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1、.教科版必修2第二章匀速圆周运动章末检测试卷含答案解析(时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分)1在一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人就会双眼紧盯着树梢，根据树梢的运动情形就能判断大树正在朝着哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤从物理知识的角度来解释，以下说法正确的是()A树木开始倒下时，树梢的角速度较大，易于判断B树木开始倒下时，树梢的线速度最大，易于判断C树木开始倒下时，树梢的向心加速度较大，易于判断D伐木工人的
2、经验缺乏科学依据解析：选B树木倒下时树干上各部分的角速度相同，半径越大其线速度越大，B项正确2一小球沿半径为2 m的轨道做匀速圆周运动，若周期T4 s，则()A小球的线速度大小是0.5 m/sB经过4 s，小球的位移大小为4 mC经过1 s，小球的位移为2 mD若小球的速度方向改变了 rad，经过时间一定为1 s解析：选C小球的周期为T4 s，则小球运动的线速度为v，选项A错误；经过4 s后，小球完成一个圆周运动后回到初始位置，位移为零，选项B错误；经过1 s后，小球完成个圆周，小球的位移为sR2 m，选项C正确；圆周运动是周期性运动，若方向改变弧度，经历的时间可能为t(n1)(n1) s或t
3、(n3)(n3) s，选项D错误3用一根细绳，一端系住一个质量为m的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方h处，绳长l大于h，使小球在桌面上做如图所示的匀速圆周运动若使小球不离开桌面，其转速最大值是()A BC D2解析：选A转速最大时，小球对桌面刚好无压力，则F向mgtan mlsin 2，即，其中cos ，所以n，故选A4质量为m的小球在竖直平面内的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v，当小球以2v的速度经过最高点时，对轨道的压力值为()Amg B2mgC3mg D5mg解析：选C小球经过最高点而不脱离轨道时，重力完全提供向心力，即mgm，当小球的速度等于2v时，则有Nmg
4、m，那么N3mg，方向竖直向下，因此，小球对轨道的压力等于3mg，选项C正确5如图所示，在绕中心轴OO转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动在圆筒的角速度逐渐增大的过程中，物体相对圆筒始终未滑动，下列说法中正确的是()A物体所受弹力逐渐增大，摩擦力大小一定不变B物体所受弹力不变，摩擦力大小减小了C物体所受的摩擦力与竖直方向的夹角不为零D物体所受弹力逐渐增大，摩擦力大小可能不变解析：选CD在圆筒的角速度逐渐增大的过程中，物体相对圆筒始终未滑动，则摩擦力的竖直分量与重力平衡，切线分量与速度方向相同，使物体速度增加，所以物体所受的摩擦力与竖直方向的夹角不为零，C正确；物体的向心力由弹力提供，随着速
5、度增加，向心力增加，物体所受弹力逐渐增大，如果圆筒的角速度均匀增加，则摩擦力大小不变，D正确6一辆开往雅安地震灾区满载新鲜水果的货车以恒定速率通过水平面内的某转盘，角速度为，其中一个处于中间位置的水果质量为m，它到转盘中心的距离为R，则其他水果对该水果的作用力为()Amg Bm2RC D解析：选C处于中间位置的水果在水平面内随车转弯，做水平面内的匀速圆周运动，合外力提供水平方向的向心力，则F向m2R，根据平衡条件及平行四边形定则可知，其他水果对该水果的作用力大小为F，选项C正确，其他选项均错误7.如图所示，小物块位于地面上的半径为R的半球的顶端，若给小物块一水平的初速度v时小物块对半球刚好无压
6、力，则下列说法正确的是()A小物块立即离开球面做平抛运动B小物块落地时水平位移为RC小物块沿球面运动D小物块落地时速度的方向与地面成45角解析：选AB小物块在最高点时对半球刚好无压力，表明从最高点开始小物块即离开球面做平抛运动，A对，C错；由mgm知，小物块在最高点的速度大小v，又由于Rgt2，vygt，xvt，故xR，B对；tan ，45，D错8如图所示，一个内壁光滑的圆锥的轴线垂直于水平面，圆锥固定不动，两个质量相同的球A、B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则()A球A的线速度必大于球B的线速度B球A的角速度必小于球B的角速度C球A的运动周期必小于球B的运动周期D球A对筒
