2020-2021學(xué)年人教版高一物理必修二：圓周運動 單元測試卷（B）卷 解析卷

圓周運動單元測試（B）卷一、單項選擇題（本題共8小題，每小題3分，共24分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題意．請將解答填涂在答題卡的相應(yīng)位置上。）1.（北京市北師大二附中2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）做勻速圓周運動的物體，下列哪些量是不變的（）A.線速度 B.角速度 C.向心加速度 D.向心力【答案】B【解析】【詳解】在描述勻速圓周運動的物理量中，線速度、向心加速度、向心力這幾個物理量都是矢量，雖然其大小不變但是方向在變，因此這些物理量是變化的；所以保持不變的量是角速度，故B正確，ACD錯誤。2.（山東省菏澤市2019-2020學(xué)年高一（下）期中考試物理試題）下面四個公式中表示勻透圓周運動的向心加速度，表示勻速圓周運動的線速度，表示勻速圓周運動的角速度，表示周期，表示勻速圓周運動的半徑，則下面四個式子中正確的是（）①②③④A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)向心加速度的基本公式：an=，結(jié)合v=ωr，所以an＝ω2r；；又：；所以：an＝rω2＝r()2＝，所以①②③正確，④錯誤．故選A．【點睛】本題關(guān)鍵是明確線速度、角速度、向心加速度的定義公式，同時要記住線速度與角速度的關(guān)系公式v=Rω，能正確推導(dǎo)各量之間的關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵．3.（河北省邢臺市2019-2020學(xué)年高一下學(xué)期三月月考物理試題）圖示為東漢時期出現(xiàn)的記里鼓車．每行駛一里（）路，木人自動擊鼓一次，有一記里鼓車，車輪的直徑為，沿一平直路面勻速行駛時，每行駛木人擊鼓一次，則車輪邊緣質(zhì)點的角速度大小為（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【詳解】由題可知每車行駛的位移為，所以車輪邊緣的線速度：，由線速度與角速度關(guān)系可得：．A.，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B.，與結(jié)論不相符，選項B錯誤；C.，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D.，與結(jié)論相符，選項D正確；4.（湖北省荊州中學(xué)2019-2020學(xué)年高一下學(xué)期3月物理試題）如圖所示，B為豎直圓軌道的左端點，它和圓心O的連線與豎直方向的夾角為，一質(zhì)量的小球在圓軌道左側(cè)的A點以速度平拋，恰好沿B點的切線方向進入圓軌道，圓軌道半徑，自由落體加速度取，則（）A.小球由A運動到B的時間為B.A、B之間的水平距離為C.小球進入圓軌道的B點時，對軌道的壓力為7ND.小球進入圓軌道的B點時，對軌道的壓力為5N【答案】C【解析】【詳解】A．小球平拋恰好沿切線方向進入豎直圓軌道，在點分解速度，則豎直方向上速度豎直方向做自由落體運動解得A錯誤；B．小球水平方向做勻速直線運動B錯誤；CD．在點速度根據(jù)牛頓第二定律解得根據(jù)牛頓第三定律可知小球在點對軌道的壓力為，C正確，D錯誤。故選C。5.（江蘇省海安高級中學(xué)2019-2020學(xué)年高一下學(xué)期3月線上考試物理試題）如圖所示，長為L的輕桿，一端固定一個質(zhì)量為m的小球，另一端固定在水平轉(zhuǎn)軸O上，現(xiàn)讓桿繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，角速度為，某時刻桿對球的作用力恰好與桿垂直，則此時桿與水平面的夾角滿足（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【詳解】小球所受重力和桿子的作用力的合力提供向心力，受力如圖所示；根據(jù)牛頓第二定律有：，解得：，AC．，A正確C錯誤；BD．求出來是的表達式，而并非的表達式，BD錯誤．6.（河北省邯鄲永年縣第二中學(xué)2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）如圖所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，是它邊緣上的一點，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑是4r，小輪的半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心的距離為r，點和點分別位于小輪和大輪的邊緣上。若在傳動過程中，皮帶不打滑。則（）A.點與點的線速度大小相等 B.點與點的角速度大小相等C.點與點的線速度大小相等 D.點與點的線速度大小相等【答案】C【解析】【詳解】左、右兩輪通過皮帶傳動，在皮帶不打滑的前提下，、兩點的線速度大小相等，、、三點的角速度大小相等，即由可得顯然則又則故ABD錯誤，C正確。故選C。7.（江蘇省鹽城市大豐區(qū)新豐中學(xué)2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）洗衣機的脫水筒采用帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中不正確的是（）A.脫水過程中，衣物是緊貼筒壁的B.加快脫水筒轉(zhuǎn)動角速度，脫水效果會更好C.水會從桶中甩出是因為水滴受到向心力很大的緣故D.靠近中心的衣物脫水效果不如四周的衣物脫水效果好【答案】C【解析】【詳解】A．脫水過程中，衣物做離心運動而甩向桶壁。故A正確，不符合題意；

B．根據(jù)F=ma=mω2R，ω增大會使向心力F增大，而轉(zhuǎn)筒有洞，不能提供足夠大的向心力，水滴就會被甩出去，增大向心力，會使更多水滴被甩出去。故B正確，不符合題意；

