ZHANGMOJIANCESHIJUAN(DIERZHANG)章末檢測試卷(第二章)(滿分：100分)一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1.(2023·成都市石室中學?？?如圖所示，水平的木板B托著木塊A一起在豎直平面內做勻速圓周運動。從水平位置a沿逆時針方向運動到最高點b的過程中，下列說法正確的是A.木塊A處于超重狀態(tài)B.木塊A處于失重狀態(tài)C.B對A的摩擦力保持不變D.A受到的合外力越來越大1234567891011121314√15從水平位置a沿逆時針方向運動到最高點b的過程中，向心加速度的方向指向圓心，有豎直向下的分量，故是個失重的過程，A錯誤，B正確；從水平位置a沿逆時針方向運動到最高點b的過程中，A的向心加速度的方向指向圓心，其水平分量在減小，這個水平分量由摩擦力提供，故B對A的摩擦力減小，C錯誤；A在這個過程中做勻速圓周運動，故向心力的大小不變，即A所受的合外力大小不變，D錯誤。1234567891011121314152.轉籃球是中學生喜愛的一項娛樂項目。如圖所示，某同學讓籃球在他的手指正上方勻速轉動，下列說法正確的是A.籃球上各點做圓周運動的圓心均在球心處B.籃球上離轉動軸距離相等的各點速度相同C.籃球上各點做圓周運動的角速度不相等D.籃球上各點離轉軸越近，做圓周運動的向心加速度越小1234567891011121314√151234567891011121314只有籃球上運動半徑最大的點做圓周運動的圓心才在球心處，其他點做圓周運動的圓心都不在球心處，A錯誤；籃球上離軸距離相同的各點速度大小相同，方向不同，B錯誤；籃球上各點為同軸轉動，籃球上各點做圓周運動的角速度相等，C錯誤；根據(jù)公式a＝ω2r，同軸轉動，角速度一樣，半徑越小向心加速度越小，D正確。153.(2020·全國卷Ⅰ)如圖，一同學表演蕩秋千。已知秋千的兩根繩長均為10 m，該同學和秋千踏板的總質量約為50 kg。繩的質量忽略不計。當該同學蕩到秋千支架的正下方時，速度大小為8 m/s，g取9.8 m/s2，此時每根繩子平均承受的拉力約為A.200 N B.400 N C.600 N D.800 N1234567891011121314√15123456789101112131415取該同學與踏板為研究對象，設每根繩子中的平均拉力為F，到達最低點時，受力如圖所示。代入數(shù)據(jù)得F＝405 N，選項B正確。4.(2023·四川省高一期末)如圖所示，將半徑為R的內表面光滑的半圓形碗固定，一質量為m的小球在離碗底高為h的水平面內，以角速度ω做勻速圓周運動，重力加速度為g，則A.小球受重力、支持力和向心力的作用B.小球運動過程中線速度不變，向心加速度也不變C.如果小球突然減速，它將做離心運動D.小球的各物理量關系滿足g＝ω2(R－h(huán))1234567891011121314√15123456789101112131415小球受重力、支持力，向心力是效果力，是由重力和支持力的合力提供的，故A錯誤；小球運動過程中線速度大小不變，方向時刻變化，向心加速度也是大小不變，方向時刻變化，故B錯誤；如果小球突然減速，它將向下滑動，軌道半徑變小，做近心運動，故C錯誤；設小球與O點連線與豎直方向夾角為θ，根據(jù)幾何關系可知mgtan θ＝mω2r，小球做圓周運動的半徑為r＝(R－h(huán))tan θ，聯(lián)立解得g＝ω2(R－h(huán))，故D正確。5.(2023·太原市高一期中)馬刀鋸是一種木匠常用的電動工具。其內部安裝了特殊的傳動裝置，簡化后如圖所示，可以將電動機的轉動轉化為鋸條的往復運動。電動機帶動圓盤O轉動，圓盤O上的凸起P在轉動的過程中帶動鋸條左右往復運動。已知電動機正在順時針轉動，轉速n＝2 400 r/min，OP＝2 cm。