第6章 第4单元生活中的圆周运动-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理必修第二册（人教版2019）

(3)当小环A与杆KO间的动摩擦因数为0.6，且可认 力，如果小球在圆轨道最高点C点时，对铁块的弹力等 为最大静摩擦力等于滑动摩擦力时，小环A所受的最 于铁块的重力时，铁块就会对地面无压力，故A错误，D 大静摩擦力Fmx=uFN=6N。假设摩擦力水平向 正确：如果小球只能在下半圆运动，那么小球到达与圆 左，对小环A,水平方向，有Fr'sin0-F:=m1w2(l十 心等高的B点时速度为零，此时对铁块无作用力，故B Lsin),又Ft'cos0=mgg,联立解得mgg tan0-F:= 错误；小球经过最低点A时，因为需要向心力，所以铁 mAu2(1+Lsin0),所以F:-mag tan0-mAu2(1+ 块对小球的支持力大于小球的重力，根据牛顿第三定 Lsin)=3-0.3w。分析可得，当w≤√10rad/s时， 律，小球对铁块的压力大于自身的重力，所以，铁块对地 摩擦力F,水平向左：当a>10rad/s时，摩擦力F 面的压力不可能等于Mg十mg,故C错误。 水平向右，有mnBg tan0+F1=mAw2(1十Lsin),所以 5,D解析：汽车在凸形桥顶部时，有mg一FN=m,汽 Fr=0.3am2-3,又F≤Fmax,所以w≤√30rad/s。故 小环A受到的摩擦力大小为F(= 车对桥压力F'==mg一"，当汽车速度口较大 而运动半径r较小时，FN'较小，故D正确 |3-0.3u,w≤√/10rad/s, F1u2关系 6.B解析：三条路线的路分别为s1=rr十2r=5.14r,2 0.3w2-3,/10rads<w≤√30rads。 =π·2r+2r=8.28r,53=π·2r=6.28r,选择路线① 图像见答案。 赛车经过的路程最短，A正确；由向心力公式，得Fn 第4单元生活中的圆周运动 1,D解析：重物处于完全失重状态，对台秤的压力为零， =n号解得=，则的=1E。 无法通过台秤称量重物的质量，敌A错误：水杯中的水 所以选择路线①，赛车的速率最小，B错误：赛车选择三 处于完全失重状态，不会因重力而流入嘴中，敌B错误： 沙子和水处于完全失重状态，不能通过沉淀法将水与沙 条路线所用时间分别为1=-5,1r=5,14占= 子分离，故C错误：小球处于完全失重状态，给小球一 2_8.28r=5.865 个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆 2√2w 6=急-器-台所以选 周运动，故D正确。 择路线③，赛车所用时间最短，C正确：由牛顿第二定 2.A解析：列车转弯处的轨道都是外高内低设计。若列 佛，得4=F,故①②③三条路找的圆孤上，赛车的向 车转弯的速度合适，其转弯所翳的向心力只由其所受的 心加速度大小相等，D正确。 重力与支持力的合力提供，故A正确：向心力是根据力 7.ABD解析：系统的向心力由重力与支持力的合力提供， 的作用效果来命名的，不能说列车受到向心力的作用· 22 故B错误：若列车转弯的速度超过设计时速时，重力和 则有ngtan0=mR,解得v=√gRan0,故A正确：若 支持力的合力不足以提供列车转弯所需要的向心力，此 >√：Rtan0,则自行车有向外甩出的趋势，所以系统受到 时会受到外侧轨道与轮缘间的侧向挤压作用，故C错 来自路面的摩擦力沿赛道斜面指向内侧，故B正确：系统 误；列车转弯时，车内的物品也要随列车一起做圆周运 即将向外清动时速度最大，整直方向有Fcos0=Fsin0十 动，若列车转弯的速度低于设计时速时，此时车内的物 v 品有向内滑的趋势，故D错误。 