第PAGE"pagenumber"pagenumber頁，共NUMPAGES"numberofpages"numberofpages頁第PAGE"pagenumber"pagenumber頁，共NUMPAGES"numberofpages"numberofpages頁人教版（2019）必修第二冊第六章圓周運動本章測試一．單選題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求）（本大題共7小題）1．在“天宮二號”中工作的航天員可以自由懸浮在空中，處于失重狀態(tài)，下列分析正確的是（）A．失重就是航天員不受力的作用B．失重的原因是航天器離地球太近，從而擺脫了地球引力的束縛C．失重是航天器獨有的現(xiàn)象，在地球上不可能存在失重現(xiàn)象D．正是由于引力的存在，才使航天員有可能做環(huán)繞地球的圓周運動2．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，汽車受到的支持力大于重力B．“水流星”表演中，通過最高點時處于完全失重狀態(tài)，不受重力作用C．鐵路的轉(zhuǎn)彎處，外軌比內(nèi)軌高的原因是為了利用輪緣與內(nèi)軌的側(cè)壓力助火車轉(zhuǎn)彎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3．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．公路在通過小型水庫泄洪閘的下游時，常常用修建凹形橋，也叫“過水路面”，汽車通過凹形橋的最低點時，車對橋的壓力小于汽車的重力B．在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，目的是減輕輪緣與外軌的擠壓C．雜技演員表演“水流星”，當“水流星”通過最高點時，處于完全失重狀態(tài)，不受力的作用D．洗衣機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4．如圖所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r，b點在小輪上，到小輪中心的距離為r，c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動中，皮帶不打滑，則（）A．a(chǎn)點比b點的線速度小 B．a(chǎn)點與c點的角速度大小相等C．a(chǎn)點比c點的線速度大 D．a(chǎn)點比d點的角速度大5．如圖所示，兩個完全相同的物塊A、B（的可視為質(zhì)點）放在水平圓盤上，它們在同一直徑上分居圓心兩側(cè)，用不可伸長的輕繩相連。兩物塊的質(zhì)量均為1kg，與圓心的距離分別為RA和RB，其中RA<RB且RA=1m。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，輕繩水平伸直，當圓盤以不同角速度ω繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動時，輕繩中的彈力FT與ω2的變化關(guān)系如圖所示，重力加速度g=10m/s2。下列說不正確的是（）A．物塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)μ=0.1B．物塊B與圓心的距離RB=2mC．當角速度為1rad/s時，圓盤對物塊A的靜摩擦力指向圓心D．當角速度為rad/s時，物塊A恰好相對圓盤發(fā)生滑動6．如圖所示，直徑為d的紙制圓筒，以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，把槍口對準圓筒軸線，使子彈穿過圓筒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)圓筒上只有一個彈孔，忽略重力、圓筒的阻力及空氣阻力，則子彈的速度不可能是（）A． B． C． D．7．如圖所示，B和C是一組塔輪，即B和C半徑不同，但固定在同一轉(zhuǎn)動軸上，其半徑之比為RB:RC=3:2，A輪的半徑大小與C輪相同，它與B輪緊靠在一起，當A輪繞過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動時，由于摩擦作用，B輪也隨之無相對滑動地轉(zhuǎn)動起來。a、b、c分別為三輪邊緣的三個點，則a、b、c三點在運動過程中的（）A．線速度大小之比為3:3:2 B．角速度之比為3:3:2C．轉(zhuǎn)速之比為2:3:2 D．周期之比為2:3:2二．多選題（本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）（本大題共3小題）8．未來的星際航行中，宇航員長期處于零重力狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，有人設想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)艙”，如圖所示。當旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時相同大小的支持力。為達到上述目的，下列說法正確的是（）