當OP與鋸條運動方向的夾角θ＝37°時，鋸條運動的速度大小約為(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)A.3 m/s B.4 m/s C.5 m/s D.6 m/s1234567891011121314√151234567891011121314根據(jù)題意，由公式v＝2πrn可得，P點線速度大小為vP≈5 m/s把速度分解，如圖所示由幾何關系有v1＝vPsin 37°≈3 m/s即鋸條運動的速度大小約為3 m/s，故選A。156.如圖所示，矩形金屬框MNQP豎直放置，其中MN、PQ光滑且足夠長。一根輕彈簧一端固定在M點，另一端連接一個質量為m的小球，小球穿過PQ桿。金屬框繞MN軸先以角速度ω1勻速轉動，然后提高轉速以角速度ω2勻速轉動。下列說法正確的是A.小球的高度一定升高B.小球的高度一定降低C.兩次轉動桿對小球的彈力大小可能不變D.兩次轉動小球所受的合力大小可能不變1234567891011121314√15123456789101112131415如圖所示，對小球進行受力分析：小球受重力、支持力、彈簧的拉力。彈簧拉力在豎直方向的分力等于重力，所以彈簧的拉力F是不變的，則小球的高度不變，故A、B錯誤；角速度小時，轉動桿對小球的支持力N的方向可能如圖所示，角速度大時，轉動桿對小球的支持力方向可能與圖示N的方向相反，此時角速度不同，支持力的大小可能相等，故C正確；小球位置不變，做圓周運動的半徑不變，角速度增大，根據(jù)F合＝mω2r可知，合力肯定增大，故D錯誤。7.(2023·綿陽市高一期末)如圖所示，光滑小球串在三桿夾角均為120°的“Y”形桿上，三桿結點為O，“Y”形桿的一桿豎直，并繞該豎直桿勻速旋轉，使小球維持在距O點l處，重力加速度為g，則“Y”形桿旋轉的角速度ω為1234567891011121314√15123456789101112131415二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，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)8.(2023·綿陽市高一?？计谥?有關圓周運動的基本模型，下列說法正確的是A.圖a中增大圓錐擺的擺角θ，但保持圓錐的高度 不變，則圓錐擺的角速度變化B.圖b中在光滑固定圓錐筒的水平面內做勻速圓 周運動的小球，受重力、彈力和向心力C.圖c中小球繞輕質細桿一端O點在豎直面內做 圓周運動，到最高點時速度可能為零D.圖d中火車以某速度經外軌高于內軌的彎道時， 車輪可能對內、外軌均無側向壓力123456789101112131415√√題圖b中，在光滑固定圓錐筒的水平面內做勻速圓周運動的小球，受重力、彈力作用，兩個力的合力充當向心力，故B錯誤；123456789101112131415題圖c中，小球繞輕質細桿一端O點在豎直面內做圓周運動，到達最高點時速度可能為零，故C正確；題圖d中，火車以某速度經過外軌1234567891011121314159.(2023·宜賓市期末)如圖所示，水平轉臺上的小物體a、b(可視為質點)通過輕彈簧連接，并靜止在轉臺上，現(xiàn)從靜止開始緩慢地增大轉臺的轉速(即在每個轉速下均可認為是勻速轉動)，已知a、b的質量分別為m、2m，a、b與轉臺間的動摩擦因數(shù)均為μ，a、b離轉臺中心的距離均為r，且與轉臺保持相對靜止，已知彈簧的原長為r，勁度系數(shù)為k，重力加速度為g，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，以下說法中正確的是A.物體a和b同時相對轉臺發(fā)生滑動B.當a受到的摩擦力為0時，b受到的摩擦力背離圓心C.當b受到的摩擦力為0時，a受到的摩擦力背離圓心1234567891011121314√√151234567891011121314當a受到的摩擦力為0時，彈簧彈力充當a的向心力，根據(jù)公式F＝mω2r得，b質量較大，需要更大的向心力，所以彈簧彈力與靜摩擦力的合力充當b的向心力，所以b受到的摩擦力指向圓心，故B錯誤；151234567891011121314根據(jù)B選項的分析知，當b受到的摩擦力為0時，彈簧彈力充當b的向心力，彈簧彈力與靜摩擦力的合力充當a的向心力，a質量較小，故需要的向心力小，所以a受到的摩擦力背離圓心，故C正確；1510.