mg,水平方向有Fsim9+Fcos0=mR,联立解得v= 3.D解析：由于乘客微匀速圆周运动，则其所受的合力 始终指向圆心，方向不断改变，因此合力为变力，乘客处 √欧件款C得头：D正角 于非平衡状态，故A、B错误：设乘客做圆周运动的速度 8.AB解析：若小球龄好能在竖直平面 为，在最低点，根据牛顿第二定律，得FN1一mg= 内做完整的圆周运动，在最高点时仅 R,西在最商点，有mg一Fe-,图此在最低点与 由重力提供向心力，根据牛顿第二定 2 最高点对水平座椅的压力之差FN1-下F2=2 R,在最 律，可得mg=m尺，代入数据解得 %=√gR=2m5,故A正确：当小球 低点与最高点对水平座椅的压力之和F十F、2一 以4m/s的速度水平抛出的瞬间，设 2ng,放C错误，D正确。 第8题答图 绳的张力为FT,由牛顿第二定律，可 4.D解析：如果小球能在上半回运动，则小球会对铁块 v12 有向上的弹力，这样铁块对地面的压力就小于自身的重 知F十mg=mK解得F=m侵 一mg=30N,故 11 B正确：当小球以1ms的速度水平抛出的瞬间，因为 11.答案：(1)A(2)ea(3)A 1m/s<o,故绳子没有张力，故C错误：小球以1m/s 解析：(1)题图M中的传感器是测量压力大小的，故是 的速度水平抛出时，设经时间1绳子拉直，如图所示，在 压力传感器。(2)甲是凸形桥，根据牛顿第二定律，有 竖直方向，有y=名g在水平方向，有x=购，由儿何 v2 2 mg一FN=m,则有FN=mg一m,<mg,小球处 知识，得L2=(y一L)2十x2,联立并代入数据，解得1= 于失重状态，故应对应题图N电脑屏幕上的c:丙是凹 停成D能混 形桥，根据牛顿第二定律，有下心一mg=m,则有 9.B解析：匀速转动时，配重受到的合力提供配重做匀 R一g十m>mg,小球处于复重状态，故应对应 速圆周运动的向心力，其大小不变，但方向变化，故配重 题图N中的图线a。(3)如增大小球在斜槽上的高度， 受到的合力改变，故A错误：以配重为研究对象，受到 则速度变大，由(2)中的分析可知，速度v变大，则 重力和拉力，如图甲所示， F2增大，故最高点更高一些。 竖直方向根据平衡条件可得 12.答案：(1)2rad/s(2)6N(3)6rad/s T Tcos0=mg,水平方向由牛顿第 解析：(1)对A、B两物块整体分析，当绳子刚要有拉力 二定律可得gan0= 时，B物块与水平转盘间的静摩擦力达到最大值，根据 m(2πm)2r,转速增大，则0增大、 牛顿第二定律，得内·2mg=2m2r,此时B物块的 T增大，设腰带的质量为M、配 Mg 角速度大小为四= 西8=0.2 /0.1×10 rad s 重的质量为m,对腰带进行受力 乙 分析如图乙所示，水平方向根 =2rads。 第9题答图 据平衡条件可得N=Tsin0,若 (2)当A物块做圆周运动所需的向心力等于最大静摩 擦力时，A物块将要脱离B物块，此时由mw2r= 增大转速，T和0都增大，则腰带受到腰的弹力变大，结 合牛顿第三定律，腰受到腰带的弹力变大，故B正确：计 8=0.25 mg,得水平转盘的角速度一√ 0.4×10 数器显示在1min内圈数为120，可得周期为T=120min rads=4rads,对A、B两物块组成的整体，由牛顿第 二定律，得F+·2mg=2m22r,解得F=6N< -0=0.5s,角建度w-华-后rad/s=4xnd,款 60 8N,细线未断，放拉力F的大小为6N。 C错误；根据图甲结合牛顿第二定律可得mgtan0= (3)随着转盘角速度的增大，A物块脱离B物块，只有 m芹.雨圈周的半径为一%十L血6，联立解得0不等 B物块做匀速圆周运动，设拉力最大时的角速度为 ,根据牛顿第二定律，得FTmx十1mg=r,解 于37°，故D错误。 得仙 FTmx干hmS 8+0.1×1X10 rad s 10.AC解析：汽率经过A处时具有向下的向心加速度， mr 0.25 处于失重状态，经过C处时具有向上的向心加速度， =6rads。 处于超重状态，故A正确；汽车在B、C处受向下的重 13.