1、高考资源网（） 您身边的高考专家第二章 研究圆周运动 章末综合检测（沪科版必修2）(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，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1关于向心加速度的说法中正确的是()A向心加速度越大，物体速率变化越快B向心加速度的大小与轨道半径成反比C向心加速度的方向始终与速度方向垂直D在匀速圆周运动中向心加速度是恒量解析：选C.向心加速度反映做圆周运动的物体速度方向变化的快慢，其大小由向心力大小决定，方向时
2、刻改变但始终与线速度方向垂直且指向圆心故选项C正确2大型游乐场中有一种叫“摩天轮”的娱乐设施，如图29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()图29A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解析：选BD.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曲线运动，而非匀变速运动，不是处于平衡状态3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，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己
3、没有落下去，这是因为()A游客处于失重状态B游客随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势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解析：选C.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，摩擦力和重力平衡，使游客仍旧能保持在竖直方向上不动4某同学在观察飞机在空中进行表演时，发现飞机有时在竖直方向做圆周运动上下翻飞；有时在水平方向做匀速圆周运动，如图210所示，他得出下述结论，其中正确的是()图210A飞机做圆周运动的向心力只能由重力提供B飞机在水平面上做匀速圆周运动时，向心力可由空气的支持力与重力的合力提供 C飞机在竖
4、直面上做圆周运动在最高点时，因加速度竖直向下，故飞行员有失重感觉D飞机在竖直面上做圆周运动在最低点时，因加速度竖直向上，故飞行员受座椅的作用力最大解析：选BCD.飞机在水平面上做匀速圆周运动时受力如图所示，所需要的向心力由空气的支持力与重力的合力来提供，飞机在竖直面上运动到最低点，速度最大，由Nmg可知，座椅对飞行员的支持力N最大只要加速度方向向下，则飞行员处于失重状态5. 图211为一种早期的自行车，这种不带链条传动系统的自行车前轮的直径很大，这样的设计在当时主要是为了()图211A提高速度B提高稳定性C骑行方便D减小阻力解析：选A.前轮和脚蹬是同轴传动，角速度相同，由vr可得前轮直径越大，
5、轮子边缘的线速度就越大，前进速度就越大，选项A正确6铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道与水平面的夹角为，如图212所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则()图212A内轨对内侧车轮轮缘有挤压B外轨对外侧车轮轮缘有挤压C这时铁轨对火车的支持力等于mg/cosD这时铁轨对火车的支持力大于mg/cos解析：选AC.火车与内外轨均无挤压时，mgtanm，此时v，若v，则外轨对外侧车轮有挤压，若vvb，则vavb.又varavbrb，则ab，A、B两选项错，C选项正确由a可得，aa，ad，选项D正确故正确选项为C、D.9在光滑平面中，有一转轴垂直于此平面，交点O的上
6、方h处固定一细绳的一端，绳的另一端固定一质量为m的小球B，绳长ABlh，小球可随转轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动，如图215所示，要使球不离开水平面，转轴的转速最大值是()图215A. BC. D2解析：选A.以小球为研究对象，小球受三个力作用，重力G、水平面支持力N、绳子拉力T.在竖直方向上合力为零，在水平方上向所需向心力为，故得TcosNmgTsinmR2m42n2Rm42n2htan解得Nmgm42n2h当球即将离开水平面时N0，转速n有最大值：n或n .10如图216所示，小球m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的是()图216A小球通过最高点时的最小速度是B
7、小球通过最高点时的最小速度为零C小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力D小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力解析：选BD.当小球运动到最高点时，若速度较小，mgN，则管内壁对小球有支持力，满足mgN，则Nmg，由此可知，v越小，N越大，由于内壁的约束，到最高点时速度可以为零，故A错误，B正确；当小球运动到水平线ab以下时，小球一定需要向心力，但重力方向竖直向下，小球必定与外壁挤压，即外壁对小球一定有作用力C错误，D正确二、填空题(本题共2小题，共18分把答案填在题中的横线上)11(8分)小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速
