1、第六章水平测试卷本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1下列关于匀速圆周运动的描述，正确的是()A是匀速运动B是匀变速运动C是加速度变化的曲线运动D合力不一定时刻指向圆心答案C解析匀速圆周运动线速度大小不变，方向改变，不是匀速运动，故A错误；匀速圆周运动的加速度指向圆心，大小不变，方向时刻改变，所以不是匀变速曲线运动，故B错误；匀速圆周运动的
2、加速度指向圆心，大小不变，方向时刻改变，所以匀速圆周运动是加速度方向不断改变的曲线运动，故C正确；匀速圆周运动的合力的方向始终指向圆心，故D错误。2如图所示，某游乐场的大型摩天轮半径为R，匀速旋转一周需要的时间为t。已知质量为m的小华乘坐的车厢此刻处于摩天轮的最底部，则下列说法正确的是()A摩天轮运动的角速度为2tB摩天轮运动的线速度为C摩天轮运动的向心加速度为D在最低点时座椅对小华的作用力为答案B解析摩天轮旋转一周的时间即为其旋转周期，则知摩天轮旋转的周期Tt，所以摩天轮运动的角速度，故A错误；摩天轮运动的线速度v，故B正确；摩天轮运动的向心加速度an，故C错误；小华在最低点时，支持力与重力
3、的合力充当向心力，则有：Fmgm，解得：Fmgm，故D错误。3转笔深受广大中学生的喜爱，如图所示，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关转笔中涉及到的物理知识的叙述，正确的是()A笔杆上各点线速度大小相同B笔杆上各点周期相同C笔杆上的点离O点越远，角速度越小D笔杆上的点离O点越远，向心加速度越小答案B解析由题意知，笔上各点转动一圈所用时间相等，所以各点的周期相等，因为v，所以离O越远的点半径越大，线速度越大，故A错误，B正确；因为T，故各点的角速度相等，C错误；因为anr2，所以离O点越远，向心加速度越大，故D错误。4摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列
4、车，如图所示。当列车转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，抵消离心力的作用。行走在直线上时，车厢又恢复原状，就像玩具“不倒翁”一样。假设有一超高速列车在水平面内行驶，以100 m/s的速度拐弯，拐弯半径为500 m，则质量为50 kg的乘客，在拐弯过程中所受到的火车给他的作用力为(g取10 m/s2)()A500 N B500 NC1000 N D0答案A解析根据牛顿第二定律得：F合m50 N1000 N，根据平行四边形定则知火车给乘客的作用力：N N500 N，故A正确，B、C、D错误。5如图所示，底面半径为R的平底漏斗水平放置，质量为m的小球置于底面边缘紧靠侧壁，漏斗内表面光滑，侧壁的倾角
5、为，重力加速度为g。现给小球一垂直于半径向里的某一初速度v0，使之在漏斗底面内做圆周运动，则()A小球一定受到两个力的作用B小球可能受到三个力的作用C当v0时，小球对底面的压力为零D当v0时，小球对侧壁的压力为零答案B解析设小球刚好对底面无压力时的速度为v，此时小球的向心力Fmgtanm，所以v。故当小球转动速度v0”“”或“”)(3)通过本实验可以得到的结论有_。A在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比B在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比C在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比D在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比答案(1)控制变
6、量法(2)(3)A解析(1)使用向心力演示器研究向心力大小与质量的关系时半径和角速度都不变，研究向心力大小与半径的关系时质量和角速度都不变，研究向心力大小与角速度的关系时半径和质量都不变，所以采用的科学方法是控制变量法。(2)由图可知图中两球受到的向心力相等，转动的半径相同，由于铝的密度小，则相同体积的铝球的质量小，由向心力的公式：Fnmr2，则AB。(3)通过本实验可以得到的结论有，在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，故A正确，B、C、D错误。三、计算题(本题共
7、4小题，共40分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)15(8分)申雪、赵宏博是我国双人花样滑冰的名将，曾代表祖国在世界各大比赛中取得了骄人的成绩。如图所示是模拟赵宏博(男)以自己为转动轴拉着申雪(女)做匀速圆周运动，若赵宏博的转速为30 r/min，申雪触地冰鞋的线速度为4.7 m/s。(1)求申雪触地冰鞋做圆周运动的角速度和半径；(2)若他们手拉手绕他们连线上的某点做匀速圆周运动，已知男、女运动员触地冰鞋的线速度分别为3.6 m/s和4.8 m/s，问男、女运动员做圆周运动的半径之比为多少？答案(1)3.14 rad/s1.5 m(2)34解析(1)n30 r/min0.
8、5 r/s，角速度2n3.14 rad/s。设触地冰鞋做圆周运动的半径为r，由vr得r m1.5 m。(2)他们各自做如图所示的圆周运动，他们的角速度相同，设男运动员做圆周运动的半径为r1，女运动员做圆周运动的半径为r2，则。16(8分)如图所示，斜面AB与竖直半圆轨道在B点圆滑相连，斜面倾角为45，半圆轨道的半径为2 m，一小球从斜面下滑，进入半圆轨道，最后落到斜面上，当小球通过C点时，小球对轨道的压力为66 N，小球的质量为3 kg，g取10 m/s2，试求：(1)小球通过C点的速度为多大？(2)小球从离开轨道到落到斜面所用的时间。答案(1)8 m/s(2)0.4 s解析(1)在C点，根据
9、牛顿第二定律可得：FNmgm，解得vC8 m/s。(2)小球离开轨道后做平抛运动，则xvCt；2Rxgt2，联立解得：t0.4 s。17. (12分)如图所示，一根长0.1 m的细线，一端系着一个质量为0.18 kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动。当小球的转速增加到原来的3倍时，细线断裂，这时测得线的拉力比原来大40 N。(1)求此时线的拉力为多大？(2)求此时小球运动的线速度为多大？(3)若桌面高出地面0.8 m，则线断后小球垂直桌面边缘飞出，落地点离桌面边缘的水平距离为多少？(g取10 m/s2)答案(1)45 N(2)5 m/s(3)2 m解析(1)设小球原
10、来的角速度为，线的拉力为F，则有Fmr2FFmr(3)2又F40 N，由两式得F5 N所以线断时，线的拉力为FFF45 N。(2)设此时小球的线速度为v，则有FFm代入数据得v5 m/s。(3)飞出桌面后小球做平抛运动，则有hgt2xvt联立两式并代入数据得x2 m。18(12分)如图所示，装置BOO可绕竖直轴OO转动，可视为质点的小球与两细线AB、AC连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角37。已知小球的质量为m，细线AC长为l，sin370.6，cos370.8，重力加速度为g。求：(1)当装置处于静止状态时，细线AB的拉力和AC的拉力的大小；(2)当细线AB拉力的大小等于小球重力的一半时，该装置绕OO轴转动的角速度的大小；(3)当细线AB的拉力为零时，该装置绕OO轴转动的角速度的最小值。答案(1)0.75mg1.25mg(2)(3)解析(1)对小球进行受力分析如图1，由平衡条件得：TABmgtan370.75mgTAC1.25mg。(2)根据牛顿第二定律得：TACcosmg，TACsinTABmlsin，其中TABmg解得：1 。(3)由题意，当最小时，绳AC与竖直方向的夹角仍为37，对小球受力分析，如图2，则有：mgtanm(lsin)解得：min 。