C．水滴依附的附著力是一定的，當(dāng)水滴因做圓周運動所需的向心力大于該附著力時，水滴被甩掉。故C錯誤，符合題意；

D．靠近中心的衣服，轉(zhuǎn)動半徑R比較小，角速度ω一樣，所以向心力小，脫水效果差。故D正確，不符合題意。故選C。8.（河北省灤南縣第一中學(xué)2019-2020學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題）如圖所示，下列有關(guān)生活中的圓周運動實例分析，其中說法正確的是（）A.汽車通過凹形橋的最低點時，汽車處于失重狀態(tài)B.在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，目的是利用輪緣與外軌的側(cè)壓力助火車轉(zhuǎn)彎C.“水流星”勻速轉(zhuǎn)動過程中，在最高點處水對碗底的壓力小于其在最低處水對碗底的壓力D.脫水桶的脫水原理是水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出【答案】C【解析】【詳解】A．汽車通過凹形橋的最低點時，根據(jù)牛頓第二定律可知汽車處于超重狀態(tài)，A錯誤；B．在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，目的是在合適的速度下，減小車輪與軌道之間的壓力，B錯誤；C．“水流星”勻速轉(zhuǎn)動過程中，在最高點處在最低點所以結(jié)合牛頓第三定律可知在最高點處水對碗底的壓力小于其在最低處水對碗底的壓力，C正確；D．洗衣機脫水桶的原理是水滴受到的力小于它所需要的向心力，所以水滴做離心運動，脫離衣服，達到脫水的目的，D錯誤。故選C。二、多項選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個選項中有多個選項符合題意．全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分．請將解答填涂在答題卡的相應(yīng)位置上。）9.（山西省太原市致遠實驗中學(xué)校2019-2020學(xué)年高一（下）期中考試物理試題）如圖所示的圖象為A、B兩球作勻速圓周運動的向心加速度隨半徑變化的關(guān)系圖象，由圖象中可得知（）A.A球運動時線速度大小不變B.A球運動時角速度不變C.B球運動時角速度不變D.B球運動時線速度大小不變【答案】AC【解析】【詳解】AB．A物體向心加速度與半徑成反比，根據(jù)可知線速度大小不變。故A正確，B錯誤；CD．B物體的向心加速度與半徑成正比，根據(jù)可知角速度不變。故C正確，D錯誤。故選AC。10.（江蘇省沭陽縣2019-2020學(xué)年高一（下）期中調(diào)研測試物理試題）如圖所示為洗衣機脫水筒。在勻速轉(zhuǎn)動的洗衣機脫水筒內(nèi)壁上有一件濕衣服與圓筒一起運動，衣服相對于圓筒壁靜止，則（）A.衣服受重力、彈力和摩擦力三個力作用B.衣服受重力、彈力、摩擦力和向心力四個力作用C.洗衣機脫水筒轉(zhuǎn)動得越快，衣服與筒壁間的摩擦力就越大D.衣服上的水滴與衣服間的附著力小于所需的向心力時，水滴做離心運動【答案】AD【解析】【詳解】AB．衣服受重力、彈力和摩擦力三個力作用，故B錯誤，A正確；C．由于衣服在圓筒上不掉下來，豎直方向上沒有加速度，即重力與摩擦力二力平衡，故衣服與筒壁間的摩擦力不變，故C錯誤；D．衣服上的水滴與衣服間的附著力提供向心力，當(dāng)附著力小于提供所需的向心力時，水滴做離心運動，故D正確。故選AD。11.（吉林省通化市通化縣綜合高級中學(xué)2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）如圖所示，可視為質(zhì)點小木塊a、b和c放在水平圓盤上，a、b兩個質(zhì)量均為m，c的質(zhì)量為。a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l，b、c與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為，且均處于水平圓盤的邊緣。木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g，若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，則下列說法正確的是（）A.b、c所受的摩擦力始終相等，故同時從水平圓盤上滑落B.a、b和c均未滑落時，a、c所受摩擦力的大小相等C.b和c均未滑落時線速度大小一定相等D.b開始滑動時的轉(zhuǎn)速是【答案】BC【解析】【分析】【詳解】A．b、c所受的最大靜摩擦力不相等，故不會同時從水平圓盤上滑落，A錯誤；B．當(dāng)a、b和c均未滑落時，木塊所受的靜摩擦力相等，，所以a、c所受的靜摩擦力相等，都小于b的靜摩擦力，故B正確；C．b和c均未滑落時，根據(jù)v=rω可知線速度大小一定相等，故C正確；D．以b為研究對象，由牛頓第二定律得解得，轉(zhuǎn)速，故D錯誤。故選BC。12.（北京市北師大二附中2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）如圖所示，長為l的輕桿，一端固定一個小球，另一端固定在軸上，使小球在豎直平面內(nèi)作圓周運動。重力加速度為g。下列敘述正確的是（）A.小球在最高點時的最小速度B.小球在最高點時，桿對球的作用力可能為支持力C.小球在最高點時的速度v由逐漸增大，桿對小球的拉力也逐漸增大D.小球在最低點時，桿對球的作用力一定為拉力【答案】BCD【解析】【詳解】A．小球在最高點的最小速度為零，此時重力等于桿子的支持力，故A錯誤；B．因當(dāng)小球在最高點時的速度為時桿對球的作用力為零，小球在最高點時，當(dāng)速度小于時，桿對球的作用力為支持力，故B正確；C．因當(dāng)小球在最高點時的速度為時桿對球的作用力為零，則在最高點球的速度v由逐漸增大時，由可知，桿對小球的拉力也逐漸增大，故C正確；D．小球在最低點時，由可知桿對球的作用力一定為拉力，故D正確。故選BCD。三、實驗題（本題共2小題，共15分．）13.（山西省忻州市第一中學(xué)2019-2020學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題）在“用圓錐擺驗證向心力的表達式”實驗中,如圖甲所示,細(xì)繩的懸點剛好與一豎直放置的刻度尺零刻度線對齊.將畫著幾個同心圓的白紙置于水平桌面上,使鋼球靜止時剛好位于圓心.用手帶動鋼球,調(diào)整白紙的位置,設(shè)法使球剛好沿紙上某個半徑為r的圓做圓周運動,鋼球的質(zhì)量為m,重力加速度為g.(1).用秒表記錄運動n圈的總時間為t,那么小球做圓周運動需要的向心力表達式為Fn=__________.(2).通過刻度尺測得小球運動軌道平面距懸點的高度為h,那么小球做圓周運動中外力提供的向心力表達式為F=__________;(3).改變小球做圓周運動的半徑,多次實驗,得到如圖乙所示的關(guān)系圖象為一直線時,可以達到粗略驗證向心力表達式的目的,該圖線的斜率表達式為k=__________.【答案】(1).(2).(3).【解析】【詳解】（1）根據(jù)向心力公式：而得：Fn=；

