng)物體在最高點(diǎn)時(shí)速度沿水平方向，曲率圓的P點(diǎn)可看做該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)，由牛頓第二定律及圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律知：mg，解得.12BD由圖可知，小球隨桿旋轉(zhuǎn)時(shí)受到重力mg和桿的支持力N兩個(gè)力作用合力F合mgcot 提供向心力，即mgcot m2r， ，因r2>r1，所以1>2，C錯(cuò)誤，D正確；

13、而N與半徑無(wú)關(guān)，故N1N2，A錯(cuò)誤，B正確13.解析m受重力、支持力、輕繩拉力的共同作用，而重力與支持力平衡，所以輕繩拉力F充當(dāng)向心力，即Fmr2.木塊M靜止，所以輕繩拉力FMg，即Mgmr2，所以 .14(1)v<22.4 m/s(2)15.8 m/s解析(1)汽車經(jīng)最高點(diǎn)時(shí)受到橋面對(duì)它的支持力N，設(shè)汽車的行駛速度為v.則mgNm當(dāng)N0時(shí)，v此時(shí)汽車從最高點(diǎn)開(kāi)始離開(kāi)橋面做平拋運(yùn)動(dòng)，汽車不再安全，故汽車過(guò)橋的安全速度v< m/s22.4 m/s(2)設(shè)汽車對(duì)橋的壓力為mg時(shí)汽車的速度為v，則mgmgmv 15.8 m/s.15.RB解析首先根據(jù)A、B兩輪邊緣的線速度vA、vB相等和兩輪半徑大小的關(guān)系，求出兩輪角速度的關(guān)系；然后由木塊恰能相對(duì)靜止在輪上分析得知：最大靜摩擦力提供向心力，即可求解因?yàn)関AvB，所以由vr得木塊在A輪邊緣恰能靜止，其所需的向心力是由最大靜摩擦力提供的設(shè)木塊質(zhì)量為m，與輪子的最大靜摩擦力為fmax，則fmaxmRA設(shè)木塊放在B輪上距B輪轉(zhuǎn)軸的最大距離為r，由于木塊與A、B輪的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，所以木塊放在r處時(shí)仍是最大靜摩擦力提供向心力，即f