人教版高中物理必修第二册-第六章测评(A)

新教材人教版高中物理必修第二册

第六章测评（A）

（时间:60分钟满分:100分）

一、单项选择题（本题共5小题,每小题5分，共25分。每小题只有一个选项符合题目要

求）

1.运动员参加场地自行车赛弯道处转弯的情景如图所示，弯道处的路面是倾斜的,假设运

动员转弯时在水平圆轨道上做匀速圆周运动，此过程的自行车（含运动员）除受空气阻力

和摩擦力外，还受到（）

A.重力和支持力

B.支持力和向心力

C.重力和向心力

D.重力、支持力和向心力

答案:A

解析向心力作为效果力，在受力分析中不能单独出现。所以选项A正确。

2.A、B两小球都在水平面上做匀速圆周运动,A球的轨道半径是B球的轨道半径的2

倍,A的转速为30r/min,B的转速为108r/min,则两球的向心加速度之比为（）

A.1：1B.6：1

C.4：1D.2：1

答案:B

解析:A的转速为30r/min=0.5r/s,贝IA的角速度SA=2imA=Ti,A球的轨道半径是B球的

22

轨道半径的倍，故的向心加速度为）A的转速为

2At/A=rA<i=2rB?i;B10V3r/min=—6r/s,

2

则B的角速度03=2兀〃3=今1,故8的向心加速度为<2B=rB<DB=久兀2,所以两球的向心加

速度之比幺=等武=-,B正确。

a

B-rB"21

3.（2019•海南卷）如图所示,一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴。。的

距离为广,已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为〃（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力

加速度大小为go若硬币与圆盘一起绕。。釉匀速转动,则圆盘转动的最大角速度为

（）

答案:B

解析:硬币所受的摩擦力提供硬币转动的向心力，当达到最大静摩擦力时，硬币转动的角

速度最大，根据牛顿第二定律可得ng=/n①2尸,解得圆盘转动的最大角速度为0选

项B正确。

4.质量为机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

界速度值是匕当小球以2V的速度经过最高点时，对轨道的压力值为（）

A.OB.mg

C.3mgD.5mg

答案:C

、、”2

解析:当小球以速度u经内轨道最高点时,小球仅受重力，重力充当向心力，有mg二m；;当

小球以速度2V经内轨道最高点时，小球受重力G和轨道对小球竖直向下的压力尸N,如图

所示，合力充当向心力，有mg+FN=m^5L由牛顿第三定律得到，小球对轨道的压力与轨

道对小球的压力相等尸N'=RN；由以上三式得到,尺'=3但,故选项C正确。

5.为了测定子弹的飞行速度，在一根水平放置的轴杆上固定两个薄圆盘A、B,A、B平行

相距2m,轴杆的转速为4800r/min,子弹穿过两盘留下两弹孔a、瓦测得两弹孔所在半

径的夹角是60°,如图所示。则该子弹的速度大小可能是（）

A.360m/s

B.720m/s

C.108m/s

D.960m/s

答案:D

解析：4800r/min=80r/s,子弹从A盘到B盘，盘转过的角度为兀(〃=0,1,2,…)，盘转

动的角速度为①=2兀〃=2兀x80rad/s=160兀rad/s。子弹在A、B间运动的时间等于圆盘转

动时间,即有&=2,解得V=2X16°Km/s=-^-m/s(〃=0,1,2,…)。"二。时,v=960m/s;n=l

v3

2nnd­—36n+l

时,v=137m/s;〃=2时,v=73.8m/s......故D正确,A、B、C错误。

二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分，共15分。每小题有多个选项符合题目要

求。全部选对得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

6.如图所示，小物块从半球形碗的碗口下滑到碗底的过程中，若物块的速度大小始终不变,

则()

