2022人教版高中物理必修第二冊練習(xí)題-第六章　圓周運動達標檢測

2022人教版高中物理必修第二冊練習(xí)題

第六章圓周運動

本章達標檢測

（滿分：100分；時間：75分鐘）

一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，

第1?5小題只有一項符合題目要求，第6?8題有多項符合題目要求。全部選對

的得6分，選不全的得3分，有選錯或不答的得0分）

1.（2020山東煙臺高一下期中）下列關(guān)于離心現(xiàn)象的說法中錯誤的是（）

A.做勻速圓周運動的物體，當受到的離心力大于向心力時產(chǎn)生離心現(xiàn)象

B.洗衣機脫水時利用離心運動把附著在衣服上的水分甩掉

C.做勻速圓周運動的物體，當外界提供的向心力突然消失或變小時,物體將做離

心運動

D.做勻速圓周運動的物體，當外界提供的向心力突然消失時，物體將沿著圓周切

線方向飛出

2.（2021山東新高考質(zhì)量測評聯(lián)盟高一下月考）如圖所示，兩個用相同材料制成的

靠摩擦傳動的輪〃和。水平放置,兩輪之間不打滑,兩輪半徑分別為后=60

cm,而30cm。當主動輪尸勻速轉(zhuǎn)動時，在P輪邊緣上放置的小物塊恰能相對尸輪

靜止。若將小物塊放在0輪上,欲使物塊相對0輪也靜止,則物塊距0輪轉(zhuǎn)軸的

最大距離為（）

A.10cmB.15cmC.20cmD.30cm

3.（2019北京東城高三期末）如圖甲所示是游樂園內(nèi)的一種游戲項目一一旋轉(zhuǎn)飛

椅,飛椅從靜止開始緩慢轉(zhuǎn)動,經(jīng)過一小段時間，飛椅（包括飛椅上的游客）的運動

可以看作勻速圓周運動。整個裝置可以簡化為如圖乙所示的模型。忽略轉(zhuǎn)動中

的空氣阻力。設(shè)細繩與豎直方向的夾角為。，則（）

A.飛椅受到重力、繩子拉力和向心力作用

B.0角越大，飛椅的向心加速度就越大

C.只要線速度足夠大，。角可以達到90°

D.飛椅運動的周期隨著。角的增大而增大

4.（2021黑龍江哈爾濱哈師大附中高一期中）如圖所示,輕桿長34在桿兩端分別

固定質(zhì)量為力的球A和質(zhì)量為2力的球B,光滑水平轉(zhuǎn)軸穿過桿上距球/為/處的

。點,外界給系統(tǒng)一定能量后,桿和球在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，球/運動到最高點時,桿

對球力恰好無作用力。忽略空氣阻力，重力加速度為g,則球力在最高點時

A.球/的速度為零

B.水平轉(zhuǎn)軸對桿的作用力大小為4/ng,方向豎直向上

C.水平轉(zhuǎn)軸對桿的作用力大小為3mg,方向豎直向上

D.水平轉(zhuǎn)軸對桿的作用力大小為6勿g,方向豎直向上

5.（2020江蘇揚州中學(xué)高一下月考）小明撐一雨傘站在水平地面上,傘面邊緣點所

圍圓形的半徑為幾現(xiàn)將雨傘繞豎直傘桿以角速度3勻速旋轉(zhuǎn)，傘邊緣上的水滴

落到地面,落點形成一半徑為r的圓形。當?shù)刂亓铀俣鹊拇笮間,根據(jù)以上數(shù)

據(jù)可推知傘邊緣距地面的高度為（）

A/川-/?2）g（「2-R2）

2//?22唐2

「g（r-R）2ng/

-2CD2R2"2a）2R2

6.（2021河北唐山第十一中學(xué)高一期中）如圖所示,質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)

