周周练04 第六章圆周运动 综合测试 物理人教版必修第二册

2025-2026学年高一物理（必修2）周周练 第五章 周练4 圆周运动 综合测试 （时间:75分钟 分数：100分） 1、 选择题(本题共12小题，共48分。其中1～8题为单选题，每小题4分；9～12题为多选题， 每小题4分，漏选得2分，错选得0分) 1． B 2． D 3． C 4． C 5． A 6． C 7． D 8． C 9． BD 10．BC 11．AD 12．BC 2、 填空题（共2小题，共12分） 13．（6分） (1) 质量 控制变量法（2分） (2) B 一（2分） (3)2：9（2分） 14．（6分）（1）10 （2） 4.8，36（每空2分） 三、解答题（共3小题，共40分） 15．（12分）（1）；（2）2mg，方向竖直向下；（3） 【详解】（1）碗通过最高点时，重力恰好提供向心力，此时两碗线速度大小相同，设线速度为v 对上方碗中的水 解得 （2）设正下方碗对水的支持力大小为，水所受的合力提供向心力，对下方碗中的水 解得 由牛顿第三定律，正下方碗内的水对碗的压力大小为2mg，方向竖直向下。 （3）设碗的质量为M，绳的拉力为F，竖直方向： 水平方向： 其中 联立可得 16．（13分）（1），；（2）；（3） 【详解】（1）设轻绳断裂后小球在空中运动的时间为t，根据平抛运动的规律有 解得 又 解得 小球落地时的竖直分速度大小 经分析可知 解得 （2）由题意可知小球做圆周运动的半径 设当轻绳断裂时，轻绳对小球的拉力大小为，有 根据牛顿第三定律有 解得 （3）设在绳长为l的情况下，轻绳断裂时小球的速度大小为，而轻绳承受的最大拉力不变，有 设轻绳断裂后小球在空中运动的时间为，有 又 解得 当时，x有最大值，最大值 17．（15分）（1）；（2）；（3）否，见解析 【详解】（1）根据题意可知，当物体随圆盘一起转动时由摩擦力提供向心力，当静摩擦力达到最大时绳子上才会出现张力，对A物体有 解得 对物体B有 解得 故轻绳刚开始有张力时，转盘转动的角速度的大小为 （2）分析可知，随着转盘角速度的增大，绳子上出现张力，物体B始终有向外运动的趋势，物体A所受静摩擦力指向圆心，随着角速度继续增大，物体A所受静摩擦力逐渐减小，直至减为零后又反向开始增大，即当角速度大到一定程度后物体A所受摩擦力背离圆心，此刻对物体A有 对物体B有 由于物体A、B质量相同，两式联立可得转盘转动的角速度的大小为 （3）若A、B刚开始相对圆盘滑动，绳子恰好崩断，此时物体B的线速度为 绳子断裂后物体B做平抛运动，设物体B做平抛运动的水平位移为，时间为，则 解得， 假设B落在餐桌上，则落点与O点的水平距离为 故假设成立，B不会直接飞过桌面落在地面上。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高一物理（必修2）周周练 第五章 周练4 圆周运动 综合测试 （时间:75分钟 分数：100分） 1、 选择题(本题共12小题，共48分。其中1～8题为单选题，每小题4分；9～12题为多选题， 每小题4分，漏选得2分，错选得0分) 1．随地球一起自转的物体，下列说法正确的是（　　） A．运动周期是1年 B．运动周期是1天 C．线速度约为2m/s D．角速度约为6rad/s 【答案】B 【详解】AB．随地球一起自转的物体，运动周期为1天，故A错误，B正确； D．随地球一起自转的物体，运动周期为1天，故角速度大小为 故D错误； C．根据D选项分析可得到该物体运动的角速度，但运动半径未知，因此无法得到该物体运动的线速度大小，故C错误。 故选B。 2．在我国古代就广泛运用了齿轮传动装置，我国古代的指南车便是利用了齿轮来指引方向，指南车某部分结构如图所示，在三个齿轮的边缘上分别取1、2和3三点，齿轮B和齿轮C在同一转动轴上，已知齿轮B的半径r2大于齿轮A的半径r1大于齿轮C的半径r3，则（　　） A．1和3的线速度： B．1和2的角速度： C．1和3的周期： D．1和2的向心加速度： 【答案】D 【详解】A．齿轮A与齿轮B边缘点线速度相等，根据得， ，所以，A错误； B．根据得，，B错误； C．因为 ，所以 ，根据得，，C错误； D．根据 得，，D正确。 故选D。 3．火车转弯时为减小对轨道的磨损，路面与水平面存在一定夹角，使铁路弯道处的外轨略高于内轨。