山西省吕梁市柳林联盛中学学年第二学期高一物理必修二 第五章 圆周运动 单元测试.docx

山西省吕梁市柳林联盛中学学年第二学期高一物理必修二 第五章 圆周运动 单元测试.docx

《山西省吕梁市柳林联盛中学学年第二学期高一物理必修二 第五章 圆周运动 单元测试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山西省吕梁市柳林联盛中学学年第二学期高一物理必修二 第五章 圆周运动 单元测试.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

山西省吕梁市柳林联盛中学学年第二学期高一物理必修二第五章圆周运动单元测试

第二讲圆周运动

一、选择题（本大题共10题，每小题4分，共40分，每小题有多个选项符合题意。

全部选对的得4分。

选对但不全的得2分。

错选或不答的得O分。

）

1.如图为一种“滚轮—平盘无极变速器”的示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成。

由于摩擦的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动，如果认为滚轮不会打滑，那么主动轴的转速n1、从动轴的转速n2、滚轮半径r以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x之间的关系是

A．　　Ｂ．　　　Ｃ．　　Ｄ．

2.如图所示，小金属球的质量为m，用长为L的轻悬线固定于O点，在O点的正下方处钉有一颗钉子P，把悬线沿水平方向拉直.若小金属球被无初速度释放，当悬线碰到钉子后的瞬间（设线没有断），则（　　）

A.小球的角速度突然增大

B.小球的线速度突然减小到零

C.小球的加速度突然增大

D.悬线的张力突然增大

3.两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动。

则它们的（）

A.运动周期相同

B.运动的线速度相同

C.运动的角速度相同

D.向心加速度相同

4.如图所示，直径为d的纸制圆筒，以角速度ω绕中心轴匀速转动，把枪口垂直圆筒轴线，使子弹穿过圆筒，结果发现圆筒上只有一个弹孔，则子弹的速度不可能是（）

A.dω/πB.dω/2πC.dω/3πD.dω/4π

5.质点做匀速圆周运动，则（）

A、在任何相等时间里，质点的位移都相等

B、在任何相等的时间里，质点通过的路程都相等

C、在任何相等的时间里，质点运动的平均速度都相同

D、在任何相等的时间里，连接质点和圆心的半径转过的的角度都相等

6.如图所示，在一个水平圆盘上有一个木块P随圆盘一起绕O点的竖直轴匀速转动，下面说法正确的是（）

A．圆盘匀速转动的过程中，P受到的静摩擦力的方向指向O点

B．圆盘匀速转动的过程中，P受到的静摩擦力为0

C．在转速一定的条件下，P受到静摩擦力的大小与P到O点的距离成正比

D．在P到O点的距离一定的条件下，P受到的静摩擦力的大小与圆盘匀速转动的角速度成正比

7.用一木板托着一本书在竖直平面内做匀速圆周运动，先后经过Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ四点，如图所示，Ａ、Ｃ和Ｂ、Ｄ处于过圆心的水平轴和竖直轴上，设木板受到压力为Ｎ，对书的静摩擦力为f，则（　　）

Ａ、从Ｃ→Ｄ，f减小，Ｎ增大；　　　

Ｂ、从Ｄ→Ａ，f增大，Ｎ减小；

Ｃ、在Ａ、Ｃ两位置，f最大，Ｎ＝mg

D、在Ｂ、Ｄ两位置，Ｎ均有最大值

8.图示是用以说明向心力与质量、半径之间的关系的仪器，球P和Q可以在光滑杆上无摩擦地滑动，两球之间用一条轻绳连接，mP＝2mQ.当整个装置以角速度ω匀速旋转时，两球离转轴的距离保持不变，则此时（　　）

A.两球受到的向心力的大小相等

B.P球受到的向心力大于Q球受到的向心力

C.rP一定等于

D.当ω增大时，P球将向外运动

9.如图所示，m为在水平传送带上被传送的小物体（可视为质点），A为终端皮带轮.已知皮带轮的半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑.当m可被水平抛出时，A轮每秒的转数最少为（　　）

