粤教版高中物理必修二第2章圆周运动单元测试2（含答案）

20222023学年新教材粤教版（2019）高中物理必修二第二章圆周运动单元测试一．选择题（共12小题）1．对于匀速圆周运动，下列有关物理量之间关系的描述正确的是（）A．角速度一定与转速成正比 B．角速度一定与半径成反比 C．线速度一定与半径成正比 D．周期一定与半径成正比2．匀速圆周运动是（）A．速度和加速度都恒定不变的运动 B．速度和加速度都不断变化的运动 C．速度恒定不变、加速度不断变化的运动 D．速度不断变化、加速度恒定不变的运动3．物体做匀速圆周运动的过程中，下列物理量变化的是（）A．周期 B．动能 C．线速度 D．频率4．图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则下面说法不正确的是（）A．a点与d点的向心加速度大小相等 B．a点与c点的线速度大小相等 C．b点与d点的角速度大小相等 D．a点与c点的向心加速度大小相等5．A、B两个物体做匀速圆周运动，质量比为mA：mB＝1：2，半径之比为RA：RB＝1：3，周期之比为TA：TB＝2：1，则（）A．A、B两点的线速度大小之比为2：3 B．A、B两点的角速度大小之比为2：1 C．A、B两点的向心加速度大小之比为1：3 D．A、B两点的向心力大小之比为1：246．如图，靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑，大轮半径是小轮半径的2倍，A、B分别为大、小轮边缘上的点，C为大轮上一条半径的中点下列说法不正确的是（）A．A点与B点线速度大小相等 B．小轮转动的角速度是大轮的2倍 C．质点加速度aA＝2aB D．质点加速度aB＝4aC7．我国改革开放以来，高速公路从无到有，通车总里程达到14.3万公里，位居世界第一。科学研究表明，在过于平坦、笔直的路面上高速行车极易发生车祸，在修建高速公路时要间隔设计弯道，迫使司机集中注意力并控制车辆行驶速度，从而减少车祸的发生。如图，高速公路某处弯道半径为R，路面宽度为d，路面内外侧高度差为h，且路面倾角θ很小，可以认为tanθ＝sinθ，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则汽车通过该弯道的最合理速度为（）A． B． C． D．8．如图所示，是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置图。转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在变速塔轮2和3的圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值，那么下列说法中正确的是（）A．转动手柄1的快慢不会影响露出标尺的多少 B．转动手柄1的快慢会影响两个球所受向心力的比值 C．如果保证两小球角速度相同，两小球应该同时放在长槽内 D．为了探究向心力大小和角速度的关系，皮带应套在变速塔轮2和3的不同半径的圆盘上9．长为L的轻绳上系一质量为m的小球在竖直面内做圆周运动。小球经过最低点时的速度为，则此时细绳上的拉力大小为（）A．mg B．2mg C．5mg D．7mg10．如图是游乐场中一种旋转木马游戏装置，安全座椅用长度不等的软绳悬挂在圆形平台的边缘。当平台以某一恒定角速度转动时，下列说法正确的是（）A．所有软绳与竖直方向的夹角相同 B．软绳越长，绳与竖直方向的夹角越大 C．软绳越短，绳与竖直方向的夹角越大 D．软绳与竖直方向的夹角与游戏参与者的体重有关11．如图所示，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L，重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为2v时，球在最低点每根绳的拉力大小为（）A．mg B．mg C．3mg D．3mg12．关于离心现象和离心运动，下列说法正确的是（）A．做匀速圆周运动的物体所受的离心力大于向心力时就产生离心现象 B．汽车转弯时速度过大，会发生离心现象造成交通事故 C．离心运动就是物体沿圆周切线方向飞出去的运动 D．做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化，就做离心运动二．填空题（共5小题）13．如图所示，某宇航员在X星球表面用一根细线悬挂一个质量为m的小球，并将小球从与悬点O同一高度处由静止释放，测得小球过最低点时绳子拉力为F．