(2022·安吉縣高級中學高一開學考試)某人站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩的一端，繩的另一端系有質量為m＝0.55 kg的小球，使球在豎直平面內以手為圓心做圓周運動。當球某次運動到最低點時，繩恰好受到所能承受的最大拉力被拉斷，球以繩斷時的速度水平飛出，通過水平距離x＝1.2 m后落地。已知握繩的手離地面高度為d＝1.0 m，手與球之間的繩長為r＝0.55 m，重力加速度g＝10 m/s2，忽略空氣阻力。則A.從繩斷到小球落地的時間為0.3 sB.小球落地時的速度大小為4 m/sC.繩子能承受的最大拉力為16 ND.繩子能承受的最大拉力為21.5 N123456789101112131415√√123456789101112131415三、非選擇題(本題共5小題，共54分)11.(8分)(2023·資陽市樂至中學期中)某實驗小組利用圖甲所示裝置測量角速度等物理量，實驗過程如下：(ⅰ)按照圖甲安裝實驗裝置；(ⅱ)將紙帶沿著圓盤纏繞一圈，用筆做好記號，將這一圈紙帶取下來，沿著米尺展開，測得其長度為78.50 cm；(ⅲ)讓紙帶穿過打點計時器的限位孔，紙帶上端用雙面膠粘在圓盤上，下端連接一鉤碼。調節(jié)圓盤和打點計時器的相對位置，使圓盤所在的豎直面與打點計時器限位孔所在的豎直面垂直，保證紙帶豎直懸掛；123456789101112131415(ⅳ)轉動圓盤，讓部分紙帶纏繞在圓盤上。接通電源，釋放紙帶，鉤碼通過紙帶帶動圓盤順時針轉動。實驗得到的一段紙帶如圖乙所示，紙帶上相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫出。已知打點計時器打點的周期為0.02 s，π取3.14。以下計算結果均保留3位有效數(shù)字。123456789101112131415(1)在打出AB段紙帶的時間內，鉤碼平均速度大小是______m/s；0.400123456789101112131415(2)在打出C點時，鉤碼速度大小是______m/s，圓盤轉動的角速度是______rad/s；12345678910111213140.745155.96123456789101112131415由題意可知，圓盤的半徑為由v＝rω可得圓盤轉動的角速度為(3)在打出AF段紙帶的時間內，下列關于圓盤轉動的角速度隨時間的變化關系可能正確的是_____。1234567891011121314B151234567891011121314由題圖可知，每相鄰計數(shù)點間距相等，為Δx＝2.30 cm可知鉤碼向下做勻加速直線運動，圓盤轉動的線速度大小與時間成線性關系，則v＝v0＋at1512.(8分)(2023·成都石室中學?？?探究向心力大小F與物體的質量m、角速度ω和軌道半徑r的關系實驗中：(1)本實驗所采用的實驗探究方法與下列實驗相同的是____。A.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律B.探究加速度與物體受力、物體質量的關系1234567891011121314B15探究向心力大小F與物體的質量m、角速度ω和軌道半徑r的關系實驗用到的實驗探究方法為控制變量法，探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律用到等效法，故A不符合題意；探究加速度與物體受力、物體質量的關系用控制變量法，故B符合題意。(2)小明同學用向心力演示器進行實驗，實驗情景如甲、乙、丙三圖所示：123456789101112131415三個情境中，圖_____(選填“甲”“乙”或“丙”)是探究向心力大小F與質量m的關系；在乙情境中，若兩鋼球所受向心力大小的比值為1∶9，則實驗中選取兩個變速輪塔的半徑之比為_____。3∶1甲1234567891011121314探究向心力大小F與質量m的關系，需保證角速度和半徑不變，質量變化，應用題圖甲。15(3)小王同學利用傳感器進行探究，通過圖(a)所示的裝置探究物體做圓周運動的向心力與質量、軌道半徑及線速度大小的關系?