A.　B.　C.　D.

10.如图所示，质量为m的小球固定在长为L的细杆一端，绕细杆的另一端O在竖直面内做圆周运动，球转到最高点A时，线速度大小为，则（）

A、杆受到mg/2的拉力B、杆受到mg/2的压力

C、杆受到3mg/2的拉力D、杆受到3mg/2的压力

二、实验题（本大题共2小题，共20分）

11、.在汽车技术中，速度和行程的测量有好几种方法，图甲所示为一光电式车速传感器，其原理简图如图乙所示，A为光源，B为光电接收器，A、B均与车身相对固定，旋转齿轮C与车轮D相连接，它们的转速比nC∶nD＝1∶2.车轮转动时A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收后转换成电信号，由电子电路记录和显示.若某次实验显示出单位时间内的脉冲数为n，要求出车的速度还必须测量的物理量或数据为：

　　　　　　　　　　　　　　　　.汽车速度的表达式为：

v＝　　　　　　　　　　　　.

12、图1是利用激光测转的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。

当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图2所示）。

（1）若图2中示波器显示屏横向的每大格（5小格）对应的时间为5.00×10-2s，则圆盘的转速为__________________转/s。

（保留3位有效数字）

（2）若测得圆盘直径为10.20cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________cm。

（保留3位有效数字）

三、计算题（本大题共4小题，共40分。

解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

只写出最后答案的不得分。

有数值计算的题。

答案中必须明确写出数值和单位。

）

13.一辆质量m＝2.0t的小轿车驶过半径R＝90m的一段圆弧形桥面，取g＝10m/s2.问：

（1）若桥面为凹形，汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面的压力是多少？

（2）若桥面为凸形，汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面的压力是多少？

（3）汽车以多大的速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？

14、如图所示，质量分别为m1、m2的光滑小球放在上表面光滑的半球上，受到在同一平面内长分别为l1、l2的轻绳的牵引（已知l1、l2与O/O的夹角分别为和，且），在半球球心O点正上方的转盘O/的带动下做匀速圆周运动，为使两球都不离开半球，求转盘O/转动的角速度。

15．一细杆与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动，如图所示，水的质量m=0.5kg，水的重心到转轴的距离cm。

（取g=10m/s2，不计空气阻力）

⑴若在最高点水不流出来，求桶的最小速率；

⑵若在最高点水桶的速率v=3m/s，求水对桶底的压力.

16、一半径为R=1.00m的水平光滑圆桌面，圆心为O，有一竖直的立柱与桌面的交线是一条凸的平滑的封闭曲线C，如图所示。

一根不可伸长的柔软的细轻绳，一端固定在封闭曲线上的某一点，另一端系一质量为m=7.5×10-2kg的小物块。

将小物块放在桌面上并把绳拉直，再给小物块一个方向与绳垂直大小为v0=4m/s的初速度。

物块在桌面上运动时，绳将缠绕在立柱上。

已知当绳的张力为T0=2N时，绳即断开，在绳断开前物块始终在桌面上运动。

求：

（1）问绳刚要断开时，绳的伸直部分的长度为多少？

（2）若绳刚要断开时，桌面圆心O到绳的伸直部分与封闭曲线的接触点的连线正好与绳的伸直部分垂直，问物块的落地点到桌面圆心O的水平距离为多少？

已知桌面高度H=0.80m，物块在桌面上运动时未与立柱相碰。

（取重力加速度大小为10m/s2）

答案解析

一、选择题（本大题共10题，每题4分，共40分，每小题有多个选项符合题意。

全部选对的得4分。

选对但不全的得2分。

错选或不答的得O分。

）

1、【解析】选A.由滚轮不会打滑可知主动轴上的平盘与可随从动轴转动的圆柱形滚轮的接触点的线速度相同，所以v1=v2，由此可得x·2πn1=r·2πn2，所以n2=n1（x/r），即选项A正确。

2、【解析】选ACD.碰到钉子的瞬间线速度不变，做圆周运动的半径突然变小.故角速度突然变大，向心加速度a＝突然变大，悬线张力T＝mg＋突然变大.

3、【解析】选A、C.设绳与竖直方向的夹角为，水平面距悬点的高度为h,细线的拉力与重力的合力提供向心力，则mgtan=m（）2htan,解得T=，由此可知T与绳长无关，A、C正确，B、D错误.