答案：(1)m12 (2)/2+L H+22H 8 +L√g 力mg、向上的弹力N,有N一mg="震，得车对路面 解析：)以A为研究对象，有T=m”,以B为研 的压力R=N=mg+紧，故在B,C处以同样的速 究对象，有T=mBg,联立解得mB -MAVO2 gr 度行驶时，R越小，压力越大，越容易爆胎，故在曲率半 (2)剪断细线后A离开玻璃板后做平抛运动，整直方 径较小的C处更容易爆胎，故B错误：汽车经过A处 时恰不离开路面有mg= ,即汽车行驶的速度不得 向有H=2,水平方向有工一助” 超过√gP,故C正确；汽车在C处所受的滑动摩擦力 则A,B落地后的距离x= +x)+r2. ∫=uFNc=(mg+mr),故D错误。 可得= 2+ L /2H2w2H 4 g 12 14.答案：(1)2ms(2)12N(3)1.86m 解析：(1)由几何关系可知，AO=2OB,A、B转动的角 >√学时，细绳一定有拉力，故A正确：潘块A,B将要 速度相同，由v=mr可知，线速度与转动半径成正比， 相对于圆盘发生滑动时，设此时细绳的拉力大小为F工， 所以A端物体在最高点的速度为vA=2vg=2m/s。 则由牛顿第二定律可知，对滑块A有FT一g= (2)物体在最高点时，由重力和杆的支持力提供向心 mar,对滑块B有FT十mg=mw2×2r,代入数据联立 方：有G-B=a头，又=m=1m 求解可得m=√匹，放当。增大到，巫时，清块A,B 解得FN-12N, 将要相对于圆盘发生滑动，选项D错误。 由牛顿第三定律可知，物体对杆的压力为12N。 4.CD解析：小球受到的合力沿水平方向，提供小球做国 (3)由平抛知识及题意得x=vAt, 周运动的向心力，设小球与O点的连线与竖直方向的 y=3h=7g, 夹角为9，根摇平行四边形定则，小球受到的支持力F、 则最高点到落地点的距离 =?。所以A、B两珠所受支特力的大小之比为F】 s=√x2+y2=√/3.45m≈1.86m。 一二韶音：成A每误：小球在衣手百内餐句这园用 热点强化卷2圆周运动的临界问题 运动，小球受到的合外力提供向心力，有mgtan0= 1,C解析：小球的挡光时间1越短，则小球速度v越大， 且r=Rsin0,解得小球运动的周期T 4π 根据牛顿第三定律可知桥面对小球的支持力F、'大小 等于小球对桥面的压力F、的大小，由牛顿第二定律可 N rRe0s0,所以A,B两球运动的周期之比为7日 TA 知mg一R=m爱其中载道半径R和重力g不变， cos 533 则v越大，对桥面压力F、越小，且始终小于小球重力， ,故B错误：根据mngtan0=mw2r,得小球 故C正确，A、B,D错误。 运动的角速度，一√ gtan 0 gtan 0 Rsin 0 2.D解析：三个物体都未发生相对滑动时，角速度相同， Rcos,所以 根据向心加速度公式a=mr知，C的向心加速度最大， A、B两球运动的角速度大小之比为”= c0s37 Vcos 53 故A错误：三个物体的角速度相同，设角速度为仙，则三 2 个物体受到的静摩擦力分别为fA=2m2r,fB=1ar, 放C正确：根据gan=自m号，得小球运动的线速 5 fc一mw2·2r,所以B物体受到的摩擦力最小，故B错 度v=√grtan0=√gRsin1an0,所以A、B两球运动 误；物体恰好不滑动时，最大静摩擦力提供向心力，根据 的线速度大小之比4 sin 53 tan 53 8 年频第二定靠，有mg=mr,解得w=√俨o √sin37°tan37 3 D正确 放三个物体中，物体C最先滑动起来，A、B同时滑动， 5.AC解析：铁球受力如图所示，由圆周运 1' 故D正确，C错误。 动规律可得Fn=mraw2,又F。=ngtan0, 3.AC解析：由于滑块A、B均相对于圆盘静止，所以两 滑块具有相同的角速度，在细绳没有拉力时，两滑块均 解得ω= gtan 0 ,r=lsin0,可得w= 由静摩擦力提供其做圆周运动的向心力，静摩擦力方向 均指向圆心，由向心力公式F=r可知，滑块B需要 √1cos00°<0<90)，可知铁球做匀速圆g 的向心力是滑块A的两倍，随着角速度的增大·摩擦力 第5题答图 不足以提供B所需向心力，细绳开始有拉力，随着角速 周运动时的角速度一定大于受，故A正 度继续增大，细绳的拉力将大于A所需向心力，A有相 确：向心力是效果力，铁球做匀速圆周运动时，重力和细 对于圆盘向圆心运动的趋势，此时滑块A受到的摩擦 线的拉力的合力充当向心力，故B错误：由，= 力方向背离圆心，故B错误，C正确：最大静摩擦力恰好 0os0=,所以w√任，由于两球处于同一水 提供B的向心力时mg=m心2×2，解得w=√停，当 平面，则B球的角速度等于A球的角速度，故C正确： 136,如国为赛车场的一个水平U形考道，转弯处为偶心在：()点的半属，内、外年 第4单元 生活中的圆周运动 径分划为r和2。