物理沪科版必修2单元检测：第2章研究圆周运动.doc

第2章研究圆周运动单元检测（时间：90分钟满分：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，至 少有一个选项正确全部选对得4分，选不全得2分，有选错或不答的得0分）1. 大型游乐场中有一种叫“摩天轮”的娱乐设施，如图所示，坐在其中的游客随轮的 转动而做匀速圆周运动，对此有以下说法，其中正确的是（）A. 游客处于一种平衡状态B. 游客做的是一种变加速曲线运动C. 游客做的是一种匀变速运动D. 游客的速度和加速度都在不断地改变着2. 如图所示，三个轮组成传动装置，轮间不打滑，A. B、C三点比较，已知心：心：Rc=2 ： 3 ： 4,贝i」（ ）oA. 角速度Z比 s ： s ： s = 6 ： 4 ： 3B. 线速度之比0 ：迈：3=2 ： 3 ： 4C. 周期之比 T\：T2： 7*3=1 ： 1 ： 1D・向心加速度之比： 2 ： 03=4 ： 3 ： 23. 如果将做匀速圆周运动的物体转速增大到原来的2倍时，所需的向心力比原来大3 N, 则物体原来的向心力的大小为（）A. 1 N B. 2N C. 3N D. 4N4. 有一种大型游戏器械，它是一个圆桶形容器，桶壁竖直，游客进入容器后靠桶壁站 立，当圆桶开始转动后，转速加快到一定稈度时，突然地板塌落，游客发现白己没有落下去, 这是頁接原因为（）。

A. 游客处于失重状态B. 游客随着转速的增大有沿畢向上滑动的趋势C. 游客受到桶壁的摩擦力平衡重力D. 游客受到桶壁的向心力5. 游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20 m/s2, g取10m/s?, 那么此位置廉椅对游客的作用力相当于游客重力的（）A. 1倍 B. 2倍 C. 3倍 D. 4倍6・汽车甲和汽车乙质量相等，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲车在 乙车的外侧两车沿半径方向受到的摩擦力分别为/甲和/乙以下说法正确的是（）A. /甲小于/乙B. /甲等于/乙C. /甲大于f乙D. /甲和/乙大小均与汽车速率无关7 •—般的曲线运动可以分成很多小段，毎小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整 条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替如图⑷所示，曲线上/点的曲率圆定义为:通 过/点和|11|线上紧邻/点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做力点的1111率圆, 其半径叫做力点的曲率半径现将一物体沿与水平面成a角的方向以速度％抛出，如图 （b）所示则在其轨迹最高点P处的曲率半径是（）YO\“Miss图(a)图(b)9A.莹gv02 sin2 a . v02 cos2 aB . C .g g9 2吋 cos aD . -^― gsina8.长度为厶= 0.50 m的轻质细杆6M, /端有一质量为加=3.0 kg的小球，如图所示， 小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0 m/s, g取10 m/sS贝眦时-细杆OA受到（）。

A. 6N的拉力 B. 6N的压力 C. 24 N的拉力 D・24 N的压力9 .如图所示，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 作匀速圆周运动，则它们的()0A.运动周期相同 B.运动线速度一样C.运动和速度相同 D.向心加速度相同10. 甲、乙两名溜冰运动员质量分别为80 kg和40 kg,面对面拉着弹簧秤做圆周运动 的溜冰表演，如下图所示两人相距0.9 m,弹簧秤的示数为96 N,下列判断中正确的是 ()A. 两人的线速度相同，为40m/sB. 两人的角速度相同，为6 rad/sC. 两人的运动半径相同，都是0.45 mD. 两人的运动半径不同，甲为0.3 m,乙为0.6 m二、填空题(本题共2小题，每小题10分，共20分)11. 从事太空研究的宇航员需要长时间在太空的微重力条件下T作、生活，这对适应了 地球表血生活的人，将产生很多不良影响为了解决这个问题，有人建议在未来的太空城中 建立两个一样的太空舱，它们Z间用便杆相连，可绕o点高速转动，如图所示由于做匀 速圆周运动，处于太空中的宇航员将能体验到与在地面上受重力相似的感觉太空舱中宇航 员感觉到的“重力”方向指向 ；假设O点到太空舱的距离为90 m,要想让太空舱中的宇航员能体验到地血重力相似的感觉，则太空舱转动的角速度大约是 rad/s(g 取 10 m/s2)o12•图甲所示为测暈电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸|古|定在电动机 转轴上，在电动机的带动下匀速转动.在圆形卡纸的旁边垂育安装一个改装了的电火花计时 器。

A・使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触B. 接通电火花计时器的电源，使它工作起來C. 启动电动机，使圆形卡纸转动起来D. 关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示)，写出 角速度血的表达式，代入数据，得出炉的测量值(2) 要得到血的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是 oA.秒表B.毫米刻度尺C.圆规D.量角器(3) 写出角速度co的表达式，并指出表达式中各个物理量的意义: 4) 为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好 接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动则卡纸上打 下的点的分布曲线不是一个I员I,而是类似一种螺旋线，如图丙所示这对测量结果有影响吗？三、计算题(本题共4小题，共40分解题时要有必要得步骤和文字说明)13. (8分)如图所示，在光滑水平面上，一质量为加=0.20 kg的小球在绳的拉力作用下做半径为厂=1.0 m的匀速圆周运动已知小球运动的线速度大小为e=2.0 m/s,求：(1) 小球运动的周期；(2) 小球做匀速圆周运动时，绳对它的拉力大小14・(8分)(2010•河北冇家庄高一考试)在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时 速是108 km/ho汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地血的最大静摩擦力等于车重的0.6 倍。