当火车以规定速度行驶时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向压力。如图所示，已知火车沿着轨道做匀速圆周运动，弯道半径为80m，两轨道之间的距离为，外轨比内轨高1m，g取。下列说法正确的是（　　） A．路面与水平面间夹角的正切值 B．该铁路弯道处的规定速度大小为 C．当火车行驶速度大于规定速度时，外侧轨道将受到侧向压力 D．若遇雨雪天气，则该铁路弯道处的规定速度将减小 【答案】C 【详解】A．路面与水平面间夹角的正切值 故A错误； B．对火车受力分析，如图所示 由牛顿第二定律，可得 解得 故B错误； C．当火车速率大于大于规定速度时，火车有向外运动的趋势，此时外轨将受到轮缘的侧向压力，故C正确； D．根据前面选项分析可知，规定速度与路面与水平面间夹角、弯道半径R有关，若遇雨雪天气，则该铁路弯道处的规定速度将不变，故D错误。 故选C。 4．质量为的小球在竖直平面内的光滑圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的临界速度值是；当小球以的速度经过最高点时，对轨道的压力值为（　　） A．0 B． C． D． 【答案】C 【详解】经过最高点而不脱离轨道的临界速度是v，有 当小球以2v的速度经过最高点时，有 解得 由牛顿第三定律，得对轨道的压力值为 故选C。 5．在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图丙所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为。在修建一些急转弯的公路时，通常也会将弯道设置成外高内低（如图丁所示），当汽车以规定的行驶速度转弯时，可不受地面的侧向摩擦力，设此时的速度大小为。重力加速度为，以下说法中正确的是（    ） A．火车弯道的半径（为弯道平面与水平面的夹角） B．当火车速率大于时，内轨将受到轮缘的挤压 C．当汽车速率大于时，汽车一定会向弯道外侧“漂移” D．当汽车质量改变时，规定的行驶速度也将改变 【答案】A 【详解】A．火车转弯时设轨道平面与水平面的夹角为，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，受力分析如图所示，则有 解得 故A正确。 B．当火车速率大于时要想火车仍做匀速圆周运动，火车速度方向变化要更快，即所需向心加速度（或所需向心力）变大，重力与支持力的合力不足够提供向心力，火车速度方向来不及变化将做离心运动，火车对外轨有挤压的作用，故B错误。 C．当汽车速率大于时，汽车有向弯道外侧“漂移”的趋势，汽车受到路面的摩擦力增大，如果此时合力足以提供向心力，汽车不“漂移”，故C错误。 D．根据 解得 与质量无关，故D错误。 故选A。 6．水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴距离分别为R、R、2R，三个物体与转台间的动摩擦因数相同。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，转台旋转时，下列说法正确的是（　　） A．若三个物体均未滑动，C物体受摩擦力最大 B．若三个物体均未滑动，B物体受摩擦力最大 C．转速增大C物体先滑动 D．转速增大，A物体先滑动 【答案】C 【难度】0.65 【详解】AB．三个物体受到的静摩擦力为 所以B物体受到的摩擦力最小，AC物体所受摩擦力相等且最大，故AB错误； CD．根据 得 因为C的转动半径最大，临界角速度最小，则增加转速，可知C先达到最大静摩擦力，所以C先滑动，故C正确，D错误。 故选C。 7．制作陶瓷时，在水平面内匀速转动的台面上有一些陶屑。假设陶屑与台面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。将陶屑视为质点，则（    ） A．离转轴越近的陶屑质量越大 B．离转轴越远的陶屑质量越大 C．陶屑只能分布在台面的边缘处 D．陶屑只能分布在一定半径的圆内 【答案】D 【详解】与台面相对静止的陶屑做匀速圆周运动，静摩擦力提供向心力，当静摩擦力为最大静摩擦力时，根据牛顿第二定律可得 解得 因与台面相对静止的这些陶屑的角速度相同，由此可知能与台面相对静止的陶屑离转轴的距离与陶屑质量无关，只要在台面上不发生相对滑动的位置都有陶屑。