一辆质量为m的要车通过AB找经弯道到达A'B线，有如 倒断东的①③三条路线.其中路线④是以了为园心的半用0-r。密车 (时同，45分钟满分，101分) 沿阀虽路线行驶时·路图对轮的的最大径向静摩摄力为F。远择路线，图 车以不打滑的最大滚率谢垃有道（所武路线内赛车速率不座，发动机功率是 一，进择题《共10小题，每小题5分，共0分) 够大，侧下列说法错议的是 1.下判四幅图中的行为耳以在绕地线做匀速图同运动的”天宫二号”稔内完或的有 A.选择路线①，赛车经过的路程量刺 息.意择驿线✉，赛车的递平最小 第8题图 C,达择路线图，赛个所用时月量短 )①④①三条路线的圆道上，赛的向心加迪度大小相等 7,(多选)如图是自行车场电赛中一夏半径为的测赛道（意略道路 宽度，在道路面与水平面可的夹角为0，不考虑室气阻力.自行车与 第1题周 喷手总质量为两，肉者一起在该路段敏速度为#的匀违测周运动 A.如图甲所示，用台秤释量重将的质量 路面与自行车车轮之创的动摩擦性数为，重力遮度为g~若自行？： 弘如图乙所示，用水杯属水 车与赛谊之到设有相对册动，属对于请手与自行车组成的系统，下列 C,如图丙所示，用随签法将水与沙子分离 说达中玉确的园 第7题图 山.如图丁所不，的个球一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周品动 A.若世一gRnd,媒来花的向心力由重力与支持力的合力 节2.立春以米，解花瓶陕的重庆轨道交通：号线“引爆明友期，放网发称为“开往春天的列车”。当列车 提供 经过某一转有处时，下列说达中管合事实的是 品.若>√风山8，期系统受罚米自路面的厚源力沿霉请斜面析向内侧 A.列车转育新需的向心力可能只由其所受的重力与支牌力的合力展供 品用车装容时，受到重力，支转力和向心力的作用 七系笼的局大速度为=：Rn N80s8-0 C,列车转弯速度短过设计时渔时，金受到内侧领道与轮缘同的侧向挤压作月 )列车挎弯速度低于设计时违时，作内的物届有网外滑的趋势 几氧烧的最大速度为-加m 09-mn8 3.220年8月18日，武汉“东潮之眼摩天轮汇式对外开微，它面阁东潮，行袋磨山：是武议的新地标 8.(多选理有一根长0,4m的例挥轻绳，其一滑周定于)点，另一南系着质量为1k:的小● 之一，假授“东两之眼”悬挂的座酸登酸内和客在经直平童内做匀通国网运动（乘客总是保持头上 球（可浅为质点》，辩小球提至(）点正上方的A点处，此时阄雨好伸直且无蒸力，如所 脚下的姿态)，爆下列说法正确的是 示。不计空气图力g取10m分，则 A.来客新受的合力静终不变 A,为保证小球在竖直平面内做完整的同周运动，A点小球钩水平速度至少应为？m, 队乘客始终处于平衡状 品小球以4m,的速度水平抛出的舞间，复中的张力为0N 二乘客在量低点与量高点对水平南榜的压力之表与摩天轮的转动速度无关 C小球以1m,s的速度水平抛出的解倾，蝇子的张力不为0 第8圈国 D乘客在最低点与最高点对水平底传的压力之相与摩天轮的转动速度无美 D小球以1m/s的速度本平地出到绳子再次种直时新经历的时闻为0,3 4,如图所示，内部为竖直光滑调统道的铁块静蟹在组髓的水平地面上，其质量 9.市面上有一件自动计数的智德剪2陶保受女士喜爱，如 为M,有一质量为瑞的小球以水平违度从图轨道最低点A开始向左运 帽甲所承，腰警外侧带有轨道，得花有滑轮的短杆穿过我 动，小球沿属航道运动且始馋不國离厕黄道，在此过程中，快欢始绝限持静 道，想杆的另一漏悬挂一假带有配重的细绳，其候雪简化 止，重力加速度大小为以，图下列说法正喻韵是 如图乙斯示4已知配重喷量为L,5爆，第长为0,4m,是 A.