的光滑圓軌道上做圓周運動。圓軌道半徑為R,重力加速度為g,小球經(jīng)過圓軌道

最高點時剛好不脫離。則其通過最高點時（）

A.對圓軌道的壓力大小等于儂

B.受到的向心力等于重力

C.線速度大小等于歷

D.向心加速度大小等于g

7.（2021河南鄭州中牟高一下期中）如圖所示,長為尸0.3m的輕桿一端固定質(zhì)量

為勿的小球（可視為質(zhì)點），另一端與水平轉(zhuǎn)軸（垂直于紙面）于。點連接。現(xiàn)使小

球在豎直面內(nèi)繞。點做勻速圓周運動，已知轉(zhuǎn)動過程中輕桿對小球的最大作用力

為夕/g,輕桿不變形,重力加速度支10m/s?。下列判斷正確的是（）

(0

A.小球轉(zhuǎn)動的角速度為5rad/s

B.小球通過最高點時對桿的作用力為零

C.小球通過與圓心等高的點時對桿的作用力大小為小監(jiān)

D.轉(zhuǎn)動過程中桿對小球的作用力不一定總是沿桿的方向

8.（2019湖南長沙一中高三上月考）如圖所示，裝置比’0可繞豎直軸0'。轉(zhuǎn)動，兩

細線與可視為質(zhì)點的小球A連接后分別系于B、。兩點,裝置靜止時細線45水平,

細線與豎直方向的夾角0=37°o已知小球的質(zhì)量爐1kg,細線長￡=1

m,〃點距。點的水平和豎直距離相等（重力加速度g取10m/s2,sin

37°=0.6,cos37°=0.8）,下列說法正確的是（）

A.當裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度為3=竽rad/s時,細線45上的張力為零而細線AC

與豎直方向的夾角仍為37°

B.若裝置可以以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，當角速度s聾rad/s時，細線中的

張力芹§N

C.若裝置可以以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，當角速度rad/s時，細線上張

力7與角速度的平方成線性關(guān)系

D.若裝置可以以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，當角速度竽rad/s時，細線4?上張

力不變

二、非選擇題（本大題共5小題，共52分）

9.（2020山東青島高三月考）（6分）某興趣小組在實驗室用圓錐擺演示儀來測定

當?shù)氐闹亓铀俣?。圖甲是演示儀的簡化示意圖，細線下面懸掛一個小鋼球（直

徑忽略不計），細線上端固定在電動機轉(zhuǎn)盤上，利用電動機帶動鋼球做圓錐擺運動。

用轉(zhuǎn)速測定儀測定電動機的轉(zhuǎn)速n,調(diào)節(jié)刻度板的位置，使刻度板水平且恰好與小

鋼球接觸，但無相互作用力，用豎直放置的刻度尺測定細線懸點到刻度板的豎直

距離A不計懸點到轉(zhuǎn)軸間的距離。

（1）開動轉(zhuǎn)軸上的電動機,讓擺球轉(zhuǎn)動起來形成圓錐擺。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速n,當〃越大

時，力越（選填“大”或“小”）o

⑵圖乙為某次實驗中h的測量結(jié)果,其示數(shù)為cm。

⑶用直接測量的物理量的符號表示重力加速度g,其表達式為扉o

10.（2021重慶鳳鳴山中學(xué)高一期中）（10分）長為￡的細繩,一端拴一質(zhì)量為力的

小球,另一端固定于。點,讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動（圓錐擺），擺線與豎

直方向的夾角為。，重力加速度為g,求：

（1）細繩的拉力大小方；

（2）小球運動的線速度的大??；

(3)小球運動的角速度。

0

11.(2021四川南充高級中學(xué)高一期中)(10分)如圖所示，水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為

%的物塊,物塊到轉(zhuǎn)軸的距離為r,物塊和轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)為設(shè)物塊受到

的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，已知重力加速度為go

(1)當水平轉(zhuǎn)盤以角速度以勻速轉(zhuǎn)動時，物塊與轉(zhuǎn)盤剛好能相對靜止，求期的值

是多少；

⑵將物塊和轉(zhuǎn)軸用細繩相連,物塊靜止時繩恰好伸直且無拉力，細繩水平，當轉(zhuǎn)

盤的角速度必=碧時,求細繩的拉力大??；

(3)將物塊和轉(zhuǎn)軸用細繩相連,物塊靜止時繩恰好伸直且無拉力,細繩水平，當轉(zhuǎn)

