高中物理人教版 (2019)必修 第二册圆周运动课堂检测

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册圆周运动课堂检测，共22页。试卷主要包含了描述圆周运动的物理量及关系，匀速圆周运动及向心力，对两个关系式的理解，1π m/s等内容，欢迎下载使用。
1.描述圆周运动的物理量及关系
2.匀速圆周运动及向心力
3.对两个关系式的理解
(1)对公式v＝ωr的理解
当r一定时，v与ω成正比。
当ω一定时，v与r成正比。
当v一定时，ω与r成反比。
(2)对a＝eq \f(v2,r)＝ω2r的理解
在v一定时，a与r成反比；在ω一定时，a与r成正比。
4、离心运动
经典习题
（基础篇）
对点训练1 描述圆周运动的物理量
1. 在我国东北地区严寒的冬天，人们经常玩一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯开水沿弧线均匀快速地泼向空中，图甲所示是某人玩“泼水成冰”游戏的瞬间，可抽象为如图乙所示的模型，泼水过程中杯子的运动可看成匀速圆周运动，人的手臂伸直，在0.5 s内带动杯子转动了210°，人的臂长约为0.6 m，则泼水过程中( )
A.杯子沿顺时针方向运动
B.P位置飞出的小水珠初速度沿1方向
C.杯子运动的角速度大小为eq \f(7π,3) rad/s
D.杯子运动的线速度大小约为eq \f(7π,10) m/s
2.(单选)“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50 r/s，此时纽扣上距离中心1 cm处的点的向心加速度大小约为( )
A.10 m/s2B.100 m/s2
C.1 000 m/s2D.10 000 m/s2
3.(单选)如图所示，门把手上A、B两点到转轴上O点的距离之比为1∶2，匀速转动门把手时，下列说法正确的是( )
A.A、B两点的线速度大小之比为1∶2
B.A、B两点的角速度之比为1∶2
C.A、B两点的向心加速度大小之比为1∶4
D.A、B两点与转轴上O点的连线在相同时间内扫过的面积相等
4.（单选）如图所示为旋转脱水拖把，拖把杆内有一段长度为35 cm的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起，螺杆的螺距(相邻螺纹之间的距离)d＝5 cm，拖把头的半径为10 cm，拖把杆上段相对螺杆向下运动时拖把头就会旋转，把拖把头上的水甩出去。某次脱水时，拖把杆上段1 s内匀速下压了35 cm，该过程中拖把头匀速转动，下列说法正确的是( )
A.拖把头边缘的线速度为1.4π m/s
B.拖把杆向下运动的速度为0.1π m/s
C.拖把头转动的角速度为7π rad/s
D.拖把头的转速为1 r/s
5.(单选)一质点做匀速圆周运动，若其所受合力的大小与轨道半径的n次方成正比，运动周期与轨道半径成反比，则n等于( )
A.1B.2C.3D.4
6.【圆周运动的多解性】（单选）剪纸艺术源远流长，经久不衰，是中国民间艺术中的瑰宝。将如图所示具有对称性的剪纸平放并固定在水平圆盘上，剪纸中心与圆盘中心重合，圆盘匀速转动，在暗室中用每秒闪光10次的频闪光源照射圆盘，暗室中静止不动的观察者观察到剪纸相对静止，则圆盘的转速至少为( )
r/sB.2 r/sC.4 r/sD.4π r/s
7.【圆周运动的多解性】（单选）如图6所示，水平放置的圆柱形筒绕其中心对称轴OO′匀速转动，筒的半径R＝2 m，筒壁上有一小孔P，一小球从孔正上方h＝3.2 m处由静止释放，此时小孔开口向上转到小球正下方。已知孔的半径略大于小球半径，筒壁厚度可以忽略，若小球恰好能够从小孔离开圆筒，g取10 m/s2。则筒转动的周期可能为( )
图6
A.eq \f(1,5) sB.eq \f(2,5) sC.eq \f(3,5) sD.eq \f(4,5) s
对点训练2 圆周运动中的传动问题
常见的传动方式及特点
(1)皮带传动：如图1甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB。
图1
(2)摩擦传动和齿轮传动：如图2甲、乙所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即vA＝vB。
图2
(3)同轴转动：如图3甲、乙所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，ωA＝ωB，由v＝ωr知v与r成正比。
图3
8.（单选）如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的。其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的齿轮边缘的两点，若A轮半径是B轮半径的1.5倍，则下列说法中正确的是( )
A.A、B两点的线速度大小之比为3∶2
B.A、B两点的角速度大小之比为2∶3
C.A、B两点的周期之比为2∶3
D.A、B两点的向心加速度大小之比为1∶1
9.（单选）如图是一种新概念自行车，它没有链条，共有三个转轮，A、B、C转轮半径依次减小。轮C与轮A啮合在一起，骑行者踩踏板使轮C动，轮C驱动轮A转动，从而使得整个自行车沿路面前行，轮胎不打滑。下列说法正确的是( )
A.转轮A、C转动方向相同，转轮A、B转动方向不相同
B.转轮A、B、C角速度之间的关系是ωAaB>aC
对点训练3 圆周运动的向心力
1.匀速圆周运动的实例分析
2.变速圆周运动的向心力
如图所示，当小球在竖直面内摆动时，半径方向的合力提供向心力，即
FT－mgcsθ＝meq \f(v2,R)。
10.（单选）如图所示，汽车正在水平路面上沿圆轨道匀速率转弯，且没有发生侧滑。下列说法正确的是( )
A.汽车转弯时由车轮和路面间的静摩擦力提供向心力
B.汽车转弯时由汽车受到的重力与支持力的合力提供向心力
C.汽车转弯时由车轮和路面间的滑动摩擦力提供向心力