地置受到的压力给峰大于M后 挂点到题带中心的面离为0,2田水平蜀定好裂带，道过 队.小球到达与保心等高的香点时对铁块一定有作用力 第4题图 人体微小扭动，使配重做水平匀建周周运动，计数器量 .小球经过量岳点A时，差面受到的压力可雀等干g十M以 在1n内阁数为1的.此时组千与经直方向突角为 D.小球在制轨道最高点C时，地面受到的尿力可能为0 配重运动过程中假带可视为静止不动，底=0m, 第9赠图 5.在下列四种情况中，间一汽车对凸形桥别部的压力量小的是 n3一.B,下列说法正确的是 A,以较小的速度驶过半径较大的板 B以较小的递度旋过半径较小的析 A.句德特动时，配重受到的合力创定不空 我若增大转速，健受到腰布的弹力变大 C,以较大的速度驶过半径较大修相 以以较大的这度驶述率位较小的桥 C,配重的角速度是10nds D.8为37 25 10,(多选)汽车行驶中经常金经过一线国凸不平的路能，其国 15,(14分)如图所示，水平放置的正方悬龙带玻璃板，边长为乙， 凸部分用自可以看作图氧的一常分，如所示的A.B.已 矩地自的高度为开.玻璃极正中间有个光滑的小孔D。…银细线 处，其中B处的由率半径最大，A处的由率半径为心，C处 好过小孔，两搭分别乘看小球A和小物块B,当小球A以速度 的由率半径为，-重力加速度为城，若有一辆可阀为质友， 在鼓璃板上烧O点做匀速嘴周运动时，AD到的距南为。已知A 質量为的小汽车当路面之间各处的动摩擦因数均为性， 第扣随图 的质量为m,重力加速度为g 当该年以氧定的逸率：滑这厦回凸路面行触时，下列说法正喻韵是 (1)承小将块B韵质量mA: A.汽车经过A处同处于失重我态，经过C处处于如重我卷 (2)当小球速度方向平行于或璃板公边时，剪斯湘线，若小球和小 队汽车经过出处时最容易爆粉 物块落地后肖不再运对，求丙者落地点可的距离，。 C为了保证汽车不服离路面，流车的行缺速度不得超过，网 第13短图 D.汽车经过C处时所受的享擦力大小为Mg 二，非进择题（共1小题，共动分） 11.《10分)图1中甲，乙，丙是不同类星的餐面模甲，汽车过格时，利用传感器对力的受化进行测 和比较，测量结果短图N所示。 14.(16分)在火饱发明并醒大规模院用干实战之前，殖五机是中国古代常用的置线重 第题图 器。某可学仍阳古代煎石机到作一个萄石帆模图如图质不，饱果上祸置一个可以 (1丽M中的传5器为 转动的帕，周定在鞋上的长杆，可瓷转轴)转动，转轴)到地面的距离为A A,压力传透器 H,拉力传感墨 位移传感图 a3,发则黄长任A端着地与地面成0夹角.A瑞半球彩凹槽中故餐一质量 (2)对于凸彩杨甲，其相对应的力的周线皮是图N电菌屏常上的 《走填”“”减“，“)，对 四=2k球的物体，用于爱动长杆另一端书至O点正下方，H期近地面且连度三 于四思桥内，其相对应的力的图线成是图N电防屏章上的 4选填“a“6”成c“ 1m/.此时长杆受到装置作用迅速停止，A渴物体从最高点水家言出且落在地有 第14恶图 (3)如增大小球在斜情上的高度，划小球通过门形桥内时的力与图N中图线相比 上，重力速度g取10m,求： 入.量高点更高一年 及量高点重低一共 (1)物体从最高点飞由时的速度大小： C.最低点更高一些 D.昼纸点更一色 (2)物体从最高后飞出前对长杆口情在整直方间上的辰力大小： 12.1D分》如图所示，水平转猛可晓经直中心轴转动，盘上叠败着质量均为1k (客将体从最高点飞出点具落地点的距离结果可用根式表示》 的A,出两个物块，B物决用长为Q,m的用线与周定在转量中心处的力传 感善相连，两个将块和传感器的大小均可忽略不什，相线能承受的最大拉力 为8N,A,君间的动摩擦因数为：=04，B与转登利的动摩擦因数为， ,1,且可认为最大静学擦力等于带动摩擦力。转盘静止时，细线州好韩直： 第12题闲 力传眼普的读数为0。当转焦以不同的角速度匀建转动时，传够器上就会显 示相南的读数F,求（取10m/》: 《1B与水平转意可的静摩擦力达到量大算时，B的角速度大个 《2?当A与B恰好分离时，拉力F的大个： 《3)细线南好被拉断时，传盘的角违度大小 28