通用版带答案高中物理必修二第六章圆周运动微公式版名师选题.pdf

1 通用版带答案高中物理必修二第六章圆周运动微公式版名师选题通用版带答案高中物理必修二第六章圆周运动微公式版名师选题 单选题 1、如图为某一皮带传动装置，主动轮M的半径为1，从动轮N的半A径为2，已知主动轮做顺时针转动，转速为1，转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是（）A从动轮做顺时针转动 B从动轮的角速度大小为2112 C从动轮边缘线速度大小为211 D从动轮的转速为211 答案：B A因为主动轮做顺时针转动，从动轮通过皮带的摩擦力带动转动，所以从动轮逆时针转动，故 A 错误；BD由干通过皮带传动，皮带与轮边缘接触处的线速度相等，根据 =2 得 22=1 所以 2 2=112 则 2=2112 故 B 正确，D 错误；C从动轮边缘线速度大小为 2=2 22=211 故 C 错误。故选 B。2、如图所示是利用两个大小不同的齿轮来达到改变转速的自行车传动结构的示意图。已知大齿轮的齿数为 48个，小齿轮的齿数为 16 个，后轮直径约为小齿轮直径的 10 倍假设脚踏板在1s内转 1 圈，下列说法正确的是（）A小齿轮在1s内也转 1 圈 B大齿轮边缘与小齿轮边缘的线速度之比为 3：1 C后轮与小齿轮的角速度之比为 10：1 D后轮边缘与大齿轮边缘的线速度之比为 10：1 答案：D AB齿轮的齿数与半径成正比，因此大齿轮的半径是小齿轮半径的 3 倍，大齿轮与小齿轮是链条传动，边缘点线速度大小相等，令大齿轮为A，小齿轮为B，后轮边缘为C，故 3 vA：vB=1：1 又 rA：rB=3：1 根据 v=r 可知，大齿轮与小齿轮的角速度之比 A：B=rB：rA=1：3 所以脚踏板在1s内转 1 圈，小齿轮在1s内转 3 圈，故 AB 错误；CDB、C两点为同轴转动，所以 B：C=1：1 根据 v=r 可知，后轮边缘上C点的线速度与小齿轮边缘上B点的线速度之比 vC：vB=rC：rB=10：1 故 C 错误，D 正确。故选 D。3、如图所示，轻质细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长 1m，小球质量为 1kg，现使小球在竖直平面内做圆周运动，小球通过轨道最低点A的速度为vA=7m/s，通过轨道最高点B的速度为vB=3m/s，g取 10m/s2，则小球通过最低点和最高点时，细杆对小球的作用力（小球可视为质点）为（）4 A在A处为推力，方向竖直向下，大小为 59N B在A处为拉力，方向竖直向上，大小为 59N C在B处为推力，方向竖直向下，大小为 1N D在B处为拉力，方向竖直向下，大小为 1N 答案：B AB在最低点，杆一定表现为拉力，设拉力大大小为 F,由牛顿第二定律 =2 解得 =59N 方向竖直向上，故 A 错误，B 正确；CD在租高点，设杆的弹力为，以竖直向下为正方向，由牛顿第二定律+=2 解得=1N 所以杆的弹力为推力，方向竖直向上大小为 1N，故 CD 错误。故选 B。4、做曲线运动的物体在运动过程中，下列说法正确的是（）5 A做匀速圆周运动的物体处于平衡状态 B平抛运动速度变化快慢不变 C曲线运动它所受的合外力一定是恒力 D曲线运动加速度大小一定改变 答案：B A做匀速圆周运动的物体所受的合外力方向一定与速度方向垂直，合力一定不为零，一定处于不平衡状态，故A 错误；B平抛运动的加速度不变，则速度变化的快慢不变。故 B 正确；C曲线运动它所受的合外力可以是恒力，如平抛运动，也可以是变力，如匀速圆周运动，故 C 错误；D曲线运动加速度大小不一定改变，如平抛运动加速度大小不变。故 D 错误。故选 B。5、如图所示为一电脑 CPU 的散热风扇，O点在风扇上表面，叶片围绕O点所在转轴转动，可以通过改变转速为CPU 散热降温。