已知X星球半径为R，星球表面为真空，不考虑星球自转，则X星球表面的重力加速度为；若能让小球靠近X星球表面绕该星球做匀速圆周运动，小球的速度大小应为。14．匀速圆周运动的特点是：（1）线速度；（2）角速度；（3）加速度；（4）周期（填变化或不变化）．15．物体做匀速圆周运动时在相等的时间内转过的角度相等。（判断对错）16．一人骑自行车来探究线速度与角速度的关系，他由静止开始达到最大速度后，脚蹬踏板使大齿轮以的转速匀速转动，已知大齿轮直径d1＝15cm，小齿轮直径d2＝6cm，车轮直径d3＝60cm。运动过程中小齿轮的角速度为rad/s，自行车的最大速度为m/s。17．做匀速圆周运动的质点的加速度是常量。（判断对错）三．解答题（共6小题）18．匀速圆周运动是一种匀变速运动。（判断对错）19．如图所示，小球Q自空中自由下落从转动的圆形纸筒穿过．如图所示，纸筒绕水平轴匀速转动，已知转动角速度ω＝5πrad/s，半径R＝0.5m，g取10m/s2，若小球穿筒壁时能量损失不计，撞击时间也可不计，小球穿过后纸筒上只留下一个孔．试求小球下落最大高度h是多少？20．如图所示，半径r＝0.4m的光滑圆轨道竖直固定在水平地面上，圆轨道最低处有一小球（视为质点）．现给小球一个水平向右的初速度v0，要使小球不脱离轨道运动，v0的取值范围是多少？（g取10m/s2）21．甲乙两球都做匀速圆周运动，甲球的质量是乙球的2倍，甲球在半径为0.25m的圆周上运动，乙球在半径为0.16m的圆周上运动，在1min内，甲球转30转，乙球转75转，求（1）甲、乙两球周期之比？（2）角速度之比？（3）所受向心力之比？22．有甲、乙两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，他们通过的路程之比是5：3，运动方向改变的角度之比是3：1，它们的向心加速度之比是？23．以速度V做匀速直线运动的物体，其加速度为0，以速度V做半径为r的匀速圆周运动的物体，其加速度为．

20222023学年新教材粤教版（2019）高中物理必修二第二章圆周运动单元测试参考答案与试题解析一．选择题（共12小题）1．【考点】匀速圆周运动；线速度、角速度和周期、转速．【解答】解：A、由公式ω＝2πn可知，角速度一定与转速成正比，故A正确；BC、由公式v＝ωr可知，在角速度一定时，线速度与半径成正比；在线速度一定时，角速度与半径成正比，故BC错误；D、由周期T＝可知，只有线速度一定时，周期与半径成正比，故D错误；故选：A。2．【考点】匀速圆周运动；线速度、角速度和周期、转速；向心加速度．【解答】解：匀速圆周运动的加速度和速度均时刻改变，故匀速圆周运动的速度和加速度都是不断变化的，故B正确，ACD错误。故选：B。3．【考点】匀速圆周运动；线速度、角速度和周期、转速．【解答】解：A、匀速圆周运动中周期不变，故A错误。B、动能是标量，速度大小不变，则动能不变，故B错误；C、在匀速圆周运动中，线速度的大小不变，方向时刻改变，是变化的，故C正确；D、在匀速圆周运动中周期不变，频率和周期成反比，所以频率也不变，故D错误。故选：C。4．【考点】线速度、角速度和周期、转速；向心加速度．【解答】解：A、由于va＝vc，rc＝2ra，ωb＝ωc，根据：v＝ωr，可得：ωd＝ωa，根据公式a＝rω2，rd＝4ra，所以：aa＝ad，故A正确；B、由于a、c两点是传送带传动的两轮子边缘上两点，则va＝vc，故B正确；C、b点与d点属于同轴转动，在相等时间内转过的角度是相等的，所以二者角速度大小相等，故C正确。D、由于a、c两点是传送带传动的两轮子边缘上两点，则va＝vc，因为rc＝2ra，根据公式a＝，解得：aa＝2ac，故D错误；本题选不正确的，故选：D。5．【考点】向心加速度；向心力；线速度、角速度和周期、转速．【解答】解：A、根据v＝可知，，故A错误；B、根据可知，故B错误；C、根据a＝ω2r＝ωv可知，故C错误；D、根据F＝ma可知，故D正确；故选：D。6．【考点】向心加速度；线速度、角速度和周期、转速．【解答】解：A、由题意知，两轮边缘上线速度大小相等，故vA＝vB，故A正确；B、根据v＝ωr，知，可知小轮转动的角速度是大轮的2倍，故B正确；C、根据：，可知：，故C错误；D、C点角速度与A点角速度相同，有：，由向心加速度的公式：a＝ω2r，可知：，故D正确。本题选不正确的故选：C。7．【考点】向心力；牛顿第二定律．