第六章圓周運動（2019年新人教版）基礎(chǔ)過關(guān)卷班級___________姓名___________學號____________分數(shù)____________（考試時間：75分鐘試卷滿分：100分）注意事項：1．本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分。答卷前，考生務必將自己的班級、姓名、學號填寫在試卷上。2．回答第I卷時，選出每小題答案后，將答案填在選擇題上方的答題表中。3．回答第II卷時，將答案直接寫在試卷上。第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、選擇題：本題共6個小題，每小題4分，共24分。在每個小題的給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.【2019年河北省邯鄲市高一月考物理測試】關(guān)于平拋運動和圓周運動，下列說法正確的是()A．平拋運動是勻變速曲線運動B．勻速圓周運動是速度不變的運動C．圓周運動是勻變速曲線運動D．做平拋運動的物體落地時的速度一定是豎直向下的【答案】A【解析】平拋運動的加速度恒定，所以平拋運動是勻變速曲線運動，A正確；平拋運動水平方向做勻速直線運動，所以落地時速度一定有水平分量，不可能豎直向下，D錯誤；勻速圓周運動的速度方向時刻變化，B錯誤；勻速圓周運動的加速度始終指向圓心，也就是方向時刻變化，所以不是勻變速運動，C錯誤．2.【2019年山西省朔州市高一期中考試物理測試】某變速箱中有甲、乙、丙三個齒輪，如圖2所示，其半徑分別為r1、r2、r3，若甲輪的角速度為ω，則丙輪邊緣上某點的向心加速度為 ()A.eq\f(req\o\al(2,1)ω2,r3)B.eq\f(req\o\al(2,3)ω2,req\o\al(2,1))C.eq\f(req\o\al(3,3)ω2,req\o\al(2,2))D.eq\f(r1r2ω2,r3)【答案】A【解析】三輪邊緣各點的關(guān)系應該有v1＝v2＝v3，故ωr1＝ω2r2＝ω3r3，再用公式a＝eq\f(v2,r)即可求得a＝eq\f(req\o\al(2,1)ω2,r3)，故A正確．3.【2019年湖北省安陸市高一月考物理測試】如圖為學員駕駛汽車在水平面上繞O點做勻速圓周運動的俯視示意圖．已知質(zhì)量為60kg的學員在A點位置，質(zhì)量為70kg的教練員在B點位置，A點的轉(zhuǎn)彎半徑為5.0m，B點的轉(zhuǎn)彎半徑為4.0m，學員和教練員(均可視為質(zhì)點)()A．運動周期之比為5∶4B．運動線速度大小之比為1∶1C．向心加速度大小之比為4∶5D．受到的合力大小之比為15∶14【答案】D【解析】A、B兩點做圓周運動的角速度相等，根據(jù)T＝eq\f(2π,ω)知，周期相等，故A錯誤．根據(jù)v＝rω知，半徑之比為5∶4，則線速度大小之比為5∶4，故B錯誤．根據(jù)a＝rω2知，半徑之比為5∶4，則向心加速度大小之比為5∶4，故C錯誤．根據(jù)F＝ma知，向心加速度大小之比為5∶4，質(zhì)量之比為6∶7，則合力大小之比為15∶14，故D正確．4．【2019年山西省運城市高一月考物理測試】自行車的小齒輪A、大齒輪B、后輪C是相互關(guān)聯(lián)的三個轉(zhuǎn)動部分，且半徑RB＝4RA、RC＝8RA，如圖所示．當自行車正常騎行時A、B、C三輪邊緣的向心加速度的大小之比aA∶aB∶aC等于()A．1∶1∶8 B．4∶1∶4C．4∶1∶32 D．1∶2∶4【答案】C【解析】小齒輪A與后輪C角速度相等，由a＝ω2R可知aA∶aC＝1∶8.小齒輪A與大齒輪B線速度相等，由a＝v2/R可知，aA∶aB＝4∶1，所以aA∶aB∶aC＝4∶1∶32，選項C正確5.【2019年湖北省大冶市高一期末考試物理測試】質(zhì)量為m的飛機以恒定速率v在空中水平盤旋(如圖所示)，做勻速圓周運動的半徑為R，重力加速度為g，則此時空氣對飛機的作用力大小為()A.meq\f(v2,R)B.mgC.meq\r(g2＋\f(v4,R2))D.meq\r(g2－\f(v4,R2))【答案】C【解析】根據(jù)牛頓第二定律有F合＝meq\f(v2,R)，根據(jù)平行四邊形定則，如圖．空氣對飛機的作用力F＝eq\r(（mg）2＋（F合）2)＝meq\r(g2＋\f(v4,R2))，選項C正確，A、B、D錯誤．6.