A．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應越大 B．旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應越小C．宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應越大 D．宇航員質(zhì)量的大小不影響旋轉(zhuǎn)艙的角速度9．如圖所示，半徑為0.4m、粗糙程度處處相同的四分之三圓形管道豎直固定放置，直徑AC水平，B是圓形管道的最低點，D是圓形管道的最高點。質(zhì)量為100g的小球從A點正上方1.2m處的點P由靜止釋放，運動到軌道最低點B時對軌道的壓力為8N，重力加速度g取，不計空氣阻力，則以下說法錯誤的是（）A．小球沿圓形軌道從A下滑到B的過程中克服摩擦力做功為0.2JB．小球運動到圓形軌道的C點時對軌道的壓力大小為4NC．小球沿圓形軌道恰好能通過最高點DD．若將小球從A點正上方與D等高處由靜止釋放，則小球運動中將會脫離圓形軌道10．如圖所示，長為r=0.3m的輕桿一端固定質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點），另一端與水平轉(zhuǎn)軸（垂直于紙面）于O點連接。現(xiàn)使小球在豎直面內(nèi)繞O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74A．小球轉(zhuǎn)動的角速度為5rad/sB．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5D．轉(zhuǎn)動過程中桿對小球的作用力不一定總是沿桿的方向三、非選擇題（共57分，解答題應寫出必要的文字說明、方程式或重要演算步驟，只寫出最后答案的不得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）（本大題共5小題）11．某興趣小組采用兩種方案探究影響向心力大小的因素。

（1）使用如圖的向心力演示器，勻速轉(zhuǎn)動手柄1，使變速塔輪2和3、長槽4和短槽5勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的小球也隨之做勻速圓周運動。小球擠壓擋板使擋板另一端壓縮測力套筒的彈簧，壓縮量可從器件________（填寫數(shù)字“6、7或8”）上讀出，該讀數(shù)即顯示了向心力的大小。該探究實驗所采用的方法是：________。（2）使用向心力實驗器采集到下表數(shù)據(jù)：探究向心力和角速度的關(guān)系（小球質(zhì)量，轉(zhuǎn)動半徑）向心力/N2.02.42.83.24.0頻率/2.752.993.243.483.92向心力除以頻率的平方0.264460.268450.266730.264240.26031角速度的平方/298.25352.58414.01477.61606.03向心力除以角速度的平方0.006710.006800.006760.006700.00660從表中可得出：在誤差允許范圍內(nèi)，保持________和________一定的情況下，向心力與角速度的平方成________關(guān)系。12．如圖甲所示，豎直放置的圓盤繞水平固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，圓盤上有一條沿半徑方向?qū)挾染鶆虻莫M縫，傳感器與激光器在轉(zhuǎn)軸正下方分居圓盤兩側(cè)正對放置，二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，且同步地由某一位置豎直向下勻速移動。狹縫每經(jīng)過激光器一次，傳感器就接收到一個激光信號，圖乙為所接收的激光信號隨時間變化的圖線，圖中橫坐標表示時間，縱坐標表示接收到的激光信號強度。已知傳感器接收到第1個激光信號時，激光束距圓盤中心的距離為r1=0.12m；傳感器接收到第2（1）根據(jù)題中及圖中的有關(guān)數(shù)據(jù)，圓盤轉(zhuǎn)動的周期T為____________s；激光器和傳感器一起豎直向下運動的速度為_____________m/s。（2）傳感器接收到第3個激光信號時，激光束距圓盤中心的距離為r3=_________m；圖乙中Δt1和Δt2的大小關(guān)系為：Δt1_________Δt2（填13．一質(zhì)量為的小球，用長為細繩拴住，在豎直平面內(nèi)做圓周運動（取），求：（1）若過最高點時的速度為，此時小球角速度多大？（2）若過最高點時繩的拉力剛好為零，此時小球速度大??？（3）若過最低點時的速度為，此時繩的拉力大??？14．如圖所示，水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為m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μ。設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g，求：（1）當水平轉(zhuǎn)盤以角速度ω1勻速轉(zhuǎn)動時，物塊與轉(zhuǎn)盤剛好能相對靜止，求ω（2）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ω2（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ω315．如圖所示，人騎摩托車做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m頂部水平的高臺，接著以v=3m/s的水平速度離開高臺，落至地面時，恰能無碰撞地從A點沿圓弧切線方向進入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑。A、B為圓弧兩端點，其連線水平。已知圓弧半徑為R=1.0m，人和車的總質(zhì)量為180kg，特技表演的全過程中，阻力忽略不計。（計算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）(1)求從高臺飛出至到達A點，人和車運動的水平距離s。(2)若人和車運動到圓弧軌道最低點O時的速度v'=33m/s，求此時對軌道的壓力大小。(3)求人和車從平臺飛出到達A點時的速度大小及圓弧軌道對應的圓心角θ。