1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路血是水平的，其弯道的最 小半径是多少？(2)如果高速路上设计了闘弧拱桥做立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过関弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？(取g=10m/s2)15. (12分)如图所示，质最为加的小球置于正方体的光滑盒子中，盒了的边长略大于 球的直径某同学拿着该盒子在竖肓平面内做半径为R的匀速圆周运动，己知重力加速度 为g,空气阻力不计，问：(1) 要使盒了在最高点时盒了与小球Z间恰好无作用力，则该盒了做匀速圆周运动的周期为多少？(2) 若盒了以第(1)问中周期的丄做匀速恻周运动，求当盒了运动到最高点时对盒子的作2用力16. (12分)(2010北京西城高一考试)如图所示，一过山车在半径为7?的轨道内运动，过山车的质量为M,里面人的质量为加，运动过稈中人与过山车始终保持相对静止求：(1) 当过山车以多大的速度经过最高点时，人对炖椅的压力大小刚好等于人的重力？此 时过山车对轨道的压力为多少？(2) 当过山车以J亦的速度经过最低点时，人对朋椅的压力为多少？答案与解析1. 答案：BD解析：游客做匀速圆周运动，速度和加速度的大小不变，但它们的方向时刻在改变，均 为变量，因此游客做的是变加速1111线运动，而非匀变速运动，不是处于平衡状态。

2. 答案：A解析：三个轮子边缘的线速度大小相等，故选项B错误；由0二上可知，◎： s：少RQ JT=6 ： 4 ： 3,选项A正确；由卩二——可得件：7；：八=2 ： 3 ： 4,选项C错误；由a=oj2R CD可得a\ : : 3 = 6 ： 4 ： 3,选项D错误3. 答案：A解析：F=mrco2f F = mr(2a))2 =4F , F—F=4F—F=3F=3N, F=1N4. 答案：C解析：游客随圆桶一起做圆周运动，桶壁对其的弹力提供向心力，从而具备了摩擦力产 生的必要条件，当游客受到重力有向下滑动的趋势时，摩擦力产生和重力平衡，使游客仍III 能保持游客在竖直方向上不动5. 答案：C解析：在最低点时，由牛顿第二定律可得(人的质量设为〃： F-mg=ma,代入数值解 得F=3mg,故选项C正确6. 答案：A解析：两车做圆周运动的向心力均有摩擦力提供，由于甲车在乙车外侧，故厂甲”乙，2而两者质量和速率均相等，据f = m—可得选项A正确r7. 答案：Cv2解析：物体抛出后在最高点的加速度为g,水平速度为叱cos ,由Q 得R站中’的制率半径厂牛’C项正緘8. 答案：B解析：根据Fm 可得物体所受得合外力为向下24 N,重力为向下30N,所以物 r体必受到杆向上的6N的支持力，则杆受到物体向下6N的压力。

9. 答案:AC解析：小球受力如图所示,护 4兀2mg tan 0 — ma - mar - Asin 0 = m ——；——=m —— • L sin & ,厶 sin& 「解 得 a = gtan0 = ghg如WtanO ‘如储弋10.答案：D解析：甲、乙两人z间的距离不变,与弹簧始终在同一貞线上，所以两人具有相同的角速度设甲、乙两人的运动半径分别为门、r2,两人转动时的向心力由弹簧的弹力提供，rtl 牛顿第二定律得诂①F=tn2(o~f"2 ②*门+厂2=・9「h得门=0.3 m,厂2=0.6 m, e=2 rad/s11.答案：沿半径方向向外1/3解析：宇航员感觉到的“重力沿半径方向向外；要想让太空舱中的宇航员能体验到地血 重力相似的感觉，宇航员的向心加速度大小应等于重力加速度g，即a=g=后R,解得a)=J— =. /—rad/s = - rad/sV7? V90 312. 答案：(l)ACBD (2)D (3) CO= ,为〃个点对应的圆心角，/为时间间(刃- 1)厂隔4)没有影响解析：因为这个题目用的是打点计时器，所以两点Z间的时间是0.02 s,通过量角器最 出圆心到两点2间的角度，利用co=0/t.(1) 具体的实验步骤应该是A、C、B、D(2) 量出角度应该用量角器D⑶60= , 0为〃个点对应的圆心角，f为时间间隔(刃一1"(4)臧该注意的一个问题是不能转动一圈以上，因为点迹重合，当半径减小时，因为单位时间内转过的角度不变，所以没有影响。

13. 答案：(1)3.14 s (2)0.80 N解析：⑴根据周期公式可知小球运动的周期：T = — = 3」4sV(2)设小球做匀速圆周运动时，细绳对它的拉力为F,2根据牛顿笫二定律有：F = = 0.80Nor14. 答案：(1)150 m (2)90 m解析：(1)汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力是车与路血间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有=0.6 mg = m由速度v=30 m/s,得弯道半径r= 150 m2)汽车过拱桥，看作在竖直平血内做匀速圆周运动，到达最高点时，根据向心力公式有：mg-FN =m —R为了保证安全，车对路面间的弹力Fv必须大于等于零H mg > tn-R则 7?>90 mo。