；瑝K套在光滑水平桿上，隨桿一起繞豎直桿做勻速圓周運動，力傳感器通過一細繩連接滑塊，用來測量向心力的大小F?；瑝K上固定一遮光片，與固定在鐵架臺上的光電門可測量滑塊的線速度大小v。小王同學先保持滑塊質量和半徑不變，來探究向心力大小與線速度大小的關系。小王同學通過改變轉速測量多組數(shù)據(jù)，記錄力傳感器示數(shù)F，算出對應的線速度大小v及v2的數(shù)值，以v2為橫軸，F(xiàn)為縱軸，作F－v2圖線，如圖(b)所示，若滑塊運動半徑r＝0.3 m，由圖線可得滑塊的質量m＝_____kg。1234567891011121314150.212345678910111213141513.(10分)(2022·南京市大廠高級中學高一開學考試)如圖所示，有一可繞豎直中心軸轉動的水平圓盤，上面放置勁度系數(shù)k＝46 N/m的彈簧，彈簧的一端固定于軸O上，另一端連接質量m＝1.0 kg的小物塊A，物塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)μ＝0.20，開始時彈簧未發(fā)生形變，長度l0＝0.50 m，設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10 m/s2，求：(1)圓盤的角速度為多大時，物塊A開始滑動；1234567891011121314答案　2 rad/s151234567891011121314設圓盤的角速度為ω0時，物塊A將開始滑動，此時物塊的最大靜摩擦力提供向心力，則有μmg＝mω02l0， (3分)15(2)當圓盤角速度緩慢地增加到4.0 rad/s時，彈簧的伸長量是多少。(彈簧始終在彈性限度內且物塊未脫離圓盤)1234567891011121314答案　0.2 m15設此時彈簧的伸長量為Δx，物塊受到的摩擦力和彈簧彈力的合力提供向心力，則有μmg＋kΔx＝mω2(l0＋Δx)， (3分)代入數(shù)據(jù)解得Δx＝0.2 m。 (2分)14.(12分)(2023·雅安中學高一?？?如圖所示，馬戲團正在上演飛車節(jié)目，在豎直平面內有半徑為R＝4 m的圓軌道，表演者騎著摩托車在圓軌道內做圓周運動。已知人和摩托車的總質量為m＝200 kg，人和摩托車可視為質點，不計一切阻力，重力加速度g＝10 m/s2。(1)求表演者恰能通過最高點時的速度大小v1；123456789101112131415(2)表演者通過最低點時對軌道的壓力大小為N2＝9 200 N，求此時表演者的速度大小v2；1234567891011121314答案　12 m/s最低點，由牛頓第三定律可得軌道對表演者和摩托車的支持力大小為N2′＝N2 (1分)15解得v2＝12 m/s (1分)(3)表演者以v3＝11 m/s的速度通過軌道最左端時，求此時摩托車對軌道的壓力N3。1234567891011121314答案　6 050 N，方向水平向左解得N3′＝6 050 N (1分)由牛頓第三定律可知N3＝N3′＝6 050 N，方向水平向左。 (1分)15123456789101112131415.(16分)(2023·遂寧中學高一期中)如圖甲所示，小球通過細繩懸掛在墻壁上，懸點為O，離地高度為2L。小球可視為質點且質量為m，繩長為且保持不變，繩子能承受的最大張力為3mg，不計一切阻力，已知L＝10 m，重力加速度為g＝10 m/s2，求：(1)設小球在向右擺到最低點時繩子剛好斷裂，則他們的落地點離O點的水平距離為多少；15123456789101112131415x1＝v0t1 (2 分)(1 分)(2 分)12345678910111213(2)若繩長改為L，小球在水平面內做圓錐擺運動，如圖乙，且小球做擺角為θ的圓錐擺運動時繩子剛好斷裂，則小球經過多長時間落地，以及繩斷裂瞬間小球的速度大小為多少。1415123456789101112131415繩子恰好斷裂時，圓錐擺的擺角為θ，對小球分析有(2 分)(2 分)

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