D.汽车转弯半径不变，速度减小时，汽车受到的静摩擦力可能不变
11. (单选)山崖边的公路常常被称为最险公路，某弯道如图所示，外圈临悬崖，内圈靠山，为了减小弯道行车安全隐患，弯道路面往往设计成倾斜的。某汽车在这样的弯道转弯，下列说法正确的是( )
A.汽车以恒定速率转弯时，做匀变速曲线运动
B.汽车以恒定速率转弯时，转弯半径越大，所需向心力越大
C.为了减小弯道行车安全隐患，弯道路面应该设计成内低外高
D.因弯道路面倾斜，汽车转弯时一定不需要摩擦力提供向心力
12.(多选)(2024·广东韶关市南雄中学检测)上海磁悬浮列车线路需要转弯的地方有三处，其中设计的最大转弯处半径达到8 000米，用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1 300米。一个质量为50 kg的乘客坐在以360 km/h速率驶过半径2 500米弯道的车厢内，下列说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A.弯道半径设计特别长可以使乘客在转弯时更舒适
B.弯道半径设计特别长可以减小转弯时列车的倾斜程度
C.乘客受到来自车厢的力大小约为200 N
D.乘客受到来自车厢的力大小约为540 N
13.(单选)如图所示，圆盘可在水平面内绕通过O点的竖直轴转动(俯视)，圆盘上距轴r处有一质量为m的物块(可视为质点)。某时刻起，圆盘开始绕轴转动，经过一段时间，其角速度从0增大至ω。已知物块与圆盘之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，该过程中物块始终相对圆盘静止，下列说法正确的是( )
A.物块所受摩擦力的方向始终指向O点
B.物块所受摩擦力的大小始终为μmg
C.物块所受摩擦力的冲量大小为mωr
D.物块所受摩擦力做的功为0
14.(多选)如图所示，杂技演员进行表演时，可以悬空靠在以角速度ω匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来。设圆筒半径为r，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则该演员( )
A.受到4个力的作用
B.所需的向心力由弹力提供
C.角速度越大，人受到的摩擦力越大
D.圆筒的角速度ω≥eq \r(\f(g,μr))
15.(单选)如图所示，内壁光滑的竖直圆筒绕中轴线做匀速圆周运动。一质量为m的小物块(可视为质点)用一端固定在O点的细绳拴接，细绳的长度为L。小物块紧贴圆筒内壁随圆筒一起做匀速圆周运动。已知重力加速度为g，则( )
A.圆筒转动的角速度ω越大，细绳上的张力越大
B.继续增加圆筒转动的角速度ω，物块会相对圆筒内壁上滑
C.当圆筒转动角速度小于时，物块会脱离圆筒内壁
D.当圆筒转动角速度等于时，圆筒内壁对小物块的弹力大小为2mgtanθ
16.(多选)如图所示，矩形框MNQP竖直放置，其中MP、PQ足够长，且MP杆粗糙、MN杆光滑，轻弹簧一端连接一个穿过MN杆、质量为m的小球a，另一端连接另一个穿过MP杆、质量也为m的小球b。已知框绕MN轴分别以角速度ω和ω′匀速转动时，小球b在MP杆的位置不变，且ω′>ω，则与以ω匀速转动时相比，以ω′匀速转动时( )
A.小球a的高度更低
B.弹簧弹力的大小相等
C.小球b所受杆的摩擦力更大
D.小球b所受合外力更大
对点训练4 圆锥摆(筒)和单摆模型
分析思路
17. (多选)四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动。如图甲所示，其中小球A、B在同一水平面内做圆锥摆运动(连接B球的绳较长)；如图乙所示，小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接C、D的绳与竖直方向之间的夹角相同(连接D球的绳较长)，则下列说法正确的是( )
A.小球A、B角速度相等
B.小球A、B线速度大小相同
C.小球C、D向心加速度大小相同
D.小球D受到绳的拉力大于小球C受到绳的拉力
18.(多选)竖直平面内有一半径为0.5 m的光滑圆环，质量为0.5 kg的小球(视为质点)套在圆环上，当圆环以一定的角速度绕过圆环的竖直直径的转轴OO′匀速转动时，小球相对圆环静止，此时小球与圆环圆心的连线与竖直方向的夹角为37°，取重力加速度大小g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，下列说法正确的是( )
A.圆环对小球的弹力大小为5 N
B.小球随圆环旋转的角速度为5 rad/s
C.小球运动的线速度大小为1.5 m/s
D.小球的向心加速度大小为10 m/s2
19.(多选)如图所示，质量均为m的a、b两小球用不可伸长的等长轻质绳子悬挂起来，使小球a在竖直平面内来回摆动，小球b在水平面内做匀速圆周运动，连接小球b的绳子与竖直方向的夹角和小球a摆动时绳子偏离竖直方向的最大夹角都为θ，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A.a、b两小球圆周运动的半径之比为1∶sin θ
B.a、b两小球都是所受合外力充当向心力
C.b小球受到的绳子拉力大小恒为
D.a小球运动到最高点时受到的绳子拉力为mgcsθ
（综合提升练篇）
20.如图甲所示，质量相等的物块A、B放在水平圆盘上，A、B和圆盘圆心O在同一直线上，让圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，当A刚要滑动时，转动的角速度为ω1，当B刚要滑动时，转动的角速度为ω2；若A、B在圆盘上的位置不变，用细线将A、B连接，细线刚好伸直，如图乙所示，让圆盘匀速转动，当A、B一起刚要滑动时，转动的角速度为ω3，两物块与盘面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列关系正确的是( )
A.ω1>ω3>ω2B.ω1