图中a、b两点为同一叶片上靠近边缘的两点，a、b两点到O点距离相等，当风扇转速稳定在1800r/min 时，下列说法正确的是（）Aa点转动的周期约为 0.3s Bb点转动的角速度约为 18.8rad/s Ca、b两点转动的线速度一定不同 Da、b两点转动的角速度一定不同 答案：C Aa点转动的周期等于风扇转动的周期，为 6 =1=130s 0.03s 故 A 错误；Bb点转动的角速度为 =2 188rad/s 故 B 错误；CDa、b两点同轴转动，角速度一定相同，线速度是矢量，有大小有方向，因为a、b两点到O点距离相等，线速度方向沿轨迹切线方向，则线速度的方向一定不同，故 C 正确，D 错误。故选 C。6、如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来 B人在最高点时对座位不可能产生大小为mg的压力 C人在最低点时对座位的压力等于mg D人在最低点时对座位的压力大于mg 答案：D A在最高点时，只要速度够大，人就会对座位产生一个向上的作用力，即使没有安全带，人也不会掉下去，故A 错误；7 B若在最高点时，人对座位产生压力为mg，则 +=2 解得 =2 故只要速度 =2 人在最高点时就对座位产生大小为mg的压力，故 B 错误；CD人在最低点时，受到座位的支持力和重力，两力的合力充当向心力，即 N =2 解得 N=2+故 C 错误，D 正确。故选 D。7、如图所示是一个玩具陀螺，a，b，c是陀螺上的三个点，当陀螺绕垂直于地面的轴线以恒定角速度 旋转时，下列叙述中正确的是（）Aa、b和c三点线速度大小相等 Ba、b和c三点的角速度相等 8 Cb、c两点角速度比c的大 Dc的线速度比a、b的大 答案：B a，b，c三点同轴同时转动，故三点的角速度相等。线速度=，从图中可知，a，b半径相等，大于c点半径，故a，b线速度也相同，大于c点线速度。故选 B。8、如图甲，小球用不可伸长的轻绳连接绕定点O在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点的速度大小为v，此时绳子拉力大小为F，拉力F与速度的平方v2的关系如图乙所示，图像中的数据a和b以及重力加速度g都为已知量，以下说法正确的是（）A数据a与小球的质量有关 B数据b与小球的质量无关 C比值只与小球的质量有关，与圆周轨道半径无关 D利用数据a、b和g能够求出小球的质量和圆周轨道半径 答案：D A当v2a时，此时绳子的拉力为零，小球的重力提供向心力，则有 =2 解得 2=即 9 =与小球的质量无关，A 错误；B当2=2时，对小球受力分析，则有 +=2 解得 =与小球的质量有关，B 错误；C根据 A、B 可知=与小球的质量有关，与圆周轨道半径有关，C 错误；D根据 A、B 可知 =D 正确。故选 D。9、2018 年 11 月珠海航展，国产全向矢量发动机公开亮相。图为安装了中国国产全向矢量技术发动机的歼-10B战机飞出“眼镜蛇”“落叶飘”等超级机动动作。图为某矢量发动机的模型，O点为发动机转轴，A、B为发动机叶片上的两点，v表示线速度，表示角速度，T表示周期，a表示向心加速度，下列说法正确的是（）10 A，B，=C，=答案：B 同轴转动，角速度相等，故=而根据线速度和角速度关系可知 =因为，所以 圆周运动周期为 =2 因为角速度相同，所以周期也相同。此外向心加速度 =2 因为，所以 故选 B。10、下列现象或措施中，与离心运动有关的是（）A汽车行驶过程中，乘客要系好安全带 B厢式电梯张贴超载标识 11 C火车拐弯处设置限速标志 D喝酒莫开车，开车不喝酒 答案：C A汽车行驶过程中，乘客要系好安全带是为了防止车辆急停急转身体脱离座椅而发生伤害，A 不符合题意；B厢式电梯张贴超载标识是为了防止超载引起电梯不能正常运行而发生以外，B 不符合题意；C火车拐弯处设置限速标志，是防止火车转弯时速度过大出现离心现象而出现脱轨，C 符合题意；D酒后人的反应变慢，开车容易导致交通事故，D 不符合题意；故选 C。