第3章 圓周運(yùn)動(dòng) 單元檢測(cè) 高中物理新魯科版必修第二冊(cè)

第3章圓周運(yùn)動(dòng)單元檢測(cè)一、選擇題(本題共10小題，共48分。其中1～6題為單項(xiàng)選擇題，每小題4分，7～10題為多項(xiàng)選擇題，每小題6分，)1.對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，以下說法正確的是()A.速度不變B.受到平衡力作用C.除受到重力、彈力、摩擦力之外，還受到向心力的作用D.所受合力大小不變，方向始終與線速度垂直并指向圓心2.建造在公路上的橋梁大多是凸橋，較少是水平橋，更少有凹橋，其主要原因是()A.為了節(jié)省建筑材料，以減少建橋成本B.汽車以同樣的速度通過凹橋時(shí)對(duì)橋面的壓力要比對(duì)水平橋或凸橋壓力大，故凹橋易損壞C.建造凹橋的技術(shù)特別困難D.無法確定3.如圖所示，洗衣機(jī)的脫水筒采用電機(jī)帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中不正確的是()A.脫水過程中，大部分衣物緊貼筒壁B.在人看來水會(huì)從桶中甩出是由于水滴受到離心力很大的緣故C.加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，脫水效果會(huì)更好D.靠近中心的衣物脫水效果不如四周的衣物脫水效果好4.如圖所示，一輛卡車在水平路面上行駛，已知該車輪胎半徑為R，輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，關(guān)于各點(diǎn)的線速度大小下列說法錯(cuò)誤的是()A.相對(duì)于地面，輪胎與地面的接觸點(diǎn)的速度為0B.相對(duì)于地面，車軸的速度大小為ωRC.相對(duì)于地面，輪胎上緣的速度大小為ωRD.相對(duì)于地面，輪胎上緣的速度大小為2ωR5.如圖所示，一圓盤可繞通過圓心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上放一塊橡皮，橡皮塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)(俯視為逆時(shí)針)。某段時(shí)間內(nèi)圓盤轉(zhuǎn)速不斷增大，但橡皮塊仍相對(duì)圓盤靜止，在這段時(shí)間內(nèi)，關(guān)于橡皮塊所受合力F的方向的四種表示(俯視圖)中，正確的是()6.小球P和Q用不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短。將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示，將兩球由靜止釋放。在各自軌跡的最低點(diǎn)()A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的動(dòng)能一定小于Q球的動(dòng)能C.P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度7.如圖所示，一輛可視為質(zhì)點(diǎn)的汽車以恒定的速率駛過豎直面內(nèi)的凸形橋．已知凸形橋面是圓弧形柱面，則下列說法中正確的是()A．汽車在凸形橋上行駛的過程中，其所受合力始終為零B．汽車在凸形橋上行駛的過程中，其始終處于失重狀態(tài)C．汽車從橋底行駛到橋頂?shù)倪^程中，其角速度恒定D．汽車從橋底行駛到橋頂?shù)倪^程中，其加速度不變8.如圖所示，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，正確的說法是()A.小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)所受的向心力一定為重力B.小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力有可能為零C.若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則其在最高點(diǎn)的速率為0D.小球過最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力一定大于小球重力9.如圖所示，長(zhǎng)0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿，一端固定有一個(gè)質(zhì)量為3kg的小球，另一端由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，使桿繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球的速率為2m/s。g取10m/s2，下列說法正確的是()A.小球通過最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是24NB.小球通過最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的壓力大小是6NC.小球通過最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是24ND.小球通過最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)桿的拉力大小是54N10.如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒固定在地面上，圓錐筒的軸線豎直。一個(gè)小球貼著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，由于微弱的空氣阻力作用，小球的運(yùn)動(dòng)軌跡由A軌道緩慢下降到B軌道，則在此過程中()A.小球的向心加速度逐漸減小B.小球運(yùn)動(dòng)的角速度逐漸減小C.小球運(yùn)動(dòng)的線速度逐漸減小D.小球運(yùn)動(dòng)的周期逐漸減小二、計(jì)算題(本題共4小題，共52分)11.(12分)如圖所示，同學(xué)們分小組探究影響向心力大小的因素．同學(xué)們用細(xì)繩系一個(gè)小沙袋在空氣中甩動(dòng)，使小沙袋在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，來感受向心力．