μ与ω均一定，故为定值，即陶屑离转轴最远的陶屑距离不超过，即陶屑只能分布在半径为的圆内。故ABC错误，故D正确。 故选D。 8．如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面间的夹角为30°，g取10m/s2．则ω的最大值是( ) A．rad/s B．rad/s C．1.0rad/s D．0.5rad/s 【答案】C 【详解】试题分析：随着角速度的增大，小物体最先相对于圆盘发生相对滑动的位置为转到最低点时，此时对小物体有，解得，此即为小物体在最低位置发生相对滑动的临界角速度，故选C． 9．如图所示，甲、乙两物体分别静置于赤道和纬度为45°的地面上，甲、乙两物体随地球自转的线速度大小分别为v1和v2，向心加速度大小分别为a1和a2，下列说法中正确的是（　　） A．=1:1 B． C． D． 【答案】BD 【详解】AB．甲、乙两物体分别静置于赤道和纬度为45°的地面上，轨道半径关系为 甲、乙两物体随地球一起自传，角速度相同，由线速度与角速度的关系知 故A错误，B正确； CD．由向心加速度知 故C错误，D正确。 故选BD。 10．如图所示，用一连接体一端与一小球相连，绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动，设轨道半径为r，图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点，则以下说法正确的（　　） A．若连接体是轻质细绳时，小球到达P点的速度可以为零 B．若连接体是轻质细杆时，小球到达P点的速度可以为零 C．若连接体是轻质细绳时，小球在P点受到细绳的拉力可能为零 D．若连接体是轻质细杆时，小球在P点受到细杆的作用力一定为支持力，在Q点受到细杆的作用力一定为拉力 【答案】BC 【详解】A．若连接体是细绳，在P点的临界情况是拉力为零，根据 mg=m 最小速度为．故A错误； B．若连接体是细杆，可以提供向上的支持力，若重力等于支持力时，在P点的最小速度为零．故B正确； C．当小球在P点的速度为时，绳子的拉力为零，故C正确； D．若连接体是细杆，小球在P点可以表现为拉力，也可以表现为支持力，在Q点只能表现为拉力．故D错误． 故选BC。 11．如图所示，长为1m的轻质细杆一端固定在水平转轴O上，另一端固定一个质量为1kg的小球（视为质点）。小球在竖直平面内绕转轴O做圆周运动，通过最高点的速度大小为。忽略空气阻力，重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．小球通过最高点时，对轻杆的作用力方向竖直向下，大小为6N B．小球通过最高点时，速度越大，对轻杆的的作用力越大 C．若将轻杆换成等长的轻绳，小球从最高点以水平抛出，则抛出瞬间轻绳拉力为6N D．若将轻杆换成等长的轻绳，小球从最高点以水平抛出，则经，轻绳再次拉直 【答案】AD 【详解】A．当小球重力恰好提供向心力时可得临界速度 由于 所以轻杆模型小球运动到最高点时轻杆对小球的作用力方向竖直向上，有 由牛顿第三定律得小球对轻杆的作用力大小也为6N，方向竖直向下，故A正确。 B．最高点，时，根据 结合牛顿第三定律，可知速度越大，小球对轻杆的作用力越小； 时，根据 结合牛顿第三定律，可知速度越大，小球对轻杆的作用力越大；故在最高点时，小球对轻杆的作用力随速度的增大先减小后增大，故B错误。 C．若将轻杆换成等长的轻绳，小球最高点以水平抛出，绳子会处于松弛状态，故小球将做平抛运动（向心运动），直至绳再次拉直，这个过程中轻绳拉力为0，故C错误。 D．小球平抛过程轨迹如图所示 根据且满足 代入数据得到 故D正确。 故选AD。 12．一根轻质细线一端系一可视为质点的小球，细线另一端固定在一光滑圆锥顶上，如图1所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为，线的张力随变化的图像如图2所示（图中数值单位均为国际单位），取。下列说法正确的是（　　） A．细线的长度为1m B．细线的长度为0.5m C．小球的质量为2kg D．小球的质量为3kg 【答案】BC 【详解】设线长为L，锥体母线与竖直方向的夹角为，当时，绳子的张力 当圆锥对小球的支持力为0时，角速度 此时 代入图中数据解得， 故选BC。 