8、测量自行车的骑行速度他的设想是：通过计算脚踏板转动的角速度，推算自行车的骑行速度经过骑行，他得到如下的数据：图217在时间t内脚踏板转动的圈数为N，那么脚踏板转动的角速度_；要推算自行车的骑行速度，还需要测量的物理量有_；自行车骑行速度的计算公式v_.解析：在时间t内脚踏板转动的圈数为N，即转一圈所用的时间T，由角速度的定义可得，要求自行车的骑行速度，还要知道自行车后轮的半径R，牙盘的半径r1、飞轮的半径r2；由v1r1v22r2，又2后，而v后R，联立以上各式解得vR2R.答案：牙盘的齿轮数m、飞轮的齿轮数n、自行车后轮的半径R(或牙盘的半径r1、飞轮的半径r2、自行车后轮的半径R)R或2R
9、(2R或R)12(10分)(2011年江苏常州高一考试)如图218甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器图218(1)请将下列实验步骤按先后排序：_.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，使它工作起来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)，写出角速度的表达式，代入数据，得出的测量值(2)要得到的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是_.A秒表 B毫米刻度尺C圆规 D量角器(3)写出角速度的表达式
10、，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圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示这对测量结果有影响吗？解析：因为这个题目用的是打点计时器，所以两点之间的时间是0.02 s，通过量角器量出圆心到两点之间的角度，利用/t.具体的实验步骤应该是A、C、B、D量出角度应该用量角器D，为n个点对应的圆心角，t为时间间隔应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，所以没有影响答案：(1
11、)ACBD(2)D(3)，为n个点对应的圆心角，t为时间间隔(4)没有影响三、计算题(本题共4小题，共42分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(10分)(2011年赤峰高一期中)如图219所示，在光滑水平面上，一质量为m0.20 kg的小球在绳的拉力作用下做半径为r1.0 m的匀速圆周运动已知小球运动的线速度大小为v2.0 m/s，求： 图219(1)小球运动的周期(2)小球做匀速圆周运动时，绳对它的拉力大小解析：(1)根据周期公式可知小球运动的周期：T3.14 s.(2)设小球做匀速圆周运动时，细绳对它的
12、拉力为F，根据牛顿第二定律有：Fm0.80 N.答案：(1)3.14 s(2)0.80 N14(10分)如图220所示，一质量为m2 kg的小球用细绳拴住在竖直平面内做圆周运动，绳长L0.5 m，固定点O距地面的高度为5.5 m，绳的最大承受力F120 N，则小球经过最低点时的速率最大为多少？若以此最大速率经过最低点时，细绳恰好被拉断，则小球落地时距离固定点O的水平距离为多大？(g取10 m/s2)图220解析：(1)设小球经过最低点时的速度为v，此时细绳所承受的力达到最大值，则由向心力公式：Tmgm可得：v5 m/s.(2)当细绳被拉断之后，小球将做平抛运动，其初速度为v05 m/s.设小球
13、从抛出到落地的时间为t则由自由落体运动规律可知：t1 s其水平位移xv0t51 m5 m.答案：5 m/s5 m15. (10分)(2011年陕西咸阳高一检测)如图221所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心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：图221 (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，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度解析：(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A点时受到重力、摩擦力和支持力三力作用而平衡，由平衡条件得摩擦力的大小fmgsin支持力的大小Nm
14、gcos .(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，物块在筒壁A点时受到的重力和支持力作用，它们的合力提供向心力，如图所示，设筒转动的角速度为，有向心力公式可知mgtanm2由几何关系得tan联立以上各式解得.答案：(1)(2)16(12分)电动打夯机的结构如图222所示，由偏心轮(飞轮和配重物m组成)、电动机和底座三部分组成，飞轮上的配重物的质量m6 kg.电动机、飞轮(不含配重物)和底座总质量M30 kg，配重物的重心到轮轴的距离r20 cm.在电动机带动下，偏心轮在竖直平面内匀速转动，当偏心轮上的配重物转到顶端时，刚好使整体离开地面，g取10 m/s2，求：图222(1)在电动机带动下，偏心轮转动的角速度；(2)打夯机对地面的最大压力解析：(1)设偏心轮转动的角速度为，配重物在最高点时有(Mm)gm2r得 10 rad/s17.3 rad/s.(2)配重物在最低点时，飞轮对它的作用力为F.由牛顿第二定律可知：Fmgm2r，对机体，由平衡得FMgF所以打夯机对地面的最大压力NF2(Mm)g720 N.答案：(1)17.3 rad/s(2)720 N高考资源网版权所有，侵权必究！