(1)下列說法中正確的是________．A．保持質(zhì)量、繩長(zhǎng)不變，增大轉(zhuǎn)速，繩對(duì)手的拉力將不變B．保持質(zhì)量、繩長(zhǎng)不變，增大轉(zhuǎn)速，繩對(duì)手的拉力將增大C．保持質(zhì)量、角速度不變，增大繩長(zhǎng)，繩對(duì)手的拉力將不變D．保持質(zhì)量、角速度不變，增大繩長(zhǎng)，繩對(duì)手的拉力將增大(2)如圖，繩上離小沙袋重心40cm處打一個(gè)繩結(jié)A,80cm處打一個(gè)繩結(jié)B，學(xué)習(xí)小組中一位同學(xué)用手表計(jì)時(shí)，另一位同學(xué)操作，其余同學(xué)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：操作一：手握繩結(jié)A，使小沙袋在水平方向每秒運(yùn)動(dòng)1周，體會(huì)向心力的大小．操作二：手握繩結(jié)B，使小沙袋在水平方向每秒運(yùn)動(dòng)1周，體會(huì)向心力的大?。僮魅菏治绽K結(jié)A，使小沙袋在水平方向每秒運(yùn)動(dòng)2周，體會(huì)向心力的大?。僮魉模菏治绽K結(jié)A，再向小沙袋中添加少量沙子，使小沙袋在水平方向每秒運(yùn)動(dòng)1周，體會(huì)向心力的大?。僮鞫c一相比較：質(zhì)量、角速度相同，向心力的大小與轉(zhuǎn)動(dòng)________有關(guān)；操作三與一相比較：質(zhì)量、半徑相同，向心力的大小與________有關(guān)；操作四與一相比較：角速度、半徑相同，向心力大小與________有關(guān)．12.(12分)有一列重為100t的火車，以72km/h的速率勻速通過一個(gè)內(nèi)外軌一樣高的彎道，軌道半徑為400m。(1)試計(jì)算鐵軌受到的側(cè)壓力大??；(2)若要使火車以此速率通過彎道，且使鐵軌受到的側(cè)壓力為零，我們可以適當(dāng)傾斜路基，試計(jì)算路基傾斜角度θ的正切值。13.(12分)如圖所示，在內(nèi)壁光滑的平底試管內(nèi)放一個(gè)質(zhì)量為1g的小球，試管的開口端與水平軸O連接。試管底與O相距5cm，試管在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。g取10m/s2，求：(1)轉(zhuǎn)軸的角速度達(dá)到多大時(shí)，試管底所受壓力的最大值等于最小值的3倍？(2)轉(zhuǎn)軸的角速度滿足什么條件時(shí)，會(huì)出現(xiàn)小球與試管底脫離接觸的情況？14.(14分)如圖所示，一內(nèi)壁光滑的圓弧形軌道ACB固定在水平地面上，軌道的圓心為O，半徑R＝0.5m，C為最低點(diǎn)，其中OB水平，∠AOC＝37°，質(zhì)量m＝2kg的小球從軌道左側(cè)距地面高h(yuǎn)＝0.55m的某處水平拋出，恰好從軌道A點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧形軌道，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：(1)小球拋出點(diǎn)到A點(diǎn)的水平距離；(2)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小。

參考答案：1.答案D2.答案B3.答案C4.答案B5.答案C6.答案C7答案BC.8.答案BD9.答案BD10.答案CD11.解析：(1)由題意，根據(jù)向心力公式F＝mω2r與牛頓第二定律，則有T拉＝mω2r；保持質(zhì)量、繩長(zhǎng)不變，增大轉(zhuǎn)速，ω＝2πn，角速度變大，根據(jù)公式可知，繩對(duì)手的拉力將增大，故A錯(cuò)誤，B正確；保持質(zhì)量、角速度不變，增大繩長(zhǎng)，據(jù)公式可知，繩對(duì)手的拉力將變大，故C錯(cuò)誤，D正確．(2)本實(shí)驗(yàn)采取的方法是控制變量法．操作二與一相比較：質(zhì)量、角速度相同，向心力的大小與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑大小有關(guān)；操作三與一相比較：質(zhì)量、半徑相同，向心力的大小與角速度的大小有關(guān)；操作四與一相比較：角速度、半徑相同，向心力大小與質(zhì)量有關(guān)．答案：(1)BD(2)半徑大小角速度的大小質(zhì)量12.解析(1)72km/h＝20m/s，外軌對(duì)輪緣的側(cè)壓力提供火車轉(zhuǎn)彎所需要的向心力，所以有N＝meq\f(v2,r)＝eq\f(105×202,400)N＝105N由牛頓第三定律可知鐵軌受到的側(cè)壓力大小等于105N。率(2)火車過彎道，重力和鐵軌對(duì)火車的彈力的合力正好提供向心力，如圖所示，則mgtanθ＝meq\f(v2,r)由此可得tanθ＝eq\f(v2,rg)＝0.1。答案(1)105N(2)0.113.解析(1)當(dāng)試管勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在最高點(diǎn)對(duì)試管的壓力最小，在最低點(diǎn)對(duì)試管的壓力最大。在最高點(diǎn)：F1＋mg＝mω2r在最低點(diǎn)：F2－mg＝mω2rF2＝3F1聯(lián)立以上方程解得ω＝eq\r(\f(2g,r))＝20rad/s。(2)小球隨試管轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)，當(dāng)mg＞mω2r時(shí)，小球會(huì)與試管底脫離，即ω＜eq\r(\f(g,r))。答案(1)20rad/s(2)ω＜eq\r(\f(g,r))14.解析(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向：h－R(1－cos37°)＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝0.3s，豎直分速度：vy＝gt＝10×0.3m/s＝3m/s，水平分速度：v0＝eq\f(vy,tan37°)＝eq\f(3,\f(0.6,0.8))m/s＝4m/s，拋出點(diǎn)距A點(diǎn)的水平距離L＝x＝v0t＝4×0.3m