2、 填空题（共2小题，共12分） 13．（6分）某探究小组用图甲所示的装置来探究向心力大小的表达式，挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为1∶2∶1，图乙是左、右塔轮的三种组合方式，从第一层到第三层的左、右半径之比分别为1：1、2：1和3：1，请回答下列问题： (1)小明同学选择第一层的左、右塔轮组合方式，然后将两个质量不相等的钢球分别放在A、C位置，可探究向心力的大小与 （选填“质量”“半径”或“角速度”）的关系，可见本实验采用的物理方法是 （选填“等效替代法”或“控制变量法”）。 (2)小李同学想要探究向心力的大小与半径的关系，他需要将两个将质量相等的小球分别放在挡板C和 （选填“A”或“B”）处，左、右塔轮的组合方式选择第 层。 (3)若小红同学将两个质量相等的小球分别放在挡板B和C处，左、右塔轮的组合方式选择第三层，匀速摇动手柄，则左、右两标尺显示的格数之比为 。 【答案】(1) 质量 控制变量法（2分） (2) B 一（2分） (3)2：9（2分） 【详解】（1）[1][2]将两个质量不相等的钢球放在A、C位置，可探究向心力的大小与质量的关系，可见本实验采用的物理方法是控制变量法。 （2）[1][2]想要探究向心力的大小与半径的关系，需要质量和角速度相等，半径不等，即需要将两个质量相等的小球分别放在挡板C和B处，左、右塔轮的组合方式选择第一层。 （3）两球的半径之比是2：1，左、右塔轮的组合方式选择第三层，塔轮边缘线速度相等，半径之比3:1，则根据v=ωr，可知角速度之比为1：3，匀速摇动手柄，根据，可知向心力之比2:9，即左、右两标尺显示的格数之比为2：9。 14．（6分）某学习小组设计了如图甲所示的实验装置，用于研究转盘的转动问题。实验步骤如下： a. 用游标卡尺测出转盘的直径d = 8.00 cm； b. 将打点计时器固定在铁架台上，将转盘的转轴固定在合适的位置，做成一个定滑轮，把纸带缠绕在转盘外缘，纸带另一端竖直穿过打点计时器的限位孔，并夹在重锤上； c. 接通电源，释放重锤，纸带拉着转盘转动起来，在纸带上打出一系列点如图乙所示； d. 在纸带上取O、A、B、C、D五个计数点，相邻计数点之间还有4个点未画出。 根据实验步骤，完成以下问题： （1）所用的游标卡尺是 分度（选填“10”或“20”）； （2）已知电源的频率为50Hz，则重物下落的加速度a = m/s2，打C点时转盘转动的角速度ω = rad/s。（均保留两位有效数字） 【答案】 10 4.8 36（每空2分） 【详解】(1)[1]用游标卡尺测出转盘的直径 d = 8.00cm = 80.0mm 而10分度精确到0.1mm，20分度精确到0.05mm，因此所用游标卡尺是10分度； (2)[2]依题意，相邻计数点间的时间间隔为 根据逐差法可以求出加速度的大小为 [3]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带C点时小车的瞬时速度大小 依据 打C点时转盘转动的角速度为 三、解答题（共3小题，共40分） 15．（12分）“水流星”是中国传统民间杂技艺术，杂技演员用一根绳子兜着装有水的两个碗，迅速地旋转着绳子做各种彩表演，即使碗底朝上，碗里的水也不会洒出来。假设碗中水的质量均为m，绳子长度为2L，绳子的长度远大于碗的大小，重力加速度为g，不计空气阻力。现杂技演员手拿绳子的中点，让两碗在竖直平面内做圆周运动（如图甲所示），若碗通过最高点时，正上方碗内的水恰好对碗无压力。求： （1）图甲中两碗线速度的大小； （2）图甲中正下方碗内的水对碗的压力； （3）若两只碗绕的中点在水平面内做匀速圆周运动（如图乙所示），已知绳与竖直方向的夹角为θ，求碗和水的角速度大小。 【答案】（1）；（2）2mg，方向竖直向下；（3） 【详解】（1）碗通过最高点时，重力恰好提供向心力，此时两碗线速度大小相同，设线速度为v 对上方碗中的水 解得 （2）设正下方碗对水的支持力大小为，水所受的合力提供向心力，对下方碗中的水 解得 由牛顿第三定律，正下方碗内的水对碗的压力大小为2mg，方向竖直向下。 （3）设碗的质量为M，绳的拉力为F，竖直方向： 水平方向： 其中 联立可得 16．（13分）某同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，轻绳的另一端系有质量为m的小球（视为质点），甩动手腕，使小球在竖直平面内绕O点做部分圆周运动（圆周摆动）。