【解答】解：汽车转弯时没有侧向的摩擦力，由重力和支持力的合力提供转弯的向心力是最合理的速度，由牛顿第二定律得：mgtanθ＝m因为路面倾角θ很小，可以认为：tanθ＝sinθ＝联立解得：v＝，故ABD错误，C正确；故选：C。8．【考点】探究圆周运动的相关参数问题；牛顿第二定律；向心力．【解答】解：A、手柄转动的快所需要的向心力大，反之需要的向心力小，转动手柄1的快慢会影响向心力的大小，故A错误；B、由于两个轮用皮带连接，线速度相等，两球向心力之比等于半径的反比，故转动手柄1的快慢不会影响两个球所受向心力的比值，故B错误；C、如果保证两个小球角速度相同，两小球同时放到同个槽中，故C正确；D、为了探究向心力大小和角速度的关系皮带应套在变速塔轮2和3相同半径的圆盘上，故D错误；故选：C。9．【考点】生活中的圆周运动；向心力．【解答】解：小球经过最低点时受到的合外力F合＝，解得，F合＝6mg，因为F合＝F﹣mg，解得细绳上的拉力F＝7mg，故D正确，ABC错误。故选：D。10．【考点】生活中的圆周运动；向心力．【解答】解：对座椅受力分析，如图所示：座椅做圆周运动的向心力由重力和绳子的拉力的合力提供，则：F＝mgtanθ＝mω2r，设圆形平台的半径为R，绳长L，则r＝R+Lsinθ，解得：g＝ω2（）同轴转动角速度相等，因和cosθ均随θ增加而减小，故软绳越长即L越大，绳与竖直方向的夹角θ越大，与游戏参与者的体重无关。所以ACD错误，B正确；故选：B。11．【考点】竖直平面内的圆周运动；牛顿第二定律；向心力．【解答】解：小球做圆周运动的半径r＝，小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，有：mg＝m，当小球在最高点的速率为2v时，从最高点到最低点，根据动能定理可得，在最低点，根据牛顿第二定律可得联立解得F＝3，故ABC错误，D正确故选：D。12．【考点】近心和离心现象．【解答】解：A、物体产生离心现象是由于物体所受的合力不足以提供物体做匀速圆周运动所需的向心力，故A错误；B、汽车转弯时速度过大，所需要的向心力大于所提供的向心力，故做离心运动，造成交通事故，故B正确；C、从近轨道沿曲线运动到远轨道的运动也是离心运动，离心运动不一定是物体沿圆周切线方向飞出去的运动故C错误；D、做匀速圆周运动的物体，如果指向圆心的合外力的数值变大，物体就做近心运动，故D错误。故选：B。二．填空题（共5小题）13．【考点】匀速圆周运动；线速度、角速度和周期、转速；重力加速度．【解答】解：从释放到最低点，设绳长为L，根据动能定理得：mgL＝mv2在最低点，根据牛顿第二定律得：F﹣mg＝m联立解得：g＝近地卫星环绕：G＝mg＝m解得X星球的近地环绕速度：v＝＝。故答案为：，14．【考点】匀速圆周运动；线速度、角速度和周期、转速．【解答】解：物体沿着圆周运动，再任意相等时间内通过的弧长相等的运动叫做匀速圆周运动；匀速圆周运动是曲线运动，速度方向是切线方向，时刻改变，故线速度是变化的；角速度大小和方向都不变化的；加速度的方向始终指向圆心，是变化的；周期是转动一圈的时间，是不变化的；故答案为：变化不变化变化不变化15．【考点】匀速圆周运动．【解答】解：根据角速度的定义式ω＝，可得物体做匀速圆周运动时转过的角度为θ＝ωt，所以做匀速圆周运动的物体在相等的时间内转过的角度相等，以上说法是正确的。故答案为：对。16．【考点】线速度、角速度和周期、转速．【解答】解：大齿轮与小齿轮边缘处线速度大小相等，有v2＝v1即有＝又因为ω1＝2πn＝（2π×）rad/s＝8rad/s联立代入已知数据求得，运动过程中小齿轮的角速度为ω2＝20rad/s自行车的最大速度即为车轮边缘的线速度，因为车轮与小齿轮角速度相等，所以自行车的最大速度为v＝＝×20m/s＝6m/s故答案为：20，6.17．【考点】向心加速度．【解答】解：做匀速圆周运动的物体的向心加速度始终指向圆心，故其加速度方向时刻改变，是个变量，故说法错误。故答案为：错误。三．解答题（共6小题）18．【考点】匀速圆周运动．【解答】解：匀速圆周运动的速度大小不变，但速度方向在不断变化，加速度大小不变，加速度方向在不断变化且始终指向圆心，因此匀速圆周运动是一种非匀变速运动，所以该说法错误。故答案为：对。19．【考点】匀速圆周运动；自由落体运动．【解答】解：小球穿过纸筒应有两次过筒壁，小球沿直径运动时间，等于第一次穿孔半径转过一定角度的时间：当小球速度足够大时，纸筒没转过一周，上式中n＝0；若速度足够大就是下落高度足够大；设小球穿入纸筒的速度为v