2018_2019学年高中物理第2章研究圆周运动章末检测试卷沪科版必修2.doc
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1、第2章 研究圆周运动章末检测试卷(二)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分)1关于平抛运动和圆周运动,下列说法正确的是()A平抛运动是匀变速曲线运动B匀速圆周运动是速度不变的运动C圆周运动是匀变速曲线运动D做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的答案A解析平抛运动的加速度恒定,所以平抛运动是匀变速曲线运动,A正确;平抛运动的水平方向是匀速直线运动,所以落地时速度一定有水平分量,不可能竖直向下,D错误;匀速圆周运动的速度方向时刻变化,B错误;匀速圆周运动的加速度始终指向圆心,也就是方向时刻变化,所以不是匀变速运动,C错误2如图1所示,当汽车通过拱形
2、桥顶点的速度为10 m/s时,车对桥顶的压力为车重的,如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时,不受摩擦力作用,则汽车通过桥顶的速度应为(g10 m/s2)()图1A15 m/s B20 m/sC25 m/s D30 m/s答案B解析速度为10 m/s时,车对桥顶的压力为车重的,对汽车受力分析:受重力与支持力(由牛顿第三定律知支持力大小为车重的),运动分析:做圆周运动,由牛顿第二定律可得:mgNm,得R40 m,当汽车不受摩擦力时,mgm,可得:v020 m/s,B正确3如图2所示,质量为m的石块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变,那么()图2
3、A因为速率不变,所以石块的加速度为零B石块下滑过程中受到的合外力越来越大C石块下滑过程中的摩擦力大小不变D石块下滑过程中的加速度大小不变,方向始终指向球心答案D解析石块做匀速圆周运动,合外力提供向心力,大小不变,根据牛顿第二定律知,加速度大小不变,方向始终指向球心,而石块受到重力、支持力、摩擦力作用,其中重力不变,所受支持力在变化,则摩擦力变化,故A、B、C错误,D正确4质量分别为M和m的两个小球,分别用长2l和l的轻绳拴在同一转轴上,当转轴稳定转动时,拴质量为M和m的小球的悬线与竖直方向夹角分别为和,如图3所示,则()图3Acos Bcos 2cos Ctan Dtan tan 答案A解析对
4、于球M,受重力和绳子拉力作用,这两个力的合力提供向心力,如图所示设它们转动的角速度是,由Mgtan M2lsin 2,可得:cos .同理可得cos ,则cos ,所以选项A正确【考点】圆锥摆类模型【题点】类圆锥摆的动力学问题分析5如图4所示,用长为l的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动,则下列说法中正确的是()图4A小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B小球在最高点时绳子的拉力不可能为零C若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动,则其在最高点的速率为0D小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力答案D解析小球在圆周最高点时,向心力可能等于重力也可能等于重力与绳子的拉力之和,取决于小球的
5、瞬时速度的大小,A错误;小球在圆周最高点时,如果向心力完全由重力充当,则可以使绳子的拉力为零,B错误;小球刚好能在竖直面内做圆周运动,则在最高点,重力提供向心力,v,C错误;小球在圆周最低点时,具有竖直向上的向心加速度,处于超重状态,拉力一定大于重力,故D正确6如图5所示,两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和轮B水平放置(两轮不打滑),两轮半径rA2rB,当主动轮A匀速转动时,在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止,若将小木块放在B轮上,欲使木块相对B轮能静止,则木块距B轮转轴的最大距离为()图5A. B.C. DrB答案C解析当主动轮匀速转动时,A、B两轮边缘上的线速度大小相等,由得.因A、B
6、材料相同,故木块与A、B间的动摩擦因数相同,由于小木块恰能在A边缘上相对静止,则由静摩擦力提供的向心力达到最大值fm,得fmmA2rA设木块放在B轮上恰能相对静止时距B轮转轴的最大距离为r,则向心力由最大静摩擦力提供,故fmmB2r由式得r()2rA()2rA,C正确【考点】水平面内的匀速圆周运动分析【题点】水平面内的匀速圆周运动分析7如图6所示,半径为L的圆管轨道(圆管内径远小于轨道半径)竖直放置,管内壁光滑,管内有一个小球(小球直径略小于管内径)可沿管转动,设小球经过最高点P时的速度为v,则( )图6Av的最小值为Bv若增大,轨道对球的弹力也增大C当v由逐渐减小时,轨道对球的弹力也减小D当
7、v由逐渐增大时,轨道对球的弹力也增大答案D解析由于小球在圆管中运动,最高点速度可为零,A错误;因为圆管既可提供向上的支持力也可提供向下的压力,当v时,圆管受力为零,故v由逐渐减小时,轨道对球的弹力增大,B、C错误;v由逐渐增大时,轨道对球的弹力也增大,D正确8(多选)如图7所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点)A和B距轴心O的距离分别为rAR,rB2R,且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是fm,两物块A和B随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是()图7AB所受合外力一直等于A所受合外力BA受
8、到的摩擦力一直指向圆心CB受到的摩擦力一直指向圆心DA、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为答案CD解析A、B都做匀速圆周运动,合外力提供向心力,根据牛顿第二定律得F合m2R,角速度相等,B的半径较大,所受合外力较大,A错误最初圆盘转动角速度较小,A、B随圆盘做圆周运动所需向心力较小,可由A、B与盘面间静摩擦力提供,静摩擦力指向圆心由于B所需向心力较大,当B与盘面间静摩擦力达到最大值时(此时A与盘面间静摩擦力还没有达到最大),若继续增大角速度,则B将有做离心运动的趋势,而拉紧细线,使细线上出现张力,角速度越大,细线上张力越大,使得A与盘面间静摩擦力先减小后反向增大,所以A受到的摩擦力先指向
9、圆心,后背离圆心,而B受到的摩擦力一直指向圆心,B错误,C正确当A与盘面间静摩擦力恰好达到最大时,A、B将开始滑动,则根据牛顿第二定律得,对A有TfmmRm2,对B有Tfmm2Rm2.解得最大角速度m,D正确【考点】水平面内的匀速圆周运动的动力学分析【题点】水平面内的匀速圆周运动的动力学分析9(多选)在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江,若把这滑铁索过江简化成如图8所示的模型,铁索的两个固定点A、B在同一水平面内,AB间的距离为L80 m铁索的最低点离AB间的垂直距离为H8 m,若把铁索看做是圆弧,已知一质量m52 kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点的速度为10 m/s.(取g10
10、 m/s2,人的质量对铁索形状无影响)那么()图8A人在整个铁索上的运动可看成是匀速圆周运动B可求得铁索的圆弧半径为104 mC人在滑到最低点时对铁索的压力约为570 ND在滑到最低点时人处于失重状态答案BC解析从最高点滑到最低点的过程中速度在增大,所以不可能是匀速圆周运动,故A错误;由几何关系得:R2(RH)2()2,L80 m,H8 m,代入解得,铁索的圆弧半径R104 m,故B正确;滑到最低点时,由牛顿第二定律:Nmgm,得Nm(g)52(10) N 570 N,由牛顿第三定律知人对铁索的压力约为570 N,故C正确;在最低点,人对铁索的压力大于重力,处于超重状态,故D错误10(多选)如
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