【2019年湖南省長沙市高一月考物理測試】如圖所示，質(zhì)量為M的賽車，在比賽中要通過一段凹凸起伏路面，若圓弧半徑都是R，汽車的速率恒為v＝eq\r(gR)，則下列說法正確的是()A.在凸起的圓弧路面的頂部，汽車對路面的壓力大小為零B.在凹下的圓弧路面的頂部，汽車對路面的壓力大小為3MgC.在凸起的圓弧路面的底部，汽車的向心力大小為0D.在凹下的圓弧路面的底部，汽車的向心力大小為2Mg【答案】A【解析】在凸起的圓弧路面的頂部，根據(jù)牛頓第二定律知，Mg－N＝Meq\f(v2,R)，解得N＝0，則汽車對路面的壓力為零，選項A正確；在凹下的圓弧路面的底部，根據(jù)牛頓第二定律知，N－Mg＝Meq\f(v2,R)，解得N＝2Mg，則汽車對路面的壓力為2Mg，選項B錯誤；在凹下圓弧底部和凸起圓弧頂部，汽車的向心力Fn＝Meq\f(v2,R)＝Mg，選項C、D錯誤．二、選擇題：本題共四個小題，每小題6分，共24分。在每個小題的給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7.【2019年河南省洛陽市高一期中考試物理測試】如圖所示，細桿的一端與一小球相連，可繞過O點的水平軸自由轉(zhuǎn)動，現(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運動．點a、b分別表示軌道的最低點和最高點，則桿對球的作用力可能是()A．a(chǎn)處為拉力，b處為拉力B．a(chǎn)處為拉力，b處為推力C．a(chǎn)處為推力，b處為拉力D．a(chǎn)處為推力，b處為推力【答案】AB【解析】在a處小球受到豎直向下的重力，因此a處一定受到桿的拉力，因為小球在最低點時所需向心力沿桿由a指向圓心O，向心力是桿對球的拉力和重力的合力．小球在最高點b時桿對球的作用力有三種情況：(1)桿對球恰好沒有作用力，這時小球所受的重力提供向心力，設(shè)此時小球速度為v臨，由mg＝eq\f(mv\o\al(2,臨),R)得v臨＝eq\r(Rg).(2)當小球在b點，速度v>v臨時，桿對小球有向下的拉力．(3)當小球在b點，速度0<v<v臨時，桿對小球有向上的推力．8.【2019年山東省鄒城市高一期末考試物理測試】如圖所示，半徑為R的薄圓筒繞豎直中心軸線勻速轉(zhuǎn)動．一顆子彈沿直徑方向從左側(cè)射入，再從右側(cè)射出，發(fā)現(xiàn)兩彈孔在同一豎直線上，相距h.若子彈每次擊穿薄圓筒前后速度不變，重力加速度為g，則以下說法正確的是()A.子彈的速度大小為Req\r(\f(2g,h))B.子彈的速度大小為2Req\r(\f(g,h))C.圓筒轉(zhuǎn)動的周期可能為eq\f(2,3)eq\r(\f(2h,g))D.圓筒轉(zhuǎn)動的周期可能為2eq\r(\f(h,g))【答案】AC【解析】子彈穿過圓筒的過程中，做平拋運動，在豎直方向上有h＝eq\f(1,2)gt2，在水平方向上有2R＝v0t，解得v0＝Req\r(\f(2g,h))，選項A正確，B錯誤；因為兩彈孔在同一豎直線上，即在同一側(cè)，所以有t＝(2n－1)·eq\f(T,2)，故T＝eq\r(\f(2h,g))eq\f(2,（2n－1）)，當n＝2時T＝eq\f(2,3)eq\r(\f(2h,g))，當n＝1時T＝2eq\r(\f(2h,g))，選項C正確，D錯誤．9.【2019年浙江省臺州市高一月考物理測試】如圖所示，用長為L的細繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則下列說法中正確的是()A．小球在圓周最高點時所受的向心力一定為重力B．小球在最高點時繩子的拉力不可能為零C．若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則其在最高點的速率為eq\r(gL)D．小球過最低點時繩子的拉力一定大于小球重力【答案】CD【解析】由于不知道小球在圓周最高點時的速率，故無法確定繩子的拉力大小，A、B錯誤；若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則其在最高點的速率滿足mg＝meq\f(v2,L)，推導可得v＝eq\r(gL)，C正確；小球過最低點時，向心力方向向上，故繩子的拉力一定大于小球重力，D選項正確．10.【2019年山東省臨沂市高一期中考試物理測試】兩個質(zhì)量不同的小球用長度不等的細線拴在同一點并在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動．