当小球某次运动到最低点时，轻绳突然断裂，小球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知O点距地面的高度为d，O点与小球之间的绳长为，重力加速度大小为g，不计空气阻力。 （1）求轻绳断裂时小球的速度大小和小球落地时的速度大小； （2）求轻绳刚要断裂时轻绳所受的拉力大小F； （3）改变绳长，使小球重复上述运动，若轻绳仍在小球运动到最低点时断裂，且断裂时轻绳所受的拉力大小仍为F，要使小球抛出的水平距离最大，求此种情况下的绳长l及轻绳断裂后小球在水平方向上运动的最大距离。 【答案】（1），；（2）；（3） 【详解】（1）设轻绳断裂后小球在空中运动的时间为t，根据平抛运动的规律有 解得 又 解得 小球落地时的竖直分速度大小 经分析可知 解得 （2）由题意可知小球做圆周运动的半径 设当轻绳断裂时，轻绳对小球的拉力大小为，有 根据牛顿第三定律有 解得 （3）设在绳长为l的情况下，轻绳断裂时小球的速度大小为，而轻绳承受的最大拉力不变，有 设轻绳断裂后小球在空中运动的时间为，有 又 解得 当时，x有最大值，最大值 17．（15分）如图甲所示为酒店常用的带有自动转盘的大型圆形餐桌，其规格为：桌面直径，转盘直径。现将可视为质点、质量相等的物体A、B通过轻绳相连放在转盘上，O为转盘圆心，A放在距O点处，B放在转盘边缘处，A、B间轻绳恰好伸直且过圆心O正上方，转盘平面到桌面间的高度差，简化示意图如图乙所示。已知A与转盘间的动摩擦因数。B与转盘间的动摩擦因数，现在使转盘从静止开始转动，并缓慢增大角速度，两物体与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，空气阻力不计，重力加速度。 （1）轻绳刚开始有张力时，求转盘转动的角速度的大小； （2）若轻绳不会断裂，当A、B均刚开始相对转盘滑动时，求转盘转动的角速度的大小； （3）若转盘转动的角速度达到（2）中的大小时，轻绳恰好断裂，通过计算判断B是否会直接飞过桌面落在地面上。 【答案】（1）；（2）；（3）否，见解析 【详解】（1）根据题意可知，当物体随圆盘一起转动时由摩擦力提供向心力，当静摩擦力达到最大时绳子上才会出现张力，对A物体有 解得 对物体B有 解得 故轻绳刚开始有张力时，转盘转动的角速度的大小为 （2）分析可知，随着转盘角速度的增大，绳子上出现张力，物体B始终有向外运动的趋势，物体A所受静摩擦力指向圆心，随着角速度继续增大，物体A所受静摩擦力逐渐减小，直至减为零后又反向开始增大，即当角速度大到一定程度后物体A所受摩擦力背离圆心，此刻对物体A有 对物体B有 由于物体A、B质量相同，两式联立可得转盘转动的角速度的大小为 （3）若A、B刚开始相对圆盘滑动，绳子恰好崩断，此时物体B的线速度为 绳子断裂后物体B做平抛运动，设物体B做平抛运动的水平位移为，时间为，则 解得， 假设B落在餐桌上，则落点与O点的水平距离为 故假设成立，B不会直接飞过桌面落在地面上。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高一物理（必修2）周周练 第五章 周练4 圆周运动 综合测试 （时间:75分钟 分数：100分） 1、 选择题(本题共12小题，共48分。其中1～8题为单选题，每小题4分；9～12题为多选题， 每小题4分，漏选得2分，错选得0分) 1．随地球一起自转的物体，下列说法正确的是（　　） A．运动周期是1年 B．运动周期是1天 C．线速度约为2m/s D．角速度约为6rad/s 2．在我国古代就广泛运用了齿轮传动装置，我国古代的指南车便是利用了齿轮来指引方向，指南车某部分结构如图所示，在三个齿轮的边缘上分别取1、2和3三点，齿轮B和齿轮C在同一转动轴上，已知齿轮B的半径r2大于齿轮A的半径r1大于齿轮C的半径r3，则（　　） A．1和3的线速度： B．1和2的角速度： C．1和3的周期： D．1和2的向心加速度： 3．火车转弯时为减小对轨道的磨损，路面与水平面存在一定夹角，使铁路弯道处的外轨略高于内轨。当火车以规定速度行驶时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向压力。