參考答案1．【答案】D【詳解】AD．航天器和航天員在太空中受到的引力提供向心力，使航天器和航天員做環(huán)繞地球的圓周運動，故A錯誤，D正確；B．失重時航天員仍然受到地球引力作用，故B錯誤；C．失重是普遍現(xiàn)象，任何物體只要有方向向下的加速度，均處于失重狀態(tài)，故C錯誤。故選D。2．【答案】A【詳解】A．汽車通過凹形橋的最低點時，圓心在汽車的正上方，此時重力與支持力的合力提供向心力，即有F可知FN>mg，B．演員表演“水流星”，當“水流星”通過最高點時，受重力和筒底的支持力，加速度向下，處于失重狀態(tài)，而當“水流星”剛好能通過最高點時，僅受重力，支持力等于零，處于完全失重狀態(tài)，故B錯誤；C．在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，當火車按規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎時，由重力和支持力的合力完全提供向心力，從而避免輪緣對外軌的擠壓，故C錯誤；D．衣機脫水桶的脫水原理是：是水滴需要提供的向心力較大，水與衣物之間的粘滯力無法提供，所以做離心運動，從而沿切線方向甩出，故D錯誤；故選A。3．【答案】B【詳解】A．對汽車，根據(jù)牛頓第二定律得則得，即車對橋的壓力大于汽車的重力，故A錯誤；B．在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，當火車按規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎時，由重力和支持力的合力完全提供向心力，從而減輕輪緣對外軌的擠壓，故B正確；C．雜技演員表演“水流星”，當“水流星”通過最高點時，處于失重狀態(tài)，但仍受到重力作用，此時重力和拉力的合力提供“水流星”做圓周運動的向心力，故C錯誤；D．離心力與向心力并非物體實際受力，衣服對水的吸附力小于水做圓周運動所需要的向心力時，產(chǎn)生離心運動，故D錯誤。故選B。4．【答案】D【詳解】b、c、d三點是同軸傳動，角速度相等，即由于，則a、c點同緣傳動，邊緣點線速度相等，故va=vc由于rc＞ra，根據(jù)v=rω，有ωc＜ωa則，故選D。5．【答案】C【詳解】AB．角速度較小時，物塊各自受到的靜摩擦力充當向心力，繩中無拉力。根據(jù)牛頓第二定律有，因為RA＜RB，所以物塊B與圓盤間的靜摩擦力先達到最大值，隨著角速度增大，輕繩出現(xiàn)拉力，拉力和最大靜摩擦力的合力充當向心力。對物塊B分析有，則，則根據(jù)圖像中斜率和截距的數(shù)據(jù)解得：，AB正確；C．當ω=1rad/s時，由上述方程得繩子中拉力大小，再對A分析，由牛頓第二定律得：解得C錯誤；D．當A恰好要相對圓盤發(fā)生滑動時，其摩擦力為最大值且方向沿半徑向外，對A分析：此時對B分析有聯(lián)立解得rad/sD正確。本題選不正確的，故選C。6．【答案】A【詳解】圓筒上只有一個彈孔，說明子彈從同一孔射入、射出，子彈運動的時間在這段時間圓筒轉(zhuǎn)過的角度而聯(lián)立可得當n=0時，當n=1時，當n=2時，當n=3時，故BCD可能，不符合題意；A不可能，符合題意。故選A。7．【答案】A【詳解】A．A輪、B輪靠摩擦傳動，邊緣點線速度大小相等，故vB輪、C輪角速度相同，根據(jù)v=ωr可知，速度之比為半徑之比，所以v則va:vbB．b、c角速度相同，而a、b線速度大小相等，根據(jù)v=ωr可知ω則ωa:ωbC．根據(jù)ω=2πn可得na:nbD．根據(jù)T=結(jié)合ω可得T故D錯誤。故選A。8．【答案】BD【詳解】AB．由題意可得聯(lián)立可得故旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動的角速度就應越小，A錯誤，B正確；CD．宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時相同大小的支持力，即向心加速度為g即可，與宇航員的質(zhì)量無關(guān)，C錯誤，D正確。故選BD。9．【答案】BC【詳解】A．小球運動到軌道最低點B時，有可得小球在B點的動能為小球沿圓形軌道從A下滑到B的過程中，重力做功為由動能定理可得小球沿圓形軌道從A下滑到B的過程中克服摩擦力做功為故A正確，不符合題意；B．小球沿圓形軌道從A下滑到B的過程和從B下滑到C的過程中，等高位置處的速度變小，小球?qū)壍赖膲毫σ矔冃。Σ亮ο鄳獣冃?，BC段摩擦力做功則小球在C點的動能小球運動到圓形軌道的C點時對軌道的壓力大小為故B錯誤，符合題意；C．若小球沿圓形軌道恰好能通過最高點D，有此時小球的動能為小球在BC、CD段摩擦力做功均小于0.2J，則小球在D點的動能故C錯誤，符合題意；D．若將小球從A點正上方與D等高處由靜止釋放，重力做功為從A到C過程中，摩擦力做功小于0.4J，則在C點處小球速度不為0，由能量守恒定律可知，小球不可能運動到D點，則小球運動中將會脫離圓形軌道，故D正確，不符合題意。故選BC。10．【答案】ACD【詳解】A．轉(zhuǎn)動過程中輕桿對小球的最大作用力在最低點，有7解得ω=5rad/s，B．在最高點有FF則桿對小球的力為支持力，所以B錯誤；C．小球通過與圓心等高的點時對桿的作用力大小為FF聯(lián)立解得F'=54D．轉(zhuǎn)動過程中桿對小球的作用力不一定總是沿桿的方向，小球的合外力提供向心力才一定沿桿方向指向圓心，所以D正確；故選ACD。11．【答案】8控制變量法小球質(zhì)量轉(zhuǎn)動半徑正比【詳解】（1）[1]圖中6為橫臂，7為套筒，8為標尺，故壓縮量可從器件“8”上讀出；[2]該探究實驗所采用的方法是控制變量法。（2）[3][4][5]從表中可看出實驗保持小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動半徑一定的情況下，向心力除以角速度的平方的豎直基本相等，說明在誤差允許范圍內(nèi)，向心力與角速度的平方成正比關(guān)系。12．