則它們的()A．運動周期相同B．運動的線速度相同C．運動的角速度相同D．向心加速度相同【答案】AC【解析】設(shè)細線與豎直方向的夾角為θ，水平面距懸點的高度為h，細線的拉力與重力的合力提供向心力，則mgtanθ＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2htanθ，解得T＝2πeq\r(\f(h,g))，由此可知T與細線長無關(guān)，A、C正確，B、D錯誤．第II卷（非選擇題共52分）三、填空題（兩個題共15分，其中11題6分，12題9分）11．【2019年貴州省安順市高一期中考試物理測試】如圖所示是探究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系的實驗裝置圖，轉(zhuǎn)動手柄1，可使變速輪塔2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動。皮帶分別套在輪塔2和3上的不同圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球6、7分別以不同的角速度，做勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由橫臂8的擋板對小球的壓力提供，球?qū)醢宓姆醋饔昧?，通過橫臂8的杠桿作用使彈簧測力套筒9下降，從而露出標尺10，標尺10上露出的紅白相間的等分格顯示出兩個球所受向心力的比值。那么：(1)現(xiàn)將兩小球分別放在兩邊的槽內(nèi)，為了探究小球受到的向心力大小和角速度的關(guān)系，下列說法中正確的是________。A．在小球運動半徑相等的情況下，用質(zhì)量相同的小球做實驗B．在小球運動半徑相等的情況下，用質(zhì)量不同的小球做實驗C．在小球運動半徑不等的情況下，用質(zhì)量不同的小球做實驗D．在小球運動半徑不等的情況下，用質(zhì)量相同的小球做實驗(2)當用兩個質(zhì)量相等的小球做實驗，且左邊小球的軌道半徑為右邊小球的2倍時，轉(zhuǎn)動時發(fā)現(xiàn)右邊標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)為左邊的2倍，那么，左邊輪塔與右邊輪塔之間的角速度之比為________?！敬鸢浮?1)A(2)1∶2【解析】(1)要研究小球受到的向心力大小與角速度的關(guān)系，需控制小球的質(zhì)量和半徑不變，所以選項A正確，B、C、D錯誤。(2)線速度相等，則角速度與半徑成反比，故可以知道左邊輪塔與右邊輪塔之間的角速度之比為1∶2。12.【2019年四川省廣安市高一月考物理測試】如圖甲所示是某同學探究做圓周運動的物體質(zhì)量、向心力、軌道半徑及線速度關(guān)系的實驗裝置，圓柱體放置在水平光滑圓盤上做勻速圓周運動。力傳感器測量向心力F，速度傳感器測量圓柱體的線速度v，該同學通過保持圓柱體質(zhì)量和運動半徑不變，來探究向心力F與線速度v的關(guān)系。(1)該同學采用的實驗方法為________。A．等效替代法 B．控制變量法C．理想化模型法(2)改變線速度v，多次測量，該同學測出了五組F、v數(shù)據(jù)，如下表所示：v/(m·s－1)1.01.52.02.53.0F/N0.882.003.505.507.90該同學對數(shù)據(jù)分析后，在圖乙坐標紙上描出了五個點。①在圖乙中作出F-v2圖線；②若圓柱體運動半徑r＝0.2m，由作出的F-v2的圖線可得圓柱體的質(zhì)量m＝________kg。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1)B(2)①見解析圖②0.18【解析】(1)實驗中研究向心力和速度的關(guān)系，保持圓柱體質(zhì)量和運動半徑不變，采用的實驗方法是控制變量法，故選B。(2)①作出F-v2圖線，如圖所示。②根據(jù)F＝meq\f(v2,r)知，圖線的斜率k＝eq\f(m,r)，則有：eq\f(m,r)＝eq\f(8,8.8)，代入數(shù)據(jù)解得m＝0.18kg。四、計算題（三個題共37分,其中13題9分，14題12分，15題16分，書寫時要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位）13．