第二章 圆周运动 章末检测-2024-2025学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册

第二章 圆周运动--2024-2025学年高中物理粤教版必修二章末检测 一、单选题 1．如图所示，汽车在一水平公路上转弯时，汽车的运动可视为匀速圆周运动。下列关于汽车转弯时的说法正确的是( ) A.汽车处于平衡状态 B.汽车的向心力由重力和支持力提供 C.汽车的向心力由摩擦力提供 D.汽车的向心力由支持力提供 2．如图所示，某同学在表演水流星时感受到自己对地面的压力大小发生变化，已知水桶(含水)的质量为m，该同学拉动水桶使其能在竖直面内做圆周运动而水恰不洒出，水桶稳定后仅有重力对水桶做功，忽略绳子质量，水桶可视为质点，重力加速度为g，则该同学对地面的最大压力和最小压力差为( ) A. B. C. D. 3．如图所示，一长为L的轻质细杆一端与质量为m的小球（可视为质点）相连，另一端可绕O点转动，现使轻杆在同一竖直面内做匀速转动，测得小球的向心加速度大小为2g（g为当地的重力加速度），下列说法正确的是( ) A.小球的线速度大小为 B.小球运动到最高点时，轻杆对小球作用力向上 C.杆在匀速转动过程中，轻杆对小球作用力的最大值为2mg D.当轻杆转到水平位置时，轻杆对小球作用力方向指向圆心O 4．下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是( ) A.是线速度不变的运动 B.是角速度不变的运动 C.是角速度不断变化的运动 D.是相对圆心位移不变的运动 5．如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法不正确的是( ) A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力 B.在竖直方向汽车可能只受两个力：重力和桥面的支持力 C.在竖直方向汽车可能只受重力 D.汽车对桥面的压力小于汽车的重力 6．“弯道超车”有何要求？某同学设计了一个问题邀你作答：在学校运动会中，当你以7m/s的速率通过半径约35m的半圆形弯道时，若重力加速度取，则你所需的向心力约为重力的( ) A.0.2倍 B.2倍 C.1.4倍 D.0.14倍 7．2024年3月23日，航天员王亚平、叶光富在中国空间站太空舱开设“天宫课堂”，课堂中演示了“水油分离”实验.如图所示，瓶子中装有水和油，用细绳系住瓶口，叶光富手持细绳的另一端，使瓶子在与身体平行的平面内做圆周运动，下列说法正确的是( ) A.瓶子速度小于某一值就不能做完整的圆周运动 B.航天员在某时刻松开细绳，瓶子将继续做匀速圆周运动 C.瓶子的线速度大小一定时，细绳越短，油和水越容易分离 D.经过一段时间的圆周运动，密度小的油将聚集在靠近瓶子底部的位置 8．如图，半径为R的匀质实心圆盘。盘面与水平面的夹角为θ，开始时圆盘静止。其上表面均匀覆盖着一层细沙没有掉落，细沙与盘面间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现让圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴旋转，其角速度从0开始缓慢增加到ω（未知）。此时圆盘表面上的细沙有被甩掉，重力加速度为g。则ω的值为( ) A. B. C. D. 9．一汽车在水平地面上以恒定速率行驶，汽车通过如图所示的a，b，c三处时的向心力( ) A. B. C. D. 10．无级变速器（CVT）是能使传动比在一定范围内连续变化的变速器.无级变速器的工作原理可以简化为如图甲、乙所示，变速器的输入端连接电动机，输出端连接轮胎且可以通过一些装置改变主动轮和从动轮的轮槽，即轮的半径.下列说法正确的是( ) A.下方装置为主动轮 B.两轮时刻保持转速相同 C.车辆高速行驶时，情况如图甲所示 D.车辆高速行驶时，情况如图乙所示 二、多选题 11．在匀速圆周运动中，保持不变的物理量是( ) A.速度 B.速率 C.角速度 D.周期 12．如图甲所示，一轻质杆一端固定在水平转轴O上，另一端与小球（可视为质点）相粘，小球随轻杆绕转轴在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时杆对小球的弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，重力加速度为，其图像如图乙所示，则下列说法正确的是( ) A.轻质杆长为 B.小球的质量为 C.当时，小球受到的弹力方向向上，且大小等于 D.当时，小球受到的弹力方向向下，且大小等于 三、计算题 13．