（2）如圖由幾何關(guān)系可得：；（3）由上面分析得：整理得：故斜率表達式為：；14.（江蘇省邗江中學(xué)2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）在使用如圖所示的向心力演示器探究向心力大小與哪些因素有關(guān)的實驗中．本實驗采用的科學(xué)方法是______A.放大法B.累積法C.微元法D.控制變量法通過本實驗可以得到的結(jié)果有______A.在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比B.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成反比C.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度成正比D.在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成反比．【答案】(1).D；(2).A【解析】【詳解】（1）使用向心力演示器研究向心力大小與質(zhì)量的關(guān)系時半徑和角速度都不變，研究向心力大小與半徑的關(guān)系時質(zhì)量和角速度都不變，研究向心力大小與角速度的關(guān)系時半徑和質(zhì)量都不變，所以采用的科學(xué)方法是控制變量法．所以選項D正確．故選D.

（2）通過本實驗可以得到的結(jié)果有，在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比；在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度的平方成正比；在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成正比．故選A.四、計算題（本題共4小題，共45分．）15.（河北省張家口市尚義縣第一中學(xué)2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）如圖，水平桌面中心O處有一個小孔，用細(xì)繩穿過光滑小孔，繩兩端各系質(zhì)量的物體A和的物體的中心與圓孔的距離為．(g取10m/s2)如果水平桌面光滑且固定，求A物體做勻速圓周運動的角速度應(yīng)是多大？如果水平桌面粗糙，且與A之間的最大摩擦力為1N，現(xiàn)使此平面繞中心軸線水平轉(zhuǎn)動，角速度在什么范圍內(nèi)，A可與平面處于相對靜止?fàn)顟B(tài)？【答案】（1）5rad/s（2）【解析】若水平桌面光滑固定，則A做圓周運動靠拉力提供向心力，則有：，，解得．若水平桌面粗糙，當(dāng)角速度最大時，有：，代入數(shù)據(jù)解得，當(dāng)角速度最小時，有：，代入數(shù)據(jù)解得，知角速度可與平面處于相對靜止?fàn)顟B(tài)．點睛：本題考查應(yīng)用牛頓定律處理臨界問題的能力．知道當(dāng)物體將滑動時，靜摩擦力達到最大值，注意靜摩擦力可能的兩個方向．16.（吉林省汪清縣第六中學(xué)2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）如圖所示,一輕繩長為L,下端拴著質(zhì)量為m的小球可視為質(zhì)點,當(dāng)球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動時,繩與豎直方向間的夾角為θ,已知重力加速度為g,求：（1）繩的拉力大小F；（2）小球運動的線速度v的大?。唬?）小球運動角速度及周期T．【答案】（1）；（2）；（3）,．【解析】【詳解】（1）以球為研究對象,受力分析如圖所示,由平衡條件得：．（2）由牛頓第二定律：其中,得：,（3）角速度為：,周期為：．17.（北京市北師大二附中2019-2020學(xué)年高一（下）期中物理試題）如圖所示，半徑R=0.50m的光滑四分之一圓軌道MN豎直固定在水平桌面上，軌道末端切線水平且端點N處于桌面邊緣，把質(zhì)量m=0.20kg的小物塊從圓軌道上某點由靜止釋放，經(jīng)過N