如图所示，已知火车沿着轨道做匀速圆周运动，弯道半径为80m，两轨道之间的距离为，外轨比内轨高1m，g取。下列说法正确的是（　　） A．路面与水平面间夹角的正切值 B．该铁路弯道处的规定速度大小为 C．当火车行驶速度大于规定速度时，外侧轨道将受到侧向压力 D．若遇雨雪天气，则该铁路弯道处的规定速度将减小 4．质量为的小球在竖直平面内的光滑圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的临界速度值是；当小球以的速度经过最高点时，对轨道的压力值为（　　） A．0 B． C． D． 5．在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图丙所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为。在修建一些急转弯的公路时，通常也会将弯道设置成外高内低（如图丁所示），当汽车以规定的行驶速度转弯时，可不受地面的侧向摩擦力，设此时的速度大小为。重力加速度为，以下说法中正确的是（    ） A．火车弯道的半径（为弯道平面与水平面的夹角） B．当火车速率大于时，内轨将受到轮缘的挤压 C．当汽车速率大于时，汽车一定会向弯道外侧“漂移” D．当汽车质量改变时，规定的行驶速度也将改变 6．水平转台上放着A、B、C三个物体，质量分别为2m、m、m，离转轴距离分别为R、R、2R，三个物体与转台间的动摩擦因数相同。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，转台旋转时，下列说法正确的是（　　） A．若三个物体均未滑动，C物体受摩擦力最大 B．若三个物体均未滑动，B物体受摩擦力最大 C．转速增大C物体先滑动 D．转速增大，A物体先滑动 7．制作陶瓷时，在水平面内匀速转动的台面上有一些陶屑。假设陶屑与台面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。将陶屑视为质点，则（    ） A．离转轴越近的陶屑质量越大 B．离转轴越远的陶屑质量越大 C．陶屑只能分布在台面的边缘处 D．陶屑只能分布在一定半径的圆内 8．如图所示，一倾斜的匀质圆盘垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面间的夹角为30°，g取10m/s2．则ω的最大值是( ) A．rad/s B．rad/s C．1.0rad/s D．0.5rad/s 9．如图所示，甲、乙两物体分别静置于赤道和纬度为45°的地面上，甲、乙两物体随地球自转的线速度大小分别为v1和v2，向心加速度大小分别为a1和a2，下列说法中正确的是（　　） A．=1:1 B． C． D． 10．如图所示，用一连接体一端与一小球相连，绕过O点的水平轴在竖直平面内做圆周运动，设轨道半径为r，图中P、Q两点分别表示小球轨道的最高点和最低点，则以下说法正确的（　　） A．若连接体是轻质细绳时，小球到达P点的速度可以为零 B．若连接体是轻质细杆时，小球到达P点的速度可以为零 C．若连接体是轻质细绳时，小球在P点受到细绳的拉力可能为零 D．若连接体是轻质细杆时，小球在P点受到细杆的作用力一定为支持力，在Q点受到细杆的作用力一定为拉力 11．如图所示，长为1m的轻质细杆一端固定在水平转轴O上，另一端固定一个质量为1kg的小球（视为质点）。小球在竖直平面内绕转轴O做圆周运动，通过最高点的速度大小为。忽略空气阻力，重力加速度大小，下列说法正确的是（　　） A．小球通过最高点时，对轻杆的作用力方向竖直向下，大小为6N B．小球通过最高点时，速度越大，对轻杆的的作用力越大 C．若将轻杆换成等长的轻绳，小球从最高点以水平抛出，则抛出瞬间轻绳拉力为6N D．若将轻杆换成等长的轻绳，小球从最高点以水平抛出，则经，轻绳再次拉直 12．一根轻质细线一端系一可视为质点的小球，细线另一端固定在一光滑圆锥顶上，如图1所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为，线的张力随变化的图像如图2所示（图中数值单位均为国际单位），取。下列说法正确的是（　　） A．细线的长度为1m B．细线的长度为0.5m C．小球的质量为2kg D．小球的质量为3kg 2、 填空题（共2小题，共12分） 13．