A.物块的加速度大小始终不变

B.碗对物块的支持力大小始终不变

C.碗对物块的摩擦力大小始终不变

D.物块所受的合力大小始终不变

答案:AD

解析:因物体的速度大小不变,物块做匀速圆周运动，故其向心力大小不变,即物体所受合

力大小不变，故D正确。由歹=机。可知,物块的加速度大小始终不变，故A正确。物块在

运动过程中受重力、支持力及摩擦力作用，如图所示,支持力与重力沿径向的分力的合力

充当向心力，而在物块下滑过程中重力沿径向的分力变化,故支持力一定会变化，故B错

误。在切向上摩擦力应与重力沿切向的分力大小相等，方向相反，因重力沿切向的分力变

化，故摩擦力也会发生变化，故C错误。

FN

■Ft

G

7.如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于。

点。设法让两个小球均在各自的水平面上做匀速圆周运动。已知/i跟竖直方向的夹角

为60°,/2跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是（）

A.细线八和细线/2所受的拉力大小之比为8：1

B.小球A和B的角速度大小之比为1：1

C.小球A和B的向心力大小之比为3：1

D.小球A和B的线速度大小之比为3V3：1

答案:AC

解析:对任一小球，设细线与竖直方向的夹角为仇竖直方向受力平衡，则FTCOS。=〃琢,解得

无=31所以细线八和细线/2所受的拉力大小之比q=啰斗=百，故A正确。小球

COS0FT2COS60

所受合力的大小为mgtan。，根据牛顿第二定律得mgtan9=mlco2sin。，解得co=以

\ICOSu

两小球角速度大小之比生=经咚=置，故B错误。小球所受合力提供向心力，则向

3?cos60

心力为F=mgtan仇小球A和B的向心力大小之比为生=如与=3,故C正确。根据

F2tan30

.「/sin仇得小球A和B的线速度大小之比纭=黑=屈故D错误。

8.如图所示,A、B、C三个物体放在水平旋转的圆盘上，三个物体与转盘的最大静摩擦力

均为重力的〃倍,A的质量是2冽,B和C的质量均为机,A、B离轴距离为r,C离轴距离为

2厂,若三个物体均相对圆盘静止，则（）

A.每个物体均受重力、支持力、静摩擦力、向心力四个力作用

B.C的向心加速度最大

C.B的摩擦力最小

D.当圆盘转速增大时,C比B先滑动,A和B同时滑动

答案:BCD

解析:物体随圆盘一起做圆周运动，受重力、支持力和静摩擦力三个力作用，故A错误。

A、B、C三个物体的角速度相等，根据a=厂02知,c的半径最大，则C的向心加速度最大，

故B正确。根据静摩擦力提供向心力知,氏\=2机厂。2/£8=机厂。2,77支=加2厂。2=2机厂02,可知

B的摩擦力最小，故C正确。根据〃机g=的02得，①=旧,C离轴距离最大，则c的临界角

速度最小，当转速增大时,C先滑动,A、B离轴距离相等，临界角速度相等，则A、B同时滑

动，故D正确。

三、非选择题（本题共5小题，共60分）

9.（8分）某同学利用如图所示的装置来探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。

两个变速轮塔通过皮带连接，调节装置，转动手柄，使长槽和短槽分别随变速轮塔在水平

面内匀速转动，槽内的钢球做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的弹力提供向心力，钢球

对挡板的弹力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺，标尺上的黑白相间

的等分格显示出两个钢球所受向心力的大小。图中左侧短槽的挡板距标尺1的距离与

右侧挡板距标尺2的距离相等。

⑴实验时，为使两钢球角速度①相同，则应将皮带连接在半径（选填“相同”或“不

同”）的变速轮上。

（2）在探究向心力大小与角速度关系时，应选用质量与钢球1质量（选填“相同”或

“不同”）的钢球2,并放在图中（选填或"3”）位置。

答案:⑴相同

（2）相同A

解析：（1）变速轮属于皮带传动装置，边缘各点的线速度大小相等,实验时，为使两钢球角速

度相同，则应将皮带连接在半径相同的变速轮上。

（2）在探究向心力大小与角速度关系时，应保持质量和半径相等，选用质量与钢球1质量

相等的钢球2,并放在题图中A位置。

10.(10分)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实

验。所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为『0.20

m)o

完成下列填空：

⑴将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图甲所示，托盘秤的示数为1.00kgo

(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图乙所示，该示数为

kgo

(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧。此过程中托盘

秤的最大示数为肛多次从同一位置释放小车，记录各次的加值如下表所示。

序号12345

m/kg1.801.751.851.751.90

(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为N;小车通过

最低点时的速度大小为m/so(重力加速度大小取9.80m/s2,计算结果保留2位

有效数字。)

答案:⑵1.40

(4)7.91.4

解析:(2)题图乙中托盘秤的示数为1.40kgo

1.80+1.75+1.85+1.75+1.90,1

(4)小车5次经过最低点时托盘秤示数的平均值为m------------------------------kg=l.8l

小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为

F=(l.81-1.00)x9.80N=7.9N

由题意可知小车的质量为

m,=(1.40-1.00)kg=0.40kg

对小车，在最低点时由牛顿第二定律得

一,rrVv2

F-m8=—

解得v=1.4m/so

n.(i2分)右图是马戏团上演的飞车节目,圆轨道半径为凡表演者骑着车在圆轨道内做

圆周运动。已知表演者和车的总质量均为打当乙车以也=属天的速度过轨道最高点B

时,甲车以V2=V3VI的速度经过最低点A。忽略其他因素影响，求：

(1)乙在最高点B时受轨道的弹力大小；

(2)甲在最低点A时受轨道的弹力大小。

答案：(1)小？(2)7机g

解析：(1)乙在最高点的速度vi>J证，故受轨道弹力方向向下。

由牛顿第二定律得FB+mg=777—

解得FB=mgo

(2)甲在最低点A时，由牛顿第二定律得

FA-mg=ni^-

解得FA=7mg。

12.(14分)如图所示的装置可绕竖直轴00阵专动，可视为质点的小球在A点与两细线连接

后两细线分别系于B、C两点,当细线AB沿水平方向绷直时，细线AC与竖直方向的夹

角8=37°。已知小球的质量M=1kg,细线AC长m。重力加速度g取10m/s2,sin

37°=0.6,cos37°=0.8。

O'

(1)若装置匀速转动，细线AB刚好被拉直成水平状态,求此时角速度仞的大小。

(2)若装置匀速转动的角速度02=乎出叫求细线AB和AC上的拉力大小FTAB>FTAC。

答案:⑴子rad/s

(2)2.5N12.5N

解析：(1)细线AB刚好被拉直，则AB的拉力为零，小球由AC的拉力和重力的合力提供向

心力,根据牛顿第二定律有

mgtan37°=mlAB3j

解得0i=『差37:_rad/s=¥rad/so

(2)若装置匀速转动