盤的角速度以=超時,求物塊對細繩的拉力大小。

12.（2020安徽皖南八校高三上聯(lián)考）（12分）一轉(zhuǎn)動裝置如圖所示，兩根輕桿OA

和4刀與一小球以及一小環(huán)通過錢鏈連接,兩輕桿長度相同,球和環(huán)的質(zhì)量均為

力,。端通過較鏈固定在豎直的輕質(zhì)轉(zhuǎn)軸上,套在轉(zhuǎn)軸上的輕質(zhì)彈簧連接在。與小

環(huán)之間，原長為L,裝置靜止時,彈簧長為|￡。轉(zhuǎn)動該裝置并緩慢增大轉(zhuǎn)速，小環(huán)緩

慢上升。彈簧始終在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦和空氣阻力,重力加速度為g,求:

（1）彈簧的勁度系數(shù)A；

（2）4〃桿中彈力為零時一，裝置轉(zhuǎn)動的角速度3。。

13.（2020四川雅安中學(xué)高一下期中）（14分）如圖所示,在水平桌面上離桌面右邊

緣￡=3.2m處放著一質(zhì)量為爐0.1kg的小鐵球（可看作質(zhì)點），鐵球與水平桌面

間的動摩擦因數(shù)〃=0.2?，F(xiàn)用水平向右的推力戶1.0N作用于鐵球，作用一段時

間后撤去。鐵球繼續(xù)運動，到達水平桌面邊緣4點飛出，恰好落到豎直圓弧軌道

靦的8端沿切線方向進入圓弧軌道,且鐵球恰好能通過圓弧軌道的最高點20

為圓弧軌道的圓心，已知/加信37°"、B、C、〃四點在同一豎直平面內(nèi)，水平桌

面離〃端的豎直高度於0.45m,圓弧軌道半徑廬0.5m,C點為圓弧軌道的最低點,

求:(取5=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)鐵球運動到圓弧軌道最高點〃時的速度大小幺；

⑵鐵球運動到方點時的速度大小/以及此時軌道對鐵球的支持力大小FB;

⑶水平推力廠作用的時間to

答案全解全析

1.A物體不會受到離心力作用,A選項說法錯誤。洗衣機脫水時，附著在衣服上

的水分被甩掉,是因為衣服對水滴的作用力不足以提供向心力，水滴做離心運動

而飛出,B選項說法正確。做勻速圓周運動的物體,在外界提供的向心力突然消失

或變小時,物體就做逐漸遠離圓心的運動,這種運動叫作離心運動,其中向心力突

然消失時,由于慣性，物體將沿圓周切線方向飛此選項C、D說法正確。

2.B用相同材料制成的尸和0靠摩擦傳動,其邊緣線速度大小相等,則

3閡三3曲，而后=60CFD,用F30cm,所以3守2%。物塊在月輪邊緣上恰能相對尸

輪靜止,則有崛RP,當物塊在0輪上恰要相對0輪滑動時，距0輪轉(zhuǎn)軸的距離

最大，設(shè)此距離為X、則盤X=3%x,解得產(chǎn)15cm,故選Bo

3.B飛椅受到重力和繩子的拉力作用，二者的合力提供向心力，故A錯誤;根據(jù)

牛頓第二定律可知儂tan。=勿4,則向心加速度大小4=gtan。，可知。角越

大，飛椅的向心加速度就越大，故B正確;若8角可以達到90°,則在水平方向繩

子的拉力提供向心力，豎直方向的合力為零，但是豎直方向飛椅只受重力作用，合

力不可能為零,故C錯誤;設(shè)繩長為L,繩的懸掛處到轉(zhuǎn)軸的距離為s,則根據(jù)牛頓

第二定律可知儂tansinJ),整理可以得到佗序嬴7等，

故當&增大時，周期7減小,D錯誤。

4.D球力運動到最高點時，桿對球/恰好無作用力，即重力恰好提供向心力，則

有m爐暗解得療而，故A錯誤;/球到最高點時,對桿無彈力，此時月球所受重

力和桿的拉力的合力提供向心力，有任2嬌2磅，由于力、夕兩球的角速度相等，

由片”得療2斤2屈,解得桿對球〃的拉力46儂,則水平轉(zhuǎn)軸對桿的作用力

大小為6mg,方向豎直向上,故D正確,B、C錯誤。故選Do

5.A設(shè)傘邊緣距地面的高度為仇水滴被甩出后做平拋運動,豎直方向有吟虻,

下落時間『耳;水滴水平方向的初速度大小等于雨傘邊緣各點的線速度大小,所

以及=3汽,水滴的水平位移產(chǎn)及片31伶;如圖所示，由幾何關(guān)系得尸V?工屜所以

有戶/=3陪,解得左亭察,故A正確。

」苣

6.BCD因為小球在圓軌道最高點剛好不脫離，則此時軌道對球的彈力為零,所以

小球?qū)A軌道的壓力為零,此時小球受到的向心力等于重力,A錯誤,B正確;根據(jù)