4、【解析】选ABD.弹从圆筒左侧穿入后沿直径作匀速直线运动，孔转至最右侧时子弹恰好穿出，则子弹飞行时间应恰好等于圆筒转动半个周期的奇数倍，即（2n+1）π=ω·d/v，则v=dω/[（2n+1）π],（n=0，1，2……）分母不可能是π的偶数倍。

5、【解析】选BD.质点做匀速圆周运动时，相等时间内通过的圆弧长度相等，即路程相等，B项正确，此时半径所转过的角度也相等，D项正确，但由于位移是矢量，在相等时间里，质点位移大小相等，方向却不一定相同，因此位移不一定相同，而平均速度也是矢量，虽然大小相等，但方向不尽相同，故A、C错误。

6、【解析】选A、C.木块P所受到的静摩擦力提供做圆周运动的向心力，方向指向圆心O点，A正确、B错误；由f＝mr=m

（2）2r可知在转速n一定时，P受到静摩擦力的大小与P到O点的距离成正比，C正确；在P到O点的距离一定时，P受到的静摩擦力的大小与圆盘匀速转动的角速度的平方成正比，D错误.

7、【解析】选ABC.书受到重力mg、支持力N、静摩擦力f共三个力，做匀速圆周运动，合力指向圆心且大小保持不变。

从CD，任取一点如图所示，则

f=F合sinθN–mg=F合cosθ

N=mg+F合cosθθ减小，f减小，N增大。

同理，从DA，有f增大，N减小，在A和C两位置，静摩擦力提供向心力，N=-mg

θ=0，在D点N最大，而在B点mg、N合力指向圆心，N=mg-F合，因而N具有最小值。

因此，答案为ＡＢＣ。

8、【解析】选AC，两球在水平方向上只受到轻绳拉力的作用，故两球受到的向心力大小相等（等于轻绳张力）

即mPrPω2＝mQrQω2

9、【解析】选A，

方法一　m到达皮带轮的顶端时，若m≥mg，表示m受到的重力小于（或等于）m沿皮带轮表面做圆周运动的所需的向心力，m将离开皮带轮的外表面而做平抛运动，又因为转数n＝＝

所以当v≥，即转数n≥时，m可被水平抛出

故选项A正确.

方法二　建立如图所示的直角坐标系.当m到达皮带轮的顶端有一速度时，若没有皮带轮在下面，m将做平抛运动，根据速度的大小可以作出平抛运动的轨迹.若轨迹在皮带的下方，说明m将被皮带挡住，先沿皮带轮下滑；若轨迹在皮带的上方，说明m立即离开了皮带轮而做平抛运动.

又因为皮带轮圆弧在坐标系中的函数为：

y2＋x2＝r2

初速度为v的平抛运动在坐标系中的函数为：

y＝r－g（）2

平抛运动的轨迹在皮带轮上方的条件为：

x＞0时，平抛运动的轨迹上各点与O点间的距离大于r，即＞r

即＞r，解得：

v≥

又因皮带轮的转速n与v的关系为：

n＝

可得：

当n≥时，m可被水平抛出.

答案：

A

10、【解析】选B．小球在最高点的速度为，所需的向心力为FN=mv2/L=mg/2，向心力的方向向下，重力的方向也向下，重力的一半提供向心力，剩余的重力是杆对小球的支持力与其平衡，也就是小球对杆有mg/2的压力。

二、实验题（本大题共2小题，共20分）

11、【解析】设齿轮C的齿数为P，由题意知，C及车轮的角速度ω＝2π·，再设车轮的半径为R，故车速v＝ω·R＝.

答案：

车轮的半径R和齿轮的齿数P　

12、【解析】⑴从图2可知圆盘转一圈的时间在横坐标上显示22格，由题意知图2中横坐标上每格表示1.00×10-2s，所以圆盘转动的周期是0.22s，则转速为4.55转/s

⑵反光引起的电流图像在图2中横坐标上每次一格，说明反光涂层的长度占圆盘周长的22分之一为cm。

答案：

⑴4.55转/s⑵2.91cm

三、计算题（本大题共4小题，共40分。

解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。

只写出最后答案的不得分。

有数值计算的题。

答案中必须明确写出数值和单位。

）

13、【解析】

（1）汽车通过凹形桥面的最低点时，在水平方向上受到牵引力F和阻力f的作用，在竖直方向上受到桥面向

上的支持力FN1和向下的重力G＝mg的作用，如图甲所示.圆弧形轨道的圆心