7、壁的压力必大于球B对筒壁的压力解析：选AB对A有mgcot mmRA对B有mgcot m mRB由题图知RARB，得vAvB，ATB，又由受力情况知NANB，故C、D错误9如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是()A螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡B螺丝帽受到塑料管的弹力方向水平向外，背离圆心C此时手转动塑料管的角速
8、度D若塑料管的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动解析：选A由于螺丝帽做圆周运动过程中恰好不下滑，则竖直方向上重力与摩擦力平衡塑料管对螺丝帽的弹力提供其做匀速圆周运动的向心力，此时角速度满足mr2N，选项A正确，B、C错误；无论塑料管的转动速度增大多少，竖直方向受力平衡，故选项D错误10如图所示，有一质量为M的大圆环，半径为R，被一轻杆固定后悬挂在O点，有两个质量为m的小环(可视为质点)，同时从大环两侧的对称位置由静止滑下两小环同时滑到大环底部时，速度都为v，则此时大环对轻杆的拉力大小为()A(2m2M)g BmgC2mMg D2mMg解析：选C隔离一个小环，向上为正方向：Nmgm，Nmgm把
9、大环和两个小环合起来作为研究对象FMg2NMg2m故C正确二、计算题(本题共3小题，共40分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11. (12分)如图是离心实验原理图，可以用此实验研究过荷对人体的影响，测量人体的抗荷能力离心试验器转动时，被测者做匀速圆周运动现观测到图中的直线AB(线AB与舱底垂直)与竖直方向成30角，则被测者对座位的压力是他所受重力的多少倍？若被测者做圆周运动的半径R2 m，求此时转动的角速度的平方为多少？(g10 N/kg)解析：被测者在水平面内做匀速圆周运动，对被测者受力分析可知，竖直方
10、向受力平衡，则Ncos 30mg(3分)因此Nmg(2分)由牛顿第三定律可知，被测者对座舱的压力Nmg(2分)所以，压力是重力的倍合外力充当向心力，根据牛顿第二定律可得mgtan 30m2R(3分)则2 (rad/s)2.(2分)答案： (rad/s)212(14分)如图是利用传送带装运煤块的示意图其中传送带足够长，倾角37，煤块与传送带间的动摩擦因数0.8，传送带的主动轮和从动轮半径相等，主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖直高度H1.8 m，与运煤车车厢中心的水平距离x1.2 m现在传送带底端由静止释放一些煤块(可视为质点)，煤块在传送带作用下先做匀加速直线运动，后与传送带一起做匀速运动，到达主
11、动轮时随轮一起匀速转动要使煤块在轮的最高点水平抛出并落在车厢中心，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：(1)传送带匀速运动的速度v及主动轮和从动轮的半径R；(2)煤块在传送带上由静止开始加速至与传送带速度相同所经过的时间t.解析：(1)由平抛运动公式，得xvt，Hgt2(3分)代入数据解得v2 m/s(2分)要使煤块在轮最高点做平抛运动，则煤块到达轮最高点时对轮压力为零，由牛顿第二定律，得mgm (2分)代入数据得R0.4 m(2分)(2)由牛顿第二定律Fma得agcos gsin 0.4 m/s2(3分)由vv0at得t5 s(2分)答案：(1)2 m/s0.4
12、m(2)5 s13(14分)如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO重合转台以一定角速度匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO之间的夹角为60.重力加速度大小为g.(1)若0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求0；(2)(1k)0，且0k1，求小物块受到的摩擦力的大小和方向解析：(1)当0时，小物块只受重力和支持力作用，如图甲所示，其合力提供向心力，F合mgtan (1分)F向mr(1分)而rRsin ，F合F向(1分)由得0.(1分)(2)当(1k)0，且0k1时，所需要的向心力大于0时的向心力，故摩擦力方向沿罐壁的切线方向向下建立如图乙所示标系在水平方向上：Nsin fcos m2r(1分)在竖直方向上：Ncos fsin mg0(1分)由几何关系知rRsin (1分)联立式，解得fmg(2分)当(1k)0时，摩擦力的方向沿罐壁的切线方向向上建立如图丙所示的坐标系在水平方向上：Nsin fcos m2r(1分)在竖直方向上：Ncos fsin mg0(1分)由几何关系知rRsin (1分)联立式，解得fmg.(2分)答案：(1)0 (2)当(1k)0时，摩擦力方向沿罐壁切线向下，大小为fmg当(1k)0时，摩擦力方向沿罐壁切线向上，大小为fmg.