11、如图所示，在竖直杆上的A点系一不可伸长的轻质细绳，绳子的长度为，绳的另一端连接一质量为的小球，小球可看作质点，现让小球以不同的角速度绕竖直轴做匀速圆周运动，小球离A点的竖直高度为，重力加速度为，下列说法正确的是（）A小球离A点的竖直高度与小球运动的角速度成正比 B小球离A点的竖直高度与小球运动的角速度成反比 C绳子的拉力与小球运动的角速度成正比 D绳子的拉力与小球运动的角速度的平方成正比 答案：D AB小球受力如图所示 12 根据牛顿第二定律 tan=2sin 解得=cos=得到=2 即与角速度的平方成反比，故 AB 错误；CD绳子的拉力为=2sinsin=2 即绳子的拉力与小球运动的角速度的平方成正比，故 D 正确，C 错误。故选 D。12、如图为某发动机的模型，O点为发动机转轴，A、B为发动机叶片上的两点，v表示线速度，表示角速度，T表示周期，a表示向心加速度，下列说法正确的是（）13 AvAvB，TATBBvAvB，A=B CAaB，TA=TB 答案：B 由图可知，A、B两点同轴做匀速转动，角速度相等=由于A点转动的半径小，B点转动的半径大；由公式=，则A、B两点的线速度大小关系为 向心加速度：=2，由于A点转动的半径小，则A的向心加速度小，即 由于是同轴转动，二者的角速度相等，周期也相等。故 B 正确，ACD 错误。故选 B。13、在水平面上，小猴拉着水平绳子牵引小滑块做匀速圆周运动，O点为圆心，能正确地表示小滑块受到的绳子拉力F及摩擦力f的图是（）AB CD 答案：A 小滑块做匀速圆周运动，绳子拉力和摩擦力的合力充当向心力，指向圆心。而摩擦力总是与滑块的速度方向相14 反，故摩擦力方向为轨迹的切线方向，故拉力应有与摩擦力方向相反的分力，同时有指向圆心的分力。故选 A。14、如图所示为时钟面板，当时钟正常工作时，关于时针、分针和秒针的转动，下列判断正确的是（）A时针的角速度最大 B秒针的角速度最大 C时针尖端的线速度大于分针尖端的线速度 D时针、分针、秒针的转动周期相等 答案：B AB相同时间内秒针转过的角度最大，所以秒针的角速度最大，故 A 错误，B 正确；C由于相同时间内分针针转过的角度大于时针转过的角度，所以分针的角速度大于时针的角速度，又因为分针的长度大于时针，根据 =知分针尖端的线速度大于时针尖端的线速度，故 C 错误；D时针、分针、秒针的转动周期不相等，故 D 错误。故选 B。15、用材料相同、粗细相同、长短不同的绳子，各系一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，如图所示，下列说法正确的是（）A两个小球以相同的线速度运动时，长绳易断 15 B两个小球以相同的角速度运动时，长绳易断 C两个小球以相同的周期运动时，短绳易断 D两个小球以相同的加速度运动时，短绳易断 答案：B A由公式 =2 可知，两球的线速度相等时，绳子越短，向心力越大，绳子的拉力越大，越容易断。A 错误；B由公式 =2 可知，两球的角速度相等时，绳子越长，向心力越大，绳子的拉力越大，越容易断。B 正确；C由公式 =422 可知，两球的周期相等时，绳子越长，向心力越大，绳子的拉力越大，越容易断。C 错误；D由公式 =可知，两球的加速度大小相等时，绳子的拉力大小相等，绳子断裂程度相同。D 错误。故选 B。