（6分）某探究小组用图甲所示的装置来探究向心力大小的表达式，挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为1∶2∶1，图乙是左、右塔轮的三种组合方式，从第一层到第三层的左、右半径之比分别为1：1、2：1和3：1，请回答下列问题： (1)小明同学选择第一层的左、右塔轮组合方式，然后将两个质量不相等的钢球分别放在A、C位置，可探究向心力的大小与 （选填“质量”“半径”或“角速度”）的关系，可见本实验采用的物理方法是 （选填“等效替代法”或“控制变量法”）。 (2)小李同学想要探究向心力的大小与半径的关系，他需要将两个将质量相等的小球分别放在挡板C和 （选填“A”或“B”）处，左、右塔轮的组合方式选择第 层。 (3)若小红同学将两个质量相等的小球分别放在挡板B和C处，左、右塔轮的组合方式选择第三层，匀速摇动手柄，则左、右两标尺显示的格数之比为 。 14．（6分）某学习小组设计了如图甲所示的实验装置，用于研究转盘的转动问题。实验步骤如下： a. 用游标卡尺测出转盘的直径d = 8.00 cm； b. 将打点计时器固定在铁架台上，将转盘的转轴固定在合适的位置，做成一个定滑轮，把纸带缠绕在转盘外缘，纸带另一端竖直穿过打点计时器的限位孔，并夹在重锤上； c. 接通电源，释放重锤，纸带拉着转盘转动起来，在纸带上打出一系列点如图乙所示； d. 在纸带上取O、A、B、C、D五个计数点，相邻计数点之间还有4个点未画出。 根据实验步骤，完成以下问题： （1）所用的游标卡尺是 分度（选填“10”或“20”）； （2）已知电源的频率为50Hz，则重物下落的加速度a = m/s2，打C点时转盘转动的角速度ω = rad/s。（均保留两位有效数字） 三、解答题（共3小题，共40分） 15．（12分）“水流星”是中国传统民间杂技艺术，杂技演员用一根绳子兜着装有水的两个碗，迅速地旋转着绳子做各种彩表演，即使碗底朝上，碗里的水也不会洒出来。假设碗中水的质量均为m，绳子长度为2L，绳子的长度远大于碗的大小，重力加速度为g，不计空气阻力。现杂技演员手拿绳子的中点，让两碗在竖直平面内做圆周运动（如图甲所示），若碗通过最高点时，正上方碗内的水恰好对碗无压力。求： （1）图甲中两碗线速度的大小； （2）图甲中正下方碗内的水对碗的压力； （3）若两只碗绕的中点在水平面内做匀速圆周运动（如图乙所示），已知绳与竖直方向的夹角为θ，求碗和水的角速度大小。 16．（13分）某同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，轻绳的另一端系有质量为m的小球（视为质点），甩动手腕，使小球在竖直平面内绕O点做部分圆周运动（圆周摆动）。当小球某次运动到最低点时，轻绳突然断裂，小球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知O点距地面的高度为d，O点与小球之间的绳长为，重力加速度大小为g，不计空气阻力。 （1）求轻绳断裂时小球的速度大小和小球落地时的速度大小； （2）求轻绳刚要断裂时轻绳所受的拉力大小F； （3）改变绳长，使小球重复上述运动，若轻绳仍在小球运动到最低点时断裂，且断裂时轻绳所受的拉力大小仍为F，要使小球抛出的水平距离最大，求此种情况下的绳长l及轻绳断裂后小球在水平方向上运动的最大距离。 17．（15分）如图甲所示为酒店常用的带有自动转盘的大型圆形餐桌，其规格为：桌面直径，转盘直径。现将可视为质点、质量相等的物体A、B通过轻绳相连放在转盘上，O为转盘圆心，A放在距O点处，B放在转盘边缘处，A、B间轻绳恰好伸直且过圆心O正上方，转盘平面到桌面间的高度差，简化示意图如图乙所示。已知A与转盘间的动摩擦因数。B与转盘间的动摩擦因数，现在使转盘从静止开始转动，并缓慢增大角速度，两物体与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，空气阻力不计，重力加速度。 （1）轻绳刚开始有张力时，求转盘转动的角速度的大小； （2）若轻绳不会断裂，当A、B均刚开始相对转盘滑动时，求转盘转动的角速度的大小； （3）若转盘转动的角速度达到（2）中的大小时，轻绳恰好断裂，通过计算判断B是否会直接飞过桌面落在地面上。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $