2018-2019学年高中物理 第二章 匀速圆周运动本章测评2（含解析）教科版必修2

1、匀速圆周运动本章测评 (时间:60分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分)1.在匀速圆周运动中,发生变化的物理量是()A.速度B.速率C.角速度D.周期解析:匀速圆周运动的角速度、周期保持不变,线速度大小即速率不变,方向时刻变化,是变速运动,A正确,B、C、D错误.答案:A2.关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期与向心加速度的关系,下列说法中正确的是()A.角速度大的向心加速度一定大B.线速度大的向心加速度一定大C.线速度与角速度乘积大的向心加速度一定大D.周期小的向心加速度一定大解析:由向心加速度公式a=r2=r可知,当r一定时,角速度大的向心加速度一定大,故A错;当r一定时,线速度大的向心加速度一定大,故B错;由a=r2=r=v得线速度与角速度乘积大的向心加速度一定大,故C对;当r一定时,周期T小,向心加速度大,故D错.答案:C3.甲、乙两名滑冰运动员质量分别为80kg和40 kg,面对面拉着弹簧测力计做圆周运动的滑冰表演,如图所示.两人相距0.9 m,弹簧测力计的示数为96 N,冰面可视为光滑.下列判断中正确的是()A.两人的线速度相同,

2、为40 m/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解析:甲、乙两人之间的距离不变,与弹簧始终在同一直线上,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r1、r2,两人转动时的向心力由弹簧的弹力提供,由牛顿第二定律得F=m12r1F=m22r2r1+r2=0.9由解得r1=0.3m,r2=0.6m,=2rad/s.答案:D4.一质量为m的小物块沿半径为R的圆弧轨道下滑,滑到最低点时的速度是v,若小物块与轨道的动摩擦因数是,则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力是()A.mgB.mC.m(g+)D.m(g-)解析:在最低点受力分析有:N-mg=m,再由f=N得C正确.答案:C5.火车在某个弯道按规定运行速度40m/s转弯时,内、外轨对车轮皆无侧压力,若火车在该弯道实际运行速度为50m/s,则下列说法中正确的是()A.仅内轨对车轮有侧压力B.仅外轨对车轮有侧压力C.内、外轨对车轮都有侧压力D.内、外轨对车轮均无侧压力答案:B6.如图所示,长0.5m的轻质细杆,一端固定有一个质量为3kg的小球

3、,另一端由电动机带动,使杆绕O在竖直平面内做匀速圆周运动,小球的速率为2 m/s.g取10m/s2,下列说法正确的是()A.小球通过最高点时,对杆的拉力大小是24NB.小球通过最高点时,对杆的压力大小是6NC.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是24ND.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是54N解析:设小球在最高点时受杆的弹力向上,则mg-N=m,得N=mg-m=6N,故小球对杆的压力大小是6N,A错误,B正确;小球通过最低点时N-mg=m,得N=mg+m=54N,小球对杆的拉力大小是54N,C错误,D正确.答案:BD7.做匀速圆周运动的物体,其加速度的数值一定()A.跟半径成正比B.跟线速度的二次方成正比C.跟角速度的二次方成正比D.跟线速度和角速度的乘积成正比解析:由向心加速度与各运动参量的关系知a=r2=v,故D正确.A、B、C三个选项中,只有当其中一个量确定时,才能确定加速度与其他量的正反比关系.答案:D8.飞行员的质量为m,驾驶飞机在竖直面内以速度v做匀速圆周运动,在其运动圆周的最高点和最低点,飞行员对座椅产生的压力是()A.在最低点比最高点大2mB.相等C.在最低点比最高点大

4、2mgD.在最高点的压力大些解析:在最低点,F-mg=m,F=mg+m,在最高点,F-mg=m,F=m-mg.由此可见在最低点压力大些,F-F=2mg,C正确.答案:C9.如图所示,一个球绕中心线OO以角速度转动,则()A.A、B两点的角速度相等B.A、B两点的线速度相等C.若=60,则vAvB=D.若=30,则vAvB=2解析:A、B两点随球一起转动,与球有相同的角速度,A正确;其线速度v=r,由于rA=Rcos rB=R,故vAvB,B错误;若=60,C错误;若=30,D正确.答案:AD10.如图所示,弹性杆插入桌面的小孔中,杆的另一端连有一个质量为m的小球,今使小球在水平面内做匀速圆周运动,通过传感器测得杆端对小球的作用力的大小为F,小球运动的角速度为,重力加速度为g.则小球做圆周运动的半径为()A.B.C.D.解析:设小球受到杆端作用力F在竖直方向的分力为Fy,水平方向的分力为Fx,则有:Fy=mg,Fx=m2r.又F=,以上各式联立可求得:r=.故只有C正确.答案:C二、填空题(本题共2小题,每空4分,共16分)11.有同学想通过实验来体验向心力公式,设计的实验方案如下:如图

5、所示,线的一端系一个重物,手执线的另一端,使重物在光滑水平桌面上做匀速圆周运动.当转速(角速度)相同时,根据你所学的知识,你认为线长易断,还是线短易断?(选填“长”或“短”).如果重物运动时细线被桌上的一个钉子挡住,随后重物以不变的速率在细线的牵引下绕钉子做圆周运动.细线碰钉子时,是钉子离重物越远线易断,还是离重物越近线易断?(选填“远”或“近”).解析:由F=m2r=m(2n)2r可知当转速(角速度)相同时,细线越长,向心力越大,即细线的拉力越大,细线越易断.由F=m知,线速度相同时,r越小,F越大,细线越易断.答案:长近12.一辆汽车以54km/h的速率通过一座拱形桥的桥顶,汽车对桥面的压力等于车重的一半,这座拱形桥的半径是m.若要使汽车过桥顶时对桥面无压力,则汽车过桥顶时的速度大小至少是 m/s.解析:v=54km/h=15 m/s,由mg-F=m和F=mg得r=45m;若要使汽车对桥面无压力,则重力恰好完全提供向心力,由牛顿第二定律得mg=m,故v=15m/s21m/s.答案:4521m/s三、解答题(本题共2小题,共24分)13.(12分)计算机上常用的“3.5英寸、1.44

6、MB”软磁盘的磁道和扇区如图所示,磁盘上共有80个磁道(即80个不同半径的同心圆),每个磁道分成18个扇区,每个扇区可记录512个字节.电动机使磁盘以转速n=300r/min匀速转动.磁头在读、写数据时是不动的.磁盘每转一圈,磁头沿半径方向跳动一个磁道.(1)一个扇区通过磁头的时间是多少?(2)不计磁头转移的时间,计算机每秒可从软盘上最多读取多少个字节?解析:磁盘转速n=300r/min=5 r/s所以周期T=0.2s.(1)磁头扫描每个扇区的时间:t=s= s.(2)每个扇区的字节数N0=512个,1s内读取的字节数N=1=51290个=46080个.答案:(1)s(2)4608014.(12分)如图所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半.内壁上有一质量为m的小物块.求:(1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;(2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度.解析:(1)如图所示,当圆锥筒静止时,小滑块受到重力、摩擦力f和支持力N.由题意可知f=mgsin =mgN=mgcos =mg(2)小物块受到重力和支持力的作用,设圆筒和物体匀速转动的角速度为竖直方向Ncos =mg水平方向Nsin =m2r联立,得=又tan =,r=,解得=.答案:(1)mgmg(2)5

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