【2019年陜西省咸陽市高一月考物理測試】如圖所示是馬戲團中上演飛車節(jié)目，在豎直平面內(nèi)有半徑為R的圓軌道.表演者騎著摩托車在圓軌道內(nèi)做圓周運動.已知人和摩托車的總質(zhì)量為m，人以v1＝eq\r(2gR)的速度過軌道最高點B，并以v2＝eq\r(3)v1的速度過最低點A.求在A、B兩點摩托車對軌道的壓力大小相差多少？【答案】6mg【解析】在B點，F(xiàn)B＋mg＝meq\f(v\o\al(1,2),R)，解得FB＝mg，根據(jù)牛頓第三定律，摩托車對軌道的壓力大小FB′＝FB＝mg在A點，F(xiàn)A－mg＝meq\f(v\o\al(2,2),R)解得FA＝7mg，根據(jù)牛頓第三定律，摩托車對軌道的壓力大小FA′＝FA＝7mg所以在A、B兩點車對軌道的壓力大小相差FA′－FB′＝6mg.14．【江蘇省鹽城市高一月考物理測試】如圖所示，用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成的由半圓形APB(圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多)和直線BC組成的軌道固定在水平桌面上，已知APB部分的半徑R＝1.0m，BC段長L＝1.5m．彈射裝置將一個小球(可視為質(zhì)點)以v0＝5m/s的水平初速度從A點射入軌道，小球從C點離開軌道隨即水平拋出，落地點D距離C點的水平距離x＝2.0m，不計空氣阻力，g取10m/s2，π取3.14.求：(1)小球在半圓軌道上運動的角速度ω和加速度a的大??；(2)小球從A點運動到C點的時間t；(3)桌子的高度h.【答案】(1)5rad/s25m/s2(2)0.928s(3)0.8m【解析】(1)小球在半圓軌道上運動的角速度為ω＝eq\f(v0,R)＝eq\f(5,1.0)rad/s＝5rad/s，加速度為a＝eq\f(veq\o\al(2,0),R)＝eq\f(52,1.0)m/s2＝25m/s2.(2)小球從A運動到B的時間為t1＝eq\f(πR,v0)＝eq\f(3.14×1.0,5)s＝0.628s，從B運動到C的時間為t2＝eq\f(L,v0)＝eq\f(1.5,5)s＝0.3s，小球從A運動到C的時間為t＝t1＋t2＝(0.628＋0.3)s＝0.928s．(3)小球從C到D做平拋運動，有h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,3)，x＝v0t3，解得桌子的高度h＝eq\f(gx2,2veq\o\al(2,0))＝eq\f(10×2.02,2×52)m＝0.8m．15．【2019年江西省南昌市高一期末考試物理測試】如圖所示，摩托車做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺，接著以v＝3m/s水平速度離開平臺，落至地面時，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點切入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑．A、B為圓弧兩端點，其連線水平．已知圓弧半徑為R＝1.0m，人和車的總質(zhì)量為180kg，特技表演的全過程中，阻力忽略不計(計算中取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)．求：(1)從平臺飛出到A點，人和車運動的水平距離s.(2)從平臺飛出到達A點時的速度大小及圓弧對應圓心角θ.(3)人和車運動到圓弧軌道A點時對軌道的壓力大?。?4)人和車運動到圓弧軌道最低點O速度v′＝eq\r(33)m/s，此時對軌道的壓力．【答案】(1)1.2m(2)5m/s106°(3)5580N(4)7740N【解析】(1)車做的是平拋運動，很據(jù)平拋運動的規(guī)律可得豎直方向上H＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，水平方向上s＝vt2，可得：s＝veq\r(\f(2H,g))＝1.2m．(2)摩托車落至A點時，其豎直方向的分速度大小vy＝gt2＝4m/s，到達A點時速度大小vA＝eq\r(v2＋veq\o\al(2,y))＝5m/s，設(shè)摩托車落地時速度方向與水平方向的夾角為α，則tanα＝eq\f(vy,v)＝eq