上网查询相关资料，了解我国赵州桥及悬空寺等的基本信息、建筑结构和建筑价值等，完成一篇小论文，并与同学交流讨论。 14．如图所示，一只质量为m的蚂蚁从碗底沿半径为R的半球形碗壁向上缓慢爬行，若蚂蚁与碗壁间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。 （1）当蚂蚁爬到和圆心O的连线与竖直方向成30°的位置时，求它受到的摩擦力； （2）当蚂蚁爬到和圆心O的连线与竖直方向成45°的位置时，求碗对它的作用力； （3）求蚂蚁能爬到距碗底的最大高度。 参考答案 1．答案：C 解析：A.汽车转弯时存在向心加速度，运动状态不断变化，所以不是处于平衡状态，故A错误； BCD.汽车在水平面内做匀速圆周运动，重力和支持力都沿竖直方向，不可能提供向心力，所以提供向心力的一定是在水平方向的摩擦力，故BD错误，C正确。 故选C。 2．答案：B 解析：水桶在最高点处恰满足重力提供向心力，设水桶从最高点转过θ时绳子拉力的竖直向上的分量最大，则，在此处，解得，此时人对地面压力大小为，该同学对地面的最小压力为，B正确。 3．答案：A 解析：A.根据向心加速度公式得 解得 选项A正确； B.小球在最高点的加速度为，设轻杆对小球作用力F向上，根据牛顿第二定律有 解得 所以轻杆对小球作用力F向下，选项B错误； C.在最低点轻杆对小球的作用力最大，即 解得 选项C错误； D.当轻杆转到水平位置时，杆子和重力的合力指向圆心，重力方向竖直向下，若轻杆对小球的作用力方向指向圆心O，则合力不能指向圆心，选项D错误。 故选A。 4．答案：B 解析：A.匀速圆周运动，线速度大小保持不变，方向时刻变化，A错误；BC.匀速圆周运动，角速度保持不变，C错误，B正确;D.相对圆心的位移大小不变，方向时刻变化，D错误;故选B。 5．答案：A 解析：AB.汽车过拱桥，做圆周运动，当在最高点的速度时，竖直方向由重力和支持力的合力提供向心力，方向指向圆心，不受向心力，即只受重力和支持力，故A错误，B正确；C.当在最高点的速度时，根据牛顿第二定律有解得，即在最高点竖直方向上只受重力，故C正确；D.当在最高点时，根据牛顿第二定律有解得可知，故根据牛顿第三定律可知，汽车对桥面的压力小于汽车的重力，故D正确。本题选择不正确的，故选A。 6．答案：D 解析：做圆周运动所需的向心力约为 故选D。 7．答案：C 解析：绕地球做匀速圆周运动的空间站为完全失重状态,瓶子受细绳拉力为圆周运动提供向心力,瓶子只要有速度便能做完整的圆周运动,A错误;航天员松开细绳,空间站中瓶子不受任何力,瓶子将做匀速直线运动,B错误;由,知v一定,r越小,F越大，密度大的物质所需向心力越大,越容易发生离心现象而沉积瓶子底部,则密度大的水将聚集在靠近瓶子底部的位置,C正确,D错误。 8．答案：D 解析：根据可知在角速度相同的情况下半径越大，向心力越大，所以最外边的灰尘随着角速度的增大最先发生滑动，因为圆盘表面上的灰有被甩掉，即面积上的灰尘发生滑动，剩下的未滑动，设未滑动的半径为r，则 解得 在最低点有 解得 故选D。 9．答案：A 解析：汽车在水平地面上以恒定速率行驶，通过如图所示的a，b，c三处时半径逐渐减小，故由向心力，解得，故选A。 10．答案：D 解析：上方轮子连接输入端（电动机），为主动轮，下方轮子连接输出端（轮胎），为从动轮，A错误；高速行驶时输出端转速快，两轮皮带传动，线速度相等，轮子半径越小，角速度越大，转速越快，B、C错误，D正确． 11．答案：BCD 解析：速度是矢量，有大小和方向，在匀速圆周运动中，速度的方向始终在发生变化。 12．答案：AB 解析：AB．以向下为正方向，小球在最高点根据牛顿第二定律有 整理得 图象纵坐标的截距为 可得小球的质量为 图象的斜率为 解得轻质杆长为R=0.3m故AB正确； C．当时，小球受到的弹力故小球受到的弹力方向向上，且大小等于5N，故C错误； D．当时，小球受到的弹力 故小球受到的弹力方向向下，且大小等于12.5N，故D错误。 13．答案：略 解析： 14．答案：（1），方向垂直蚂蚁和圆心O的连线向上 （2），方向竖直向上 （3） 解析：（1）蚂蚁缓慢爬行可以认为处于平衡状态，当蚂蚁爬到与圆心O的连线与竖直方向成30°的位置时，蚂蚁受到重力、支持力、和静摩擦力作用，静摩擦力等于重力沿切面向下的分力，可得 静摩擦力方向垂直蚂蚁和圆心O的连线向上。 （2）当蚂蚁爬到与圆心O的连线与竖直方向成45°的位置时蚂蚁处于平衡状态，碗对蚂蚁的作用力大小等于重力mg，方向竖直向上。 （3）当蚂蚁爬到最高位置，刚好要打滑时，重力沿切面向下的分力恰好等于最大静摩擦力，重力沿切面向下的分力为 支持力等于重力垂直与切面的分力刚打滑满足 联立解得即由夹角关系可求得蚂蚁离开碗底最大高度为 学科网（北京）股份有限公司 $$