多选题 16、下列现象中，与离心运动有关的是（）A汽车转弯时速度过大，乘客感觉往外甩 B运动员投掷链球时，在高速旋转的时候释放链球 16 C洗衣服脱水桶旋转时，衣服紧贴在桶壁上 D汽车启动时，乘客向后倒 答案：ABC A汽车转弯时速度过大，乘客做离心运动感觉往外甩，A 符合题意；B运动员投掷链球时，在高速旋转的时候释放链球，链球做离心运动，B 符合题意；C洗衣服脱水桶旋转时，衣服紧贴在桶壁上，水滴做离心运动被甩出，C 符合题意；D汽车启动时，乘客因惯性向后倒，不是离心运动，D 不符合题意。故选 ABC。17、如图甲所示，轻杆一端固定在O点另端固定一个小球，让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，小球运动到最高点时，受到杆的弹力大小为F，速度大小为v，其F2图像如图乙所示。则（）A小球的质量为 B当地的重力加速度大小为 C2=时，小球对杆的弹力方向向下 D2=2时，小球受到的弹力大小与重力相等 答案：BD B由题图乙可知，当2=时，杆对球的弹力恰好为零，此时小球只受重力，则有 =2=17 即重力加速度 =故 B 正确；A当2=0时，向心力为零，杆对球的弹力恰好与球的重力等大反向，有 =则小球的质量 =故 A 错误；C根据圆周运动的规律，当2=时，杆对球的弹力为零，当2 时 +=2 杆对球的弹力方向向下，由于2=，故杆对小球的弹力方向向下，根据牛顿等三定律，小球对杆的弹力向上，故 C 错误；D当2=2时 +=2=2 又 =得 =故 D 正确。故选 BD。18 18、如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则（）A物块始终受到三个力作用 B物块受到的合力始终指向圆心 C在c、d两个位置，物块所受支持力N=mg，摩擦力f为零 D在a、b两个位置物块所受摩擦力提供向心力，支持力N=mg 答案：BD AC物块在竖直平面内做匀速圆周运动，受到的重力与支持力在竖直方向上，c、d两点物块所受的向心力由重力和支持力的合力提供，摩擦力为零，重力与支持力不相等，其他时候要受到摩擦力的作用，故 AC 错误；B物块在竖直平面内做匀速圆周运动，合外力就是向心力，匀速圆周运动的向心力指向圆心，故 B 正确；D在b位置受力如图，因物块做匀速圆周运动，故合力指向圆心，支持力N=mg，摩擦力f提供向心力，同理可得，在a位置的情形相同，故 D 正确。故选 BD。19、诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈 海姆和康斯坦丁 诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯”缆线的制造成为可能，19 人类将有望通过“太空电梯”进入太空。现假设有一“太空电梯”悬在赤道上空某处，相对地球静止，如图所示，那么关于“太空电梯”，下列说法正确的是（）A“太空电梯”各点均处于完全失重状态 B“太空电梯”各点运行周期相同 C“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离的开方成反比 D“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离成正比 答案：BD A“太空电梯”各点随地球一起做匀速圆周运动，只有位置达到同步卫星的高度的点才处于完全失重状态，A 错误；B“太空电梯”相对地球静止，各点做圆周运动的周期都等于地球自转周期，各点运行周期相等，B 正确；CD“太空电梯”相对地球静止，各点角速度 相等，各点线速度=，与该点离地球球心距离r成正比，C错误，D 正确.故选 BD。20、如图所示，有一个半径为R的光滑圆轨道，现给小球一个初速度，使小球在竖直面内做圆周运动，则关于小球在过最高点的速度v，下列叙述中正确的是（）Av的极小值为 20 Bv由零逐渐增大，轨道对球的弹力逐渐增大 C当v由值逐渐增大时，轨道对小球的弹力也逐渐增大 D当v由值逐渐减小时，轨道对小球的弹力逐渐增大 答案：CD A由于轨道可以对球提供支持力，小球过最高点的速度最小值为 0，故 A 错误；BD当0 时，小球受到的弹力为外轨对它向下的压力，即 +N=2 得 N=2 v越大，FN越大，故 C 正确。