牛頓第二定律得釁疇=ma,解得小球線速度v=yfgR,向心加速度a=g,C、D正確。

故選B、C、Do

7.ACD小球運動到最低點時輕桿對小球的作用力最大,并且作用力方向豎直向

上，則由題意知，小球運動到最低點時有為上儂=/3上解得3=5rad/s,故A正

確；小球在最高點，根據(jù)牛頓第二定律可得F+mg^ma'r,解得后-刎g,說明桿對小

球的力為支持力，故B錯誤;小球通過與圓心等高的點時對桿的作用力大小為

+尸看尸向,聯(lián)立解得F'Wpg,故C正確;轉(zhuǎn)動過程中桿對小球的作

用力和小球重力的合力提供小球所需向心力,所以桿對小球的作用力不一定總是

沿桿的方向，故D正確。故選A、C、Do

8.ABC當細線48上張力恰為零且細線4C與豎直方向的夾角為37°時,根據(jù)牛

頓第二定律得mgtan37°=閑￡sin37°,解得3尸苧rad/s,故A正確。若裝

置可以以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，當角速度s聾rad/s時,對小球，在豎直方向

有TACCOS37°=砥解得北理N,故B正確。當角速度3=竽rad/s＞竽rad/s

時，根據(jù)牛頓第二定律得力gtan。sin。解得cos

e'=0.6,9'=53°,此時細線也恰好豎直,且張力為零；當竽rad/s＜G＜竽rad/s

且角速度逐漸增大時，對小球在水平方向上有TACsin8』3氣sin?！ǎ?/p>

TA『3”,即細線4。上張力T與角速度3的平方成線性關(guān)系；當3＞竽rad/s時,

細線上有張力，對小球分析，在水平方向上有加?sin530=mco2Lsin53°,

在豎直方向上有TACCOS530:m即TAB,則T^mCO2L,即細線4。上張力T與角速度

3的平方成線性關(guān)系，。隨角速度3的增加而增大,故C正確,D錯誤。

9.答案⑴?。?分）（2）18.50（2分）⑶4dA2力7分）

解析（1）〃越大,細線與豎直方向的夾角越大,則力越小。

（2）懸點處的刻度為1.00cm,刻度板處的刻度為19.50cm,則方=（19.50-

1.00）cm=18.50cm。

（3）設(shè)細線與豎直方向的夾角為。，由牛頓第二定律得儂tane=m3%,又

tan3=2Jiz?,解得差4112A2及

10.答案⑴笑⑵師許⑶底

解析（1）小球受重力和細繩拉力作用，兩個力的合力提供向心力，如圖

則戶出（2分）

cosa

⑵根據(jù)牛頓第二定律得儂tan。=臉（2分）

解得尸JgLsinatana（2分）

⑶根據(jù)牛頓第二定律得加gtana-m*Lsina?a>2（2分）

解得3=母（2分）

11.答案⑴第（2）0⑶|〃儂

解析（1）物塊與轉(zhuǎn)盤剛好相對靜止，則有

R（2分）

解得3尸監(jiān)（1分）

（2）因為必＜3],所以細繩拉力為0（2分）

（3）因為則根據(jù)牛頓第二定律有

T+〃加小儂"（2分）

解得六|〃儂（1分）

由牛頓第三定律知物塊對繩的拉力大小為%g（2分）

12.答案⑴竿⑵騰

解析（1）裝置靜止時,設(shè)如、/方桿中的彈力分別為A、7],十桿與轉(zhuǎn)軸間的夾

角為出。

小環(huán)受到的彈簧彈力尸彈;4（1分）

小環(huán)受力平衡，有F彈1=儂+工COSo{（1分）

小球受力平衡,有

Ficos%+工cos0\-mg,F\sinsin%（2分）

聯(lián)立各式解得彈簧的勁度系數(shù)公等（1分）

（2）47桿中彈力為零時,設(shè)如桿中的彈力為凡力桿與轉(zhuǎn)軸間的夾角為明,

彈簧長度為x,輕桿長度為7o