故选 CD。21、如图所示，竖直固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面内做匀速圆周运动。以下关于A、B两球作圆周运动时的速度（vA、vB）、角速度（A、B）、加速度（aA、aB）和对锥壁的压力（FNA、FNB）的说法正确的是（）21 AvAvB BAB CaA=aB DFNA=FNB 答案：ACD CD对小球受力分析如图所示，由于两个小球的质量相同，并且都是在水平面内做匀速圆周运动，所以两个小球的受力相同，它们的向心力的大小和受到的支持力的大小都相同=sin 向=tan=所以有 FNA=FNB aA=aB 故 CD 正确；22 A由于它们的向心力大小相同，由向心力的公式 F向=m2 可知，半径大的，线速度大，所以 vAvB 故 A 正确；B由向心力的公式 F向mr2 可知半径大的，角速度小，所以 AB 故 B 错误 故选 ACD。22、铁轨在弯道处总是外轨略高于内轨，这样可使火车以规定速度通过弯道时内外轨道均不受侧向挤压，保证行车安全，下列说法正确的是（）A当火车的速度大于规定速度时，火车将挤压外轨 B当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力、向心力 C若要增加火车转弯时的规定速度，在设计铁路时可适当增大弯道上内外轨道的高度差 D只要火车转弯时速度足够小，内外轨道就不会受到侧向挤压 答案：AC A当火车的速度大于规定速度时，火车有离心运动的趋势，此时外轨道受有侧向的挤压，不足的向心力由外轨道侧向挤压力提供，故 A 正确；B火车在按规定速度行驶时内外轨道均不向车轮施加侧向压力，受重力和支持力，合力提供向心力，故 B 错误；23 C若要增加火车转弯时的规定速度，在设计铁路时可适当增大弯道上内外轨道的高度差，以增大重力和支持力的合力，即增大向心力，故 C 正确；D当火车以小于规定速度时，有向心趋势，挤压内轨，即车轮轮缘会挤压内轨，故 D 错误。故选 AC。23、如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为 30和 60，有A、B 两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）AA、B 球受到的支持力之比为3:1 BA、B 球的向心力之比为3:1 CA、B 球运动的角速度之比为 2：1 DA、B 球运动的线速度之比为 1：1 答案：AD A.小球竖直方向受力平衡，根据平衡条件得 sin30=sin60=解得=31 A 正确；B.根据题意得=tan30 =tan60 24 解得=31 B 球的向心力之比为3:1，B 错误；C.根据牛顿第二定律得 tan30=2 tan30 tan60=2 tan60 解得=31 C 错误；D.根据牛顿第二定律得 tan30=2tan30 tan60=2tan60 解得=11 D 正确。故选 AD。24、如图为家用滚筒洗衣机，滚筒上有很多漏水孔，洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动。若一只袜子紧贴筒壁随滚筒在竖直平面做匀速圆周运动，则（）25 A袜子的加速度恒定 B袜子在最低点处于超重状态 C袜子在最高点处于超重状态 D袜子上的水在最低点更容易甩出 答案：BD A袜子随滚筒在竖直面上做匀速圆周运动，则加速度大小不变，方向不断变化，选项 A 错误；B袜子在最低点时，加速度向上，处于超重状态，选项 B 正确；C袜子在最高点时，加速度向下，处于失重状态，选项 C 错误；D袜子做匀速圆周运动，所需的向心力相同，对筒壁的压力不同，压力最大的地方，脱水效果最好，在最低点，根据牛顿第二定律可知 2 解得 +2 即袜子在最低点对滚筒壁的压力最大，在最高点对滚筒壁的压力最小，故袜子上的水是在最低点更容易甩出，选项 D 正确。故选 BD。25、关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（）26 A平抛运动是匀变速曲线运动 B匀速圆周运动的加速度始终不变 C做平抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下 D做匀速圆周运动的物体的角速度不变 答案：AD A平抛运动加速度是恒定不变的，则是匀变速曲线运动，选项 A 正确；B匀速圆周运动的加速度大小不变，方向不断变化，选项 B 错误；C做平抛运动的物体落地时有水平速度，则速度方向不可能竖直向下，选项 C 错误；D做匀速圆周运动的物体的角速度不变，选项 D 正确。故选 AD。填空题 26、如图所示为皮带传动装置，大轮与小轮共轴转动，中轮与小轮通过皮带传动。已知大轮半径为 3R，中轮半径为 2R，小轮半径为R，C、A、B分别为大、中、小三轮边缘上的一点，假设传动时皮带不打滑，则A、B二点的线速度之比为_，A、B、C三点的向心加速度之比为_。答案：1:1 1:2:6 1A、B两点为皮带传动，则二者线速度相等，线速度之比为1:1。2B、C两点为共轴传动，则二者角速度相等，则二者线速度之间关系满足=3=13 且有 27 =则三者的向心加速度满足=22，=2，=23 联立以上各式可得:=1:2:6 27、车胎和水平路面间动摩擦因数=0.5，转弯路径近似看成一段圆弧，圆弧半径R=20m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。若要安全转弯，车速不能超_m/s。答案：10 设最大速度为v，则由牛顿第二定律 =2 得 =0.5 10 20m/s=10m/s 28、如图所示皮带转动轮，大轮直径是小轮直径的 2 倍，A是大轮边缘上一点，B是小轮边缘上一点，C是大轮上一点，C到圆心1的距离等于小轮半径转动时皮带不打滑，则A、B两点的角速度之比A:B=_，B、C两点向心加速度大小之比B:C=_。答案：1:2 4:1 1A、B两点的线速度相等，A的半径是B的半径的 2 倍，根据 =知 28 A:B=1:2 2点A、C共轴转动，角速度相等，即 A:C=1:1 所以 A:B:C=1:2:1 B、C 具有相同的半径，根据 =2 知 B:C=4:1 29、明代出版的天工开物一书中，有牛力齿轮（牛转翻车）的图画，如图所示，这说明勤劳勇敢的先辈们已经掌握了齿轮传动技术。甲、乙两轮转动过程中（不打滑），甲轮的半径大于乙轮的半径，甲轮边缘质点的线速度_（填“大于”、“小于”或“等于”）乙轮边缘质点的线速度；甲轮边缘质点的加速度_（填“大于”、“小于”或“等于”）乙轮边缘质点的加速度。答案：等于 小于 1甲轮和乙轮属于齿轮传动，线速度相等；2根据=2，甲轮的半径大于乙轮的半径，可知甲轮边缘质点的加速度小于乙轮边缘质点的加速度。29 30、用绳系着小球在竖直平面内做圆周运动，绳长为L，绳的另一端固定，小球质量为m，要使小球能通过最高点，则最高点时的速度必须_，若小球以恰能通过最高点时速度的 3 倍的速度通过最高点，此时绳中张力大小为_。答案：；8mg 分析：本题考察竖直面内圆周运动的绳球模型。1小球能运动到最高点时受重力和绳向下的拉力，由圆周运动的规律 +=2 若v减小，T减小，当T等于零时，此时有 =2 解得 =是小球能上到最高点的最小速度，即最高点时的速度必须大于等于。2若小球以恰能通过最高点时速度的 3 倍的速度通过最高点，即=3，由圆周运动规律 +=2 解得=8